小动物小白鼠活体光声超声分子探针内窥高清可视化 3D 成像分析是一种先进的生物医学成像技术,通过整合光学成像技术、分子探针设计与三维重建算法,实现对小白鼠体内结构的高分辨率、动态可视化观测。以下是具体介绍:
技术原理:
光学信号激发与探测:基于荧光或光声成像技术,通过特定波长的激光激发分子探针,如荧光染料、纳米颗粒或光声探针,使其发射光信号或产生超声信号。荧光成像利用高灵敏度探测器捕捉信号,结合共聚焦或双光子显微技术提高成像深度;光声成像则利用探针吸收光能后产生的热膨胀效应生成超声信号,通过接收并重建图像,兼具光学成像的高对比度和超声成像的深穿透优势。
三维重建算法:通过多角度扫描或层切技术获取二维图像序列,利用计算机算法,如滤波反投影、迭代重建或深度学习,合成三维模型,从而实现对血管形态、密度及血流动态的量化分析。
核心优势:
高分辨率与深穿透:荧光成像方面,双光子显微技术可将穿透深度提升至数百微米,分辨率达亚微米级,适用于毛细血管网络观测。光声成像的组织穿透深度可达数厘米,分辨率约 10-100 微米,可覆盖全脑范围。
动态实时监测:该技术支持活体长时间观测,可追踪脑血管新生、血流变化或药物干预后的动态响应,为疾病进展研究提供时间维度数据。还可结合多模态探针,同步获取血管结构、分子表达及功能状态信息,揭示神经血管耦合机制。
应用场景:
脑血管疾病研究:可用于研究阿尔茨海默病小鼠模型中脑血管结构的变化,阐明脑血管结构变化与认知功能障碍之间的时空相关性。也能实时观察缺血性卒中的血栓形成、血流再灌注及脑水肿过程,评估溶栓药物疗效。
肿瘤研究:通过监测小鼠背部肿瘤血管网络动态变化,对比治疗前后不同区域的血管密度和血管扭曲度,评估光动力治疗对肿瘤的影响,并动态监测肿瘤血管形态的变化,从而指导治疗并监控肿瘤治疗效果。
微整形手术监测:在大小鼠舌部血管研究中,能够实时监测和指导透明质酸注射过程,以预防血管并发症,特别是血管栓塞的发生,提高注射微整形手术的安全性。
典型成像系统:如 GAni 小动物活体多模态超高分辨率成像系统,全面集成了光声成像、超声成像和光学相干断层成像,兼容高分辨率显微和内窥双平台模式。TriTom 成像平台则利用光声和荧光断层扫描技术,可在 460-1320nm 波长范围内获取共配准荧光和光声信号,实现小动物模型的高分辨率 3D 无创体内成像。
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