光声-超声多模态小鼠活体成像研究系统是一种结合光声成像与超声成像优势的优良生物医学研究工具，其通过光声模块与超声模块的协同工作，实现了功能与结构信息的同步获取，为肿瘤学、神经科学、心血管疾病等领域的研究提供了高灵敏度、高分辨率、非侵入性的活体成像解决方案。

光声-超声多模态小鼠活体成像研究系统是一种结合光声成像与超声成像优势的优良生物医学研究工具，其通过光声模块与超声模块的协同工作，实现了功能与结构信息的同步获取，为肿瘤学、神经科学、心血管疾病等领域的研究提供了高灵敏度、高分辨率、非侵入性的活体成像解决方案。

一、系统组成与成像原理

1.光声模块：

配置脉冲可调式激光器，支持近红外一区（680-970nm）和近红外二区（1200-2000nm）的光声成像。

利用脉冲激光照射生物组织，组织的生色基团（内源或外源）吸收特定波长的能量，转化为热能，使附近组织发生热弹性膨胀，从而发射超声波。

超声探头接收这些超声波信号，并通过检测处理，形成光声图像。

2.超声模块：

配备高频超声探头，如MX250（14-28MHz）、MX550D（26-52MHz）等，可满足大鼠、小鼠等实验动物的成像需求。

超声探头将电能转换为超声波，通过耦合剂传递到小动物体内。超声波在遇到不同密度介质的交界面时发生反射，反射回的超声波被探头接收后，经数模转化形成超声图像。

二、系统优势

1.高灵敏度与高分辨率：

光声-超声多模态小鼠活体成像研究系统光声成像兼具光学成像的高对比度和超声成像的高分辨率，可实现深层组织的高灵敏度成像。

超声模块提供高分辨率的超声图像，清晰显示组织结构信息。

2.功能与结构信息同步获取：

光声模块与超声模块协同工作，实现光声信号与超声影像的共定位，同步获取功能与结构信息。

例如，在肿瘤研究中，可同时观察肿瘤血管生成（功能信息）和肿瘤边界（结构信息）。

3.非侵入性与实时性：

系统采用非侵入式成像方式，无需手术或电离辐射，可动态观察生理/病理过程。

支持实时成像，适用于长期研究或需要动态监测的实验场景。

三、应用场景

1.肿瘤研究：

监测肿瘤血管生成、血氧饱和度变化，评估抗血管生成药物疗效。

利用外源性造影剂（如金纳米棒）追踪纳米粒子在肿瘤组织的分布，优化药物载体设计。

观察肿瘤新生血管分布特征，为个性化治疗方案提供依据。

2.心血管疾病研究：

评估心脏功能（如射血分数、血流速度），监测心肌梗死后心脏功能恢复情况。

观察血管形态变化，评估动脉粥样硬化斑块稳定性。

追踪血管新生过程，评估促血管生成药物效果。

3.神经科学研究：

无创监测脑功能活动（如癫痫发作时的血流变化）。

观察脑卒中发生时脑部细微变化，评估脑保护策略效果。

识别脑胶质瘤等神经肿瘤，评估治疗效果。

4.药物代谢研究：

实时监测标记药物在动物体内的分布情况，了解靶向性与代谢信息。

通过光声成像分析药物对肿瘤血氧饱和度的影响，评估抗肿瘤效果。

四、典型系统案例

1.Vevo LAZR-X系统：

配备MX250和MX550D超声探头，支持近红外一区和近红外二区光声成像。

提供多种超声成像模式（如B-Mode、M-Mode、彩色多普勒模式等），满足不同研究需求。

在肿瘤血氧监测、心血管功能评估等研究中得到广泛应用。

2.广州光影细胞科技有限公司的高分辨光声多模态小动物活体成像系统：

基于声光共焦探测技术，实现横向分辨率3μm、轴向分辨率75μm的高分辨成像。

支持30MHz高频超声探头扫描，穿透深度达6mm，可清晰呈现小鼠全脑微血管网、深部滋养血管等结构。

提供多器官联检平台，支持肝-肾-脑代谢同步监测等功能。

3.ANI光声超声双模态显微成像系统：

集成532nm和1064nm激光光源，支持无标记血管成像和近红外二区造影剂成像。

通过一次成像同时获得光声和超声模态信息，实现快速稳定成像。

适用于小鼠大脑活体成像、肿瘤新生血管监测等研究场景。