生物標志物是指針對于疾病的狀態(tài)或者嚴重程度的可測量指標,包括酶、代謝物、核酸等多種分子。由于疾病會伴隨著特定的生物標志物濃度等的異常變化,它們常被用于分析和評估特定的疾病。作為一種無創(chuàng)的成像方法,光聲成像是一種可以檢測光吸收后產(chǎn)生的超聲波的成像技術(shù),并且能夠提供穿透深度達厘米級,分辨率達100μm的圖像。此外,利用光聲斷層掃描技術(shù)可以實現(xiàn)三維的光聲成像,這對于通過檢測生物標志物以無創(chuàng)方式來精準定位病灶區(qū)域而言是非常有利的�？杉せ钍降墓饴暀z測成像體系因能夠?qū)μ囟ǖ纳飿酥疚镯憫⒂纱水a(chǎn)生強烈光聲信號而具有重要的應用前景,因為它們可以實現(xiàn)高靈敏度的檢測以及對生物動態(tài)過程的實時追蹤。因此,設(shè)計開發(fā)能夠?qū)τ诩膊∠嚓P(guān)的生物標志物快速響應并可就病灶區(qū)域提供時間和三維空間的相關(guān)信息的可激活式光聲檢測與成像體系具有重要意義。在本文中,設(shè)計制備了三種可激活的光聲檢測與成像體系,并探討了這些體系在藥物誘發(fā)肝損傷和癌癥轉(zhuǎn)移中的檢測和成像。首先,開發(fā)了一種可由堿性磷酸酶（ALP）激活的增強型光聲檢測成像體系。通過將吲哚基團引入到氧雜蒽母體上合成了一種近紅外的發(fā)色團C₁X-OH,然后將可識... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

光聲斷層掃描的成像機制[7]

圖 1-2 光聲斷層掃描成像的不同信號接收方式的幾何結(jié)構(gòu)。（A）使用線形或平面陣列進行二維或三維成像（B）使用半球形陣列進行三維成像（C）使用圓環(huán)或圓柱形陣列進行三維成像[18]。Figure 1-2 Different photoacoustic tomography detection geometries (A) 2D or 3D imagingusing a linear or planar array (B) 3D imaging using hemi-spherical array (C) 2D or 3Dimaging using a circular or cylindrical array[18].1.2.2.1 基于線形或平面陣列配置的光聲斷層掃描基于線性或平面陣列收集信號搭載脈沖激光光源的光聲斷層掃描裝置（圖 1-2A）的最大的優(yōu)勢在于成本低且節(jié)約掃描時間[19-21]。來自可調(diào)激光器的光線通過光纖傳遞并激發(fā)目標，原始的光聲信號由一個數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)收集，用于后期處理和圖像顯示。并且，開發(fā)出的手持式探頭簡化了實驗過程和對象處理，使其更加適用于臨床診斷。但是，由于線性陣列換能器的檢測孔徑有限和靈敏度低（每個元件的檢測面積�。�，使得從線性

華南理工大學博士學位論文約為 200 μm 空間分辨率[22]。.2.2.3 基于圓環(huán)形陣列配置的光聲斷層掃描基于圓環(huán)形陣列掃描配置的光聲斷層掃描系統(tǒng)中，激光束通常從頂部照射整個樣且超聲換能器陣列在樣品周圍循環(huán)掃描以收集不同角度的 PA 信號（圖 1-2C）。由使用的靈活性和高靈敏度，這種配置是 PAT 成像中應用最廣泛的[23]。在臨床前期研究中，開發(fā)了用于生物標志物成像的多光譜光聲斷層掃描成multispectral optoacoustic tomography, MSOT）系統(tǒng)[24,25]。中心頻率為 5MHz 的 64電復合材料，環(huán)繞排列在一個 172 的球形曲線陣列中，多波長照射能夠?qū)?nèi)外源性劑進行成像[26]。假體或活體小鼠被兩束來自分叉纖維束正交的光激發(fā)，可以亞毫米率對整個小鼠身體進行成像，包括獨立的器官和血管[27,28]。本文中的研究內(nèi)容所使活體光聲成像系統(tǒng)就是這類 MSOT 系統(tǒng)（圖 1-3）。


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