Red de conocimientos sobre prescripción popular - Colección de remedios caseros - 4. Rama de investigación de imágenes fotoacústicas.

4. Rama de investigación de imágenes fotoacústicas.

Figura 2 Diagrama de bloques del sistema de tomografía fotoacústica

Figura 3 Sistema de microscopio fotoacústico (a) fibra óptica multieje; (c) lente cónica (d) lente de enfoque óptico y detector ultrasónico (e); ) Tanque de agua; (f) Soporte de fijación de animales; (g) Tomador de muestras y fibra de referencia; (1) Fuente de alimentación del motor; (k) Osciloscopio digital; p>En la actualidad, las principales ramas de investigación de las imágenes fotoacústicas incluyen la tomografía fotoacústica (PAT, ver Figura 2), la microscopía fotoacústica (PAM, ver Figura 3) y la endoscópica fotoacústica (IV PAI). La tomografía fotoacústica detecta claramente la distribución de los vasos sanguíneos cerebrales en ratones vivos (ver Figura 4) y refleja información sobre la función cerebral basada en el volumen sanguíneo, el flujo sanguíneo, el oxígeno en la sangre y otros parámetros. La tecnología de imágenes fotoacústicas proporcionará nuevos medios técnicos para estudiar la función cerebral. Basándose en las características de las imágenes fotoacústicas que reflejan la absorción de luz, los investigadores han desarrollado una tecnología de imágenes fotoacústicas de múltiples longitudes de onda y la han aplicado a las imágenes de tumores para obtener información morfológica de la neovascularización del tumor de alta resolución y información del metabolismo del tumor reflejada por la saturación de oxígeno en la sangre. La tecnología de imágenes fotoacústicas proporciona un sólido soporte técnico para el diagnóstico temprano y el seguimiento del tratamiento de los tumores. Las imágenes fotoacústicas de múltiples longitudes de onda han logrado resultados interesantes en la detección de la expresión y la actividad genética de proteínas fluorescentes en las profundidades del cuerpo. Las imágenes fotoacústicas endoscópicas de múltiples longitudes de onda se utilizan para detectar placas ateroscleróticas, y la información de composición de las placas ateroscleróticas se obtiene mediante análisis espectral (ver Figura 5), ​​que proporciona una base para la aplicación de imágenes endoscópicas fotoacústicas en la detección de enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares. Se sentaron las bases experimentales. Con la aparición de la microscopía fotoacústica, las imágenes fotoacústicas han alcanzado una nueva etapa. La microscopía fotoacústica mejora la resolución lateral en un orden de magnitud a 45? m. Utilizando la tecnología de imágenes de microscopía fotoacústica, no solo se pueden obtener imágenes de alta resolución de entidades de melanoma y microvasos circundantes (ver Figura 6), sino que también se puede obtener información sobre la saturación de oxígeno en sangre de animales vivos (ver Figura 7). La aparición de la microscopía fotoacústica de resolución óptica por debajo de la longitud de onda ha elevado la resolución de la tecnología de imágenes fotoacústicas a una altura sin precedentes, alcanzando los 221 nm. La microscopía optoacústica con resolución óptica (OR-PAM) puede obtener imágenes fácilmente de células de melanoma y glóbulos rojos. El desarrollo de nanosondas fotoacústicas ha añadido vitalidad a las imágenes fotoacústicas. Basándose en nanosondas fotoacústicas exógenas, los investigadores han desarrollado imágenes moleculares fotoacústicas y terapia fotoacústica. Las imágenes moleculares fotoacústicas permiten la detección de células tumorales que circulan en la sangre en un entorno magnético para determinar si las células tumorales han hecho metástasis y, finalmente, se han convertido en citometría de flujo fotoacústica.

Figura 4 Imágenes de monitorización continua del proceso de recuperación de una lesión cerebral fotoacústica. (a) a (f) son imágenes fotoacústicas reconstruidas de vasos sanguíneos corticales cerebrales en los días 1, 3, 5, 7, 9 y 1 después de la lesión, respectivamente. (g) Fotografía anatómica del cerebro de un ratón después de recuperarse de una lesión.

Figura 5 Imágenes fotoacústicas endoscópicas de aterosclerosis obtenidas mediante análisis espectral.

Figura 6 Utilice microscopía fotoacústica para monitorear el proceso de crecimiento del melanoma de oreja de ratón (a) Resultados de imágenes de microscopía fotoacústica de los vasos sanguíneos de la oreja de ratón antes de la inyección del melanoma (b) Imágenes fotoacústicas in vivo en el lugar de la inyección, glóbulos rojos; representa glóbulos rojos; (c) Imágenes fotoacústicas de la red vascular 4 días después de la inyección de células de melanoma, MT representa melanoma (d) Resultados de imágenes de microscopía óptica;

La Figura 7 utiliza un microscopio de resolución óptica de segunda generación para detectar el contenido de oxígeno en sangre en oídos de ratón.

Como nueva generación de tecnología de imágenes médicas no destructivas, las imágenes fotoacústicas pueden realizar imágenes sin etiquetas de células individuales, realizar imágenes de alta resolución de la forma de los vasos sanguíneos, analizar los componentes de diferentes tejidos, y detectar sangre con un parámetro de alta especificidad. Las imágenes fotoacústicas permiten el rastreo a múltiples escalas y la obtención de imágenes funcionales desde las células hasta las estructuras tisulares. Las imágenes fotoacústicas se pueden utilizar para estudiar la función del cerebro animal, la metástasis de las células tumorales y la morfología del tumor, las características fisiológicas y patológicas, el flujo sanguíneo anormal, la función del metabolismo de los fármacos, la expresión de proteínas fluorescentes profundas, la actividad genética, etc., lo que proporciona importantes investigaciones y desarrollo para aplicaciones biomédicas. El método de seguimiento tiene buenas perspectivas de desarrollo y un amplio potencial de aplicación biomédica. Se espera que la tecnología de imágenes fotoacústicas provoque cambios en los campos de las ciencias biológicas básicas y las imágenes médicas clínicas.