高速光声小动物全身成像新模式
发布时间：2025-02-11 09:32:57 阅读数： 467
课题组研制的高速旋转扫描光声计算机断层扫描系统示意图。来源：POSTECH
在探索生物体内复杂生物过程和疾病进展的征途中，科学家们始终在寻找更为高效、精准的成像技术。随着科技的进步，传统的成像方法如x射线CT、MRI、PET和光学成像，虽然在各自领域发挥着重要作用，但它们的局限性也日益凸显。在此背景下，光声计算机断层扫描（PACT）作为一种新兴技术，正逐渐崭露头角，为生物体成像提供了新的可能。
PACT技术结合了光学和超声成像的优势，能够实现对生物组织内部结构、功能和分子特征的全面观察。然而，传统的全身PACT方法却面临着成像时间长和单侧视图受限的难题。为了解决这些挑战，一个由浦项工业大学的多学科专家组成的研究小组，成功开发了一种先进的连续旋转扫描PACT系统，为生物体的快速成像开辟了新的道路。
该PACT系统采用了快速旋转的半球形超声换能器阵列，这一创新设计使得系统能够同时收集多个数据点，从而显著提高了扫描速度。据研究报道，该系统能够在短短9秒内获得大鼠躯干的360°解剖图像，而在54秒内即可完成全身扫描。更令人惊叹的是，其空间分辨率达到了大约212微米（μm），这一数据足以满足对生物体内部细微结构的观察需求。
除了扫描速度的提升，该系统还具备强大的功能。它不仅能够可视化整个身体结构，还能够实时监测药物动力学以及活体动物血红蛋白氧饱和度的变化。这一功能对于理解生物体内的代谢过程和疾病发展具有重要意义。特别是在大范围组织中观察氧饱和度的能力，有望为科学家们提供更为深入、全面的视角，以揭示复杂生物系统中氧的运输和分布规律。
该PACT系统的成功研发，离不开研究团队的辛勤付出和卓越智慧。团队由浦项工业大学的金哲洪教授领衔，成员包括来自电子工程系、融合信息技术工程系、机械工程系和融合科学与技术学院的顶尖学者。其中，崔成旭研究员和杨静格研究员作为团队的骨干力量，分别拥有斯坦福大学和加州理工学院的博士学位，他们的专业背景和科研经验为项目的成功实施提供了有力保障。
金哲洪教授表示，该PACT系统在提供分子和功能信息的同时，还达到了现有成像技术的性能水平。这意味着，它不仅能够满足科学家们对生物体内部结构的观察需求，还能够为疾病诊断和治疗提供更加精准、可靠的数据支持。
崔成旭研究员则强调，该系统为临床前研究中的生物系统快速动力学和氧动力学提供了有价值的见解。这对于推动生物医学领域的发展，提高人类健康水平具有重要意义。
