研究目的
研究光声成像（OA）与近红外光学断层扫描（NIROT）结合的可行性，通过OA信号的光谱校正来量化组织脉管系统中的氧饱和度水平。
研究成果
混合OA/NIROT系统有效校正了光声信号中的光谱畸变，将吸收系数比值的误差从超过100%降至20%以下。这使得血管氧饱和度水平的估算更为精确，动脉的潜在误差可控制在10%以内。该方法为监测组织扰动和血管氧合提供了有价值的补充信息，在新生儿脑成像等临床应用中具有重要意义。
研究不足
该研究是在体模上进行的，而非活体，这限制了其直接的临床适用性。其准确性取决于对血管信号的正确识别，并受到系统噪声、运动伪影以及光学特性不确定性的影响。该方法在高度复杂或异质性的真实组织中可能表现不佳。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用反射模式的混合光学声学/近红外光学断层成像（OA/NIROT）系统。光学声学成像解析亚毫米级类血管吸收体，近红外光学断层成像估算光通量以实现光谱校正。理论模型包含通过NIRFAST软件实现的光扩散方程与有限元方法。
2：样本选择与数据来源：
使用两个模拟婴儿脑组织的长方体仿体。仿体1具有均匀散射背景及三根填充染料的管道作为血管；仿体2额外添加吸收圆柱体以模拟扰动。
3：实验设备与材料清单：
设备包括二极管泵浦Q开关Nd:YAG激光器配光学参量振荡器（Spitlight DPSS OPO，InnoLas Laser GmbH）、线阵超声探头（ATL L7-4，飞利浦）、研究级超声系统（V 1-64，Verasonics）、近红外光谱仪（Imagent，ISS公司），材料含脂肪乳剂（SMOFlipid 20%，费森尤斯卡比）、吲哚菁绿染料（IR-125，ACROS有机化学）、硅胶（SILPURAN 2420 A/B，瓦克化学）。
4：实验流程与操作规范：
光学声学测量通过多波长激光照射、超声探头信号采集及频域算法重建实现；近红外光学断层成像采用光纤照明与探测，通过旋转获取数据进行断层重建。利用NIRFAST估算光通量以校正光学声学信号光谱。
5：数据分析方法：
包含基于光谱相关性的光学声学信号分割、支撑区域内像素值统计分析，以及与蒙特卡洛模拟或解析模型参考值的对比。
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Naphthol Green B
Naphthol Green B for microscopy
Sigma-Aldrich
Dye used in background medium for optical properties.
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Spitlight DPSS OPO
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InnoLas Laser GmbH
Provides laser pulses for optoacoustic imaging illumination.
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ATL L7-4
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Philips N.V.
Linear array ultrasound probe for detecting optoacoustic signals.
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V 1-64
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Verasonics
Research ultrasound system for signal acquisition and processing.
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Imagent
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ISS Inc.
Near-infrared spectroscopy device for NIROT measurements.
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SMOFlipid 20%
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Fresenius Kabi
Fat emulsion used as background medium in phantoms.
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IR-125
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Indocyanine Green dye for mimicking blood absorption in vessels.
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SILPURAN 2420 A/B
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Silicone material for creating absorbing cylinders in phantoms.
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ELASTOSIL RAL blue 5022
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Wacker Chemie AG
Dye for coloring silicone to create optical heterogeneities.
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Polyethylene tubes
Inner diameter 0.28 mm, wall thickness 0.16 mm
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Tubes used to mimic blood vessels in phantoms.
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