84、生物光子学介入成像技术：原理、应用与挑战

生物光子学介入成像技术：原理、应用与挑战

1. 生物光子学技术的前沿应用

生物光子学在医疗领域正展现出巨大的潜力，多种光学成像方法被广泛应用于癌症诊断和介入治疗中。其中，光声针发出的光可用于局部表征癌性病变，提高活检针的引导精度。在前列腺治疗的动物模型中，近距离放射治疗种子也能被成功成像。此外，该领域不断有新的应用出现，如利用多光谱技术区分神经和肌腱、机器人辅助手术引导以及导管跟踪等。

2. 光学灌注成像技术

光学灌注成像不仅可以通过血红蛋白的吸收来获取血液的光学特征，还能检测移动红细胞散射的信号。这种技术可用于感知血管内的血流或大块组织的灌注情况，进而记录或监测组织状况，如红斑、牛皮癣、烧伤恢复和皮肤贴片的活力等。

当光被移动的血细胞散射时，由于多普勒效应，光的光学频率会发生偏移，这会导致频率偏移的光与静止结构背散射的光在探测器处发生干涉。当用相干激光照射时，静止结构和组织的散射会在成像探测器上形成高对比度的散斑图案。然而，在有组织运动或血流的图像区域，局部散斑对比度会降低。这种对比度信息通常会被转换为代表血流速度的伪彩色图像，这种技术被称为激光散斑对比成像（LSCI）。

另一种相关技术是激光多普勒血流仪，它可以在单个点记录静止和移动结构散射光之间的时间演变。如果这个点在组织表面进行扫描，该技术则被称为激光多普勒成像。

以下是光学灌注成像相关技术的对比表格：
| 技术名称 | 原理 | 应用场景 | 优点 |
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| 激光散斑对比成像（LSCI） | 利用移动血细胞散射光的多普勒效应，通过散斑对比度变化成像 | 监测组织血流、评估