科研人員成功研製消化道內光聲/超聲雙模內窺成像系統

日前，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所生物醫學光學與分子影像研究室在光聲消化道內窺成像領域取得新進展。該團隊在國際上率先研製成功可進行360°全視場成像的光聲/超聲雙模內窺成像系統，並可同時獲取消化道壁血管（光聲圖像）和消化道壁組織結構（超聲圖像）的三維信息。相關科研成果以In vivo photoacoustic/ultrasonic dual-modality endoscopy with a miniaturized full field-of-view catheter為題發表在生物醫學光學期刊Journal of Biophotonics上。

由於腫瘤的發生、發展及轉移與腫瘤滋養血管密切相關，而在腫瘤形成的初早期，就會出現滋養血管的形態學和功能學上的變化。光聲/超聲雙模內窺成像技術在不需要外源對比劑的條件下，即可精準獲取腫瘤周邊滋養血管的形態與代謝等功能信息，並同時獲取消化道管壁的形態變化。因此，該技術的出現，是對現有臨床診斷技術的重要補充，有望為提高早癌的診斷準確性提供重要幫助。同時，由於該系統的內窺導管，完全兼容現有臨床消化內鏡的活檢通道，可以在不影響現有檢查方法和術式的情況下，與內鏡同步進行成像，這為該技術的臨床應用推廣提供了良好的基礎。

該項目在研究員宋亮與副研究員龔小競的共同指導下，由林日強等研製完成。團隊目前正與北京武警總醫院、廣州中山第一附屬醫院開展合作，希望通過研究消化道癌症與疾病炎症區的血管形態、血氧飽和度等關鍵生物學指標，確定消化道早期癌症的光聲圖像特徵。

針對該技術，研究團隊已申請並授權了多項發明專利，為相關技術的產業轉化與推廣應用奠定了基礎。該項目在研究過程中獲得國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展（「973」）計劃、深圳市學科布局、深圳市基礎研究、中科院威高計劃等的項目資助。

圖1 A：光聲消化道內窺系統實物圖；B：內窺導管（外徑2.5毫米）完全兼容現有臨床消化內鏡，可經其活檢通道進入人體消化道；C：內窺導管(長2米)可在臨床消化內鏡手術下進行光聲/超聲雙模成像實驗。

圖2 大鼠直腸的活體成像結果：三維光聲（a）和超聲（b）成像。（c）：光聲與超聲融合成像。（d-f）對（a-c）圖像進行展開。（g）：對（d）圖的信號最大值投影。（h-m）分別代表A和B處的光聲/超聲/融合剖面圖。粉紅箭頭代表直腸環狀肌層；紅色箭頭是保護鞘管信號；白色箭頭是直腸管壁。

來源：中國科學院深圳先進技術研究院

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