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超高分辨率光声显微镜检查发现血管阻塞

200年前,来自法国的医生首次使用听诊器,从那时以来,人们为观察人体做出了无数的努力。迄今为止,光声显微镜是提供人和动物的解剖,功能和分子信息的最佳工具。韩国POSTECH的研究团队开发了比传统光声显微镜系统快500倍的超分辨率定位光声显微镜。

POSTECH的创新IT工程学的Chulhong Kim教授与研究教授Jinyoung Kim和博士生Jongbeom Kim在《自然,光:科学与应用》发表的国际期刊上介绍了一种带有定制扫描镜的快速光声显微镜系统。这种新开发的显微镜使用稳定的商用振镜扫描仪和定制的扫描镜,无需使用造影剂就可以通过监测红细胞的流动来发现阻塞或破裂的血管。

当物体从发射的激光束中吸收光后,当光能转化为热时,光声显微镜通过引起振动来对细胞,血管和组织成像。使用检流计扫描仪的常规光声显微镜系统具有狭窄的视野,因为它们不扫描光声波,而仅扫描光束。使用线性电动载物台的常规光声显微镜系统在制作图像时也具有时间限制。

该研究小组开发了一种具有改进性能的新型光声显微镜系统。它可以在现有的光声显微镜系统中实现定制扫描镜,因此可以同时扫描光声波和光束。而且,它可以使用固有的红血球来监视非常小的血管,而无需使用造影剂,从而可以帮助系统很好地对血管成像。此外,新系统比传统系统快500倍。通过此改进,它可以通过定位光声信号来显示超分辨率图像,并且空间分辨率提高了2.5倍。

他们的研究成就在许多方面都是有意义的。特别是,该系统有望在中风和心血管疾病的诊断和治疗中非常有前途。由于它可以实时监测和记录血细胞的流动,因此也可以用于需要紧急诊断和治疗的血管疾病。而且,它允许直接监测微血管中的血液动力学。预期将其应用于各种领域,包括血液动力学响应,血管中的造影剂动力学和短暂的微循环异常。

Chulhong Kim教授说:“通过这种新型的光声显微镜系统,我们成功地在小鼠的耳朵,眼睛和大脑以及人的指尖成像了微血管。我们开发的技术可以作为传统脑成像系统的补充工具,并且成为未来临床前和临床研究的有希望的工具。”

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