三维光声超声定位显微成像（3D-PAULM）多参数平台：整合分子对比、血液氧合与微血管动力学成像的深组织研究

《npj Imaging》：3D-PAULM: integrated photoacoustic tomography and ultrasound localization microscopy for multiparametric brain and tumor imaging

　　

摘要

深入理解血脑屏障（BBB）破坏和肿瘤进展等过程，可受益于深组织中同步进行的分子、功能和血液动力学成像，然而现有的少数成像模态能够在同一三维框架内提供这些互补性的读取结果。在我们先前工作的基础上，我们进一步将三维光声断层扫描与超声定位显微成像（3D-PAULM）发展为一种多参数平台，将分子和功能性光声成像与超分辨率血管及血液动力学表征整合于固有配准的三维体积中。该平台结合多光谱光声成像、超声B模式成像、微泡增强的功率多普勒和超声定位显微成像，用于测量血液氧合度、血液灌注、微血管流动动力学和分子对比。我们在两个代表性的生物学场景中对3D-PAULM进行了应用：绘制局灶性缺血和全身性炎症后与BBB渗漏相关的吲哚菁绿空间分布图，以及在评估相对氧合度和肿瘤相关血管重塑的同时，对表达光开关型植物红素的肿瘤进行背景抑制的分子定位。总体而言，这些研究展示了一个统一的成像框架，在该框架中可以结合组织的功能状态和微血管环境来解读其分子变化。