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光声成像结合纯光学成像固有的高对比度和纯超声学成像的高分辨率的优点,是近年来发展的一种新型无损生物医学成像技术。基于光声效应的光声成像技术,是以脉冲激光或微波作为激励源、超声信号作为信息载体,通过对采集到的信号进行图像重建得到组织吸收分布信息的影像方法,该方法结合纯光学成像固有的高对比度和纯超声学成像的高分辨率的优点,在生物医学领域具有广阔的应用前景,已逐渐成为国际医学影像技术领域的研究热点。 本论文首先主要介绍了光声成像技术的研究进展、基本原理,在此基础上介绍了基于管镜和扫描镜系统的高分辨光声显微镜,这个系统可用于活体成像微血管。在532nm波长的激发下,对于10×物镜(NA=0.3),系统的横向分辨率为1.0μm,可以清晰的成像直径为7μm碳纤维和直径为5-6μm的红细胞。同时活体,对小鼠耳朵的血管网络光声显微成像,在图像中,动脉和静脉血管相伴而行,血管的复杂的分支和交叉都非常清晰,并且在微小的毛细血管中,可以分辨一个个类似红细胞的吸收点的排列情况。这些实验结果都说明这个系统有望用于血管网络的成像以及单个红细胞的检测。随后,在高分辨率率的光声显微镜的基础上,建立了光声流式细胞成像仪来活体识别特定的细胞。这个系统能够实现光声显微(x-y plane)二维成像和快速重复高分辨率的光声B扫成像。系统的B扫速度达到200帧/s,横向分辨率为1.5μm。文中,利用快速光声B扫成像捕捉血液中流动的血细胞,在这里,主要是以活体同时成像红细胞和黑色素瘤细胞,并运用特征模板识别的方法识别红细胞和黑色素瘤细胞作为演示来证明活体识别特定的细胞的可行性。相较于光声流式细胞仪利用光声信号的幅值以及时间参数的识别方法,这种图像识别的方法更准确,更能体现机器视觉化。这种高分辨率的B扫成像和图像识别相结合的光声流式成像系统将有望成为一种新型的活体生物医学成像和识别模式,为活体无损血细胞的检测分析以及血液疾病的诊断提供一种新的手段。