蒋文萍，吴其鑫，闵军，戴翠霞

(上海应用技术大学，上海 201400)

1 引言

1.1 光声成像技术

光声成像技术是基于生物组织的光声效应的一种三维成像手段。在光声效应过程中，物体吸收光照能量转换成热能，再进一步发生热弹性膨胀，从而产生并向外传播超声信号。因此光声成像技术是一种融合了光学成像和超声成像特性，能够反映成像区域光吸收特性的成像模式。一百年前，光声效应就已经由 Bell 在 1880 年得到了证 实，但是直到最近数十年来才在基础科学和工程学中逐渐广泛应用。而在生物医学领域，光声效应的研究和应用始于20世纪 70 年代，也至20 世纪最后十年才在光散射介质和生物组织中的应用中取得突破。Oraevsky小组和 Kruger小组相继检测获得了激光照射生物组织诱发的超声波信号，并进一步提出了光声成像技术的系统结构设计方案和相应的成像算法。2003 年，Wang 小组使用光声成像技术实现了无创的小鼠脑部结构成像，并检测到外部刺激条件下的小鼠脑部的功能变化结果[1]。这一研究发现证明了光声成像技术在生物组织结构功能成像方面的优势，并推动了这项技术进入高速发展的阶段。目前，光声成像技术已成为生物光子学领域最大的研究方向之一。

1.2 研究背景与意义

光声成像(photoacoustic imaging，PAI)是一种近年发展起来的非常有发展前景的医学成像模式，是一种新颖的采用光声效应来得到物质内部形态结构的二维或是三维立体图像的成像方法[2]。与传统的医学成像方法(CT、光学相干断层成像、MRI、超声成像等)相比，PAI 有其突出的优势，是具有高穿透深度和高图像对比度的非侵入式、无损性的一种成像方式[3]。……