生物通報道：每一種新型成像技術都像是有著神奇的光環，突然一下就能看到之前不能看到的事實，近期來自華盛頓大學的研究人員發表了題為“Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs”的綜述文章，介紹的一種近年來迅速發展的成像技術：光聲成像（photoacoustic tomography）更是如此。這一相關文章公布在Science雜志上。
文章的通訊作者是華盛頓大學著名生物醫學光學專家汪立宏（Lihong V. Wang）教授，汪教授現任國際生物醫學光學協會主席，華中科技大學“長江學者”講座教授。汪教授在生物醫學光學成像技術方面獲得了多項成果，已經出版了兩本專著，在Nature Biotechnology, Physical Review Letters, Physical Review, Optics Letters, 和IEEE Transactions上發表上百篇論文。
汪教授與來自華盛頓大學醫學院的醫師們共同將四種光聲成像技術應用到了臨床，其中一種能觀察到前哨淋巴結活檢術（Sentinel Lymph Node），這對于乳腺癌發生階段具有重要意義。還有一種成像技術能監控機體對化療的早期應答，第三種技術則能成像黑色素瘤，最后一種能觀察消化道。
其中最令人激動的是光聲成像能揭示組織氧利用的情況，因為過量的氧燃燒（稱為高代謝，hypermetabolism）是癌癥的一個重要標志。汪教授說，因為癌癥早期階段，癌癥還沒有擴散，因此早期預警診斷無需造影劑，這將改變癌癥診斷。
（光聲成像最令人激動的用途是檢測氧代謝，氧代謝是癌癥的一大標志，這將帶給我們更早更有效的診斷方法。）
光聲成像的原理
雖然我們已經接受了X射線成像所獲得的灰色照片，但這只是我們機體內部“照片”的一個稀疏替代品。然而由于光子只能穿透約為一毫米的軟體組織，之后就會散射出去，無法解析其途徑，獲得圖形，因此我們只能接受這樣的圖片。
但是散射并沒有破壞光子，這些基本粒子能直達7厘米的深處（大約3英寸）。光聲成像的方法就在于將深處的吸收光轉變成了聲波，后者比光散射情況低一千倍。這可以通過某光波長納秒脈沖激光照射成像組織來實現。
也就是說，當寬束短脈沖激光輻照生物組織時，位于組織體內的吸收體 (如腫瘤 )吸收脈沖光能量，導致升溫膨脹，產生超聲波。這時位于組織體表面的超聲探測器件可以接收到這些外傳的超聲波，并依據探測到的光聲信號來重建組織內光能量吸收分布的圖像。
由此可見光聲成像技術檢測的是超聲信號，反映的是光能量吸收的差異，所以這一技術能很好地結合光學和超聲這兩種成像技術各自的優點。而且由于探測的是超聲信號，所以這一技術能克服了純光學成像技術在成像深度與分辨率上不可兼得的不足。而且由于光聲技術的圖像差異來源于組織體光學吸收的不同，這就能夠有效地補充純超聲成像技術在對比度和功能性方面的缺陷。
除此之外，光不同于X射線，不會產生任何健康威脅，而且光聲成像也比X射線成像對比度更高，還能由“內源性”造影劑，獲得彩色分子圖像，這包括血紅蛋白——隨著獲得和失去氧氣，而改變顏色，還有黑色素，以及DNA——處于細胞核中的DNA比細胞質中的DNA更“暗”。
通過“外源性（引入）”造影劑的幫助，比如有機染料，或者能表達彩色分子的基因，光聲成像也能對組織成像，比如淋巴結，這一結構易于周圍環境混淆。汪教授還利用報告基因編碼了彩色物質進行實驗，這獲得了良好的結果。
總體來說，光聲成像這種基于生物組織內部光學吸收差異、以超聲作媒介的無損生物光子成像方法，結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性的優點，以超聲探測器探測光聲波代替光學成像中的光子檢測，從原理上避開了光學散射的影響，可以提供高對比度和高分辨率的組織影像，為研究生物組織的結構形態、生理特征、代謝功能、病理特征等提供了重要手段，在生物醫學臨床診斷以及在體組織結構和功能成像領域具有廣泛的應用前景。
