小動物活體成像在腫瘤、心血管、神經與藥物研發研究中至關重要。然而，單一成像模態往往難以兼顧 "看結構" 與 "看功能"：純光學成像雖有高對比度，卻受限于組織散射、穿透深度不足；純超聲能看清解剖結構，卻對分子與功能信息不敏感。光聲 + 超聲多模態協同成像的出現，將兩者優勢深度整合，成為小動物活體研究的 "透視利器"。

 一、光聲成像的原理與優勢

光聲成像（PAI）是一種 "以光激發、以聲探測" 的新興無創成像技術。當納秒級脈沖激光照射生物組織時，組織內的生色基團（如氧合 / 脫氧血紅蛋白、黑色素，或外源性納米探針）吸收光能并轉化為熱能，引發瞬時熱彈性膨脹，從而產生超聲波。超聲探頭接收這些寬帶超聲信號，經算法重建形成光聲圖像。

由于不同生色基團對不同波長的光吸收特性各異，多光譜光聲成像可定量區分血氧飽和度、血流、血管分布乃至外源探針濃度，提供高靈敏度的功能與分子信息—— 這是純超聲難以企及的。

 二、協同成像如何實現 "1+1>2"

光聲成像雖然在功能信息上優勢突出，但其圖像缺乏解剖學背景，且結構邊界不清晰。超聲成像（US）則擅長以高頻聲波獲取高分辨率的結構圖像，清晰顯示器官、腫瘤與組織邊界。二者協同，恰好互為補充：

超聲提供高分辨率解剖結構，為光聲功能信號提供精確的空間定位；光聲提供高靈敏度的功能與分子信息，為解剖圖像注入生理與病理內涵；圖像融合后，可在一次活體實驗中同時獲得 "結構 + 功能 + 分子" 的綜合信息。

這一協同不僅提升了診斷與監測的準確性，還顯著提高數據利用率 —— 單只動物即可獲取更豐富的信息，減少實驗動物用量，契合 "3R" 倫理原則。

 三、主要應用場景

腫瘤研究。 多模態系統可無創監測腫瘤生長、新生血管、缺氧狀態與轉移，實現腫瘤微環境與藥效的動態評價，是當前最成熟的應用方向。

心血管研究。 可用于心肌梗死、動脈粥樣硬化、血栓等模型的血流、血氧與心功能綜合評估。

神經科學。 腦卒中、腦膠質瘤與神經退行性病變研究中，可在完整顱骨下觀測腦血流動力學與功能變化，部分系統已實現全腦無創成像。

納米與治療監測。 光聲可追蹤光熱 / 光動力等納米治療劑的分布與療效，實現 "治療 + 監測" 一體化。

 四、代表系統與發展趨勢

在商用層面，VisualSonics Vevo 系列（如 F2 LAZRX）將超高頻超聲（分辨率可達 30 μm）與多光譜光聲結合，可實時、共配準地獲取血氧飽和度與高分辨率解剖圖像，廣泛用于腫瘤、心血管與神經研究。科研領域，TROPUS、3DPAULM 等系統更實現了全視場斷層成像與深腦血流功能成像，把 "透視" 能力推向新的深度。

總結

光聲 + 超聲協同成像以 "結構 + 功能 + 分子" 多維融合，讓科研人員在同一臺設備、同一只活體動物上完成更全面、更深入的觀察，堪稱小動物活體研究的 "透視利器"。隨著系統向更高分辨率、更深穿透與更智能化的方向發展，它將在腫瘤、神經與心血管研究中釋放更大價值。