光聲成(chéng)像(xiàng)技(jì)術(shù)的簡單原理(lǐ)是(shì)：當(dāng)物(wù)質（比如生物組織(zhī)）被脈衝寬(kuān)度為(wéi)若(ruò)幹(gān)納(nà)秒的(dí)激光脈衝(chōng)照(zhào)射時(shí)，物(wù)質(zhì)會吸收(shōu)激光能(néng)量並(bìng)將其(qí)轉換為(wéi)熱能，會產生瞬間(jiān)的(dí)熱(rè)膨(péng)脹並迅速的恢復，這個瞬(shùn)間膨脹並恢復(fù)的(dí)微小弛豫過程(chéng)會導(dǎo)致(zhì)頻(pín)率(shuài)落在(zài)超聲波(bō)段的(dí)振(zhèn)動，這(zhè)個(gè)振(zhèn)動(dòng)是(shì)可以方(fāng)便的(dí)被超聲(shēng)波換能器接(jiē)收並(bìng)實現超聲波成(chéng)像(xiàng)。簡(jiǎn)而言之，就是(shì)脈衝光誘導(dǎo)超聲，後續實現(xiàn)超(chāo)聲成像，即光聲(shēng)成像（Photoacoustic Imageing) .

我們知(zhī)道(dào)，光(guāng)在生物(wù)組(zǔ)織(zhī)內會產生很大的(dí)散射(shè)，組(zǔ)織中(zhōng)的散射比光學信號(hào)的散射(shè)弱2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，與傳(chuán)統的光學(xué)成(chéng)像技術相比(bǐ)，光聲成像(xiàng)技術可(kě)實現(xiàn)深層組(zǔ)織光學(xué)吸(xī)收的高分辨率成像(xiàng)。

而和傳(chuán)統(tǒng)的(dí)B型(xíng)超聲(shēng)波成像技術比較(jiào)，光(guāng)聲信(xìn)號的產(chǎn)生(shēng)是光(guāng)吸(xī)收產生主動(dòng)誘導(dǎo)的超聲，而(ér)隨著(zhuó)生物組織的不(bù)同(tóng)，光(guāng)吸(xī)收(shōu)率是不(bù)同(tóng)的，超聲產率(shuài)也是不同(tóng)的。我們馬(mǎ)上(shàng)可(kě)以(yǐ)想到(dào)，如果調諧激(jī)光波長(cháng)到(dào)某組織最(zuì)佳的(dí)吸(xī)收(shōu)波長上，不單(dān)單可(kě)以(yǐ)獲(huò)得(dé)最佳的(dí)超聲產(chǎn)率(shuài)，從(cóng)而(ér)實(shí)現選擇(zé)性激(jī)發；實(shí)現遠遠超(chāo)過B型超(chāo)聲成像(xiàng)空間分辨率(shuài)和(hé)組織(zhī)分(fēn)辨率(shuài)的三維(wéi)成像(xiàng)（比(bǐ)如血(xiě)管成(chéng)像(xiàng)，黑色素(sù)，脂(zhī)質分布(bù)成(chéng)像）；又(yòu)比(bǐ)如(rú)可以選(xuǎn)擇如血紅(hóng)蛋(dàn)白吸收(shōu)峰797nm做(zuò)激發，做包括血(xiě)紅蛋(dàn)白濃度(dù)，氧飽(bǎo)和度(dù)，血流速率，代謝(xiè)速(sù)率(shuài)等(děng)功能性生理特征(zhēng)成像；進一步(bù)的，還(huán)可(kě)以(yǐ)開(kāi)發(fā)外源性(xìng)造(zào)影(yǐng)劑，進一(yī)步(bù)的增強信噪(zào)比，提升成像質量，實現靶(bǎ)向(xiàng)組織（比(bǐ)如癌(ái)症(zhèng)病(bìng)理組(zǔ)織）的高指向(xiàng)性成像，以利癌症的(dí)早(zǎo)期篩查(chá)和治療(liáo)。

從光聲成像應(yīng)用的(dí)光源(yuán)選(xuǎn)擇上，大致牽涉到(dào)如(rú)下一些(xiē)指(zhǐ)標(biāo)：

1. 激光能(néng)量：大致(zhì)為(wéi)mJ級別以上(shàng)，能量(liáng)越(yuè)高自(zì)然(rán)激(jī)發(fā)出的(dí)超(chāo)聲(shēng)越強(qiáng)，但考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)生物(wù)組織對於(yú)激(jī)光(guāng)輻(fú)射的(dí)耐(nài)受(shòu)，一般控製到激光能(néng)量(liáng)密度(dù)20-100mJ/cm2,而真(zhēn)正(zhèng)應用(yòng)到(dào)人體(tǐ)檢測時，肯定(dìng)還需(xū)要(yào)通(tōng)過繁(fán)復(fù)嚴(yán)格的人體(tǐ)安全(quán)認(rèn)證。這(zhè)就是(shì)現在商用光聲成(chéng)像係(xì)統大(dà)多是小(xiǎo)動(dòng)物(wù)成像(xiàng)係統的(dí)原(yuán)因(yīn)之(zhī)一(yī)。另一(yī)方(fāng)麵(miàn)我們也可以推知，激發(fā)用激光不是(shì)功率(shuài)或能(néng)量越高(gāo)越好，有(yǒu)時為了保護(hù)生物(wù)組(zǔ)織(zhī)，是要對激光(guāng)做(zuò)擴(kuò)束(shù)或衰(shuāi)減的(dí)。

2. 脈衝寬(kuān)度(dù)： 為(wéi)了有效的(dí)激發光(guāng)致(zhì)超聲(shēng)，激光的脈衝寬(kuān)度選擇(zé)在(zài)納秒(miǎo)量(liáng)級較適(shì)合(hé)。而(ér)獲得納(nà)秒激光(guāng)脈衝(chōng)最常(cháng)見有(yǒu)兩(liǎng)種形(xíng)式，一個(gè)是利(lì)用(yòng)Q開(kāi)關產生(shēng)納(nà)秒(miǎo)脈衝，Q開關(guān)關閉時是讓(ràng)激(jī)光(guāng)器內部(bù)積蓄(xù)能(néng)量，而後Q開關(guān)打開是(shì)，激(jī)光就(jiù)在納秒時間內發(fā)射(shè)，優點是由於有了能量(liáng)積(jī)蓄再發(fā)射的功(gōng)能，輸出(chū)能量(liáng)高，脈(mài)衝(chōng)波(bō)形好。缺(quē)點是(shì)成本(běn)稍高(gāo)，激光器(qì)體積稍大。另一種形式(shì)是對半(bàn)導體(tǐ)激(jī)光(guāng)管做直(zhí)接(jiē)的脈衝(chōng)調製(zhì)，優點(diǎn)是價格低(dī)，激光體積小(xiǎo)；缺(quē)點是(shì)脈(mài)衝能量(liáng)較低(dī)，脈(mài)衝波(bō)形稍(shāo)差(chà)。

3. 激光波(bō)長(cháng)：一般會(huì)集中在(zài)可見光(guāng)到(dào)近紅外波段。波長的選擇(zé)大致的(dí)規律(lǜ)是：波長越(yuè)長，穿透生物組織的(dí)深(shēn)度(dù)越(yuè)深（這就是(shì)不斷有人會嘗(cháng)試更(gēng)長波段激(jī)發的原(yuán)因）；波(bō)長(cháng)越短(duǎn)，往往(wǎng)需(xū)要選(xuǎn)擇相(xiāng)對低的(dí)激(jī)光(guāng)能量(liáng)以(yǐ)保護組織（由(yóu)於(yú)組織穿透(tòu)深(shēn)度(dù)相(xiāng)對(duì)更淺，同等(děng)的(dí)激光(guāng)能量會(huì)更(gēng)容易(yì)在淺(qiǎn)表組(zǔ)織聚集）；第三是根據不同(tóng)組(zǔ)織選擇特定(dìng)的(dí)激發波長。如果把OPO裏(lǐ)麵(miàn)的泵浦激光(guāng)器(qì)（即(jí)Q開(kāi)關的(dí)YAG激光器(qì)）孤(gū)立(lì)出(chū)來，也(yě)可以做(zuò)光聲(shēng)激發，相(xiāng)當於放棄(qì)了OPO波長(cháng)可調(tiáo)諧的功能，輸出(chū)波長就隻保留(liú)了532nm綠光和1064nm近紅外(wài)；另(lìng)外(wài)保(bǎo)留了Q開(kāi)關納秒(miǎo)高能量的(dí)功(gōng)能，實(shí)際(jì)來看，納秒YAG激(jī)光器(qì)因(yīn)為其價(jià)格(gé)遠(yuǎn)低於OPO可(kě)調(tiáo)諧激(jī)光(guāng)器，是(shì)光(guāng)聲成像實驗室非常好的常規光(guāng)源(yuán)，從(cóng)使(shǐ)用量(liáng)上看(kàn)是高(gāo)於OPO可調諧激(jī)光器的。第三(sān)類激光器(qì)是(shì)小型納秒(miǎo)脈衝(chōng)激光(guāng)二(èr)極(jí)管或LED, 好(hǎo)處是(shì)有多個波(bō)長可以選擇，體積(jī)小(xiǎo)，能耗低(dī)，價(jià)格(gé)便(biàn)宜(yí)，且適合(hé)於(yú)係統(tǒng)整(zhěng)合，缺(quē)點是脈(mài)衝(chōng)能量(liáng)較低，脈衝波形稍(shāo)差。

下(xià)麵分別列(liè)舉(jǔ)上述(shù)三種光(guāng)聲(shēng)激(jī)發用(yòng)激光(guāng)器的(dí)參(cān)考型號(hào)

1. 可(kě)調(tiáo)諧(xié)OPO（光(guāng)學參量振蕩器）激(jī)光(guāng)器(qì)：

代(dài)表廠家：美國OPOTEK公司，其Phocus Mobile光聲成像(xiàng)應用(yòng)專用(yòng)可(kě)調(tiáo)諧(xié)OPO激(jī)光器，以(yǐ)其(qí)使用簡(jiǎn)便(biàn)，工(gōng)作穩定著(zhù)稱，並(bìng)被多(duō)家光(guāng)聲成像廠家和研究(jiū)組應用在小(xiǎo)動物光聲(shēng)成像(xiàng)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)。

對光聲成像應用客戶(hù)而言(yán)，推薦(jiàn)型(xíng)號(hào)是(shì)Phocus Mobile，因其(qí)在(zài)各(gè)個(gè)方麵都(dū)周(zhōu)全照顧(gù)到客戶(hù)的使用場景。

-內置超級(jí)穩(wěn)定(dìng)的法(fǎ)國(guó)Qsmart型(xíng)Nd:YAG激光(guāng)泵(bèng)浦源

-自(zì)動相位匹(pǐ)配(pèi),內置(zhì)功(gōng)率計和波(bō)長計

-視窗化軟件完成操(cāo)作控(kòng)製(zhì)，一鍵(jiàn)轉換(huàn)波長，可設(shè)置(zhì)單發(fā)轉換波長和單發快速(sù)波長掃描(miáo)。

-整機內(nèi)置(zhì)減(jiǎn)震(zhèn)，適合快速推車轉場，光纖(xiān)輸出適合(hé)耦合匹配至光(guāng)聲(shēng)成像(xiàng)模(mó)塊(kuài)。

-整機(jī)高度集成(chéng)化和(hé)自動(dòng)化，客(kè)戶無需(xū)任何(hé)激(jī)光(guāng)經驗也(yě)可在半(bàn)天內(nèi)由我(wǒ)司培(péi)訓操作與(yǔ)維護。

-我(wǒ)司是(shì)OPOTEK可(kě)調諧激光器和(hé)Quantel激光泵源(yuán)的中國(guó)維(wéi)修(xiū)服務站(zhàn)，可為客(kè)戶提(tí)供(gōng)優(yōu)化到器件級(jí)別(bié)的經(jīng)濟與(yǔ)高效的(dí)服(fú)務(wù)。

2. 納秒Nd:YAG激光(guāng)器(qì)：

代(dài)表廠(chǎng)家(jiā)：法(fǎ)國Lumibird-Quantel 公司(sī)，對於(yú)光(guāng)聲成像應(yīng)用，單(dān)獨Nd:YAG激光(guāng)器(qì)的(dí)優(yōu)點(diǎn)是(shì)價(jià)格便(biàn)宜很多，但輸(shū)出(chū)波長(cháng)一般隻有(yǒu)532nm和(hé)1064nm。客(kè)戶(hù)往(wǎng)往(wǎng)是生物(wù)醫學(xué)方向，希望(wàng)拿到的激光(guāng)器(qì)是(shì)操(cāo)作維(wéi)護(hù)超級簡(jiǎn)便，工作穩定(dìng);Quantel的(dí)係(xì)列激(jī)光(guāng)器非(fēi)常符合這樣(yàng)的(dí)要求(qiú)。用(yòng)戶(hù)可(kě)在不(bù)同(tóng)的激光能(néng)量與激(jī)光(guāng)重復頻率(shuài)的(dí)匹(pǐ)配上做如(rú)下(xià)的(dí)選擇：

3. 納秒脈衝二(èr)極管(guǎn)激光器(qì)：

代表廠家：Lumibird-Quantel, 脈(mài)衝二極(jí)管(guǎn)激(jī)光(guāng)器做(zuò)光(guāng)聲(shēng)成像的光源(yuán)有由於(yú)體(tǐ)積(jī)小，能(néng)耗(hào)低(dī)；特別(bié)適合(hé)於(yú)集成進(jìn)標準(zhǔn)的(dí)B型(xíng)超(chāo)聲波(bō)操(cāo)作手(shǒu)柄(bǐng)內(nèi),Quantel公司(sī)已經和(hé)多(duō)家友商(shāng)合(hé)作(zuò)，如您(nín)希望做(zuò)類(lèi)似(sì)的(dí)產品研發，可(kě)聯係Quantel公司在華代理先鋒科技公(gōng)司。

如果是科研(yán)客(kè)戶，您可以選擇標準(zhǔn)納秒(miǎo)脈(mài)衝(chōng)二極管(guǎn)激(jī)光器(qì)，Quantel可(kě)在(zài)一台激(jī)光器內(nèi)集成4個(gè)波(bō)長的發(fā)射(shè)模塊(kuài)，這樣客(kè)戶就(jiù)可以自(zì)由(yóu)切換波(bō)長(cháng)做(zuò)選擇性激(jī)發。