适用于肿瘤血管生成的亚微米分辨率活体光声成像研究

项目名称： 适用于肿瘤血管生成的亚微米分辨率活体光声成像研究

项目编号： No.61205203

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 信息四处

项目作者： 宋亮

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 27万元

中文摘要： 肿瘤血管生成不仅是癌症发生的重要标志，也是其治疗的重要靶标。开展肿瘤血管生成的深入研究，对开发新的癌症诊断与治疗策略，具有重大意义。光声成像无需外部标记即可对微血管进行高分辨率、高对比度的在体成像，而且能够测量血流、血氧、氧代谢等重要生理参数，有潜力为肿瘤血管生成的研究提供方法上的革新。但是，现有的最高（亚微米）分辨率的光声成像技术只能进行透射式成像，难以在实体肿瘤的研究中获得广泛应用。本项目拟在光、声能量传输的物理和系统层面上对光声成像方法重新设计，利用高数值孔径物镜和微型高频超声换能器，研发反射模式的亚微米分辨率光声成像方法。在此基础上，开发具有表面高度动态反馈功能的三维光声扫描技术，并通过光声多普勒和光声光谱等方法，获取血管生成的多种形态与功能信息，使研发的技术能够被广泛用于实体肿瘤的研究。最后，通过一系列的活体光声成像研究，为制定肿瘤血管生成的光声成像标准提供基础与依据。

中文关键词： 肿瘤血管新生；光声显微成像；亚波长分辨率；血管形态量化；

英文摘要： Angiogenesis is both a hallmark and an important therapeutic target of cancer. Optical-resolution photoacoustic microscopy (OR-PAM), which provides label-free imaging of vascular architecture and functions-including the microvessel size, density, blood flow, oxygenation, and the metabolic rate of oxygen-with extremely high sensitivity and resolution, can potentially become a powerful imaging tool for tumor angiogenesis study. However, current OR-PAM of the highest (submicron) resolution exists only in transmission mode, imposing serious limitations when used for solid tumor study. In this proposal, with a new design combining the use of a high N.A. microscope objective, a miniature high-frequency ultrasonic transducer, and a novel 3D scanning scheme with dynamic feedback of the skin contour, we aim to develop a reflection-mode submicron-resolution PAM for in vivo imaging of solid tumor angiogenesis. Furthermore, we will: (1) perform serial PAM studies of tumor angiogenesis, (2) compare the imaging results with histology, and (3) establish an initial standard for photoacoustic imaging of angiogenesis.

英文关键词： Angiogenesis；Photoacoustic Microscopy；Subwavelength resolution；Microvascular quantification；