《Frontiers of Optoelectronics》期刊近日发表了华南师范大学生物光子学研究院杨思华教授课题组撰写的有关应用扩展景深光声显微镜对创伤皮肤血运重建的活体体积监测的论文，该论文发展了一个长焦深的光分辨光声显微成像系统并将其应用在创伤性皮肤的修复监控上，该技术可能在生物医学领域发挥重要作用。

In vivo volumetric monitoring of revascularization of traumatized skin using extended depth-of-field photoacoustic microscopy

Zhongwen CHENG, Haigang MA, Zhiyang WANG, Sihua YANG

Front. Optoelectron.. 2020, 13 (4): 307-317.

研究背景

光声成像结合了光学成像的高对比度和声学成像的高穿透深度，可以高对比的重建出组织内部特定波长光的吸收组份（如，血红蛋白），可以用来无损的监控创伤性皮肤在修复过程中的血管生成的情况。光声显微镜由于其具有毛细血管级的分辨率成像被广泛用于各种血管类疾病的检测，包括烧伤评估。然而，传统的光声显微镜采用高斯聚焦光对组织进行激发，它们的焦深（DOF）只有100微米以内，对于面积比较大或者表面不平整的创面，由于焦深受限导致成像的结果出现偏差。最近，很多方法被提出来提高DOF，这包括改变光焦点进行扫描，用空间光调制器产生贝塞尔光来实现长焦深。尽管这些方法可以有效的提高DOF，但是这些方法增加了系统的复杂度和成本不利于临床的推广。

华南师范大学生物光子学研究院杨思华教授课题组在本论文中利用一个拉长焦深的透镜产生贝塞尔光束，发展了一种扩展焦深的、大视场光声皮肤镜系统，并用来对创伤性皮肤进行成像。该系统可以在较长焦深范围内实现一致的分辨率和均匀的光激发效率，并且可以提供创伤修复过程中的光声病理切片以及3维结构信息，为监控创伤性皮肤修复提供了一个有力的工具。

内容简介

本文阐述了华南师范大学生物光子学研究院杨思华教授课题组利用长焦深透镜开发了一个扩展焦深的光声显微成像系统并将其应用在创伤性皮肤修复的应用上，解决了创伤性皮肤因表面不平引起的分辨率降低和信噪比不一致的问题。

图文导读

图1.扩展焦深的光声显微成像(E-DOF-PAM）系统和传统高斯光束光声显微成像(GB-PAM)系统的示意图

图2.数值模拟的有无长焦深透镜产生的激光束在x-z和x-y平面上的光强分布

图3. E-DOF-PAM系统的性能

图4. E-DOF-PAM和GB-PAM成像系统获得的人头发的PA图像

图5.验证GB-PAM和E-DOF-PAM系统对志愿者中指表面不平组织的在体成像能力

图6.E-DOF-PAM系统检测创伤性皮肤的可行性

PI简介

杨思华，华南师范大学研究员、博士生导师，生物光子学研究院副院长，激光生命科学教育部重点实验室和广东省新型超声成像设备工程技术研发中心主任；国家优秀青年科学基金获得者、广东特支计划科技创新青年拔尖人才、广东省高等学校优秀青年教师（培养计划）；主要研究领域包括显微光声成像技术、光声窥镜技术及其生物医学应用与仪器开发；主持国家科技部“863”青年科学家专项、国家自然科学基金重点项目（合作）、广东省自然科学基金重点项目、广东省产学研项目等；主持研发皮肤光声显微成像仪，获国家药监局创新医疗器械认定及二类医疗器械注册许可证；发表SCI期刊论文100多篇；授权国家发明专利26项。代表性论文有Journal of the American College of Cardiology, Physical Review Letter, Small, Theranostics, Optics Letter, Appl Phys Lett等，H因子21。在光声成像技术方面曾获教育部高等学校科学研究优秀成果奖二等奖(2013年)、广东省科学技术奖(发明类)二等奖(2009年)、美国医学物理学会“Sylvia Sorkin Greenfield Award”奖(2008年)、中国光学重要成果奖(2008年)。