光声成像兼具光学吸收对比度和声学穿透能力,可以在大深度上实现高对比度结构成像。进一步结合光声光谱技术,还可进行成分的识别和量化,从而实现高敏锐功能成像。有望为心血管疾病、消化道肿瘤等疾病的早期发现和诊断提供重要帮助。目前已报道的介入式光声成像系统,与光声光谱技术结合的相对较少。一方面符合临床尺寸需求的微小型介入成像导管(血管内介入尺寸需小于1mm)难以实现高信噪比成像,直接影响定量分析的精度;另一方面,在获取光谱数据时,受成像导管运动不均匀的影响,无法保证光谱信息严格来自相同空间点,进而极大影响光谱解析的准确度。本文针对现有技术的不足,进行了介入式光声光谱定量成像方法研究。1.设计并实现介入式光声光谱定量成像系统。采用双光源照明模式,灵活应用于血氧饱和度及血管内易损斑块的光声光谱成像。系统纵向分辨率高达40.2μm,信噪比最大为58.6dB。2.提出先光谱扫描,再移动样品的成像方式,保证光声光谱与其空间来源对应关系的一致性;利用上/下位机相结合的方式,实现系统和扫谱方法的精确控制。3.进行介入式光声光谱定量成像方法实验研究。血氧饱和度仿体解析结果同预设值仅有1%的误差;脂质仿体光声光谱同其吸收谱曲线相关度达85.87%,具有良好的一致性。在此基础上,获得具有斑块模型的兔腹主动脉离体血管光声图像以及组织的光谱信号,实现组织成分分离和浓度空间分布的成像;实现活体大鼠直肠光声成像及血氧饱和度的定量解析成像。以上结果表明,所设计光声光谱定量成像方法,具备动物活体及离体组织光声结构成像和功能成像能力。