Hybrid photoacoustic and fast super-resolution ultrasound imaging.
Hybrid photoacoustic and fast super-resolution ultrasound imaging.
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DOI：
10.1038/s41467-023-37680-w
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发表时间：
2023-04-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chen, Yun-Sheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao, Shensheng;Hartanto, Jonathan;Joseph, Ritin;Wu, Cheng-Hsun;Zhao, Yang;Chen, Yun-Sheng
光声(PA)成像和超声定位显微镜(ULM)与微泡的结合在肿瘤学、神经科学、肾脏病和免疫学等领域具有巨大的潜力。在这里，我们开发了一种交错的PA/快速超声成像技术，能够在体内每帧不到2 秒的时间内进行超分辨率血管和生理成像。通过使用稀疏性约束(SC)优化，我们使用合成数据将ULM的帧速率提高了37倍，使用活体数据将帧速率提高了28倍。这允许利用常用的线性阵列成像系统来开发3D双重成像序列，而不需要复杂的运动校正。使用双重成像方案，我们演示了两种单独使用任何一种技术都难以成像的活体场景：显示附近微血管的染料标记的小鼠淋巴结可视化，以及带有组织氧合的小鼠肾脏微血管造影。该技术为非侵入性地标测组织生理状态和追踪造影剂的生物分布提供了有力的工具。双光声和快速超分辨率超声成像技术在体内架起了生理和结构细节的桥梁。作者证明，这种交错技术可以揭示血流和血氧随时间的瞬时变化。
The combination of photoacoustic (PA) imaging and ultrasound localization microscopy (ULM) with microbubbles has great potential in various fields such as oncology, neuroscience, nephrology, and immunology. Here we developed an interleaved PA/fast ULM imaging technique that enables super-resolution vascular and physiological imaging in less than 2 seconds per frame in vivo. By using sparsity-constrained (SC) optimization, we accelerated the frame rate of ULM up to 37 times with synthetic data and 28 times with in vivo data. This allows for the development of a 3D dual imaging sequence with a commonly used linear array imaging system, without the need for complicated motion correction. Using the dual imaging scheme, we demonstrated two in vivo scenarios challenging to image with either technique alone: the visualization of a dye-labeled mouse lymph node showing nearby microvasculature, and a mouse kidney microangiography with tissue oxygenation. This technique offers a powerful tool for mapping tissue physiological conditions and tracking the contrast agent biodistribution non-invasively. Dual photoacoustic and fast super-resolution ultrasound imaging technique bridges the physiological and structural details in vivo. The authors demonstrated that this interleaved technology allows revealing the transient changes of blood flow and blood oxygenation over time.
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影响因子：
4.6
作者：
Foiret J;Zhang H;Ilovitsh T;Mahakian L;Tam S;Ferrara KW
通讯作者：
Ferrara KW
DOI：
10.1038/lsa.2016.247
发表时间：
2017-04
期刊：
Light, science & applications
影响因子：
--
作者：
Deán-Ben XL;Fehm TF;Ford SJ;Gottschalk S;Razansky D
通讯作者：
Razansky D
影响因子：
3.5
作者：
Forbrich, Alex;Heinmiller, Andrew;Zemp, Roger J.
通讯作者：
Zemp, Roger J.
影响因子：
10.6
作者：
Demene, Charlie;Deffieux, Thomas;Tanter, Mickael
通讯作者：
Tanter, Mickael
影响因子：
28.1
作者：
Heiles, Baptiste;Chavignon, Arthur;Couture, Olivier
通讯作者：
Couture, Olivier