小动物高频超声成像系统是一种专为小动物(如大、小鼠)设计的成像系统,具有高分辨率、无创性、实时性和连续性等优点。以下是对该系统的详细介绍:
一、系统构成
小动物高频超声成像系统主要由高频宽带电子线阵探头和高频数字信号处理系统构成,完全由计算机进行操控。系统的分辨率、穿透深度、动物操作以及影像的摄取、标示、储存、实时和离线分析等,均是为小动物实验而特别进行的优化设计。
二、核心技术
该系统的核心技术是其超高频的超声晶体换能器。这些晶体换能器采用了世界领先的超高频电子线阵技术,晶体阵列内包含多达数百个精密切割的晶体换能器,使得系统的最高频率可达数十至上百兆赫兹(MHz),图像的分辨率也因此达到了前所未有的水平,如Vevo®3100系统的分辨率可达30微米。
三、功能特点
高分辨率成像:由于采用了超高频的超声晶体换能器,小动物高频超声成像系统能够提供极高的图像分辨率,从而清晰地显示小动物体内细微的解剖结构和功能变化。
无创性检查:该系统采用超声波进行检查,无需对小动物进行解剖或注射放射性试剂,因此具有无创性的特点,不会对实验动物的生理造成任何负担。
实时连续观察:小动物高频超声成像系统能够实时、连续地观察小动物活体结构及功能的变化,为科研人员提供了宝贵的动态数据。
精确测量与分析:系统提供了多种成像模式和测量工具,可以对小动物体内的各种结构和功能进行精确测量和分析,如心脏功能、血管结构、肿瘤大小等。
四、应用领域
小动物高频超声成像系统广泛应用于生物医学研究、药物研发、疾病诊断和治疗评估等领域。具体来说,它可以用于:
心血管研究:观察心脏的结构和功能变化,评估心脏疾病的治疗效果。
肿瘤研究:检测肿瘤的大小、形态和血管分布,评估肿瘤的生长速度和转移情况。
发育生物学研究:观察胚胎的发育过程,研究基因表达和环境因素对胚胎发育的影响。
神经科学研究:观察神经系统的结构和功能变化,研究神经退行性疾病的发病机制和治疗方法。
五、成像平台与软件
小动物高频超声成像系统通常配备了专用的成像平台和分析软件。成像平台包括机械臂、温控平台、360度动物平台等,用于支持成像探头、保证探头在成像过程中的可控移动和定位,以及提供适宜的生理环境。分析软件则提供了心功能分析、血管分析、肿瘤分析等多种分析功能,方便科研人员对图像数据进行处理和分析。
六、应用实例
例如,在瓣膜功能异常的研究中,科研人员可以使用小动物高频超声成像系统观察小鼠心脏瓣膜的形态和功能变化,从而揭示基因突变对瓣膜功能的影响。在肿瘤显像方面,该系统可以清晰地显示肿瘤的大小、形态和血管分布,为肿瘤的早期诊断和治疗提供重要依据。
总结
小动物高频超声成像系统是一种功能强大、操作简便的成像工具,在生物医学研究和临床前研究中发挥着重要作用。