X射线和光声成像如何用于肠道分析？

       胃肠道或肠道成像和分析对于胃肠道疾病的临床和研究很有价值。以前，传统的放射学技术一直占主导地位;然而，非侵入性方式的进步，如结合X射线和光声成像，已经改变了胃肠道研究。

  胃肠病学是研究肠道或胃肠道系统及其疾病的医学科学领域。胃肠道或肠道包括口腔、食道、喉咙、胃、大肠、小肠、肝脏、阑尾和胰腺。

  胃肠病，如炎症性肠病、消化性溃疡病、胃食管反流病和结直肠癌，是全世界普遍存在的严重健康问题。

  需要体格检查和完整的病史来识别这些疾病。然而，一些患者可能需要更全面的诊断测试，例如内窥镜程序和成像。

统诊断技术的局限性

  传统上，诊断胃肠道疾病涉及侵入性程序，例如活检、内窥镜检查和结肠镜检查。然而，这些技术只能监测轻微的炎症和代谢组织变化并检测小肿瘤。此外，由于侵入性手术或造影剂，它们出现并发症和不良结果的风险增加。

  因此，已经引入了非侵入性诊断技术，如光声成像，计算机断层扫描，X射线和磁共振成像作为替代方案，以提供更准确和可靠的肠道分析。

用于肠道分析的 X 射线和光声成像

X射线成像

       X射线成像广泛用于各种操作和检查。它们是非侵入性和无痛的，使它们可用于诊断和监测胃肠道疾病。

  钡剂是一种用于胃肠道 X 线诊断的造影剂。它是一种白色的白垩粉末，与水混合摄入。摄入时，钡剂覆盖肠道内部，使内壁衬里、轮廓、形状、大小和通畅性在 X 射线上可见以进行诊断。

  肠道暴露在连续的X射线束下，然后将其转移到监视器上，以便可以非常详细地诊断任何器官。

光声成像

  光声成像（PAI）是一种基于光声现象的非侵入式成像技术，涉及光到声能的转换。

  它是磁共振成像、X 射线成像和正电子发射断层扫描等其他技术的简单且经济高效的替代方案。与这些方法不同，光声成像没有电离辐射，电离辐射会对生物组织产生不利影响。

  发色团在组织中吸收短脉冲激光会导致光声效应。吸收的激光（光能）转化为热能，使周围组织发生热弹性膨胀，导致体积变化。

  这些体积变化产生以声波（声能）形式传播的振动，由外部超声换能器检测和处理以生成图像。

光声和 X 射线成像相结合

  多模态成像在生物医学研究中越来越受到关注，因为它可以提供生物组织的功能和解剖学信息。

       X射线计算机断层扫描经常用于癌症检测，而光声成像已被用于研究小鼠肿瘤模型中的血管。这两种成像方式可以使用相同的造影剂来提供互补信息。

       X射线成像利用了造影剂的高衰减系数。相比之下，光声成像利用了近红外（NIR）区域对比剂吸收的高灵敏度。

  结合这些技术将能够对深部病变进行高空间分辨率诊断。

案例研究：肠道的 X 射线和光声对比成像

  最近发表在《生物医学光学杂志》上的一项研究表明，将光声成像和X射线与双模态造影剂相结合进行肠道分析的潜力。造影剂是硫酸钡和近红外吸收颜料的混合物。

  该混合物具有比硫酸钡更高的X射线衰减系数，这增强了肠道器官在X射线图像上的可见性。色素还产生了强大的光声信号，可以更精确地对肠道进行成像。

  小鼠体内成像揭示了光声和X射线成像模式中造影剂定位的相似模式。这表明，结合这两种成像模式可以对肠道的功能成像产生互补的见解，从而能够同时获取功能和结构数据。

结束语和未来展望

  快速准确的肠道分析对于有效治疗和改善胃肠道疾病进展至关重要。不幸的是，传统的成像技术在准确检测疾病方面存在局限性，但结合光声和X射线成像可以克服这些挑战。

  这种组合提供了光学和超声成像的优势，可实现深层组织分辨率、高穿透深度和分子组织分布的可视化。

  尽管临床前研究在改善胃肠病学临床成像方面取得了有希望的结果，但在预期该技术的广泛采用之前，必须解决技术挑战。然而，随着不断的改进，这项技术可能会在胃肠病学中有更多的应用。