近日，国家自然科学基金委公布了2017年度国家自然科学基金申请项目评审结果，密西根学院陈松良助理教授主持的“基于微型光纤光声成像头与镜像合成孔径的免对焦光声显微内窥镜”获立项资助。
免对焦光声内窥摄像头示意图
光声成像是迅速发展的新型生物医学成像方法，其中的光声内窥成像近几年来日益成为研究热点。在声分辨率式光声内窥成像中，分辨率一般由聚焦压电探头提供，但分辨率和景深是取舍关系；高分辨率具有重要临床诊断价值，但小景深使得观测区域相当受限，而透过操作内窥镜的“对焦”来获得大景深在临床使用上是相当不现实的。陈松良的项目拟研究“免对焦”光声显微内窥镜，同时获得高分辨率与大景深，进而实现“免对焦”光声显微内窥镜。该项目将对光声内窥成像的应用基础研究作出贡献。
陈松良领导的课题组目前在光学超声传感器、光学成像系统、生物医学光声成像等几个领域展开研究工作。相关研究方向的详细介绍如下：
1. 光学超声传感器：超声或光声成像一般都是使用压电探头，在一些特殊的成像应用上，压电探头可能会面临一些缺点，如尺寸较大、尺寸相关灵敏度、带宽有限、接收角有限等。我们致力于开发基于光纤的光学超声传感器，它具有小尺寸、大带宽、宽超声接收角等优点，在某些成像应用上具有优势，如内窥镜成像。目前已开发的光纤法布里-珀罗超声探测器外径仅约125微米，噪声等效压力为0.4 千帕，带宽达29兆赫，1−20兆赫的−3-dB超声接收角超过±50°。
相关论文：
[1] G. Li, Z. Guo, and S.-L. Chen, “Miniature all-optical probe for large synthetic aperture photoacoustic-ultrasound imaging,” submitted
[2] D. Cai, G. Li, D. Xia, Z. Li, Z. Guo, and S.-L. Chen, “Synthetic aperture focusing technique for photoacoustic endoscopy,” Opt. Express 25, 20162-20171 (2017)
[3] S.-L. Chen, L. J. Guo, and X. Wang, “All-optical photoacoustic microscopy,” Photoacoustics 3, 143-150 (2015) (Invited Paper)
2. 光学成像系统：实验室目前与密西根学院杜长庆教授与吴继刚教授合作，致力于开发光声-荧光与光声-光学相干层析（OCT）等双模态甚至是多模态光学成像系统。光声成像具有高对比度与大成像深度的优势，并可用于获得丰富的生理与病理信息；荧光成像可利用与抗体连接的荧光造影剂，针对细胞表面的抗原，进行具有高度特异性的靶向标定；OCT则具有高分辨率优势，可用于观察生物组织细微结构。我们希望利用不同成像模式各自优势，获得更全面的诊断信息。
3. 生物医学光声成像：我们目前与多家医院有合作开展，包括上海市第六人民医院（超声医学科）、仁济医院（重症医学科）、瑞金医院（心脏外科），主要探索光声成像的生物医学应用与临床应用。具体方向包括心血管疾病光声成像、肿瘤模型光声成像等。
相关论文：
[1] D. Cai, Z. Li, Y. Li, Z. Guo, and S.-L. Chen, “Photoacoustic microscopy in vivo using synthetic-aperture focusing technique combined with three-dimensional deconvolution,” Opt. Express 25, 1421-1434 (2017)
[2] D. Cai, Z. Li, and S.-L. Chen, “In vivo deconvolution acoustic-resolution photoacoustic microscopy in three dimensions,” Biomed. Opt. Express 7, 369-380 (2016)
背景介绍
陈松良，密西根学院助理教授。在美国密西根大学获得博士学位，之后在密西根大学医学院放射科从事博士后研究。在SCI收录期刊如《Nature Photonics》 《Optics Letters》，《Optics Express》等已发表学术论文27篇，总引用次数800余次。在光声式太赫兹探测方面的成果被Gizmag Emerging Technology Magazine, IEEE Spectrum, Michigan News, R&D Magazine, Radiology Daily, Science Daily等主流科学媒体报道。目前研究方向包括光学超声传感器、光学成像系统、和生物医学光声成像。
个人网站：http://umji.sjtu.edu.cn/~slchen
