一种用于光学与声学成像的稳定模体材料

我们的研究致力于开发用于早期癌症检测的新型成像方法。在本研究中，我们特别专注于开发一种稳定的测试物体（也称为模体），以验证基于光和/或声的成像技术。已有多种资源被提出用于在声学-光学条件下开发模拟组织的材料。

例如，聚乙烯醇（PVA）、水凝胶、聚氨酯或聚氯乙烯（PVCP）。本研究聚焦于一种基于核聚多元油成分的新型有前景材料，该材料克服了诸多可调性和稳定性方面的挑战。生物医学光学领域涵盖了多种成像方式，可用于应对当今医学面临的一些关键挑战。

许多全光学成像方式的成像深度相对有限，但我们可以利用光声效应将光与声耦合，从而结合超声在组织中穿透深度较深的优势。光声成像已在多种临床试验中展现出潜力，从炎症成像到癌症诊断均有应用。然而，由于目前缺乏能够准确模拟组织光学和声学特性且长期稳定的模体材料，其定量性能评估仍然具有挑战性。

目前有许多新型光学和光声成像系统正在开发中，但我们缺乏标准化的参考体模来验证这些系统并比较其性能。我们的材料是一种极具前景的候选材料，可填补这一空白，并推动这些令人振奋的新技术进一步发展并转化为临床应用。未来，我们希望专注于开发更符合解剖结构真实性的体模设计和架构，以适用于评估不同系统配置的性能。

例如，具有不同几何形状和空间分辨率的微观、介观和宏观系统。将0.15克二氧化钛和1毫升吸收染料储备溶液加入100毫升矿物油中，在90摄氏度下超声处理60分钟。让所有组分完全溶解。

使用合适的玻璃器皿和硅油配制油浴，并小心地将其固定在加热板上。为实现均匀加热，在油浴中放入磁力搅拌子。打开加热板，将加热温度设定为 160 摄氏度，并将搅拌速度调节至 50 转/分钟。

接下来，称取25.14克SEBS和6.70克LDPE，转移至含有超声处理过的矿物油的玻璃烧杯中。将搅拌子放入烧杯中，并将其置于油浴中心，加热所称量的组分。当加入的聚合物漂浮在矿物油表面时，使用金属刮刀手动搅拌矿物油溶液，并将漂浮的聚合物在矿物油中分散均匀。

将混合物在160摄氏度下保持1.5小时，直至所有聚合物完全溶解，溶液呈现均匀混合、光滑且均一的状态。首先，将装有均匀混合、光滑且均一的模拟材料溶液的热烧杯放入真空腔中。在最低真空设置下对样品抽真空处理两到三分钟。

使用金属刮刀去除表面聚集的气泡。如果仍有气泡存在，重新加热混合物并重复抽真空步骤，直至完全去除气泡。对于形状复杂的模具，在倒入混合物前，应先在模具内壁涂覆一层薄油。

佩戴耐热手套，使用适当的防护设备，并小心地将溶液倒入合适的模具中，避免引入气泡。倒入后，立即用金属刮刀迅速去除样品表面的气泡。让溶液在室温下静置过夜固化。

为光声成像设计了三种具有代表性的仿组织材料，针对不同光学照明和声学检测几何结构的系统设计。成功的操作可制备出光滑且均匀的仿组织材料，无截留气泡、杂质或伪影。若未能充分去除气泡或基底组分混合不均，则会导致所得光声图像出现不均匀性。