近日，浙江大学林励研究员团队发表了一项突破性研究：通过研发新一代高速双模态光声成像系统，批量扫描170位乳腺肿瘤患者，相较传统临床超声显著提升了诊断特异性。该设备不仅可实现光声/超声双模态实时成像，还可在12秒内完成全乳腺扫描，实现了5 cm有效成像深度和0.2 mm 的分辨率。

乳腺癌是威胁女性健康的头号癌症，早期精准诊断对治疗和预后至关重要。然而，传统影像手段各有局限，导致大量不必要的穿刺活检，增加了患者和临床负担。

系统设计与性能优势

高速双模态光声成像系统（HDMI）创新性地采用了暗场照明结合大孔径超声探测的设计架构，突破性地提升了成像深度、速度，和清晰度。在此性能的加持下，其光声计算层析成像模态（PACT）首次穿透乳腺和胸肌组织，清晰显现了心脏实时跳动引起的组织血管形变。此外，该系统有机融合了超声计算层析成像（URCT）模态，以不同的信息诠释同一组织截面，并可标准化扫描完整乳腺，提供组织双模态三维图像。

临床方案

这项研究在浙江大学医学院附属第一医院招募并测试了170位乳腺肿瘤患者，分别提取了8项光声图像指标和3项超声指标，以穿刺活检为金标准，建立了良恶性分类机器学习诊断模型。特别的，该设备采用了自适应乳腺塑型方法，大幅提升了成像质量的可靠性，每位患者的参与时间通常不超过三分钟。

研究结果与意义

在临床研究中，HDMI基于更丰富的生理学测量指标，诊断特异性从临床超声的22.5%提升到了75.0%（99%CI: 53.9%–90.0%）。此外，这项研究还首次发现，乳腺癌患者的对侧无瘤乳腺，血管增生的概率也会比健康志愿者更高，这可能为中医“气滞血瘀”理论提供了可视化依据。

这项研究通过创新系统设计，大幅改进光声层析成像的综合性能，触动了行业对光声成像的固有印象。这项技术不仅可用于早期无创诊断，也可用于新辅助治疗效果的监测评估，有望为乳腺癌的无创、快速、精准筛查提供新的工具。

技术转化与落地

光声成像设备的核心模块包含多通道高速数据采集卡，为了打破进口垄断并提升图像帧率，该项目团队（浙江利影）独立研制了比进口产品速度更快的多通道采集卡。

为了在光声成像系统中融合超声成像模态，浙江利影在数据采集卡的基础上进一步研制了具备超快超声成像能力的多通道超声科研平台，能够在提供原始数据的同时，自主设置各通道发射参数，以可靠的产品形态进入市场。

在完成超快超声成像设备研发后，浙江利影小型化了HDMI，使其操作更为灵活，探头选择更为多样，并将超快超声与光声成像一体化整合，融合超声模态在组织结构、弹性、血流的测量能力与光声模态在微小血管、血氧饱和度、外源性探针的成像优势，已进入科研市场，希望让每位科学家都拥有高性能、多功能、开放式的超声科研平台。