杜克大学的科学家们开发了一种超快的光声成像系统，能够捕捉到发生在主要大脑疾病中的功能和分子变化。提供与复杂的脑血管网络有关的实时详细信息的成像技术对于扩大我们对神经血管疾病（如中风、痴呆症和急性脑损伤）的了解非常重要。

虽然正电子发射断层扫描（PET）和功能磁共振成像（fMRI）提供了较为有用的图像，但它们存在空间分辨率低，难以区分相邻的身体结构，以及时间分辨率低，也就是产生测量和构建图像的时间。

同样地，光学显微镜能产生高分辨率的图像，但由于成像速度慢和穿透深度差而受到阻碍。微泡增强的超声波能深入渗透，分辨率高，但缺乏功能灵敏度。

现在有了另一种成像方法，光声显微镜（PAM）使用激光脉冲发射到一个器官。脉冲引起的超声波被捕获以形成图像。重要的是，PAM可以使用不同波长的激光来瞄准体内的特定结构，甚至是分子水平。这意味着PAM可以测量重要的血液动力学参数，如血氧饱和度、血流量和氧气的代谢率。

PAM的缺点是它的扫描速度很慢。但是这个问题已经被杜克大学脑科学研究所（DIBS）的研究人员解决了，他们开发了超快功能光声显微镜（UFF-PAM），其速度是现有PAM系统的2倍。

UFF-PAM能够以宽广的视野和高空间分辨率对大脑微血管和功能进行成像，这是其他成像技术所缺乏的。在一个概念验证实验中，杜克大学的研究人员使用UFF-PAM成功地捕捉了小鼠大脑中诱发缺氧、硝普钠诱发低血压和中风的血液动力学反应。UFF-PAM能够实时捕捉快速、全脑的变化。

中风实验也产生了一个意想不到的结果，UFF-PAM检测到一个从中风区域发出的扩散性去极化（SD）波穿过大脑，随着它的扩散导致血管变窄（血管收缩）。SD波引起了研究人员和科学家的极大兴趣，因为他们的功能知之甚少。

生物医学工程助理教授、DIBS教员姚俊杰博士说："SD波可能是一个损伤严重程度的指示，使它们成为一个潜在的诊断工具。波的性质也可以为脑损伤的类型和程度提供线索，这可以为治疗提供参考和优化。"

杜克大学的团队现在正在研究使用UFF-PAM来研究其他疾病。虽然UFF-PAM目前只在动物身上使用，但Yao透露计划开发一种手持式UFF-PAM用于人类。

该研究出现在《光》杂志上。