光聲顯微鏡（ANI）用于監測類風濕性關節炎血管生成和滑膜侵蝕

類風濕關節炎（RA）是一種病因未明的慢性、以炎性滑膜炎為主的系統性疾病，病理變化包括微血管的血管生成、血管翳的發育以及軟骨和骨骼的退化。滑膜是附著在關節面邊緣和關節軟骨周圍的膜狀結構，襯于關節囊內，主要分布在關節、滑囊和腱鞘上，負責產生滑液，在類風濕性關節炎中，一般首先受到影響的就是滑膜組織，出現增厚現象與炎癥，同時會出現血管渾濁，這一現象為作為類風濕性關節炎的特征性病理變化。滑膜發炎之后會誘發一系列的問題，比如軟骨損傷、韌帶斷裂、骨侵蝕等，其中軟骨損傷更是與關節功能減退有著密切的聯系。目前臨床上常用x射線與CT成像的方式進行RA的診斷，但是由于其對軟組織和新生血管方面的局限性導致無法作為早期的診斷，而磁共振成像則由于成本偏高、分辨率較低等問題而受到限制，在此情況下，急需一個新型的成像檢測技術來幫助實現早期RA的診斷。
 
汕頭大學第一附屬醫院胡軍教授與他的團隊使用了光聲/超聲雙模態成像的方式對RA的關節炎中血管翳生成以及滑膜侵蝕方面進行了探索，實驗通過使用不同患病程度的小鼠模型，使用ANI的光聲成像對小鼠后爪皮下血管進行監測。通過光聲成像結果（圖1）來看，可以明顯看出成像血管翳增生的面積和光聲信號強度均與RA疾病分級呈正相關性。

在此基礎上，以正常小鼠為對照與RA小鼠進行光聲/超聲雙模態成像，觀察小鼠膝關節內的滑膜侵蝕和血管翳增生情況。
 
圖2成像結果顯示，與正常小鼠相比，RA小鼠膝關節的光聲信號強度和信號面積隨著疾病評價等級的增加而增加，RA小鼠模型滑膜、半月板和軟骨下骨的新生血管逐漸增多。特別是在圖(U)中，構建了發病等級為4的小鼠膝關節的3D圖像，在皮膚信號下方可以清晰看到膝關節內明顯的血管混濁特征。
 
同時，對膝關節部位進行了超聲成像（圖3）。由脛股肌腱（平行于皮膚表面的暗低回聲區）、脛骨和股骨組成的三角形區域被定義為TTF（脛股肌腱-脛骨-股骨）。 超聲成像結果顯示正常小鼠的TTF區域為均勻明亮的銳角三角形區域，沒有明顯的滑膜侵蝕和骨質破壞。 發病等級評分1的RA小鼠TTF區可見股骨和脛骨表面附著的低回聲區，RA評分為2的小鼠TTF區，低回聲區沿骨面進一步擴大，并有向TTF區中心延伸的趨勢。 評分為3的小鼠膝關節有明顯向中心擴展的低回聲區，低回聲區密度高于1-2分小鼠。 評分為4分的RA小鼠的TTF區域明顯擴大。統計結果表明與正常小鼠相比，低回聲面積和關節間隙的長度隨分級增加。

實驗表明，光聲/超聲雙模態成像是評估小鼠RA病變的一種有價值的方法，可以定量可視化RA膝關節內血管翳渾濁情況，同時可以量化膝關節內的滑膜侵蝕性情況，這對于RA的早期診斷具有一定的作用。