在许多生物医学研究和干预措施中，温度测绘是必不可少的，精确控制组织的热条件能够获得最佳的治疗效率和最小的副作用。基于Grüneisen参数的温度依赖性，光声（PA）成像可以提供相对温度测量，但是传统上在不知道基线温度的情况下测量绝对温度具有挑战性，特别是在具有未知光学和声学特性的深层组织中。在这里，他们报告了一种新的基于热能存储器的光声测温（TEMPT）方法。通过用一系列纳秒激光脉冲照射组织，TEMPT利用热能延迟的温度依赖性，在热限制内获得的相应PA信号探测。自标准化比率测量取消了与温度无关的量并估算Grüneisen参数。然后，通过组织的温度依赖性Grüneisen参数、质量密度和比热容可以评估温度。与传统的PA测温不同，TEMPT不需要了解组织的基线温度，也不需要了解光学特性。他们已经开发了一个数学模型来描述TEMPT中的温度依赖性。他们已经证明了在临床相关温度范围内对1.5cm深的组织模型进行温度评估的可行性。最后，作为概念验证，他们在2 mm深度的小鼠体内聚焦超声治疗期间应用TEMPT进行温度测绘。作为一种通用的温度测绘方法， TEMPT可用于小动物模型的癌症热疗。

图1. TEMPT中的热能记忆效应。（a）通过单个激光脉冲产生PA信号。（b）热疗期间在时间t0进行的TEMPT测量。当地气温是??0。 （c）TEMPT中使用的激光脉冲的时间模式。（d）激光脉冲突发期间的热能积累导致局部温度升高。（e）激光脉冲突发产生的PA信号模式。请注意，PA信号幅度取决于激光脉冲发生时的局部温度。 来自较早激光脉冲的累积热能导致后续脉冲增加PA信号幅度。

图2. TEMPT的三个关键步骤。步骤1：PA信号激发，采集和重建激光脉冲。第2步：Grüneisen参数的比率测量和重建。步骤3：在单个时间点和热疗期间的绝对温度映射。

图3. 组织模型上温度的TEMPT。（a）PAT系统的示意图。UT，超声波换能器。将两个具有不同温度的墨水管夹在两片鸡肉组织（每个1.5cm厚）之间。（b）组织模型的重建PAT图像显示两个管的位置。（c）两个管的PA信号幅度随激光脉冲数的增加而增加，反映了局部温度的升高。（d）覆盖在超声图像上的两个管（以彩色显示）的TEMPT温度图（以灰色显示）。 由管1和管2中的热电偶测量的温度分别为32℃和40℃。（e）两个管的TEMPT温度与针温度计测量的参考温度的函数关系。

图4. HIFU加热期间的体内TEMPT示意图。注意，HIFU焦点位于小鼠左肢皮肤表面下方约2mm处。

图5. HIFU治疗期间体内绝对温度的TEMPT。（a）重建小鼠左后肢的PAT图像。（b）在不同HIFU加热时间的TEMPT温度图。 请注意，温度图在37 0C下设定阈值。虚线表示HIFU焦点的近似值。 （c）TEMPT温度（以彩色显示）覆盖在相应的超声图像上（以灰色显示）。（d）HIFU中的TEMPT温度聚焦[（a）中的红色框]和代表性的周围组织区域[（a）中的蓝色框]与加热时间的函数关系图。 （e）在不同HIFU加热时间下相对温度变化的常规PA测温。（f）HIFU的相对温度变化的常规PA测温[（a）中的红框]和周围组织[（a）中的蓝框]与加热时间的函数关系图。

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