从光到声：用光影和声音“看”和“听”胎盘的健康与异常

胎盘是妊娠期特有的器官，作为母体与胎儿之间的“生命支持界面”，负责气体交换、营养运输、内分泌调节及免疫保护等关键功能。其结构和功能的完整性对母婴健康至关重要，一旦出现异常，可能导致子痫前期、胎儿生长受限、胎盘植入谱系疾病、妊娠糖尿病等多种围产期疾病，这些疾病会增加围产期发病率和死亡率，因此亟需无创、高分辨率且动态的成像技术来实现早期检测、准确诊断和及时干预。

目前，超声成像是临床监测胎盘和胎儿的标准方法，具有实时性和安全性。常规超声通过B超观察胎盘位置、厚度、钙化程度等结构信息，通过多普勒技术评估子宫动脉、脐动脉等血流情况，辅助筛查胎盘功能异常。先进的超声技术进一步拓展了其能力，如三维能量多普勒可量化胎盘血管结构，定量超声和剪切波弹性成像能分析胎盘组织特性。

光声成像是一种新兴的混合成像技术，它利用光声效应（类似“闪电后打雷”），将光能转化为超声波，可高分辨率显示血红蛋白等内源性发色团的光学特性，并测量血氧饱和度——这是反映胎盘功能障碍的关键指标。光声成像与超声成像结合，既能发挥超声的高空间分辨率和深层组织穿透能力，又能借助光声获取功能和分子层面的生理信息。

为深入研究胎盘动态变化，动物模型是重要的临床前平台。小鼠、大鼠、豚鼠、兔、绵羊和非人灵长类等动物模型各有优势，可模拟子痫前期（如子宫灌注压降低模型）、胎儿生长受限（如营养限制模型）、胎盘植入（如子宫内膜损伤模型）和妊娠糖尿病（如高脂高糖饮食模型）等疾病，帮助验证成像技术的安全性和有效性。

在超声技术应用方面，临床前研究通过高频超声、多普勒和定量超声等方法，揭示了胎儿生长受限、子痫前期等疾病中胎盘的血流动力学和微观结构变化；临床研究则利用子宫动脉多普勒、三维能量多普勒等技术辅助诊断子痫前期，通过脐动脉、大脑中动脉多普勒及脑胎盘比值评估胎儿生长受限，结合B超和多普勒特征诊断胎盘植入，借助超声弹性成像检测妊娠糖尿病胎盘硬度变化。不过，超声成像存在声学衰减、运动伪影、缺乏标准化等挑战，可通过脉冲压缩、运动校正和人工智能等技术改进。

光声成像在临床前研究中展现出巨大潜力，能实时监测胎盘血管结构、血氧饱和度动态变化，例如在炎症模型中发现微血管发育受损，在缺氧模型中观察到胎盘的“氧保护”作用。但向临床转化时面临光穿透深度有限（胎盘位于母体腹部深处，光线易被散射吸收）和激光安全性（可能对胎儿组织造成损伤）等问题，可通过优化光 delivery（如扩大光束面积、多角度照明、经阴道探头）和深度学习等方法解决。

未来，胎盘成像技术将向三维/四维成像（实现时空功能可视化）、可穿戴和床旁设备（实现连续无创监测）、诊疗一体化（精准靶向治疗与疗效评估）及人工智能增强预测模型（自动化分析与多模态风险预测）等方向发展。通过系统的临床转化路径，超声和光声成像有望成为改善母婴健康的重要工具。