25、超声成像技术的前沿进展与应用

超声成像技术的前沿进展与应用

1. 微血管成像与超分辨率

超分辨率超声（也称为超声定位显微镜，ULM）是一种实现微血管高空间分辨率血流成像的方法。它在分辨率和灵敏度上有显著提升，能从数百微米（如5 MHz对应波长约300 μm）提升到几微米，从而能够观察到更小的血管。

实现这一技术的步骤如下：
1. 注入超声造影剂 ：将直径为几微米的超声造影剂注入血管。这些微小的目标在超声成像系统的点扩散函数（PSF）作用下，不会被清晰分辨，而是呈现为模糊的斑点。
2. 定位气泡位置 ：利用超快高帧率方法，对每个气泡的位置进行定位，并跟踪单个气泡以获取其速度。
3. 累积气泡位置成像 ：随着时间的推移，所有气泡位置的累积聚合会填充血管，用于成像。最初可能会出现模糊的血管图像，但通过“定位”过程，将PSF斑点替换为点，并确定该点附近气泡的速度，从而产生更精细的血管图像。
4. 长时间成像与流速显示 ：经过较长时间（约150 s，采集75,000张图像），气泡会填充血管内的其余空间，得到更完整的血管图像。最后，通过跟踪气泡的运动，用颜色表示血流的方向和速度。

此外，还开发了一种无造影剂的超分辨率功率多普勒技术，它利用深度神经网络在短时间内实现超分辨率，可实时应用。

以下是超分辨率超声成像的流程：

graph LR
    A[注入超声造影剂] --> B[定位气泡位置]
    B --> C[累