Bringing medical advances from the lab to the clinic
关键词：ULM；脑部血管；微血管成像；血流动力学；Nature Biomedical Engineering▼ 即使面对成败难料的未知领域，我们也不会放弃。只为了让受疾病折磨的患者能够早日获得有效的治疗。
在医学成像领域，实现对活体器官功能性信息的非侵入性获取一直是一项重大挑战，尤其是在大脑这一高度复杂和精细的器官中。由于脑部疾病往往从细胞层面的局部变化开始，并逐渐发展至宏观层面，因此早期检测和监测脑部血管的形态和功能变化对于脑部疾病的诊断和治疗至关重要。尽管传统的脑部成像技术如CT和MRI在临床上广泛应用，但它们通常受限于毫米级别的分辨率，并且对于血流动态的捕捉能力有限，同时依赖于昂贵的设备、电离辐射或侵入性造影剂的使用。超声定位显微成像（ULM）技术的出现为这一挑战提供了新的可能性，它结合了超声造影剂和超快速成像技术，在保持高灵敏度的同时实现对血管的超分辨率成像。然而，ULM技术在人类脑部成像中的应用一直受限于经颅骨传播时的声学像差、脑组织的动态运动以及有限的成像深度【1】。2021年3月15日，Charlie Demené 研究团队联合在国际顶尖学术期刊 Nature Biomedical Engineering 上发表题为 Transcranial ultrafast ultrasound localization microscopy of brain vasculature in patients 的研究论文【3】。本研究成功展示了经颅超声定位显微成像（t-ULM）技术，能够以25微米的分辨率对成人脑部深部血管进行成像，并量化血流动力学参数。这一技术在提高脑部血管疾病的诊断和监测能力方面具有重大潜力。
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（如需原文，请加微信healsana获取，备注20210315NBE）🔷 经颅超声定位显微成像（t-ULM）的实现：
研究团队成功展示了t-ULM技术，能够对成人脑部深部血管进行显微分辨率的成像，这一技术突破了传统超声成像的分辨率限制。
t-ULM技术达到了25微米的分辨率，远超过传统功能超声成像的1毫米分辨率，使得研究者能够观察到更细小的血管结构。t-ULM不仅能够提供解剖结构的图像，还能够量化血流动力学参数，包括血流速度和方向，这对于理解脑血管功能至关重要。通过自适应斑点追踪技术，研究团队校正了微米级脑动和经颅传播过程中的超声波像差，提高了成像的准确性。t-ULM技术能够清晰地观察到小口径血管，例如直径小于200微米的动脉，并且能够检测到深部结构，如动脉瘤内部的血流涡旋。与CT和MRI相比，t-ULM显示出更高的灵敏度和分辨率，能够揭示更多细小血管结构和血流动态，为脑血管疾病的诊断和治疗提供了新的视角。t-ULM技术提供了关于动脉瘤内部血流模式的详尽功能信息，这对于评估动脉瘤的破裂风险或血栓形成的可能性具有潜在的临床相关性。上述研究结果表明，t-ULM技术在脑部血管疾病的诊断和监测方面具有巨大的潜力，并且可能在未来彻底改变脑血管患者的管理流程。![]()
图1. 经颅超声定位显微成像（ULM）在患者脑部深血管的成像
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图2. 标准成像案例中ULM分辨率的估计
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图3. ULM表征血流动力学并区分舒张期和收缩期血流
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图4. t-ULM在深部动脉瘤中的临床相关性
本研究中经颅超声定位显微成像（t-ULM）技术的突破性进展，为脑部血管疾病的诊断和治疗提供了一种高分辨率、高灵敏度的新工具，使得医生能够细致观察到脑内微血管结构和血流动态，极大地提高了对脑血管疾病如动脉瘤、狭窄或动静脉畸形的评估能力。
科研启示：
在科研上，t-ULM技术的应用将推动对脑血流动力学和血管病理学之间相互作用的深入理解，为研究脑血管功能和功能障碍提供新的视角，进而可能促进新疗法的开发和现有治疗策略的优化。
这一技术的发展和完善，预示着未来在脑血管领域可能实现更为精准的个体化诊疗，同时也为脑科学研究提供了一个强大的新工具，以探索大脑的复杂性和血管系统的微妙变化。
【1】Betzig, E. et al. Imaging intracellular fluorescent proteins at nanometer resolution. Science 313, 1642–1645 (2006).【2】https://doi.org/10.1038/s41551-021-00697-x本文只是分享和解读公开的研究论文及其发现，以作科学文献记录和科研启发用；并不代表作者或本公众号的观点，更不代表本公众号认可研究结果或文章。为了给大家提供一个完整而客观的信息视角，我们有时会分享有冲突或不同的研究结果。请大家理解，随着对疾病的研究不断深入，新的证据有可能修改或推翻之前的结论。作者：Amber Wang；助理：ChatGPT；编辑：Jessica，微信号：Healsanq，加好友请注明理由。美国Healsan Consulting(恒祥咨询)，专长于Healsan医学大数据分析（Healsan™）、及基于大数据的Hanson临床科研培训（HansonCR™）和医学编辑服务（MedEditing™）。主要为医生科学家、生物制药公司和医院科研处等提供分析和报告，成为诸多机构的“临床科研外挂”。点击👆；From Bench to Bedside, Healsan Paves the Path.（点击👆图片，进入自己感兴趣的专辑。或点击“资源”，浏览本公众号所有资源。）
