综述：超分辨率超声成像的进展与临床应用：一篇叙述性综述

这篇综述系统阐述了超分辨率超声成像（SRUS）技术在突破传统超声衍射极限方面的突破性进展，其通过微泡（MB）轨迹追踪实现了10μm级微血管的可视化，为癌症、阿尔茨海默病（AD）等疾病的微循环异常检测提供了新工具。文章重点探讨了SRUS在神经、消化、泌尿等系统的应用潜力，并指出其与深度学习、纳米技术的结合将推动精准医疗发展。

　　

背景

微循环作为人体物质交换的核心场所，其功能障碍与癌症、炎症和神经退行性疾病密切相关。传统超声技术如彩色多普勒（CDFI）和超声造影（CEUS）受限于毫米级分辨率，而SRUS通过定位散射微泡的中心质量，实现了亚波长级空间分辨率（约10μm），突破了传统超声的衍射屏障。这一技术灵感源自荧光光学显微技术，通过随机激活单个微泡信号并叠加其运动轨迹，构建出高精度微血管图谱。

技术原理与流程

SRUS成像包含六大关键步骤：

1. 微泡注射：惰性气体核心的微泡通过静脉注射，其非线性共振特性可有效区分组织散射信号。簇注射与滴注两种给药方式需平衡浓度与成像时间——低浓度提升定位精度但延长采集时间，而深度学习算法的引入允许更高浓度微泡的高效分离。
2. 运动校正：呼吸和心跳会导致组织位移，采用卡尔曼滤波或相位相关算法消除运动伪影。动物实验中麻醉可能影响脑血流参数，开放式3D ULM技术则适用于清醒状态监测。
3. 微泡检测：基于谐波成像或脉冲反演技术分离微泡信号，高频超声下微泡破坏法可增强特异性。
4. 定位与追踪：高斯拟合和匈牙利算法精确定位微泡坐标，累积轨迹生成血管网络。新型ARU-GAN模型通过注意力机制提升重建质量。
5. 参数量化：SRUS可提取血管密度、血流速度（1mm/s至数cm/s）、方向及角度等多维参数。例如，图1展示的大鼠中脑成像中，血管密度图（A）与血流角度图（D）揭示了微循环的时空异质性。

临床应用突破

神经系统

SRUS首次临床应用于颅内动脉瘤诊断（图2），2.93MHz探头穿透120mm深度，清晰显示血流涡旋。在AD模型中，海马区血管密度降低早于血流速度下降，提示微循环结构损伤先于功能异常。此外，通过监测脑微灌注变化可无创推算颅内压（ICP），在猪脑积水模型中验证了与ICP的强相关性（R²

0.85）。

消化系统

肝衰竭患者SRUS显示主干血管扭曲变细（流速1-60mm/s），而胰腺肿瘤在60mm深度仍可识别异常血管增生。抗血管治疗后，肝癌模型核心区血流速度显著降低，周边呈放射状高速血流（图3），为疗效评估提供新指标。

其他系统

• 肾脏：急性肾损伤患者皮质微血管密度与肌酐呈负相关，糖尿病模型显示髓质血管迂曲增加。
• 生殖系统：绝经后女性尿道微血管密度降低40%，卵巢成像可检测60μm级血管。
• 浅表器官：乳腺癌恶性病灶微血管密度较良性高2倍，甲状腺结节血流方向紊乱提示恶性。

局限与展望

当前SRUS面临三大挑战：长重建时间（需GPU加速）、动态监测能力不足及颅骨声学畸变。柔性超材料透镜可提升透颅效率，而联合纳米液滴技术有望实现肿瘤治疗监测。未来与脑机接口的融合或开辟神经科学研究新范式。