新鲜与福尔马林固定脑组织的超声参数成像：声速(SOS)、衰减频率斜率(FSA)、背向散射系数(IBC)及表观背向散射(AIB)的定量可视化研究

本研究针对脑组织复杂形态学特征，首次系统绘制了新鲜及福尔马林固定牛脑的四种超声参数（SOS、FSA、IBC、AIB）高分辨率参数图像。通过23例1cm厚脑切片扫描发现，白质区呈现更高SOS(1535±2 m/s)和FSA(0.546±0.037 dB/cm/MHz)，而AIB(-60.1±1.1 dB)和IBC(0.402×10?3 cm?1 str?1 )较低。固定处理导致IBC激增55%，为脑超声诊疗技术发展提供关键基础数据。

　　

脑超声成像技术近年来在神经疾病诊疗领域展现出巨大潜力，从血流量化到血脑屏障调控，其应用边界不断拓展。然而，这项技术的发展长期受限于一个基础性问题——缺乏对脑组织微观结构与超声参数映射关系的系统认知。既往研究多采用组织匀浆测量，掩盖了脑区异质性特征；而福尔马林固定对声学特性的影响更如同"黑箱"，这直接制约着超声神经调控参数的精确设定和影像诊断的准确性。

为破解这一困局，Rhodes College的研究团队在《Ultrasound in Medicine》发表了一项开创性研究。他们首次实现了新鲜脑组织与固定脑组织的多参数超声成像可视化，绘制出声速(Speed of Sound, SOS)、衰减频率斜率(Frequency Slope of Attenuation, FSA)、背向散射系数(Integrated Backscatter Coefficient, IBC)和表观背向散射(Apparent Integrated Backscatter, AIB)的全景图谱，并定量揭示了福尔马林固定引发的"声学指纹"改变。

研究采用浸没式扫描系统，以5MHz聚焦换能器对23个牛脑切片进行615μm步进扫描。样本队列来自屠宰场新鲜获取的9个牛脑，涵盖矢状面和冠状面切片。通过多时间点追踪（1周至1年），系统评估了固定剂对声学参数的时效影响。

结果部分揭示多项重要发现：
Specimen preparation
创新性采用刀片导轨制备1cm标准厚度切片，解决了传统脑切片厚度不均导致的声学测量偏差问题。

Results
参数图像清晰区分白质与灰质：白质区SOS高达1535±2 m/s，较灰质高约0.6%；FSA达0.546 dB/cm/MHz，而AIB(-60.1 dB)和IBC(0.402×10^?3
cm^?1
str^?1
)显著低于灰质。这种"高传导-低散射"特征为白质束超声追踪提供了识别标志。

Comparison to previous studies
福尔马林固定引发参数剧变：IBC增幅达55%最显著，FSA增加20%，证实固定剂通过交联作用改变组织微结构；SOS仅增0.6%，说明弹性模量变化较小。这种差异提示临床需谨慎对待固定组织测量数据。

结论与意义
该研究建立了首个脑组织超声参数空间分布数据库，其价值体现在三个维度：技术层面，为超声脑机接口提供组织声学特性基础数据；方法学层面，开发的高分辨率参数成像技术可推广至其他器官研究；临床层面，明确固定剂影响程度，为神经病理标本超声诊断建立校正基准。尤其值得注意的是，IBC对固定处理的超敏感性（55%增幅）提示其可作为监测脑组织保存状态的新型生物标记物。

研究也存在一定局限，如仅采用牛脑模型，未来需在人类组织验证。但毫无疑问，这些精细绘制的"声学地图"将加速超声神经科学从实验室走向临床的进程，为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的早期超声诊断铺平道路。正如研究者所言，当每个脑区都有了精确的"声学身份证"，超声波就能真正成为探索大脑奥秘的"第三只眼"。