浙大研究团队突破超声对颅脑成像的“禁区”

日前，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院郑音飞副教授课题组创新性地提出一种基于超声超材料和平面波造影相结合的新型脑成像技术——穿颅超声脑成像。这一技术突破了超声对颅脑成像的“禁区”，使得人类颅脑超声成像成为一种可能，为人类颅脑成像提供了一种新的方向。

据介绍，现代医学超声设备通过分析由身体反射的回波信号来判断人体组织结构和血流情况，相较CT与核磁共振成像，超声成像的优势在于实时、无损、低价，且能在术中使用。然而长久以来，由于颅骨具有高密度特性，对超声具有极强的衰减和畸变效应，因此常规的超声很难检测到由颅脑反射的回波信息。

提高现代超声设备的穿透性能，是超声颅脑成像的关键性难题。郑音飞课题组提出的技术结合了声学等互补介质理论和波束合成逆问题框架，实现了小鼠脑部的高分辨率组织及血流成像。课题组配合浙江大学材料科学与工程学院吴勇军教授课题组研制的超材料进行颅脑成像，超材料从结构上使得弹性共振回来的超声重新被压回颅骨，仿佛给超声穿上了一件“隐形衣”，声波的反射也就控制到了最低。此外，结合平面波成像和新型纳米粒造影成像技术，课题组突破性地提出利用平面波造影成像方法，显著提高了图像的分辨率和灵敏度。换能器发射平面波，一次发射即可得到整个成像区域的信息，这不仅提升了回波信号的数据量，而且还实现了脑部高分辨率高灵敏度成像。该研究受到“十三五”国家重点研发项目资助。