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浙大研究團隊突破超聲對顱腦成像的“禁區”
2019-04-01 人民日報

  日前,浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院鄭音飛副教授課題組創新性地提出一種基于超聲超材料和平面波造影相結合的新型腦成像技術——穿顱超聲腦成像。這一技術突破了超聲對顱腦成像的“禁區”,使得人類顱腦超聲成像成為一種可能,為人類顱腦成像提供了一種新的方向。

  據介紹,現代醫學超聲設備通過分析由身體反射的回波信號來判斷人體組織結構和血流情況,相較CT與核磁共振成像,超聲成像的優勢在于實時、無損、低價,且能在術中使用。然而長久以來,由于顱骨具有高密度特性,對超聲具有極強的衰減和畸變效應,因此常規的超聲很難檢測到由顱腦反射的回波信息。

  提高現代超聲設備的穿透性能,是超聲顱腦成像的關鍵性難題。鄭音飛課題組提出的技術結合了聲學等互補介質理論和波束合成逆問題框架,實現了小鼠腦部的高分辨率組織及血流成像。課題組配合浙江大學材料科學與工程學院吳勇軍教授課題組研制的超材料進行顱腦成像,超材料從結構上使得彈性共振回來的超聲重新被壓回顱骨,仿佛給超聲穿上了一件“隱形衣”,聲波的反射也就控制到了最低。此外,結合平面波成像和新型納米粒造影成像技術,課題組突破性地提出利用平面波造影成像方法,顯著提高了圖像的分辨率和靈敏度。換能器發射平面波,一次發射即可得到整個成像區域的信息,這不僅提升了回波信號的數據量,而且還實現了腦部高分辨率高靈敏度成像。該研究受到“十三五”國家重點研發項目資助。

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