新型穿顱超聲技術令腦部成像更高清 將聲波的反射控制到最低

15日，記者從浙江大學獲悉，該校生物醫學工程與儀器科學學院鄭音飛副教授課題組提出了一項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，結合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。

據了解，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，然而顱骨因其高密度特性，對超聲具有極強的衰減和畸變效應，常規的超聲很難檢測到由顱腦反射的回波信息。

研究人員了解到，在保證人體不受超聲頻段損害的前提下，利用超聲穿透顱骨是一種挑戰物理極限的思維：因聲阻抗失配而在顱骨界面處形成的巨大勢壘，使得聲波的大部分能量都被顱骨反射。

“基于此，我們配合本校材料科學與工程學院吳勇軍教授課題組，將他們新研制的超材料進行了顱腦成像。”鄭音飛表示，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”，將聲波的反射控制到了最低。

他們還發現，這款超材料本身具有負向等效參數，會形成負向能量“坑”，聲波在這個“坑”里“積聚”能量，進而“翻越”顱骨的高勢壘，成功進入顱內。

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。