SURE成像技術實現無造影劑、2秒快速成像的微血管超分辨率可視化
瀏覽次數:1309 發布日期:2025-8-13
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丹麥理工大學聯合哥本哈根大學醫院團隊在《Scientific Reports》發表的論文《Human lymph node microvascular imaging using a fast contrast-free super-resolution ultrasound technique》(2025年7月)提出了一項突破性成像技術SURE(Super-resolution Ultrasound using Erythrocytes)。該技術首次實現無造影劑、2秒快速成像的人類淋巴結微血管超分辨率可視化,分辨率達40μm(小于半波長),同時可量化血流方向(0-360°)和速度(2-15 mm/s)。通過追蹤紅細胞散射峰信號,SURE成功規避了傳統超分辨超聲(如ULM)對微泡造影劑的依賴,為淋巴結微循環評估提供了全新工具。
核心研究者包括:Mostafa Amin Naji、Nathalie Sarup Panduro、Jorgen Arendt Jensen,其成果發表于2025年7月的《Scientific Reports》開放獲取期刊。
重要發現
01技術原理革新
SURE技術的核心是通過高幀頻超聲(208.3 Hz)捕捉紅細胞散射信號,結合獨創的三步處理流程:
運動矯正:基于橫向振蕩算法消除呼吸或血管搏動干擾
信號分離:使用奇異值分解(SVD)濾除組織背景噪聲(低奇異值18%)與隨機噪聲(高奇異值75%)
峰值追蹤:遞歸最近鄰算法構建微血管密度與流速圖像
02淋巴結成像突破
在4例健康志愿者(腋窩/腹股溝淋巴結)實驗中,SURE展現出顯著優勢:
分辨率對比:清晰顯示40μm級微血管(傳統多普勒超聲>300μm)
時效性驗證:0.5秒初顯血管輪廓,2秒完成高清成像
血流動力學量化:首次實現無創血流方向360°編碼與速度剖面分析
03跨模態驗證
因人類淋巴結禁用微泡造影的倫理限制,研究者通過大鼠腎臟模型進行多模態對比:
分辨率一致性:SURE(2秒數據)與ULM(10分鐘數據)、微CT(2小時掃描)顯示相同血管分支模式
信噪比優勢:SURE信噪比(25-35 dB)顯著高于ULM(15-25 dB),歸因于可承受更高聲壓(MI=1.9)
創新與亮點
01破解臨床痛點
SURE技術突破現有成像三大瓶頸:
無創性革命:摒棄微泡造影劑(ULM必備),避免過敏風險與監測耗時
時效性飛躍:成像速度較ULM(≥30秒)提升15倍,較微CT(小時級)提升3600倍
多功能整合:同步實現結構(密度)、功能(流速/方向)成像,傳統HDMI技術僅能顯示>300μm血管
02臨床轉化價值
診斷優化:為淋巴結良惡性鑒別提供新指標(惡性腫瘤微血管呈扭曲/滲漏特征)
手術導航:潛在減少30%非必要淋巴結切除(現有技術誤診率達20%)
設備兼容性:適配常規線性探頭,通過軟件升級即可賦能基層醫院
總結與展望
SURE技術首次證實無造影劑超分辨超聲在人類淋巴結成像的可行性,其2秒快速、40μm分辨、多參數量化的特性,為腫瘤微轉移早期診斷開辟新路徑。當前局限在于宮頸淋巴結成像易受頸動脈搏動干擾,且樣本量較。▋H4例正常淋巴結)。
未來需推進三大方向:
開發3D實時成像系統解決復雜解剖區掃描難題;
建立自動化分析平臺提取血管密度/迂曲度等定量指標;
開展千人級研究驗證惡性淋巴結判別模型。
隨著技術迭代,SURE有望成為淋巴結評估的“超聲顯微鏡”,推動精準診療進入微循環時代。
論文信息
聲明:本文僅用作學術目的。
Amin Naji M, Panduro NS, Tabatabaei Majd SMM, Hansen LN, Taghavi I, McDermott A, Gundlach C, Tomov BG, Nielsen MB, Sørensen CM, Jensen JA. Human lymph node microvascular imaging using a fast contrast-free super-resolution ultrasound technique. Sci Rep. 2025 Jul 2;15(1):23061.
DOI:10.1038/s41598-025-08483-4.