科學家研發超聲定位顯微技術，為冠狀動脈血管系統生成高清在體圖像

冠心病是當今最主要的致命疾病之一。現有的醫學成像技術，比如通過 X 線計算機斷層掃瞄（CT，Computed Tomography）、和核磁共振造影技術，可以看到心臟表面的較大血管是否由於狹窄堵塞而引起心肌缺血。

但是，對於將近四分之一患有冠心病症狀的病人，他們在這些大血管影像檢查中並不會被發現異常，而是心肌內的小血管會被發現存在異常。

對於這些患有微血管冠狀動脈疾病的病人，目前臨床上並沒有能直接觀察和評價這些心肌內小血管的技術。

這在很大程度上限制了人們對於這類疾病和其他與心臟微血管有關疾病的認識，進而妨礙了對臨床患者的有效診斷和治療。

湯孟興教授，目前任職於英國帝國理工學院。大約在 2009 年，一個在光學成像領域做研究的同事，找到湯孟興和他的超聲合作同事。

上述在光學成像領域從事科研工作的同事告訴湯孟興：在光學領域有一個新興的超分辨定位顯微技術，不知道在超聲領域是否也可以實現？

「這便是我們這一系列超聲超分辨工作的開始。後來，在 2013 年和 2014 年，我們首次完成了離體和在體展示超聲超分辨微血流圖。同時，研究光學超分辨定位顯微的其他學者也獲得了 2014 年盧保化學獎。」湯孟興表示。

對於超分辨定位顯微鏡技術來說，需要幾秒到幾分鐘的連續時間超聲圖像採集，然後進行精細的處理和合成。

就像畫一幅精美的圖畫，需要用很細的畫筆一點一點的慢慢畫出來，這樣就要求被畫的物體必須保持靜止不動。

因此，該領域內的此前工作主要集中在相對靜止不動的器官，並普遍認為在跳動的人體心臟上做超分辨成像是不可能的。

「但是，我們課題組的成員們敢於應對這個挑戰，跟臨床同事緊密合作，提出了一系列的數據採集，組織運動矯正和微泡定位追蹤的新技術新方法。」湯孟興說。

在近期一項研究中，他和合作者展示了對病人的心臟做無創超分辨成像的可行性。

閆紀朋和黃彪是共同第一作者，湯孟興擔任通訊作者。

圖 | 相關論文（來源：Nature Biomedical Engineering）

審稿人表示：「作者報導了迄今為止冠狀動脈血管系統在體的最高解像度的圖像，報告了超聲定位顯微技術在心臟病患者中的令人信服的結果。」

並認為所展示的數據非常有說服力，表明這種技術具備用於心臟病早期檢測的潛力。

美國哥倫比亞大學冠名講席教授伊麗莎·科諾法古（Elisa Konofagou）在 Nature 上，發表專稿評論了本次研究[2]，稱該研究為心肌成像的未來提供了令人興奮的前景。

總的來說，本次新技術利用超聲影像和微米氣泡，提供了目前最高空間解像度的心肌內的微小血管和血流的成像。

為科學家和臨床醫生提供了一個強大的工具，來研究人體心臟內這些重要、但以前無法看到的血管和血流，包括研究正常心臟內和疾病心臟內的表象。

這將有助於臨床醫生更好地瞭解這些血管，在微血管冠狀動脈疾病和心肌病等心血管疾病、以及未確診胸痛中的作用，從而改進臨床診斷和治療的評價方法。

同時，該技術也可用於其他領域，包括腫瘤和腦疾病的精準診斷和預後評估。