Page 54 - 《中国医疗器械杂志》2026年第1期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2026年 第50卷 第1期

研 究 与 论 著

当前，有无造影剂的超分辨率图像仍有较大差 参考文献
[16]
异 ，超分辨率成像目前大多是需要注射造影剂 [1] COUTURE O, HINGOT V, HEILES B, et al. Ultrasound
localization microscopy and super-resolution: a state of
的。无造影剂的超分辨率成像与超微血流成像在临 the art[J]. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control,
床关注点上是类似的。正如前段所述，二者的最大 2018, 65(8): 1304-1320.
差异在于：前者通过超分辨率算法定位血管，后者 [2] JEFFRIES K C, COUTURE O, DAYTON P A, et al.
Super-resolution ultrasound imaging[J]. Ultrasound Med
借助多普勒技术计算血流。而超微血流成像无论在
Biol, 2020, 46(4): 865-891.
技术层面还是临床应用层面均更为成熟。血管血流 [3] YI H M, LOWERISON M R, SONG P F, et al. A review
计算之前的几个环节（见图1的数据采集环节）， of clinical application for super-resolution ultrasound
localization microscopy[J]. Curr Med Sci, 2022, 42(1): 1-
包括扫描发射、波束合成、壁滤波等，超微血流成
16.
像 的 很 多 现 有 研 究 内 容 （ 例 如 ， 壁 滤 波 的 改 [4] ERRICO C, PIERRE J, PEZET S, et al. Ultrafast
进） [34-35, 38, 95-96] ，都是有可能移植到超分辨率成像中 ultrasound localization microscopy for deep super-
的，尤其是针对无造影剂的超分辨率成像。 resolution vascular imaging[J]. Nature, 2015, 527(7579):
499-502.
产品化商用机的使用是非常重要的，只有这样 [5] OPACIC T, DENCKS S, THEEK B, et al. Motion model
才能支撑大样本量的临床研究，进行更高效的对照 ultrasound localization microscopy for preclinical and
实验，并促进技术的迭代更新。当前研究是以体 clinical multiparametric tumor characterization[J]. Nat
Commun, 2018, 9(1): 1527.
模、动物或小样本量甚至单一样本某个部位的技术
[6] DEMENÉ C, ROBIN J, DIZEUX A, et al. Transcranial
可 行 性 为 主 的 探 索 性 研 究 [6,7,10,12,95] 或 病 例 报 告 ultrafast ultrasound localization microscopy of brain
[15]
等 。此外，造影剂的使用、操作流程等是未来用 vasculature in patients[J]. Nat Biomed Eng, 2021, 5(3):
于临床诊断前需要考虑的。有研究指出，不同造影 219-228.
[7] RENAUDIN N, DEMENÉ C, DIZEUX A, et al.
剂量与注射速度会使血管密度定量结果发生较大 Functional ultrasound localization microscopy reveals
改变 [69] （见图1中造影剂的使用）。再者，随着 brainwide neurovascular activity on a microscopic
AI技术的不断发展，未来有望从单一算法环节的 scale[J]. Nat Meth, 2022, 19(8): 1004-1012.
[8] SHIN Y, LOWERISON M R, WANG Y K, et al.
AI替代（例如，DAS波束合成的替代 、微泡定位
[54]
Context-aware deep learning enables high-efficacy
LOCA-ULM ），发展成多步骤一站式AI解决方案。 localization of high concentration microbubbles for super-
[8]
相关算法不断迭代，从CNN到DNN、Deep-ULM resolution ultrasound localization microscopy[J]. Nat
等 [14,24,54-55] ，未来可能再到基于强化学习的ULM。 Commun, 2024, 15(1): 2932.
[9] YAN J P, HUANG B, TONKO J, et al. Transthoracic
用于训练的数据从通过仿真软件（如Field Ⅱ）生 ultrasound localization microscopy of myocardial
[54]
成 ，发展成根据扩散模型衍生。AI算法有可能为 vasculature in patients[J]. Nat Biomed Eng, 2024, 8(6):
信噪比较低以及算法依赖度更高的无造影剂超分辨 689-700.
[10] ZHU J Q, ROWLAND E M, HARPUT S, et al. 3D super-
率成像提供更好的解决方案（例如，基于DNN无
resolution US imaging of rabbit lymph node vasculature
[26]
造影剂超分辨率成像 、基于CNN的高浓度散射体 in vivo by using microbubbles[J]. Radiology, 2019,
定位 ）。最后，运动校正作为超分辨率成像中的 291(3): 642-650.
[54]
重要环节之一，尤其是对于运动干扰较大的场景 [11] DEMEULENAERE O, BERTOLO A, PEZET S, et al. In
vivo whole brain microvascular imaging in mice using
（ transcranial 3D ultrasound localization microscopy[J].
如心肌），其中算法优化也是必不可少的。正如
[40]
IEEE IUS超分辨率成像方法挑战赛所关注的 ，运 EBioMedicine, 2022, 79: 103995.
动校正也可能是下次挑战赛的主题。 [12] HANSEN-SHEARER J, YAN J P, LERENDUGUI M, et
al. Ultrafast 3-D transcutaneous super resolution
5 总结 ultrasound using row-column array specific coherence-
based beamforming and rolling acoustic sub-aperture
ULM的快速发展是技术和临床多维度互相促 processing: in vitro, in rabbit and in human study[J].
Ultrasound Med Biol, 2024, 50: 1045-1057.
进、相互迭代的结果。微血管结构的3D成像、 [13] TANG S S, SONG P F, TRZASKO J D, et al. Kalman
AI技术的使用，以及无造影剂的超分辨率成像可能 filter-based microbubble tracking for robust super-
是未来主要的技术发展方向。随着ULM临床价值 resolution ultrasound microvessel imaging[J]. IEEE Trans
Ultrason Ferroelectr Freq Control, 2020, 67(9): 1738-
越来越明确，其未来必将从临床探索逐渐迈入临床
1751.
应用，实现诊断层面上的真正临床意义。 [14] VAN SLOUN R J G, SOLOMON O, BRUCE M, et al.

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