上述在光学成像领域从事科研工作的同事告诉汤孟兴：在光学领域有一个新兴的超分辨定位显微技术，不知道在超声领域是否也可以实现？
“这便是我们这一系列超声超分辨工作的开始。后来，在 2013 年和 2014 年，我们首次完成了离体和在体展示超声超分辨微血流图。同时，研究光学超分辨定位显微的其他学者也获得了 2014 年诺贝尔化学奖。”汤孟兴表示。
对于超分辨定位显微镜技术来说，需要几秒到几分钟的连续时间超声图像采集，然后进行精细的处理和合成。
就像画一幅精美的图画，需要用很细的画笔一点一点的慢慢画出来，这样就要求被画的物体必须保持静止不动。
因此，该领域内的此前工作主要集中在相对静止不动的器官，并普遍认为在跳动的人体心脏上做超分辨成像是不可能的。
“但是，我们课题组的成员们敢于应对这个挑战，跟临床同事紧密合作，提出了一系列的数据采集，组织运动矫正和微泡定位追踪的新技术新方法。”汤孟兴说。
在近期一项研究中，他和合作者展示了对病人的心脏做无创超分辨成像的可行性。
日前，相关论文以《患者心肌血管的经胸部超声定位显微镜检查》（Transthoracic ultrasound localization microscopy of myocardial vasculature in patients）为题发在 Nature Biomedical Engineering[1]。
闫纪朋和黄彪是共同第一作者，汤孟兴担任通讯作者。
图 | 相关论文（来源：Nature Biomedical Engineering）
审稿人表示：“作者报道了迄今为止冠状动脉血管系统在体的最高分辨率的图像，报告了超声定位显微技术在心脏病患者中的令人信服的结果。”
并认为所展示的数据非常有说服力，表明这种技术具备用于心脏病早期检测的潜力。
美国哥伦比亚大学冠名讲席教授伊丽莎·科诺法古（Elisa Konofagou）在 Nature 上，发表专稿评论了本次研究[2]，称该研究为心肌成像的未来提供了令人兴奋的前景。
总的来说，本次新技术利用超声影像和微米气泡，提供了目前最高空间分辨率的心肌内的微小血管和血流的成像。
为科学家和临床医生提供了一个强大的工具，来研究人体心脏内这些重要、但以前无法看到的血管和血流，包括研究正常心脏内和疾病心脏内的表象。
这将有助于临床医生更好地了解这些血管，在微血管冠状动脉疾病和心肌病等心血管疾病、以及未确诊胸痛中的作用，从而改进临床诊断和治疗的评价方法。
同时，该技术也可用于其他领域，包括肿瘤和脑疾病的精准诊断和预后评估。
（来源：Nature Biomedical Engineering）
汤孟兴表示：“尽管我们的工作取得了第一步的成功，下一步还需要进一步的技术优化，并且需要对更多患者进行研究。以便更好地展现该技术在临床和研究上的应用价值，探索以前无法探索的关于心脏微血流的生理和病理的问题。”
同时，他们也在与其他临床合作伙伴，包括肿瘤学家、放射科医生、乳腺外科医生等，共同探索超分辨率超声技术在评估其他各种疾病中的潜在用途。
参考资料：
1.Yan， J.， Huang， B.， Tonko， J.et al. Transthoracic ultrasound localization microscopy of myocardial vasculature in patients. Nat. Biomed. Eng (2024).
2.
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