图1 代表性原始数据（左）和处理后数据（右），显示了在清醒动物静息状态下，LPS 注射后 48 小时内，连续 100 幅图像中逐像素的脑血容量变化情况。

“化疗脑雾”与微血管功能障碍：
紫杉醇的长期影响^[2]
美国的研究团队在小鼠中进行两周期紫杉醇化疗后，随访6个月，应用功能超声成像（fUS）和ULM对全脑微循环功能进行评估。胡须刺激诱发的神经血管反应幅度显著下降；ULM证实皮层和海马微血管密度持续减少，同时大脑中动脉平均血流速度显著降低。结果提示，紫杉醇可导致持久的微血管结构与功能损伤，这可能是化疗相关认知功能减退（CICI）的潜在机制。研究强调fUS/ULM结合的优势在于能够非侵入、全脑、纵向追踪血管健康变化，并提出未来可将微血管功能保护作为干预靶点，以缓解CICI的发生与发展。

图2 紫杉醇治疗会损害皮层的神经血管耦合（NVC）反应

多发性硬化动物模型的功能超声评估：
血流反应作为潜在功能性指标^[3]
来自法国巴黎的研究团队在小鼠铜离子螯合剂——cuprizone诱导的多发性硬化（MS）脱髓鞘模型中，利用功能超声成像（fUS）首次评估了功能性血流反应的变化。结果显示：皮层活跃像素数量增加，这些像素的稳态脑血容量（CBV）逐渐升高，且血流反应上升时间延长。这三项指标与髓鞘碱性蛋白（MBP）染色水平显著相关，提示功能超声成像（fUS）可定量反映髓鞘状态。刺激后血流反应增强可能反映了一种功能受损后的适应性可塑性，与既往临床观察相一致。研究指出，功能超声成像（fUS）适合在同一动物上进行长期追踪，有望将血流动力学反应变化发展为MS动物模型的功能性生物标志，用于药物筛选和疗效评估。

图3 来自小鼠研究的功能超声（fUS）图像示例，时间跨度为 0–7 周，显示了胡须刺激后脑血容量（CBV）的变化：(A) 为对照动物；(C) 为经 cuprizone 处理并表现出多发性硬化（MS）特征性脱髓鞘的动物；请注意在第 3 周和第 5 周时反应的增强。

功能性超灌注的测量一致性：
fUS与激光散斑对比成像的比较^[4]
美国俄克拉荷马大学研究团队在年轻和老年小鼠上，比较了功能超声成像（fUS）与激光散斑对比成像（LSCI）对胡须刺激诱发的功能性超灌注的测量结果。两种方法的一致性极高（Pearson相关系数r=0.92），且随年龄增加，反应幅度均明显下降：LSCI由约10% 降至4%，fUS由约15% 降至4%。结果提示功能超声成像（fUS）不仅是评估功能性超灌注的可靠替代，还因成像深度更大、灵敏度更高而在表层无法覆盖的脑区具有优势。研究进一步用ULM绘制微血管密度，并与免疫荧光染色结果对比，相关性良好（r=0.82），为功能超声成像（fUS）在老龄相关血管功能障碍与神经退行性疾病研究中的应用提供了有力证据。

图4  上：利用功能超声（fUS）获取的小鼠大脑额面和矢状面图像，展示了在动物安装颅窗 14 天后，对胡须刺激所产生的功能性充血反应的比较。可以明显看到，（上方）年轻动物与（下方）老龄动物之间反应的下降。右：代表性的超声定位显微（ULM）血管图，以及用于与激光散斑对比成像（LSCI）进行比较的代表性 500 µm² 取样区域。

灵长类自运动的单次试验解码：
fUS 揭示全脑前庭网络的高精度读出^[5]
近期，一项在猕猴中开展的研究利用功能超声成像（fUS）从记录的脑血容量（CBV）信号中解码出动物的真实物理自运动信息，并在全脑范围描绘了高分辨率的前庭反应图谱。研究中，两只猕猴接受颅窗植入，研究者将功能超声成像（fUS）探头固定于特定脑区，以 100 × 100 μm 的平面分辨率和 400 μm 的层厚，记录 6 自由度运动平台诱发的脑血容量（CBV）变化。平台以 0.5 Hz 正弦轨迹执行平移或旋转刺激，每次持续 6 秒、间隔 10 秒。

结果显示，物理运动在经典前庭相关皮层中引发了广泛且稳健的 CBV 增强。不同皮层区域的 CBV 峰值幅度在 8.9%–58.6% 之间，反映出显著的空间分布差异。基于线性判别分析（LDA）的解码结果，在单次试验条件下，平移方向的解码精度峰值可达 74%–79%，使用全程数据训练模型时，精度进一步提高至 82.1%和 76.95%。对于“平移与旋转”的二分类任务，解码精度峰值分别为 93% 和 94.5%，在训练试验数超过 12 次时已达到统计显著，并在约 75 次试验时趋于平台。与经颅电刺激前庭神经（GVS）相比，物理运动诱发的 CBV 响应幅度更大，峰值出现更早，且 GVS 未能显著激活 V3A、M1 和 7m 等区域。此外，多处前庭相关皮层对视觉光流刺激也有反应，提示存在广泛的前庭—视觉多模态整合网络。

图5 研究中同时被视觉和物理运动刺激激活的脑区。

(A) 视觉条件下的实验装置示意图及高斯速度曲线。
(B 和 C) 前庭条件与视觉条件下脑血容量（CBV）变化的比较（B）以及两种条件间的皮尔逊相关系数（C）。
(D) 视觉条件（上）和前庭条件（下）的示例激活图。
该研究首次在灵长类模型中证明了 fUS 能够在真实自运动条件下，以单次试验精度解码复杂前庭信息，并绘制全脑范围的功能反应图谱。这不仅拓展了对灵长类前庭功能组织的理解，也为利用 fUS 开展高精度运动状态识别及神经解码研究奠定了方法学基础。

从实验室到临床：
fUS 技术的核心原理与 Iconeus One 平台实践
近年来，功能性超声（fUS）的迅速崛起，源于其在时间与空间分辨率上的双重飞跃。在成像原理上，fUS 通过平面波或发散波以每秒数千帧的速率并行采集信号，并经软件重建聚焦，大幅提升对慢速血流的探测能力——其灵敏度较常规功率多普勒提高约50 倍。这种基于神经血管耦合的读出方式，使功能性超声（fUS）既能获得约100 μm的空间分辨率和100 ms的时间分辨率，又能探测低至1 mm/s的流速变化。同时，功能性超声（fUS）不仅能在清醒、自由活动的动物中实现单次试验的功能图谱与静息态功能连接分析，还在术中导航与新生儿床旁监测等临床情境中展现出潜力。打破了传统功能磁共振成像（fMRI）的诸多应用瓶颈，也突破了光学成像受组织穿透深度限制的天花板^[6]。

作为推动功能性超声（fUS）技术应用的重要力量，总部位于巴黎的 Iconeus 致力于将这一技术从科研实验室带入神经科学常规研究。其旗舰系统 Iconeus One 面向临床前研究，支持在清醒或运动状态的动物中进行实时成像。标准系统集成了平面波成像工作站、四轴电动扫描平台以及可视化友好的软件套件，涵盖从实验设置与采集（IcoScan）到后处理与脑图谱配准（IcoStudio）的全流程工作流。

在应用场景上，Iconeus One 已广泛用于功能神经影像、静息态连接分析、神经药理及脑血管研究等领域，且已有相当多的相关研究数据获得公布。这一平台的出现，使得功能性超声（fUS）技术优势能够被稳定、标准化应用于多样化的神经科学研究，并逐步延伸至临床研究前沿^[7]。

最后，如果您希望进一步了解功能性超声（fUS）与超声定位显微成像（ULM）技术，或想讨论在自己的研究领域使用相关技术的可行性或方式，欢迎您登录我们的网站或随时与我们取得联系！
 

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