基于超声定位显微镜的离体与在体亚分辨血液流速定量估计

超分辨超声成像依赖于微泡造影剂的亚波长定位。通过追踪单个微泡，可以估计微血管内的流速与流量。然而，二维超分辨图像仅能在成像平面内以亚波长分辨率定位微泡，而仰角方向的分辨率受限于常规波束宽度物理极限。由于超声成像在仰角维度上积分回波，成像平面内单点处的速度估计包含了整个成像切片厚度内的信息。该切片厚度通常比超分辨极限大几个数量级。本文表明，为估计速度，必须考虑沿仰角方向的空间积分。该操作产生一个补偿仰角积分的乘性修正因子。随后提出了一种基于相关的速度估计技术。使用校准的微管体模实验来验证所提出的速度估计方法与仰角积分修正因子。结果表明，在所考虑的流速范围（10 至 90 $\mu$L/min）内，速度测量值与理论预测一致。接着，将所提技术应用于两项在体小鼠尾部实验，实验使用低频人类临床换能器并以人类临床浓度的微泡成像。在第一项实验中，可见一条直径为 140 $\mu$m、峰值流速为 0.8 mm/s 的静脉。在第二项实验中，超分辨图像中观察到一条直径为 120~$\mu$m、局部最大流速为 $\approx$~4.4~mm/s 的静脉。结果表明，这些微血管内的抛物型流速分布是可分辨的。