上海波达医疗科技有限公司-PodaMedfUSI脑功能超声成像系统

PodaMed-fUSI 脑功能超声成像系统

用于清醒活动动物全脑功能成像、全组织高清血流成像

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PodaMed-fUSI是一个即插即用的，集高灵敏度、高分辨率和高成像速度于一体的实时脑功能和微血管成像系统。该系统使用小型化头戴式探头，突破性实现了在清醒自由活动的模式动物（啮齿类和灵长类等）上进行实时脑功能成像，能够自动进行实验动物的脑图谱配准，准确评估脑组织形态学特征及血流动力学特征，可兼容脑电、光遗传学和行为学检测等常规脑检测设备。

PodaMed-fUSI可广泛应用于神经科学的诸多领域，包括脑与脊髓功能成像、神经退行性疾病、卒中、药物筛选等研究领域。fUSI也被应用于脑机接口（BMIs）的研究，尤其是在治疗神经精神疾病患者方面展现出巨大潜力。

PodaMed-fUSI脑功能超声系统

高空间分辨率

fUSI相比fMRI具有更高的空间分辨率（fUSI：~100 μm；fMRI：>500μm），可对全脑小血流进行高灵敏度成像

高时间分辨率

fUSI具有远高于fMRI的时间分辨率（fUSI： ~10 ms；fMRI：~0.5 s），可动态监测微血流变化，以及神经元活动引起的微小变化

超分辨率血管成像

超声微泡造影剂成像空间分辨率≤5 μm，比传统超声提升数十倍，可实现矢量化微血流、毛细血管成像

高兼容性，价格及维护费用低

可与电生理（EEG）、功能核磁（fMRI）、光遗传、行为学等兼容，实现多模态同步监测

高速成像

数秒时间采集上万帧全脑超声图像，可实现全脑小血流网络动力学成像（脉搏波、血流速度、血流方向和血管密度等）

多种动物实验应用场景

可在清醒、睡眠、活动和静息等多种状态的动物上进行扫描成像。

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PodaMed-fUSI 技术优势

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PodaMed-fUSI系统组成

· 一个即插即用的可移动主机和工作站，采用平面波超声技术；

· 简单易用、操作便捷的软件系统，包含实时组织B超、多器官微血流多普勒成像模块、超分辨定位显微模块、脑功能模块和三维移动控制模块；

· 高度可调节的屏幕；

· 超声探头；

· 高精度数控位移平台。

关键性能指标

空间分辨率	100 μm（无造影剂） 5 μm（需造影）
时间分辨率	10 ms
成像帧率	>20000帧/s
发射频率	0.1 MHz~30 MHz
接收频率	0.1 MHz~30MHz

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PodaMed-fUSI应用示例

脑/脊髓血流成像

fUSI对血流的高灵敏度，可以快速轻松地呈现全脑血流成像，从主要动脉到小动脉。这种微细血流成像可用于多种研究场景，包括评估阿尔茨海默病和动脉瘤期间血管系统变化，监测卒中的缺血和再灌注，研究脑血流自动调节，以及研究脑肿瘤血管系统对治疗的反应。

静息态功能连接

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与fMRI类似，fUSI可以通过计算不同脑区血流信号内在的相关性，绘制大脑固有的功能连接图。由于fUSI高空间和时间分辨率，以及比基于BOLD的fMRI更高的灵敏度，使其成为研究神经精神疾病的有力方法，并可能有助于早期诊断。

· fUSI的高时空分辨率有助于捕捉功能连接的动态变化，并支持其作为一种替代fMRI的小动物神经网络分析工具；

· 一个大鼠模型的多脑区关联性定量评价，看不同脑区的兴奋或者抑制（血流增强或减弱）。

fUSI具有更高的空间分辨率（~100 μm），适合任务态的神经成像，可用于研究大脑对各种刺激，如触觉、视觉和声音输入的响应。

脑功能成像

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大鼠躯体感觉区（S1BF）功能响应图（左侧）大鼠躯体感觉区（S1BF）功能响应图（右侧）

Yihui Sui K. Xu* , IEEE UFFC, 2022(封面推荐)

神经药理学研究

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fUSI可用于神经药理的研究，确定不同剂量和不同时间点的药物对大脑的调控作用。与fMRI相比，fUSI方法具有更高的灵敏度、更快的速度和更好的可重复性，也更适合在清醒的动物上进行检测，避免麻醉药物对结果的影响。

药物全脑调控研究，fUSI可观察不同脑区兴奋或抑制情况（血流增强或减弱）