2025年12月10日，由法國巴黎大學Charlie Demené教授領導的研究團隊在《Developmental Cognitive Neuroscience》期刊上發(fā)表了題為“Cot-side functional imaging in neonates for early neurodevelopment monitoring using functional ultrasound connectivity imaging and the combination of fUS with diffuse optical tomography: a feasibility study”的研究論文。研究提出并驗證了一種結合功能超聲與彌散光學斷層掃描的床邊多模態(tài)成像系統(tǒng)，用于早期監(jiān)測新生兒腦功能連接。研究顯示，該系統(tǒng)能高分辨率捕捉早產(chǎn)兒與足月兒丘腦-皮層連接差異，并為全腦功能連接評估提供了新工具，有望用于高風險嬰兒的神經(jīng)發(fā)育軌跡預測。

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Iconeus超聲功能及血流成像儀

早產(chǎn)是5歲以下兒童死亡的主要原因之一，常伴隨腦損傷風險，導致神經(jīng)發(fā)育障礙。目前臨床缺乏早期可靠的生物標志物來預測個體神經(jīng)發(fā)育軌跡。傳統(tǒng)的結構成像與功能預后相關性差，且現(xiàn)有功能成像技術如fMRI、EEG等在便攜性、深度覆蓋或空間分辨率方面存在局限。因此，開發(fā)一種能夠在床邊進行全腦功能連接監(jiān)測的工具具有重要臨床意義。

本研究通過功能超聲（fUS）與高密度彌散光學斷層掃描（HD-DOT）結合，彌補了單一成像技術覆蓋面不足的問題，首次實現(xiàn)了新生兒床邊全腦功能連接監(jiān)測。結果顯示，fUS在空間分辨率與深部腦區(qū)成像上優(yōu)勢顯著，能清晰區(qū)分早產(chǎn)兒與足月兒丘腦-皮層連接的動態(tài)差異，且與HD-DOT信號在重疊腦區(qū)高度相關。該系統(tǒng)成功捕捉到早產(chǎn)兒腦功能連接成熟度較低、狀態(tài)轉換模式與足月兒存在顯著區(qū)別。多模態(tài)融合不僅擴展了腦區(qū)覆蓋范圍，更為早期識別腦發(fā)育異常提供了可靠工具，為高危新生兒的神經(jīng)發(fā)育監(jiān)測與干預奠定了方法學基礎。

Figure 2
2a：展示傳統(tǒng)多普勒成像與超快多普勒成像在血流體積敏感性上的對比，fUS的高靈敏度顯而易見。
2b：展示早期新生兒fUS成像的臨床設置，包括設備布置和探頭在頭部的固定方式。
2c：示意圖解釋fUS如何通過神經(jīng)血管耦合反映腦活動。
2d：基于種子的連通性分析展示額葉兩個不同種子區(qū)域的腦連接模式。
2e：展示丘腦兩個種子區(qū)域的連通性圖譜，說明fUS能捕捉丘腦連接的高度異質性。

Figure 3
3a：展示fUS視場中功能區(qū)域的劃分。
3b：通過聚類分析得到4種全局腦狀態(tài)。
3c-d：分別展示足月兒和早產(chǎn)兒在10分鐘內腦狀態(tài)的動態(tài)變化。
3e-f：展示兩組嬰兒腦狀態(tài)發(fā)生率和轉移概率的統(tǒng)計比較。
 

Figure 4
4a–c：展示專為新生兒設計的便攜式3D fUS成像系統(tǒng)，包括設備、探頭及頭戴裝置。
4d-e：fUS成像系統(tǒng)在新生兒重癥監(jiān)護室的使用場景及在通氣早產(chǎn)兒上的應用。
4f–h：展示fUS系統(tǒng)獲取的腦部結構圖像、血流圖像及三維血管重建結果。

Figure 5
5a–c：展示fUS與高密度彌散光學斷層掃描系統(tǒng)結合的多模態(tài)成像方案及三維配準。
5d：基于光學通道種子的fUS相關性圖譜分析。
5e：展示單個新生兒中fUS與光學信號的連通性矩陣及信號時序對比。
 

Figure 6
6a–c：展示4名足月新生兒中fUS-DOT多模態(tài)成像的平均連通性矩陣，驗證系統(tǒng)在群體中的可重復性。

參考文獻
Faure F, Uchitel J, De Crescenzo S, et al. Cot-side functional imaging in neonates for early neurodevelopment monitoring using functional ultrasound (fUS) connectivity imaging and the combination of fUS with diffuse optical tomography (fUS-DOT): A feasibility study. Dev Cogn Neurosci. 2026 Jan;77:101652. doi: 10.1016/j.dcn.2025.101652.