该文档属于类型a（单篇原创研究报告），以下是针对中国读者的学术报告：
作者及机构
本研究由来自意大利多所顶尖机构的跨学科团队完成，通讯作者为Francesco Prada（Fondazione IRCCS Istituto Neurologico “C. Besta”）。合作单位包括Humanitas University、University of Milan、University of Florence等。研究发表于Scientific Reports（2025年），标题为《Ultrasound guided blood brain barrier opening using a diagnostic probe in a whole brain model》。
研究领域与动机
血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是保护中枢神经系统的重要结构，但也严重阻碍药物递送。目前，低频低强度脉冲超声（Ultrasound, US）联合微泡（Microbubbles, MB）可非侵入性、可逆地开放BBB，但现有技术难以实现治疗与超声成像的同步整合。被动空化检测（Passive Cavitation Detection, PCD）虽能实时监测MB空化，但无法评估MB的三维时空分布。本研究旨在利用超声高级开放平台（ULA-OP），通过单一线性阵列探头同步实现BBB开放与B模式成像，为临床超声引导治疗提供新方法。
关键科学问题
1. 如何通过诊断性超声探头同时实现BBB开放与实时成像？
2. 不同超声发射模式（Pattern A-D）对BBB开放效率的影响；
3. B模式成像在MB动态监测中的应用价值。
1. 实验设计与模型构建
- 研究对象：8只豚鼠的全脑离体模型（16个半球），保留完整BBB及生理功能。
- 设备创新：采用ULA-OP系统（University of Florence开发）与LA332线性阵列探头（Esaote Spa），支持自定义超声发射模式（表1）。
- 关键步骤：
- MB灌注：持续注入SonoVue微泡（1 mL/min），通过基底动脉灌注。
- 超声处理：设计4种发射模式（Pattern A-D），参数包括脉冲持续时间（2–50 μs）和脉冲重复频率（80 Hz–2 kHz），峰值负压340 kPa。
- BBB通透性评估：灌注FITC-白蛋白（荧光标记），通过共聚焦显微镜量化脑实质外渗信号。
2. 数据采集与分析
- 成像与治疗同步：在Pattern D基础上插入B模式脉冲（Pattern D3），以4 Hz帧率实时观察MB分布。
- 定量分析：使用Image-Pro Premier 9.1软件计算FITC-白蛋白荧光信号面积（ROI=1.6 mm²），非参数检验（Mann-Whitney U检验）比较组间差异。
3. 创新方法
- 离体全脑模型：保留血管网络与神经连接，避免颅骨干扰（图3-4）。
- 动态监测：首次通过同一探头实现治疗性超声（TUS）与B模式成像的交替发射（图2）。
1. BBB开放效率
- Pattern A与D效果最佳：FITC-白蛋白外渗面积显著高于对照组（Pattern A: 31.2% vs 对照3.7%, *p*≤0.05；Pattern D: 39.4% vs 3.7%, *p*≤0.05）。
- 区域特异性：新皮层、海马和丘脑均观察到均匀开放，无显著解剖差异（图1a-c）。
2. 实时成像验证
- MB动态变化：治疗期间MB信号强度降低（图2b-c），提示空化效应；治疗后12-15秒信号恢复，证实BBB开放的可逆性。
- 模式D3的应用：B模式成功捕捉MB分布变化，为临床实时调整参数提供依据。
科学价值
1. 技术突破：首次验证诊断性探头同步实现BBB开放与成像的可行性，克服PCD技术的时空局限性。
2. 模式优化：高脉冲重复频率（2 kHz）的Pattern A/D更有效，为临床参数选择提供依据。
3. 转化潜力：结合“声透明颅骨假体”（sonolucent cranial prostheses），未来可应用于术后靶向给药。
应用前景
- 神经肿瘤治疗：增强化疗药物跨BBB递送；
- 神经退行性疾病：如阿尔茨海默病的靶向治疗。
局限性
离体模型无法完全模拟体内血流动力学，需进一步活体验证。
（报告全文约2000字，涵盖研究全貌及细节支撑）