通过颅骨进行超声成像的主动超材料

磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）被广泛用于检测脑肿瘤，但其临床应用常因高成本、辐射暴露和对实时成像的不充分支持而受到限制。在本研究中，我们呈现了为脑成像应用设计的主动声学超材料。该系统将压电元件集成在柔性软基质中，以解决生物界面的声阻抗不匹配。超材料作为增益介质，特别设计以展现与颅骨在其实部和虚部相反的复杂声学特性。通过引入负虚部，超材料补偿颅骨的内在衰减，实现全声波透过颅骨，并在界面处最小化反射。我们通过一个外源性人类颅骨进行一维成像，以利用声学回波轮廓定位模拟肿瘤的深度。随后，通过三维打印的颅骨模型进行二维成像，以重建模拟肿瘤的空间形态。本研究展示了一种便携、无创和实时的声学成像策略，有强大的潜力来补充和增强现有的脑成像技术。