经颅聚焦超声在医学中的应用研究进展2026

经颅聚焦超声在医学中的应用研究进展2026经颅聚焦超声（transcranialfocusedultrasound,tFUS）是一种通过颅骨将超声波精准聚焦于脑内靶区的无创技术，凭借毫米级空间分辨率、非侵入性及功能多样性，已从实验室研究逐步迈向临床应用，成为神经医学与肿瘤学领域的研究热点。本文系统综述tFUS的技术原理、临床应用现状、核心挑战及未来趋势，重点整合2023-2025年最新研究成果与临床证据。技术原理与核心支撑体系作用机制tFUS的生物学效应取决于超声强度与作用模式，主要分为三类核心机制：一是机械效应，低强度超声通过激活神经元机械敏感离子通道调控神经电活动，开辟了非电/磁依赖的神经调控途径；二是热效应，高强度聚焦超声可在靶区产生65-70℃高温，实现病灶组织凝固性坏死而不损伤周围正常组织；三是空化效应，与微泡造影剂联用可诱导血脑屏障（BBB）暂时性开放，或通过惯性空化实现组织破碎。三种效应的精准调控使tFUS可实现神经调控、热消融、药物递送等多元功能。关键技术突破精准聚焦技术：颅骨的异质性易导致声波相位畸变，相控阵聚焦技术通过百余个超声换能器的数字化调制，可实现焦点的深浅控制与动态偏转，国内已研发出128阵元的相控阵设备。2025年最新综述总结了14种相位校正算法，可从声压提升、焦点定位等5类指标优化聚焦效果，其中AI驱动的端到端神经网络有望将相位畸变计算效率提升数倍。影像引导系统：磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）已成为临床主流，可实现治疗中的实时温度监测与焦点验证，目前Insightec公司的ExAblateNeuro设备是唯一获FDA批准的脑热消融系统。2023年美国推出的可植入颅骨超声装置，将聚焦误差控制在±0.5mm，标志着设备小型化进入人体试验阶段。主要临床应用领域运动障碍疾病tFUS在运动障碍疾病中的应用最为成熟。2024年中国专家共识明确MRgFUS可用于特发性震颤（ET）与帕金森病（PD）的标准化治疗，通过热消融丘脑腹中间核改善震颤症状，临床不良反应率仅3.4%，显著低于经颅磁刺激。2025年《暴击护理》研究显示，低强度tFUS对PD患者运动功能的改善持续时间可达6个月，且无明显认知副作用。脑肿瘤治疗血脑屏障开放增效：低强度MRgFUS联合微泡可暂时性打开BBB，使化疗药物在靶区浓度提升10倍以上。Ⅰ期临床试验（NCT04046741）证实，该技术联合脂质体多柔比星可延长复发性胶质母细胞瘤患者生存期，被《柳叶刀・肿瘤学》评价为"重新定义脑肿瘤化疗递送范式"。2024年启动的Ⅱ期临床试验（NCT05211234）进一步探索"tFUS+双药化疗+免疫检查点抑制剂"三联方案，有望突破脑转移瘤治疗瓶颈。直接消融与声动力治疗：高强度tFUS可直接消融颅内小肿瘤，而声动力疗法通过低强度超声激活肿瘤特异性声敏剂（如5-ALA），在诱导癌细胞凋亡的同时激发抗肿瘤免疫反应，2025年动物实验证实其对脑胶质瘤抑制率达68%。精神与神经退行性疾病在精神疾病领域，tFUS通过调控前额叶皮质等脑区可改善抑郁症、强迫症症状，1024阵元系统已实现对精神运动相关脑区的精准靶向。神经退行性疾病研究中，2025年研发的可穿戴tFUS设备可通过淀粉样蛋白β分解功能实现阿尔茨海默病的连续治疗，动物实验显示其能显著改善认知功能。此外，低强度tFUS可促进中风后BDNF表达，缩小脑梗死体积，结合电阻抗成像技术可实现康复效果的实时监测。（四）基础脑科学研究tFUS为深部脑核团功能研究提供了全新工具，可精准刺激海马、丘脑等5-8cm深度的核团，帮助揭示记忆形成、情绪调控等神经机制。在非人类灵长类动物实验中，tFUS已实现神经计算的因果性研究，为解析精神疾病发病机制提供了技术支撑。当前核心挑战技术层面：颅骨厚度与密度的个体差异导致聚焦精度不稳定，尽管相位校正算法已取得进展，但复杂解剖结构下的焦域偏移问题仍未完全解决。此外，缺乏直接测量颅内声压的技术，目前需依赖心率变异性、脑电活动等间接指标验证靶点准确性。临床层面：适应症的循证医学证据仍待强化，多数精神疾病研究缺乏大样本随机对照试验；长期安全性数据不足，低强度tFUS的潜在神经毒性需长期随访验证。设备成本高昂且体积庞大，限制了基层医疗机构的普及应用。参数优化：脉冲重复频率、刺激强度等参数的个体化适配尚无统一标准，不同脑区、疾病类型的最优参数组合仍需系统探索。未来发展趋势智能化升级：AI技术将深度融入tFUS系统，端到端神经网络可实现相位畸变的实时校正，数字孪生技术有望构建"预测-调控-监测"全流程优化体系，将治疗精度推向亚毫米级。多技术协同：tFUS与脑机接口（BMI）的结合可实现神经活动监测与调控的闭环控制；与基因治疗联用，可通过BBB开放增强基因载体递送效率，为单基因遗传病治疗提供新路径。设备小型化与国产化：可穿戴设备的研发将实现居家式治疗，国内已在相控阵设备领域取得突破，未来有望通过技术迭代降低成本，推动临床普及。适应症拓展：针对意识障碍、癫痫等难治性疾病的临床试验正在开展，聚焦超声基金会2024年年报显示，全球在研适应症已达171种，未来有望覆盖更多中枢神经系统疾病。结论经颅聚焦超声凭借无创性与精准性的独特优势，已在运动障碍疾病治疗中实现临床转化，在脑肿瘤靶向给药、精神疾病干预等领域展现出突破性潜力。随