本研究评估了一种满足所有特性与质量要求的光纤探针，该探针非常适用于验证磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）应用中的磁共振温度成像（MRTI）测量结果。研究人员将该光纤探针性能与其他存在黏性加热伪影（VHA）效应的探针进行了比较，测试环境包括自由场及受控的组织仿体环境，并在施加MRgFUS加热条件下进行实验。三种不同涂层（尼龙、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚酰亚胺）及尖端直径（1 mm、0.75 mm、0.14 mm）的光纤探针在1 MHz和3 MHz频率下，于多种声强及相对于声场的入射角度条件下进行评估。同时采集的光纤探针温度测量结果与MRTI数据进行比较，并进行了Bland-Altman分析。结果显示，由玻璃光纤与乙烯-四氟乙烯共聚物涂层构成的0.14 mm直径光纤探针在所有声暴露条件下均表现出可忽略的VHA。在1 MHz和3 MHz声场中，MRTI与光纤温度数据的均方根误差分别为0.52°C和0.47°C，一致性界限分别为1.2°C和1.0°C。相比之下，由聚合物光纤与尼龙涂层构成的1 mm直径光纤探针在1 MHz和3 MHz下的均方根误差分别达15°C和3.5°C，一致性界限分别为37°C和7.5°C。研究表明，该细径（0.14 mm）玻璃光纤探针可在声场中监测聚焦超声诱导的加热，且不出现VHA，能够在主动声场中进行校准与精度研究，从而扩大测试范围，提升MRTI序列的校准精度。
研究背景方面，聚焦超声（FUS）局部热疗与热消融治疗常用于实时温度成像监控，以确保治疗的安全性与有效性。虽然超声测温技术已有研究，但磁共振温度成像（MRTI）在临床中更为常用。即便在非热消融、组织碎裂术或微泡驱动的血脑屏障开放等治疗中，仍需要精确评估治疗引起的温升。然而，所有温度成像方法都必须在不同组织和环境中进行校准与验证，这通常依赖侵入式温度探针与非侵入式成像技术联合完成。现有常用探针包括细丝热电偶与光纤探针，但均存在黏性加热伪影（VHA）——由FUS束与周围组织相互作用产生的虚假加热效应，其大小与探针尺寸、材料、声场方向等因素有关，严重时可导致高达80%的测量温升来自伪影。此外，传统探针在校准过程中通常只能在FUS关闭后采集数据，限制了峰值加热测量的准确性。因此，开发一种在FUS激活状态下无VHA的光纤探针，对于提高MRTI验证精度具有重要意义。
关键技术方法方面，研究人员选用三家同一厂商的光纤探针（PRB-500、PRB-140、PRB-G40），分别具有不同的尖端直径、涂层材料及光纤芯材质。实验分为声学自由场测试与组织仿体MRgFUS测试两部分，前者在脱气水环境中进行，后者采用均质组织仿体，并通过高分辨率T1加权MRI及精细的FUS束扫描定位探针尖端位置。测试中使用了1 MHz与3 MHz相控阵换能器，在不同声强、入射角度下进行多次重复测量，同时记录光纤温度与MRTI数据，并进行相关性分析与Bland-Altman统计。
研究结果方面，声学自由场测试显示，在1 MHz条件下，PRB-500探针的VHA最为显著，在1610 W/cm2强度时因伪影过大而停止测试；PRB-G40探针的VHA随强度线性增加，最高可达约2.5°C；PRB-140探针在所有强度下几乎无伪影。在3 MHz条件下，PRB-G40探针VHA最大，PRB-500次之，而PRB-140仅在高于2300 W/cm2时出现约1°C的微小伪影。组织仿体测试表明，PRB-500探针在550 W/cm2、18.6 s的1 MHz照射下，测得温度约85°C，而MRTI仅测到约40°C，FUS开启时误差可达50°C，整体均方根误差（RMSE）为15°C，一致性界限（LOA）为37°C；PRB-140在相同条件下的RMSE为0.52°C，LOA为1.2°C，相关性系数r=0.99。3 MHz条件下，PRB-500的RMSE为3.5°C，LOA为7.5°C，而PRB-140的RMSE为0.47°C，LOA为0.99°C。不同入射角度和声强下，PRB-140的VHA均保持在极低水平，而PRB-500的VHA随强度增加而加剧。
讨论部分指出，光纤探针因其MRI兼容性而被广泛用于FUS研究，但VHA受探针材料、声学特性及直径影响显著。本研究中PRB-140探针在FUS开启与关闭阶段均与MRTI保持良好的一致性，其RMSE与LOA均在既往报道的MRTI序列精度范围内。探针尖端定位是高分辨率MRI下的难点，尤其是0.14 mm直径的探针，通过结合高分辨率三维T1加权成像与FUS束网格扫描，可实现精确定位。研究局限性在于仅评估了单一厂商的三款探针，且仅在1 MHz与3 MHz条件下测试，更高频率的结果可能不同。
结论部分表明，直径0.14 mm、采用乙烯-四氟乙烯共聚物涂层的玻璃光纤探针能够在声场中监测FUS诱导加热而不出现VHA。该探针可在主动声场中进行校准与精度研究，拓展测试范围并提高MRTI序列的校准精度。此项成果发表于《Ultrasound in Medicine》。
