تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل منحة اكتشاف مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا ، وبرنامج INNOVAIT ، وصندوق كومينغ للبحوث الطبية ، والمؤسسة الكندية للابتكار (المشروع 36703) ، ومنحة معهد هوتشكيس للدماغ CAPRI ، وجمعية باركنسون لتمويل ألبرتا. يقر GBP بالدعم المقدم من المعاهد الكندية للبحوث الصحية (FDN-143290) وبرنامج كرسي Campus Alberta Innovates Chair.

TUS عالي الدقة: التخطيط والتنفيذ مع المحاكاة الصوتية والحرارية

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

في هذه الطريقة ، يتم إجراء عمليات محاكاة خاصة بالموضوع للتنبؤ وتقييم الآثار الحرارية والميكانيكية المحتملة الناتجة عن تطبيق TUS على الدماغ. يجب أن تظل مجموعات البيانات بين المشاركين منفصلة وموثقة بعناية ، لأن استخدام مسح أو ملف بيانات غير صحيح سيؤدي إلى محاكاة غير دقيقة. عندما يتم جمع العد...

تشمل تقنيات التحفيز العصبي غير الغازية شائعة الاستخدام تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) والتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS). ومع ذلك ، فإن كلاهما لهما عمق اختراق محدود ودقة منخفضة 1,2. على النقيض من ذلك ، فإن الموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة (TUS) هي تقنية ناشئة غير جراحية قادرة على تعزيز أو قمع النشاط العصبي3،4،5 واستهداف الهياكل القشرية أو تحت القشرية بدقةملليمتر 6,7. أظهرت النماذج الحيوانية التي تستخدم القوارض4،8،9 والأرانب10 والأغنام5،11 والخنازير6 والرئيسيات غير البشرية7،12،13،14 فعالية وسلامة TUS. أظهرت الدراسات أن استهداف مناطق الدماغ المختلفة يمكن أن يثير حركات الأطراف8 في الفئران ، والإمكانات الحسية الجسدية (SSEPs) في الخنازير6 ، والتغيرات في النشاط الحركي البصري12 ، واتخاذ القرارات المعرفية والتحفيزية في الرئيسيات غير البشرية13 من بين تغييرات أخرى في السلوك. في البشر ، لوحظ أن TUS يغير الإمكانات الحركية المستحثة (MEPs) والأداء في مهمة وقت رد الفعل عند استهداف القشرة الحركية الأولية 15,16 وتغيير الأداء في مهمة التمييز عن طريق اللمس و SSEPs عند استهداف القشرة الحسية الجسدية17 والمهادالحسي 18. كشفت التحليلات النسيجية عن عدم وجود تغييرات هيكلية إجمالية أو مجهرية مرتبطة ب TUS في الخنازير6 والأغنام5،11 والأرانب10 والرئيسيات غير البشرية14 ، ولم يلاحظ أي آثار جانبية تختلف اختلافا كبيرا عن تقنيات التحفيز العصبي غير الغازيةالأخرى 19.
يستخدم TUS الموجات فوق الصوتية المركزة منخفضة الكثافة النبضية بتردد يتراوح بين 200 كيلو هرتز و 700 كيلو هرتز لإنتاج تأثير عصبي عابر. يبلغ متوسط شدة النبض النموذجي للذروة المكانية (Isppa) في الموقع 10 واط / سم2 أو أقل ، مع دورات العمل المبلغ عنها (النسبة المئوية للوقت عند تشغيل الموجات فوق الصوتية) تتراوح من 0.5٪ إلى 70٪ في البشر20،21،22،23،24. على الرغم من أن آليات التعديل العصبي TUS قد تم اقتراحها بشكل أساسي لتشمل التحريض الميكانيكي للأغشية الدهنية مما يؤدي إلى فتح القنوات الأيونية25،26،27 ، لا يمكن تجاهل التأثيرات الحرارية والتجويف المحتملة. يتم تقييمها من خلال المؤشرات الميكانيكية (MI) والحرارية (TI). يصف MI التأثيرات الحيوية المتوقعة المتعلقة بالتجويف والتي ستحدث مع TUS ، بينما يصف TI الزيادة المحتملة في درجة الحرارة داخل الأنسجة بعد تطبيق الموجات فوق الصوتية28,29. علاوة على ذلك ، يؤدي تغيير التردد وكثافة الإدخال أيضا إلى تغيير MI و TI. الترددات الأعلى لها دقة مكانية أفضل وتقلل من احتمال التأثيرات الحيوية الميكانيكية ؛ ومع ذلك ، لديهم امتصاص أقوى في الأنسجة ، مما يزيد من احتمال ارتفاع درجة الحرارة28. بدلا من ذلك ، تزيد الترددات المنخفضة بنفس الشدة من MI. وبالمثل ، فإن زيادة الكثافة تميل إلى زيادة حجم التأثيرات الحيوية الميكانيكية والحرارية30. لذلك ، من الضروري إجراء تخطيط ومحاكاة دقيقين قبل جلسات التجريب لجميع معلمات TUS التي سيتم تنفيذها.
يتطلب التخطيط لتجربة TUS تحديد الهدف ومسار الاهتمام وأداء المحاكاة الحرارية والصوتية. تساعد عمليات المحاكاة في تحسين التأثيرات الميكانيكية والتخفيف من الآثار الحرارية ل TUS على الأنسجة. إنها تتطلب فهم التنبؤ بتسخين الجمجمة ، وسعة ضغط الموجات فوق الصوتية في النقطة البؤرية ، والتصحيح البؤري ، والتدفئة الأخرى داخل الجمجمة والجلد. تضمن المحاكاة الكافية أن تصل النقطة المحورية إلى هدف الاهتمام ومعايير السلامة لاستخدام الموجات فوق الصوتية المنصوص عليها في إرشادات السلامة بشأن السلامة الفيزيائية الحيوية على النحو الموصى به من قبل الاتحاد الدولي لسلامة ومعايير التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة (ITRUSST) 31 ، والتي تستند إلى توصيات إدارة الغذاء والدواء ووزارة الصحة الكندية. أبرزت الدراسات الحديثة أيضا تأثيرا مربكا سمعيا مصحوبا ب TUS32،33،34 في والبشر ، حيث يمكن لتحفيز TUS تنشيط المسارات السمعية في الدماغ لاستنباط الاستجابات32،33،34. تم استخدام استئصال الأعصاب السمعية32 ، أو إزالة سائل القوقعة32 ، أو الصمم الكيميائي33 في القوارض لتقليل هذه التأثيرات في. في البشر ، تم استخدام إدارة نغمة سمعية من خلال سماعات الرأس لإخفاء الضوضاء السمعية بشكل فعال من TUS ، والتحكم في النشاط السمعي الناجم عن TUS يربك34. هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى التحكم في الضوضاء السمعية في ظروف التحفيز الوهمي ، والتي يجب دمجها في تخطيط البروتوكول وتصميمه وتنفيذه.
هنا ، نقدم دليلا حول كيفية إكمال التحضير بشكل مناسب (الخطوة 1 ، الخطوة 2) ، والتخطيط (الخطوة 3) ، والمحاكاة (الخطوة 4) ، وتسليم TUS (الخطوة 5) المطلوبة لإجراء تجربة التعديل العصبي TUS في البشر.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>128-channel amplifier unit</td>
			<td>Image Guided Therapy</td>
			<td></td>
			<td>This unit drives the H-317 transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-channel head coil</td>
			<td>General Electric</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>Raise3D</td>
			<td>Pro2</td>
			<td>Filament thickness of 1.75mm.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3T MRI scanner</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>Discovery 750 HD</td>
			<td>MR Console version DV26.0_R05_2008</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BabelBrain</td>
			<td>Samuel Pichardo (University of Calgary)</td>
			<td>Version 0.3.0</td>
			<td>Accessible at https://github.com/ProteusMRIgHIFU/BabelBrain. Executes thermal and acoustic simulations.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blender</td>
			<td>Blender Foundation</td>
			<td>Version 3.4.1</td>
			<td>Accessible at https://www.blender.org. Blender is called automatically by BabelBrain.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brainsight</td>
			<td>Rogue Research</td>
			<td>Version 2.5.2</td>
			<td>Used for target identification, trajectory planning, and execution of TUS delivery sessions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chair and chin/head holder</td>
			<td>Rogue Research</td>
			<td></td>
			<td>To be used during TUS delivery session to ensure stability of participant&#8217;s head for optimized targeting.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom-made coupling cone</td>
			<td>University of Calgary team</td>
			<td></td>
			<td>3D printed cone in acrylonitrile butadiene styrene (ABS), only required for H-317 transducer.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dcm2niix</td>
			<td>Chris Rorden (University of South Carolina)&#160;</td>
			<td>Version 1.0.20220720</td>
			<td>Accessible at https://github.com/rordenlab/dcm2niix/releases. Used for pre-processing subject MR images.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiducials and headband or glasses</td>
			<td>Brainsight, Rogue Research&#160;</td>
			<td>ST-1325 (subject tracker), LCT-583 (large coil tracker)</td>
			<td>Headband or glasses can be interchangeably used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headphones</td>
			<td>Beats</td>
			<td>Fit Pro True Wireless Earbuds</td>
			<td>Wireless Bluetooth earbuds with disposable tips.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MacBookPro</td>
			<td>Apple</td>
			<td>M2 Max, 16&#8221;, 64GB RAM</td>
			<td>Computer for completing trajectory planning and simulations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SimNIBS</td>
			<td>Axel Thielscher (Technical University of Denmark)</td>
			<td>Version 4.0.0</td>
			<td>Accessible at https://simnibs.github.io/simnibs/build/html.index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe(s)</td>
			<td></td>
			<td>10 mL, 60 mL</td>
			<td>Used to add additional ultrasound gel to fill air pockets.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transducer</td>
			<td>Sonicconcepts</td>
			<td>H-317</td>
			<td>Other supported transducers include CTX_500 (NeuroFUS, Sonicconcepts), Single element, H-246 (Sonicconcepts), and Bsonix (Brainsonix)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transducer film</td>
			<td>Sonicconcepts</td>
			<td>Polyurethane membrane</td>
			<td>Interface between transducer and the subject</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>Wavelength</td>
			<td>Clear Ultrasound Gel</td>
			<td>Coupling medium.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Windows Laptop</td>
			<td>Acer</td>
			<td>Aspire A717-71G, Intel Core i7-7700HQ, 16 GB RAM</td>
			<td>System used to control 128-channel amplifier and generate sound through the headphones</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pipeline for planning and execution of transcranial ultrasound neuromodulation experiments in humans

التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة (TUS) هو تقنية تعديل عصبي ناشئة غير جراحية قادرة على التعامل مع كل من الهياكل القشرية وتحت القشرية بدقة عالية. يتطلب إجراء التجارب التي تشمل البشر تخطيطا دقيقا للمحاكاة الصوتية والحرارية. هذا التخطيط ضروري لضبط تداخل العظام مع شكل شعاع الموجات فوق الصوتية ومساره ولضمان تلبية معلمات TUS لمتطلبات السلامة. يتم الحصول على T1- و T2 ، جنبا إلى جنب مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) بالصدى في وقت الصفر (ZTE) بدقة الخواص 1 مم ، (بدلا من ذلك التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية (CT)) لإعادة بناء الجمجمة والمحاكاة. يتم تنفيذ رسم خرائط الهدف والمسار باستخدام منصة الملاحة العصبية. يستخدم SimNIBS للتجزئة الأولية للجمجمة والجلد وأنسجة المخ. يتم نقل محاكاة TUS باستخدام أداة BabelBrain ، والتي تستخدم مسح ZTE لإنتاج صور CT اصطناعية للجمجمة لتحويلها إلى خصائص صوتية. نحن نستخدم محول طاقة بالموجات فوق الصوتية صفيف مرحلي مع قدرات التوجيه الكهربائي. يتم ضبط التوجيه Z لضمان الوصول إلى عمق الهدف. يتم أيضا دعم تكوينات محول الطاقة الأخرى في أداة التخطيط. يتم تشغيل المحاكاة الحرارية لضمان أن تكون متطلبات درجة الحرارة والمؤشر الميكانيكي ضمن الإرشادات الصوتية ل TUS في البشر على النحو الموصى به من قبل إدارة الغذاء والدواء. أثناء جلسات تسليم TUS ، يساعد الذراع الميكانيكي في حركة محول الطاقة إلى الموقع المطلوب باستخدام نظام توطين تجسيمي بدون إطار.

Commonly used non-invasive neurostimulation techniques include transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial magnetic stimulation (TMS). However, both have limited penetration depth and low precision1,2. By contrast, transcranial ultrasound (TUS) is an emerging non-invasive technique capable of enhancing or suppressing neuronal activity3,4,5 and targeting cortical or subcortical structures at millimeter precision6,7. Animal models using rodents4,8,9, rabbits10, sheep5,11, swine6, and nonhuman primates7,12,13,14 have shown the efficacy and safety of TUS. Studies have demonstrated that targeting various brain regions can elicit limb movements8 in rats, somatosensory evoked potentials (SSEPs) in swine6, and changes in visuomotor activity12, cognitive, and motivational decision-making in nonhuman primates13 among other changes in behavior. In humans, TUS has been observed to change motor evoked potentials (MEPs)&#160;and performance on a reaction time task when targeting the primary motor cortex15,16 and altered performance on a tactile discrimination task and SSEPs when targeting the somatosensory cortex17 and sensory thalamus18. Histological analyses have revealed no gross or microscopic structural changes associated with TUS in swine6, sheep5,11, rabbits10, and nonhuman primates14, and no side effects have been seen that significantly differ from other non-invasive neurostimulation techniques19.
TUS uses pulsed low-intensity focused ultrasound at a frequency between 200 kHz and 700 kHz to produce a transient neuromodulatory effect. The typical spatial-peak pulse-average intensity (Isppa) in situ is 10 W/cm2 or less, with reported duty cycles (percentage of time when ultrasound is on) ranging from 0.5% to 70% in humans20,21,22,23,24. Although the mechanisms of TUS neuromodulation have been proposed to mainly involve mechanical agitation of lipid membranes leading to the opening of ion channels25,26,27, possible thermal and cavitation effects cannot be ignored. They are assessed through mechanical (MI) and thermal (TI) indices. The MI describes the predicted cavitation-related bioeffects that will occur with TUS, whereas the TI describes the potential temperature increase within tissues following ultrasound application28,29. Furthermore, changing the frequency and input intensity also causes the MI and TI to change. Higher frequencies have better spatial resolution and decrease the probability of mechanical bio-effects; however, they have stronger absorption in the tissue, which increases the potential for temperature rise28. Alternatively, lower frequencies at the same intensity increase the MI. Similarly, increasing the intensity tends to increase the magnitude of mechanical and thermal bio-effects30. It is, therefore, imperative that careful planning and simulation be performed before experimentation sessions for all TUS parameters that will be implemented.
Planning a TUS experiment requires the identification of the target and trajectory of interest and the performance of thermal and acoustic simulations. Simulations assist in optimizing mechanical effects and mitigating the thermal effects of TUS on tissues. They require understanding the prediction of skull heating, pressure amplitude of the ultrasound at the focal point, focal correction, and other heating within the skull and skin. Adequate simulation ensures the focal point will reach the target of interest and safety parameters for ultrasound use set out by the safety guidelines on biophysical safety as recommended by the International Transcranial Ultrasonic Stimulation Safety and Standards Consortium (ITRUSST)31, which are based on FDA and Health Canada recommendations, are followed. Recent studies have also highlighted an auditory confounding effect accompanied by TUS32,33,34 in animals and humans, whereby TUS stimulation can activate auditory pathways in the brain to elicit responses32,33,34. Transection of the auditory nerves32, removal of cochlear fluid32, or chemical deafness33 in rodents have been employed to diminish these effects in animals. In humans, administering an auditory tone through headphones has been used to effectively mask auditory noise from TUS, controlling for the TUS-induced auditory activity confound34. This highlights the need to control for auditory noise in sham stimulation conditions, which must be incorporated into protocol planning, design, and implementation.
Here, we present a guide on how to appropriately complete the preparation (step 1, step 2), planning (step 3), simulations (step 4), and TUS delivery (step 5) required to perform TUS neuromodulation experiment in humans.

تسليط الضوء على المؤلف: تطوير تعديل الدماغ البشري - بروتوكولات محسنة لتجارب التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة

خط أنابيب لتخطيط وتنفيذ تجارب التعديل العصبي بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة في البشر

Our research aims to understand the details of transcranial ultrasound stimulation to cause measurable effects in humans, including parameter specifications and its ability to modulate deep brain structures. Our protocol streamlines the planning steps required to complete transcranial ultrasound stimulation experiments in humans. It is efficient, easy to use, and involves using open source accessible planning tools.Our recent findings have shed light on the effect of optimal parameter selection in transcranial ultrasound stimulation to achieve neuronal inhibition. This will help in developing and designing future experiments in humans, significantly contributing to our understanding and advancement of this technology.

يوضح الشكل 7 عينات جلسة مقارنة من إحدى دراساتنا42 ، تضم مشاركين متميزين يستخدمان معلمات محددة للموجات فوق الصوتية (التردد الأساسي 250 كيلو هرتز ، ومدة الصوتنة 120 ثانية ، وتردد تكرار النبض (PRF) 100 هرتز ، ودورة عمل بنسبة 10٪ ، و ISPPA من 5 واط / سم²). في هذا البحث ، تم ا...

التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة (TUS) هو تقنية تعديل عصبي ناشئة غير جراحية تتطلب تخطيطا دقيقا للمحاكاة الصوتية والحرارية. تصف المنهجية خط أنابيب معالجة الصور ومحاكاة الموجات فوق الصوتية من أجل التخطيط الفعال وسهل الاستخدام والمبسط لتجارب TUS البشرية.

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique capable of manipulating both cortical and subcortical ...

pipeline-for-planning-execution-transcranial-ultrasound

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Pipeline for Planning and Execution of Transcranial Ultrasound Neuromodulation Experiments in Humans

640 Views.  University of Calgary. يهدف بحثنا إلى فهم تفاصيل التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة لإحداث تأثيرات قابلة للقياس في البشر ، بما في ذلك مواصفات المعلمات وقدرتها على تعديل هياكل الدماغ العميقة. يبسط بروتوكولنا خطوات التخطيط المطلوبة لإكمال تجارب التحفيز بالموجات فوق الصو?...

Video: تسليط الضوء على المؤلف: تطوير تعديل الدماغ البشري - بروتوكولات محسنة لتجارب التحفيز بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique capable of manipulating both cortical and subcortical structures with high precision. Conducting experiments involving humans necessitates careful planning of acoustic and thermal simulations. This planning is essential to adjust for bone interference with the ultrasound beam's shape and trajectory and to ensure TUS parameters meet safety requirements. T1- and T2-weighted, along with zero-time echo (ZTE) magnetic resonance imaging (MRI) scans with 1 mm isotropic resolution, are acquired (alternatively computed tomography x-ray (CT) scans) for skull reconstruction and simulations. Target and trajectory mapping are performed using a neuronavigational platform. SimNIBS is used for the initial segmentation of the skull, skin, and brain tissues. Simulation of TUS is carried over with the BabelBrain tool, which uses the ZTE scan to produce synthetic CT images of the skull to be converted into acoustic properties. We use a phased array ultrasound transducer with electrical steering capabilities. Z-steering is adjusted to ensure that the target depth is reached. Other transducer configurations are also supported in the planning tool. Thermal simulations are run to ensure temperature and mechanical index requirements are within the acoustic guidelines for TUS in human subjects as recommended by the FDA. During TUS delivery sessions, a mechanical arm assists in the movement of the transducer to the required location using a frameless stereotactic localization system.

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique that requires careful planning of acoustic and thermal simulations. The methodology describes an image processing and ultrasound simulation pipeline for efficient, user-friendly, streamlined planning for human TUS experimentation.

Image Processing and Ultrasound Simulation Pipeline for Human Transcranial Ultrasound Neuromodulation Experimentation

After performing the high-resolution magnetic resonance imaging, convert T1 weighted, T2 weighted, and zero time echo DICOM scan files from DICOM to NIfTI format using the dcm2niix tool. Using SimNIBS Charm tool, execute co-registration and tissue mask extraction. Next, open Brainsight.Click on New Empty Project, and load the participant's T1 weighted NIfTI image. Click on the Reconstructions tab, then on the New Reconstruction dropdown menu. Click on Skin, followed by Compute Skin in the new window.Once complete, click on the Close button in the top left corner of the window. Within the Reconstructions tab, click on the New Reconstruction dropdown menu, followed by Full Brain Curvilinear. Now adjust the position of the green box on the sagittal, coronal, and transverse planes by dragging its edges to tightly surround the brain.Scroll through all the slices to ensure no tissue edges overlap. Click on Compute Curvilinear, and adjust the peel depth to four millimeters. Then click on the Landmarks tab on Brainsight, followed by Configure Landmarks.Place the crosshairs on the tip of the nose, and in the name field, label the landmark Nose. Then place the crosshairs between the eyes above the bridge of the nose, and label the landmark Nasion. Next, place the crosshairs on the left ear, and label the landmark L Ear.Then place the crosshairs on the right ear, and label the landmark R Ear. Afterward, click on the Targets tab, followed by Configure Targets. Place the crosshairs on the location of the desired target, and use the angle toggles on the right side of the screen to set the trajectory angle.Once the desired target and trajectory are selected, click on the new dropdown menu and choose Trajectory. To name the target, type into the text box next to name. Click on Export to export the target, and save it in the appropriate subject folder.Open BabelBrain, and select the required files for acoustic and thermal simulations. To select the text file previously exported from Brainsite, click on Select Trajectory, and choose the appropriate participant file. Click on select SimNIBS, to choose the SimNIBS file created earlier.Click on Select T1W, and choose the T1 weighted image produced and used previously for target and trajectory mapping. Now choose Real CT for CT scans, CTE for CTE scans, or no to use a simplified mask generated by the Charm tool. When using a CT or CTE image, click on the Coreg dropdown menu, followed by CT to MR.Click on Select, and choose the corresponding image from the appropriate participant file.Click Select Thermal Profile, and choose the thermal profile file that describes the experiment sonication parameters in terms of duration on, duration off, and duty cycle. Then click on the dropdown menu beside Transducer, and select the transducer used for experimentation. Click on the dropdown menu beside computing backend, and choose the computing backend of the computer running the simulations.Once all information is entered, click on Continue to complete the rest of the simulations. Now select the transducer's ultrasound frequency, and the appropriate points per wavelength. Click on Calculate Planning Mask.Inspect the image to ensure the bounds for the skin, skull, and brain were accurately recognized. For acoustic simulation, click on the Step 2 AC Sim tab to open. Adjust the distance from the cone to the focal spot by typing in the appropriate distance.To execute the simulation, click on the Calculate Fields button. Adjust the ZSteering value so the crosshairs are in the center of the focal point. Press the up or down arrows or manually enter the required value.Then click on Calculate Fields. For thermal simulation, click on the Step 3 Thermal Sim tab, then click on Calculate Thermal Fields.

خط أنابيب معالجة الصور ومحاكاة الموجات فوق الصوتية لتجربة التعديل العصبي بالموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة البشرية

Performing Transcranial Ultrasound Neuromodulation Experiment in Humans

After performing the skull reconstruction and simulations using the acquired MRI scans, open Brainsight and click on Open Existing Project. Select the Brainsight file created and saved during trajectory and target mapping. Click on Sessions to begin a new experimentation session.Click on the dropdown and select New, followed by Online Session. Then, click on the target name followed by Add a Next Step to add the target to the experiment session and continue to the experimentation window. Click on Window and Tool Calibration.Select the tools to be used and then click Recalibrate. Attach the subject tracker to the participant's head using a headband placed above the ears and eyebrows. Next, click on the registration tab in Brainsight.Place the pointer on the first landmark, stabilizing it with both hands. Then click on Sample and go to next landmark. Click on the Validation tab to validate the participant registration.Lightly place the pointer on various positions along the scalp and ensure all points are less than three millimeters. Then secure the participant's head with the chin rest and stabilizer placed on the back of the head to prevent movement. Ensure they are seated comfortably in the chair for the duration of the experiment.Click on Perform. Use the mechanical arm to position the transducer over the target of interest along the selected trajectory.