Name: evaluating targeting accuracy in the focal plane for an ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound phased-array system
Uploaded: 2019-03-06T14:45:00
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इस काम के हिस्से में चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया है (८१४०२५२२), शंघाई कुंजी प्रौद्योगिकी आर & डी कार्यक्रम (१७४४१९०७४००) शंघाई नगर पालिका के विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग से, और शंघाई jiao टोंग विश्वविद्यालय मेडिकल इंजीनियरिंग रिसर्च फंड (YG2017QN40, YG2015ZD10). zhonghui चिकित्सा प्रौद्योगिकी (शंघाई) कं, लिमिटेड भी usghifu प्रणाली प्रदान करने के लिए स्वीकार किया है । लेखक प्रेत तैयारी और प्रयोगों में उनकी सहायता के लिए वेन्ज़ेन झू और जूनहुई दांगी का शुक्रिया अदा करते हैं ।

1. मार्कर डिजाइन और छलरचना
<ol><li>कंप्यूटर सहायता प्राप्त डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर एक वर्ग मॉडल डिजाइन । ४० मिमी और 2 मिमी की मोटाई के साथ छड़ें के रूप में प्रत्येक पक्ष सेट करें वर्ग मॉडल के प्रत्येक को...

<ol>
	<li>Wang, S. B., He, C. C., Li, K., Ji, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+112-channel+phased-array+ultrasonography-guided+focused+ultrasound+system+in+combination+with+switch+of+ultrasound+imaging+plane+for+tissue+ablation.">Design of a 112-channel phased-array ultrasonography-guided focused ultrasound system in combination with switch of ultrasound imaging plane for tissue ablation.</a> 2014 Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applications (SPAWDA). , 134-137 (2014).</li><li>Choi, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Portable+high-intensity+focused+ultrasound+system+with+3D+electronic+steering,+real-time+cavitation+monitoring,+and+3D+image+reconstruction+algorithms:+a+preclinical+study+in+pigs.">Portable high-intensity focused ultrasound system with 3D electronic steering, real-time cavitation monitoring, and 3D image reconstruction algorithms: a preclinical study in pigs.</a> Ultrasonography. 33 (3), 191-199 (2014).</li><li>Hand, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+random+phased+array+device+for+delivery+of+high+intensity+focused+ultrasound.">A random phased array device for delivery of high intensity focused ultrasound.</a> Physics in Medicine and Biology. 54 (19), 5675-5693 (2009).</li><li>Khokhlova, V. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+HIFU+transducers+to+generate+specific+nonlinear+ultrasound+fields.">Design of HIFU transducers to generate specific nonlinear ultrasound fields.</a> Physics Procedia. 87, 132-138 (2016).</li><li>Melodelima, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+ablation+by+high-intensity-focused+ultrasound+using+a+toroid+transducer+increases+the+coagulated+volume+results+of+animal+experiments.">Thermal ablation by high-intensity-focused ultrasound using a toroid transducer increases the coagulated volume results of animal experiments.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 35 (3), 425-435 (2009).</li><li>McDannold, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uterine+leiomyomas:+MR+imaging-based+thermometry+and+thermal+dosimetry+during+focused+ultrasound+thermal+ablation.">Uterine leiomyomas: MR imaging-based thermometry and thermal dosimetry during focused ultrasound thermal ablation.</a> Radiology. 240 (1), 263-272 (2006).</li><li>K&#246;hler, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+HIFU+ablation+under+3D+guidance+of+rapid+MRI+thermometry.">Volumetric HIFU ablation under 3D guidance of rapid MRI thermometry.</a> Medical Physics. 36 (8), 3521-3535 (2009).</li><li>Lu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+256-element+phased-array+focused+ultrasound+surgery.">Image-guided 256-element phased-array focused ultrasound surgery.</a> IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 27 (5), 84-90 (2008).</li><li>Tong, S., Downey, D. B., Cardinal, H. N., Fenster, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+ultrasound+prostate+imaging+system.">A three-dimensional ultrasound prostate imaging system.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 22 (6), 735-746 (1996).</li><li>Sakuma, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigation+of+high+intensity+focused+ultrasound+applicator+with+an+integrated+three-dimensional+ultrasound+imaging+system.">Navigation of high intensity focused ultrasound applicator with an integrated three-dimensional ultrasound imaging system.</a> Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. , 133-139 (2002).</li><li>Masamune, K., Kurima, I., Kuwana, K., Yamashita, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HIFU+positioning+robot+for+less-invasive+fetal+treatment.">HIFU positioning robot for less-invasive fetal treatment.</a> Procedia CIRP. 5, 286-289 (2013).</li><li>Li, K., Bai, J. F., Chen, Y. Z., Ji, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+calibration+of+targeting+errors+for+an+ultrasound-guided+high-intensity+focused+ultrasound+system.">The calibration of targeting errors for an ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound system.</a> 2017 IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MeMeA). , 10-14 (2017).</li><li>Ellens, N. P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+targeting+accuracy+of+a+preclinical+MRI-guided+focused+ultrasound+system.">The targeting accuracy of a preclinical MRI-guided focused ultrasound system.</a> Medical Physics. 42 (1), 430-439 (2015).</li><li>McDannold, N., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+assurance+and+system+stability+of+a+clinical+MRI-guided+focused+ultrasound+system:+Four-year+experience.">Quality assurance and system stability of a clinical MRI-guided focused ultrasound system: Four-year experience.</a> Medical Physics. 33 (11), 4307-4313 (2006).</li><li>Gorny, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+guided+focused+ultrasound:+technical+acceptance+measures+for+a+clinical+system.">MR guided focused ultrasound: technical acceptance measures for a clinical system.</a> Physics in Medicine and Biology. 51 (12), 3155-3173 (2006).</li><li>Kim, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+thermometry+analysis+of+sonication+accuracy+and+safety+margin+of+volumetric+MR+imaging-guided+high-intensity+focused+ultrasound+ablation+of+symptomatic+uterine+fibroids.">MR thermometry analysis of sonication accuracy and safety margin of volumetric MR imaging-guided high-intensity focused ultrasound ablation of symptomatic uterine fibroids.</a> Radiology. 265 (2), 627-637 (2012).</li><li>Chauhan, S., ter Haar, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FUSBOTUS:+empirical+studies+using+a+surgical+robotic+system+for+urological+applications.">FUSBOTUS: empirical studies using a surgical robotic system for urological applications.</a> AIP Conference Proceedings. 911, 117-121 (2007).</li><li>An, C. Y., Syu, J. H., Tseng, C. S., Chang, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultrasound+imaging-guided+robotic+HIFU+ablation+experimental+system+and+accuracy+evaluations.">An ultrasound imaging-guided robotic HIFU ablation experimental system and accuracy evaluations.</a> Applied Bionics and Biomechanics. 2017, 5868695 (2017).</li><li>Li, D. H., Shen, G. F., Bai, J. F., Chen, Y. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focus+shift+and+phase+correction+in+soft+tissues+during+focused+ultrasound+surgery.">Focus shift and phase correction in soft tissues during focused ultrasound surgery.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58 (6), 1621-1628 (2011).</li><li>N'Djin, W. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utility+of+a+tumor-mimic+model+for+the+evaluation+of+the+accuracy+of+HIFU+treatments.+results+of+in+vitro+experiments+in+the+liver.">Utility of a tumor-mimic model for the evaluation of the accuracy of HIFU treatments. results of in vitro experiments in the liver.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 34 (12), 1934-1943 (2008).</li><li>Tang, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+absolute+accuracy+evaluation+of+a+US-guided+HIFU+system+with+heterogeneous+phantom.">A new method for absolute accuracy evaluation of a US-guided HIFU system with heterogeneous phantom.</a> 2016 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS). , 1-4 (2016).</li><li>Li, K., Bai, J. F., Chen, Y. Z., Ji, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+evaluation+of+targeting+accuracy+of+an+ultrasound-guided+phased-array+high-intensity+focused+ultrasound+system.">Experimental evaluation of targeting accuracy of an ultrasound-guided phased-array high-intensity focused ultrasound system.</a> Applied Acoustics. 141, 19-25 (2018).</li></ol>

रोबोट घटकों एक्स्टर्कोर्पोरेयल usghifu प्रणालियों के लिए इस्तेमाल किया गया है । इस तरह के सिस्टम के लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए, संदर्भ मार्करों11,12,18, इन व?...

चरणबद्ध सरणी तेजी से डिजाइन और hifu सिस्टम में सुसज्जित है1,2,3,4,5,6,7। usghifu चरणबद्ध-सरणी प्रणालियों में, एक अमेरिकी इमेजिंग जांच आमतौर पर गोलाकार हिफू ट्रांसड्यूसर1,2,8के केंद्रीय छेद में घुड़सवार है । जांच तीन आयामी अंतरिक्ष9में लक्ष्यीकरण और छवि पुनर्निर्माण के लिए rotatable है । सटीक लक्ष्यीकरण हिफू उपचार की सुरक्षा और प्रभावकारिता के लिए आवश्यक है । हालांकि, लक्ष्यीकरण सटीकता के मूल्यांकन के लिए अध्ययन के अधिकांश चुंबकीय अनुनाद के लिए प्रदर्शन किया गया है-निर्देशित hifu सिस्टम या usghifu एक आत्म के साथ कॉंफ़िगर सिस्टम-हिफू ट्रांसड्यूसर10,11 केंद्रित 12 , 13 , 14 , 15 , 16. नीचे वर्णित विधि का उद्देश्य usghifu चरणबद्ध सरणी प्रणालियों के लिए फोकल विमान में लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन है ।
चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक बीम पथ के साथ एक गोजातीय मांसपेशी/मार्कर-एम्बेडेड प्रेत का उपयोग नैदानिक usghifu चरणबद्ध-सरणी प्रणाली के लक्ष्यीकरण सटीकता के मूल्यांकन में किया जाता है । कोनों पर चार गेंदों के साथ एक वर्ग मॉडल गढ़े और एंबेडेड, गोजातीय मांसपेशी के साथ संयोजन में, पारदर्शी प्रेत में । एक नियमित षट्भुज उपचार विमान पर खंगाला अमेरिकी छवि में पहचान की चार गेंदों के केन्द्रों की स्थिति के आधार पर लक्ष्य के रूप में चुना जाता है । हिफू sonications के बाद, प्रेत के उपचार विमान स्कैन किया जाता है, और घाव की सीमा, साथ ही चार गेंदों की स्थिति, स्कैन की छवि में निर्धारित कर सकते हैं । लक्ष्यीकरण सटीकता लक्ष्य और घाव के केंद्रों, साथ ही तीन व्युत्पंन मापदंडों के बीच की दूरी को मापने के द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है ।
विधि एक विशेष संदर्भ वस्तु के साथ रोबोट आंदोलन का उपयोग कर लक्ष्यीकरण त्रुटि की माप से आसान है11,17,18 और अधिक चिकित्सकीय एकल फोकल पर आधारित विधि की तुलना में प्रासंगिक एक सजातीय प्रेत10में हाजिर अपक्षरण । इस विधि usghifu चरणबद्ध सरणी प्रणालियों की लक्ष्यीकरण सटीकता के मूल्यांकन में इस्तेमाल किया जा सकता है । यह भी अंय usghifu स्वयं के साथ सुसज्जित सिस्टम के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है hifu ट्रांसड्यूसरों केंद्रित ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:849px;" width="849">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Acrylamide</td>
			<td style="width:276px;">Amresco</td>
			<td style="width:160px;">D403-2</td>
			<td style="width:180px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acrylic baseboard</td>
			<td>LAO NIAO STORES</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acrylic cylindrical water tank&#160;</td>
			<td>LAO NIAO STORES</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium persulfate</td>
			<td>Yatai United Chemical Co., Ltd (Wuxi, China)</td>
			<td>2017-03-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Beaker</td>
			<td>East China Chemical Reagent Instrument Store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bis-acrylamide</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>M0172</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bovine muscle</td>
			<td>Market</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chopping board</td>
			<td>JIACHI</td>
			<td dir="LTR">JC-ZB40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cylindrical plastic&#160;phantom holder</td>
			<td>QIYINPAI</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Degassed deionized water</td>
			<td style="width:276px;"></td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>made by the USgHIFU system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electric balance</td>
			<td>YINGHENG</td>
			<td>11119453359</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glass rod</td>
			<td>East China Chemical Reagent Instrument Store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Knife</td>
			<td>SHIBAZI</td>
			<td dir="LTR">SL1210-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mask</td>
			<td>Medicom</td>
			<td>2498</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N,N,N&#8217;,N&#8217;&#8211;Tetramethylethylenediamine</td>
			<td>Zhanyun Chemical Co., Ltd (Shanghai, China)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubber glove</td>
			<td>AMMEX</td>
			<td>YZB/MAL 0587-2018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Scanner</td>
			<td>Fuji Xerox</td>
			<td>DocuPrint M268dw</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Screwdriver</td>
			<td>Stanley</td>
			<td>T6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silica gel</td>
			<td>GE</td>
			<td>381</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Square model</td>
			<td>QIYINPAI</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stainless steel spoons</td>
			<td>East China Chemical Reagent Instrument Store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sucker</td>
			<td>East China Chemical Reagent Instrument Store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Swine muscle</td>
			<td>Market</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">USgHIFU system</td>
			<td>Zhonghui Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd.</td>
			<td>SUA-I</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluating targeting accuracy in the focal plane for an ultrasound-guided high-intensity focused ultrasound phased-array system

चरणबद्ध सरणियों तेजी से मौजूदा एक्स्टर्कोर्पोरेयल अल्ट्रासाउंड निर्देशित hifu (usghifu) सिस्टम में उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (hifu) ट्रांसड्यूसरों के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं । इस तरह के सिस्टम में हिफू ट्रांसड्यूज़र आमतौर पर गोलाकार होते हैं, जहां एक सेंट्रल होल के साथ एक यूएस इमेजिंग प्रोब माउंट किया जाता है और घुमाया जा सकता है । जांच के रोटेशन के दौरान अधिग्रहीत छवि अनुक्रम के माध्यम से उपचार के विमान पर छवि को खंगाला जा सकता है । इसलिए, उपचार योजना खंगाला छवियों पर बनाया जा सकता है । इस तरह के सिस्टम के फोकल विमान में लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए, एक गोजातीय मांसपेशी और मार्कर-एम्बेडेड प्रेत का उपयोग कर एक विधि के प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है । प्रेत में, एक वर्ग राल मॉडल के कोनों पर चार ठोस गेंदों खंगाला छवि में संदर्भ मार्कर के रूप में सेवा करते हैं । लक्ष्य इतना है कि अपने केंद्र और वर्ग मॉडल के केंद्र दोनों खंगाला छवि में अपने रिश्तेदार की स्थिति के अनुसार मेल कर सकते है ले जाया जाना चाहिए । लगभग 30 मिमी की मोटाई के साथ सूअर की मांसपेशी को नैदानिक सेटिंग्स में बीम पथ की नकल करने के लिए प्रेत के ऊपर रखा गया है । sonication के बाद, प्रेत में उपचार विमान स्कैन किया जाता है और संबंधित घाव की सीमा स्कैन की गई छवि से निकाला जाता है । लक्ष्यीकरण सटीकता लक्ष्य और घाव के केंद्रों, साथ ही तीन व्युत्पंन मापदंडों के बीच की दूरी को मापने के द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है । यह विधि केवल usghifu चरणबद्ध-सरणी प्रणाली के एक नैदानिक रूप से प्रासंगिक बीम पथ में एक ही फोकल स्पॉट के बजाय कई फोकल स्पॉट से मिलकर लक्ष्य की लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन नहीं कर सकते, लेकिन यह भी पूर्वनैदानिक मूल्यांकन में इस्तेमाल किया जा सकता है या चरणबद्ध सरणी या स्वयं केंद्रित hifu ट्रांसड्यूसर के साथ विन्यस्त usghifu प्रणालियों के नियमित रखरखाव.

हम प्रेतों एक नैदानिक usghifu चरणबद्ध की लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए समर्पित-सरणी प्रणाली तीन विभिंन आकारों के लक्ष्यों के साथ बनाया है । चित्र 1 0 ° और ९० ° के कोण पर अम?...

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Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System

एक अल्ट्रासाउंड-निर्देशित उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड चरणबद्ध-सरणी प्रणाली के लिए फोकल विमान में लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन

इस अध्ययन में एक अल्ट्रासाउंड-निर्देशित उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड चरणबद्ध सरणी प्रणाली के फोकल विमान में लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन है ।

Phased arrays are increasingly used as high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducers in the existing extracorporeal ultrasound-guided HIFU ...

छवि निर्देशित, उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड प्रणालियों के लिए सुरक्षा और प्रभावकारिता सुनिश्चित करने के लिए सटीक लक्ष्यीकरण आवश्यक है। हमारा प्रोटोकॉल अल्ट्रासाउंड-निर्देशित, उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड चरण-सरणी प्रणालियों की सटीकता को लक्षित करने में मूल्यांकन कर सकता है। चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक ऊतक पथों को ध्यान में रखते हुए उपचार विमान में लक्ष्यीकरण सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए इस तकनीक का उपयोग किया जा सकता है।इस विधि को विभिन्न अल्ट्रासाउंड छवि पुनर्निर्माण विधियों का उपयोग करके स्व-केंद्रित ट्रांसड्यूसर के साथ अल्ट्रासाउंड-निर्देशित, उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड प्रणालियों पर लागू किया जा सकता है। इस विधि का दृश्य प्रदर्शन दूसरों को प्रोटोकॉल को पूरी तरह से समझने में मदद कर सकता है, खासकर पुनर्निर्मित अल्ट्रासाउंड छवि में लक्ष्य के स्थान को कैसे निर्धारित किया जाए। फैंटम बनाने से पहले मॉडल को फैब्रिकेट करें।यह 3डी-मुद्रित मॉडल 40 मिलीमीटर की साइड लंबाई वाला एक वर्ग है। एक ठोस गेंद प्रत्येक कोने पर है । हाथ में मॉडल के साथ, प्रेत धारक बनाते हैं।इसके लिए एक ऐक्रेलिक बेसबोर्ड और आठ सेंटीमीटर व्यास का प्लास्टिक सिलेंडर मिलता है जो तीन सेंटीमीटर लंबा हो। एक धारक बनाने के लिए उन्हें संलग्न करने के लिए सिलिका जेल का उपयोग करें। विधानसभा को एक घंटे तक बैठने दें।अब, ताजे गोजातीय मांसपेशी से प्रेत बनाने के लिए आगे बढ़ें। 30 मिलीमीटर और 10 मिलीमीटर मोटाई के पक्षों के साथ एक वर्ग में मांसपेशियों को टुकड़ा। नमी वाष्पित करने के लिए दो घंटे के लिए एक प्रशंसक के साथ ऊतक हवादार।इसके बाद, खतरनाक रसायनों के साथ काम करने के लिए तैयार करें। एक बीकर में degassed और deionized पानी डालो। एक्रिलैमाइड डालें, और तब तक हिलाएं जब तक कि यह भंग न हो जाए।फिर, बीआईएस-एक्रिलैमाइड जोड़ें, और भंग होने तक हिलाएं। अंत में, टेट्रामेथाइलेथिलेलेंडिमाइन जोड़ें, और तब तक हिलाएं जब तक कि समाधान एक समान न हो जाए। यह समाधान एक है।एक और बीकर में डिगैस्ड और डिओनाइज्ड पानी के साथ, अमोनियम अनुनाद जोड़ें, और भंग करने के लिए हलचल करें। यह समाधान दो है । जब प्रेत जम गया है, 3 डी मुद्रित मॉडल पुनः प्राप्त है, और यह प्रेत सतह पर जगह है ।जगह में मॉडल के साथ, अगले कदम के लिए मॉडल के बीच में कटा हुआ गोजातीय मांसपेशी डाल रहा है । प्रेत धारक में समाधान एक के बाकी डालो। प्रेत और टुकड़ा के इंटरफेस पर हवा को हटाने के लिए गोजातीय मांसपेशी ले जाएँ।समाधान के शेष को प्रेत धारक में डाल कर जारी रखें। फिर, पांच सेकंड के लिए हिलाओ। पेशी के स्थान को प्रेत के केंद्र में होने के लिए समायोजित करें, और सब कुछ जमना करने के लिए 20 मिनट के लिए बैठने दें।एक बार जब यह जम जाता है, तो सिलिका जेल को हटाने के लिए पेचकश का उपयोग करें, सिलेंडर और आधार को एक साथ पकड़े हुए, और धीरे-धीरे दोनों को अलग करें। अल्ट्रासाउंड निर्देशित, उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड प्रणाली शुरू करें। जल प्रसंस्करण मॉड्यूल चालू करें, और परिसंचरण की गति निर्धारित करें।जारी रखने के लिए, कमरे के तापमान पर डेगासेड पानी से भरा एक बेलनाकार टैंक है। टैंक का व्यास 30 सेंटीमीटर है, और इसकी ऊंचाई 13 सेंटीमीटर है। प्रेत धारक हो जाओ, और यह degassed पानी में जगह है।यह सुनिश्चित करने के लिए उपाय करें कि धारक को कसकर तय किया जाए। इसके बाद, प्रेत इमेजिंग की अनुमति देने के लिए उपचार बिस्तर और चिकित्सीय इकाई को स्थानांतरित करें। चिकित्सकीय इकाई के गुब्बारे को डिगासेड पानी में डुबोया जाना चाहिए।जारी रखने से पहले स्वाइन पेशी का नमूना लेकर तैयार रहें। नमूना लगभग 100 मिलीमीटर लंबा होना चाहिए और लगभग 30 मिलीमीटर मोटा होना चाहिए। नमूना एक तरफ रखो, और धीरे-धीरे चिकित्सीय इकाई को ऊपर और नीचे ले जाएं।लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि उपचार विमान कटा हुआ गोजातीय मांसपेशी और प्रेत के ऊपरी इंटरफेस पर है। शून्य डिग्री पर अल्ट्रासाउंड इमेजिंग जांच के साथ, इमेजिंग धुरी छवि में दो समानांतर लाइनों के बीच से गुजरने के लिए पानी की टंकी को स्थानांतरित करें। इसके बाद इमेजिंग जांच को 90 डिग्री तक घुमाएं।फिर, छवि में दो समानांतर रेखाओं के बीच से धुरी को गुजरने के लिए टैंक को स्थानांतरित करें। ज्यामितीय फोकस की गहराई में उपचार विमान में अल्ट्रासाउंड छवि का पुनर्निर्माण करें। जांच करें कि चार गेंदों को पुनर्निर्मित छवि में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है।इसके अलावा, देखें कि लक्ष्य वर्ग मॉडल के केंद्र में स्थित है या नहीं। तैयार होने पर, प्रेत के ऊपर सूअर की मांसपेशी रखने के लिए चिकित्सीय इकाई उठाएं। यहां, सूअर की मांसपेशी स्थिति में है और अगले चरणों के लिए तैयार है।चिकित्सीय इकाई को इमेजिंग के लिए स्थिति में वापस ले जाएं। गोजातीय मांसपेशी की ऊपरी सतह के नीचे तीन मिलीमीटर होने के लिए ज्यामितीय फोकस की गहराई की व्यवस्था करें। पल्स अवधि और शक्ति सहित उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड सोनीफिकेशन के लिए मापदंडों को निर्धारित करके जारी रखें।चुने गए षट्कोणीय आभासी लक्ष्य के लिए एक्सपोजर समय और चरण सरणी के ज्यामितीय केंद्र में फोकल स्पॉट के लिए दो सेकंड का एक्सपोजर समय निर्धारित करें। सोनिकेशन शुरू करें, और सोनिकेशन यंत्र के पैर पेडल पर पैर रखें। सोनीफिकेशन के दौरान, विभिन्न नमूनों की गूंज की तुलना की अनुमति देने के लिए अल्ट्रासाउंड छवि का निरीक्षण और रिकॉर्ड करें।अन्य आभासी लक्ष्यों के साथ सोनीशन चरणों को दोहराने के लिए इसी तरह तैयार प्रेत का उपयोग करने से पहले प्रेत को हटा दें। यह शून्य डिग्री के कोण पर एक अल्ट्रासाउंड छवि है। 90 डिग्री के कोण पर एक अल्ट्रासाउंड छवि समान है।दोनों छवियां सूअर की मांसपेशी, प्रेत और गोजातीय मांसपेशी के बीच स्पष्ट इंटरफेस दिखाती हैं। इसके अलावा, वर्ग मॉडल की छड़ें उज्ज्वल हैं। यह इलाज विमान में खंगाला छवि है।नीले घेरे लाल वर्गों में उच्चतम औसत ग्रे मूल्य शामिल है और मॉडल में चार गेंदों की स्थिति की पहचान । नीले घेरे भी वर्ग मॉडल है, जो लक्ष्यों का केंद्र है के केंद्र का निर्धारण । भूरे रंग के वर्ग सबसे बड़े नियमित हेक्सागोनल लक्ष्य में फोकल स्पॉट का संकेत देते हैं।पुनर्निर्मित अल्ट्रासाउंड छवि में चार गेंदों के स्थान का निर्धारण मॉडल केंद्र के साथ लक्ष्य केंद्र मिलान के लिए महत्वपूर्ण है। प्रेत तैयार करने के लिए इस्तेमाल होने वाली रासायनिक सामग्री थोड़ी खतरनाक होती है। प्रक्रिया के दौरान एक मुखौटा और दस्ताने पहने जाने चाहिए।

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JoVE Journal

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