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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Questo lavoro è stato supportato in parte dalla National Natural Science Foundation of China (81402522), Shanghai Key Technology R & D programma (17441907400) da scienza e tecnologia della Commissione della municipalità di Shanghai e Shanghai Jiao Tong University Fondo di ricerca di ingegneria medica (YG2017QN40, YG2015ZD10). Zhonghui Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd. è anche riconosciuto per fornire il sistema di USgHIFU. Gli autori ringraziano Wenzhen Zhu e Junhui Dong per la preparazione di fantasma e la loro assistenza negli esperimenti.

1. fabbricazione e progettazione marker
<ol><li>Progettare un modello quadrato utilizzando software di progettazione assistita da elaboratore. Impostare ogni lato come bastoni con lunghezze di 40 mm e spessori da 2 mm. luogo una sfera solida con un diametro di 10 mm ad ogni angolo del quadrato modello.</li>
	<li>Utilizzare resina fotosensibile di acrilonitrile-butadiene-stirene come il materiale per la stampa.</li>
	<li>Inviare il file di modello 3D di un produttore per la fabbricazione.</li>
</ol><p class="jove_title"...

<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>

Componenti robotiche sono state utilizzate per sistemi di USgHIFU extracorporea. Per valutare l'accuratezza del targeting di tali sistemi, riferimento marcatori11,12,18, tessuto in vitro17, modelli di tumore-mimico e termosensibile fantasmi sono stati utilizzati da soli o in combinazione 10,20. Confrontato con i protocolli in quegli studi, questo ...

Phased array è sempre più progettato e attrezzato in HIFU sistemi1,2,3,4,5,6,7. In USgHIFU sistemi phased-array, una sonda di formazione immagine degli Stati Uniti è di solito montata nel foro centrale del sferica HIFU trasduttore1,2,8. La sonda è ruotabile per la ricostruzione di targeting e immagine nello spazio tridimensionale9. Una focalizzazione precisa è necessaria per la sicurezza e l'efficacia del trattamento HIFU. Tuttavia, la maggior parte degli studi per la valutazione della precisione di targeting sono stata effettuata per sistemi di guida di risonanza magnetica HIFU o USgHIFU sistemi configurati con un auto-incentrato HIFU trasduttore10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16. lo scopo del metodo descritto di seguito è quello di valutare l'accuratezza del targeting nel piano focale per sistemi phased array USgHIFU.
Un fantasma bovina muscolo/marcatore-incastonati lungo il percorso del fascio clinicamente rilevanti è utilizzato nella valutazione dell'accuratezza targeting di un sistema di phased-array USgHIFU clinico. Un modello quadrato con quattro palle agli angoli è fabbricato e incorporato, in combinazione con il muscolo bovino, nel fantasma trasparente. Un esagono regolare è selezionato come destinazione sulla base delle posizioni dei centri dei quattro palle identificate nell'immagine ricostruita US nel piano di trattamento. Dopo sonicazioni HIFU, viene analizzato il piano di trattamento del fantasma e il contorno della lesione, così come le posizioni delle quattro sfere, possono essere determinate nell'immagine scansionata. L'accuratezza del targeting può essere valutato misurando la distanza tra i centri di lesione e di destinazione, come pure tre parametri derivati.
Il metodo è più semplice che la misurazione dell'errore targeting utilizzando movimento robotico con un riferimento specifico oggetto11,17,18 e più clinicamente rilevante rispetto al metodo basato su singolo focale ablazione di spot in un fantasma omogeneo10. Questo metodo può essere utilizzato nella valutazione dell'accuratezza targeting dei sistemi phased array USgHIFU. Può essere utilizzato anche per altri sistemi di USgHIFU auto-incentrato HIFU trasduttori.

<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

Phased array sono sempre più utilizzati come trasduttori ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU) extracorporea ecoguidato HIFU (USgHIFU) sistemi esistenti. I trasduttori HIFU in tali sistemi sono solitamente sferici in forma con un foro centrale dove una sonda imaging US è montata e può essere ruotata. L'immagine sul piano del trattamento può essere ricostruita attraverso la sequenza di immagini acquisite durante la rotazione della sonda. Pertanto, il piano di trattamento possa essere effettuato le immagini ricostruite. Al fine di valutare l'accuratezza del targeting nel piano focale di tali sistemi, il protocollo di un metodo utilizzando un bovino muscolare e indicatore incorporato phantom è descritto. Nel fantasma, quattro sfere solide negli angoli di un modello quadrato in resina servono come gli indicatori di riferimento nell'immagine ricostruita. La destinazione deve essere spostata in modo che sia il suo centro e il centro del quadrato modello può coincidere secondo la loro posizione relativa dell'immagine ricostruita. Muscolo di suina con uno spessore di circa 30 mm viene posizionato sopra il fantasma per simulare il percorso del raggio nelle regolazioni cliniche. Dopo sonicazione, il piano di trattamento nel fantasma viene analizzato e il contorno della lesione associata viene estratta dall'immagine acquisita. L'accuratezza del targeting può essere valutato misurando la distanza tra i centri di lesione e di destinazione, come pure tre parametri derivati. Questo metodo non è possibile valutare solo l'accuratezza del targeting del target costituito da punti focali multipli piuttosto che un singolo punto focale in un percorso di larghezza clinicamente rilevanti del sistema phased-array USgHIFU, ma può essere anche utilizzato nella valutazione preclinica o regolare manutenzione di sistemi di USgHIFU configurati con trasduttore HIFU phased-array o auto-incentrato.

Abbiamo fatto fantasmi dedicato per valutare l'accuratezza del targeting di un sistema di phased-array USgHIFU clinico con gli obiettivi di tre diverse dimensioni. Figura 1 Visualizza l'immagine di US ad angoli di 0 ° e 90 °. Le interfacce sono chiare, e i bastoni del modello quadrato sono luminosi nelle immagini US. Nella figura 2 viene illustrato l'immagine ricostruita US nel piano di trattamento e i punti focali dell'obietti...

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

Valutare l'accuratezza del Targeting nel piano focale per un'ultrasuono-guida ad alta intensità focalizzati ultrasuoni Phased-array System

Questo studio descrive un protocollo per valutare l'accuratezza del targeting nel piano focale di un sistema di phased-array ecoguidato ultrasuoni focalizzati ad alta intensità.

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

Un targeting accurato è essenziale per garantire sicurezza ed efficacia per i sistemi ad ultrasuoni focalizzati sull'immagine e ad alta intensità. Il nostro protocollo può valutare l'accuratezza del targeting dei sistemi phase-array ad ultrasuoni guidati da ultrasuoni e focalizzati ad alta intensità. Questa tecnica può essere utilizzata per valutare l'accuratezza del targeting nel piano di trattamento tenendo conto dei percorsi tissutali clinicamente rilevanti.Questo metodo può essere applicato a sistemi ad ultrasuoni focalizzati ad alta intensità guidati da ultrasuoni con un trasduttore auto-focalizzato utilizzando diversi metodi di ricostruzione delle immagini ad ultrasuoni. La dimostrazione visiva di questo metodo può aiutare gli altri a comprendere appieno il protocollo, in particolare come determinare la posizione della destinazione nell'immagine ecografica ricostruita. Prima di fare il fantasma, fabbricare il modello.Questo modello stampato in 3D è un quadrato con lunghezze laterali di 40 millimetri. Una palla solida è ad ogni angolo. Con il modello a portata di mano, crea il supporto fantasma.Per questo, prendi un basale acrilico e un cilindro di plastica di otto centimetri di diametro che è alto tre centimetri. Utilizzare il gel di silice per attaccarli per formare un supporto. Lascia che l'assemblea si sieda per un'ora.Ora, passa a fare il fantasma dal muscolo bovino fresco. Affettare il muscolo in un quadrato con lati di 30 millimetri e spessore di 10 millimetri. Ventilare il tessuto con un ventilatore per due ore per evaporare l'umidità.Quindi, preparati a lavorare con sostanze chimiche pericolose. Versare acqua degassata e deionizzata in un becher. Aggiungere l'acrilammide e mescolare fino a quando non viene sciolta.Quindi, aggiungere bis-acrilammide e mescolare fino a quando non si scioglie. Infine, aggiungere tetrametiletilenediammina e mescolare fino a quando la soluzione non è uniforme. Questa è la soluzione uno.In un altro becher con acqua degassata e deionizzata, aggiungere il persolfuro di ammonio e mescolare per dissolversi. Questa è la seconda soluzione. Quando il fantasma si è solidificato, recuperate il modello stampato in 3D e posizionalo sulla superficie fantasma.Con il modello in atto, il passo successivo è mettere il muscolo bovino affettato al centro del modello. Versare il resto della soluzione uno nel supporto fantasma. Spostare il muscolo bovino per rimuovere l'aria all'interfaccia del fantasma e della fetta.Continuare versando il resto della soluzione due nel supporto fantasma. Quindi, mescolare per cinque secondi. Regolare la posizione del muscolo per essere al centro del fantasma e lasciare che tutto si sieda per 20 minuti per solidificarsi.Una volta solidificato, utilizzare un cacciavite per rimuovere il gel di silice, tenendo insieme il cilindro e la base e staccando lentamente i due. Avvia il sistema ecografico focalizzato ad alta intensità guidato da ultrasuoni. Accendere il modulo di elaborazione dell'acqua e impostare la velocità di circolazione.Per continuare, avere un serbatoio cilindrico pieno di acqua degassata a temperatura ambiente. Il diametro del serbatoio è di 30 centimetri e la sua altezza è di 13 centimetri. Prendi il supporto fantasma e mettilo nell'acqua degassata.Adottare misure per garantire che il supporto sia fissato saldamente in posizione. Quindi, spostare il letto di trattamento e l'unità terapeutica per consentire l'imaging del fantasma. Il palloncino dell'unità terapeutica deve essere immerso nell'acqua degassata.Essere preparati con un campione di muscolo suino prima di continuare. Il campione dovrebbe essere lungo circa 100 millimetri ed essere spesso circa 30 millimetri. Mettere da parte il campione e spostare lentamente l'unità terapeutica su e giù.L'obiettivo è assicurarsi che il piano di trattamento sia all'interfaccia superiore del muscolo bovino affettato e del fantasma. Con la sonda di imaging ad ultrasuoni a zero gradi, spostare il serbatoio dell'acqua per far passare l'asse di imaging attraverso il centro delle due linee parallele nell'immagine. Quindi, ruotare la sonda di imaging a 90 gradi.Quindi, spostare il serbatoio per far passare l'asse attraverso il centro delle due linee parallele nell'immagine. Ricostruire l'immagine ad ultrasuoni nel piano di trattamento alla profondità della messa a fuoco geometrica. Controlla che le quattro palle siano chiaramente mostrate nell'immagine ricostruita.Inoltre, controlla se la destinazione si trova al centro del modello quadrato. Quando è pronto, sollevare l'unità terapeutica per posizionare il muscolo suino sopra il fantasma. Qui, il muscolo suino è in posizione e pronto per i prossimi passi.Spostare di nuovo l'unità terapeutica in posizione per l'imaging. Disporre la profondità di messa a fuoco geometrica per essere di tre millimetri sotto la superficie superiore del muscolo bovino. Continuare impostando i parametri per la sonicazione ad ultrasuoni focalizzata ad alta intensità, tra cui la durata e la potenza dell'impulso, tra gli altri.Impostare il tempo di esposizione per il bersaglio virtuale esagonale scelto e un tempo di esposizione di due secondi per il punto focale al centro geometrico dell'array di fasi. Inizia la sonicazione e metti un piede sul pedale dello strumento di sonicazione. Durante la sonicazione, osservare e registrare l'immagine ad ultrasuoni per consentire il confronto dell'ecogenicità di diversi campioni.Rimuovere il fantasma prima di utilizzare phantom preparati in modo simile per ripetere i passaggi di sonicazione con gli altri bersagli virtuali. Questa è un'immagine ad ultrasuoni con un angolo di zero gradi. Un'immagine ad ultrasuoni con un angolo di 90 gradi è simile.Entrambe le immagini mostrano interfacce chiare tra il muscolo suino, il fantasma e il muscolo bovino. Inoltre, i bastoncini del modello quadrato sono luminosi. Questa è l'immagine ricostruita nel piano di trattamento.I cerchi blu comprendono il valore grigio medio più alto nei quadrati rossi e identificano le posizioni delle quattro palle nel modello. I cerchi blu determinano anche il centro del modello quadrato, che è il centro dei bersagli. I quadrati marroni indicano i punti focali nel più grande bersaglio esagonale regolare.Determinare la posizione delle quattro sfere nell'immagine ad ultrasuoni ricostruita è importante per abbinare il centro di destinazione al centro del modello. I materiali chimici utilizzati per la preparazione fantasma sono leggermente pericolosi. Una maschera e guanti devono essere indossati durante la procedura.

Research

JoVE Journal

Engineering

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Ricerca

Ingegneria

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