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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System at JoVE.com

Dette arbeidet har vært støttes delvis av den nasjonale Natural Science Foundation i Kina (81402522), Shanghai nøkkel teknologi R & D Program (17441907400) fra vitenskap og teknologi kommisjonen i Shanghai kommune og Shanghai Jiao Tong University Medisinsk Engineering Research Fund (YG2017QN40, YG2015ZD10). Zhonghui medisinsk teknologi (Shanghai) co, Ltd er også anerkjent for USgHIFU systemet. Forfatterne takker Wenzhen Zhu og Junhui Dong for phantom utarbeidelsen og deres hjelp i forsøkene.

1. markør design og fabrikasjon
<ol><li>Designe en kvadrat modell med dataassistert konstruksjon programvare. Angi hver side som pinner med lengder 40 mm og tykkelse på 2 mm. sted en solid ball med 10 mm diameter på hvert hjørne av den plassen modellen.</li>
	<li>Bruke akrylonitril butadien styren fotosensitive harpiks som materiale for utskrift.</li>
	<li>Send filen 3D-modellen til en produsent for fabrikasjon.</li>
</ol>2. phantom forberedelse
<ol><li>Knytte en plastsylinder (8 cm diamet...

<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>

Robotic komponenter har blitt brukt for ekstrakorporal USgHIFU systemer. For å evaluere målretting nøyaktigheten av slike systemer, referanse markører11,12,18, har i vitro vev17, tumor-etterligne modeller og temperatur-sensitive fantomer brukt alene eller i kombinasjon 10,20. Sammenlignet med protokoller i disse studiene, denne metoden er mer ...

Faset array er stadig designet og utstyrt i HIFU systemer1,2,3,4,5,6,7. USgHIFU faset array systemer, er en amerikansk tenkelig sonde vanligvis montert i sentrale hullet av sfærisk HIFU svinger1,2,8. Sonden er roterbare målretting og bildet gjenoppbygging i tredimensjonal9. Nøyaktig målretting kreves for sikkerhet og effekt av HIFU behandling. Men er de fleste studiene for vurdering av målretting nøyaktighet utført for magnetisk resonans-guidede HIFU systemer eller USgHIFU systemer konfigurert med en selv-fokuserte HIFU svinger10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16. formålet med metoden beskrevet nedenfor er å evaluere målretting nøyaktigheten i fokalplanet for USgHIFU i faset array systemer.
En storfe muskel/markør-embedded phantom langs klinisk relevante strålen banen brukes i evalueringen av målretting nøyaktigheten av en klinisk USgHIFU faset array system. En firkantet modell med fire baller i hjørnene er fabrikkert og innebygd, i kombinasjon med bovin muskler, i gjennomsiktig phantom. En vanlig sekskant velges basert på plasseringen av av fire baller identifisert i rekonstruert amerikanske bildet på behandling plan for målet. Etter HIFU sonications, behandling flyet av phantom er skannet og grensen til lesjonen og plasseringen av fire baller, kan fastslås i det skannede bildet. Målretting nøyaktigheten kan evalueres ved å måle avstanden mellom av mål og lesjon, samt tre nye parametere.
Metoden er enklere enn måling av målretting feil robot bevegelse med en spesiell referanse objektet11,17,18 og mer klinisk relevant i forhold til metoden basert på enkelt fokal spot ablasjon i en homogen phantom10. Denne metoden kan brukes i evalueringen av målretting nøyaktigheten av USgHIFU i faset array systemer. Det kan også brukes til andre USgHIFU-systemer som er utstyrt med selv-fokuserte HIFU transdusere.

<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

Faset matriser brukes stadig som høy intensitet fokusert ultralyd (HIFU) transdusere i eksisterende ekstrakorporal ultralyd-guidede HIFU (USgHIFU) systemer. HIFU måleomformerne i slike systemer er vanligvis sfærisk i form med et sentralt hull hvor en amerikansk tenkelig sonde er montert og kan roteres. Bildet på flyet behandling kan rekonstrueres gjennom bildesekvens ervervet under rotasjonen av sonden. Behandlingen planen kan derfor gjøres på rekonstruert bilder. For å vurdere målretting nøyaktigheten i fokalplanet av slike systemer, protokoll for en metode som bruker en storfe er muskler og markør-embedded phantom beskrevet. I phantom tjene fire solid baller i hjørnene av en firkantet harpiks modell som referanse markører i rekonstruert bilde. Målet skal flyttes slik at både sentrum og midten av plassen modellen kan falle sammen i henhold til deres relative posisjoner i rekonstruert bilde. Svin muskler med en tykkelse på ca 30 mm plasseres over phantom å etterligne banen bjelke i klinisk innstillinger. Etter sonication, behandling flyet i phantom er skannet og grensen til den tilknyttede lesjonen er Hentet fra det skannede bildet. Målretting nøyaktigheten kan evalueres ved å måle avstanden mellom av mål og lesjon, samt tre nye parametere. Denne metoden kan bare evaluere målretting nøyaktigheten av målet som består av flere fokal flekker i stedet for en enkelt fokal sted i en klinisk relevante strålen bane USgHIFU faset array systemet, men det også kan brukes i preklinisk evalueringen eller vedlikehold av USgHIFU systemer konfigurert med faset array eller selv-fokuserte HIFU svinger.

Vi gjorde fantomer dedikert til evaluering målretting nøyaktigheten av en klinisk USgHIFU faset array system med målene for tre ulike størrelser. Figur 1 viser amerikanske bildet i vinkel på 0 ° og 90 °. Grensesnittene er klare stokker av plassen modellen er lyse i USA bilder. Figur 2 viser rekonstruert amerikanske bildet i behandling flyet og de fokal stedene i største målet. Av de fire ballene ble fastsatt av de blå s...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System at JoVE.com

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

Vurdere målretting nøyaktighet i fokalplanet for en ultralyd-guidede høy intensitet fokusert ultralyd faset array System

Denne studien beskriver en protokoll for å evaluere målretting nøyaktigheten i fokalplanet av en ultralyd-guidede høyintensiv fokusert ultralyd faset array system.

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

Nøyaktig målretting er avgjørende for å sikre sikkerhet og effekt for bildestyrte ultralydsystemer med høy intensitet. Vår protokoll kan evaluere i målretting nøyaktigheten av ultralyd-guidet, høy intensitet fokusert ultralyd fase-array systemer. Denne teknikken kan brukes til å evaluere målrettingsnøyaktigheten i behandlingsplanet mens man tar hensyn til de klinisk relevante vevsbanene.Denne metoden kan brukes på ultralydstyrte, høyintensitetsfokuserte ultralydsystemer med en selvfokusert transduser ved hjelp av forskjellige ultralydbilderekonstruksjonsmetoder. Visuell demonstrasjon av denne metoden kan hjelpe andre med å forstå protokollen fullt ut, spesielt hvordan man bestemmer plasseringen av målet i det rekonstruerte ultralydbildet. Før du gjør fantomet, dikter modellen.Denne 3D-trykte modellen er en firkant med sidelengder på 40 millimeter. En solid ball er i hvert hjørne. Med modellen for hånden, gjør fantomholderen.For dette, få en akryl baseboard og en åtte centimeter diameter plast sylinder som er tre centimeter høy. Bruk silikagel til å feste dem for å danne en holder. La forsamlingen sitte i en time.Nå, gå videre for å gjøre fantomet fra frisk storfe muskel. Skjær muskelen i en firkant med sider på 30 millimeter og 10 millimeter tykkelse. Ventiler vevet med en vifte i to timer for å fordampe fuktighet.Deretter forbereder du deg på å arbeide med farlige kjemikalier. Hell avgasset og deionisert vann i et beger. Tilsett akrylamid, og rør til det er oppløst.Deretter legger bis-akrylamid, og rør til oppløst. Til slutt legger du til tetrametyletylendiamin, og rør til løsningen er ensartet. Dette er løsning en.I et annet beger med avgasset og deionisert vann, tilsett ammoniumpersulfat og rør for å oppløse. Dette er løsning to. Når fantomet har størknet, henter du den 3D-trykte modellen og plasserer den på fantomoverflaten.Med modellen på plass er neste trinn å sette den skivede storfemuskelen midt i modellen. Hell resten av løsningen en i fantomholderen. Flytt storfemuskelen for å fjerne luft i grensesnittet til fantomet og skiven.Fortsett med å helle resten av løsningen to inn i fantomholderen. Rør deretter i fem sekunder. Juster plasseringen av muskelen for å være i midten av fantomet, og la alt sitte i 20 minutter for å stivne.Når den har størknet, bruk en skrutrekker til å fjerne silikagelen, holde sylinderen og basen sammen, og sakte løsne de to. Start ultralydstyrt, høyintensitetsfokusert ultralydsystem. Slå på vannbehandlingsmodulen, og still inn sirkulasjonshastigheten.For å fortsette, ha en sylindrisk tank fylt med avgasset vann ved romtemperatur. Tanken diameter er 30 centimeter, og høyden er 13 centimeter. Få fantomholderen, og legg den i det avgassede vannet.Ta tiltak for å sikre at holderen er godt festet på plass. Deretter flytter du behandlingssengen og den terapeutiske enheten for å tillate avbildning av fantomet. Ballongen til den terapeutiske enheten skal nedsenkes i avgasset vann.Vær forberedt med en prøve av svinemuskel før du fortsetter. Prøven skal være ca 100 millimeter lang og være ca 30 millimeter tykk. Sett prøven til side, og sakte flytte den terapeutiske enheten opp og ned.Målet er å sørge for at behandlingsflyet er i det øvre grensesnittet til den skivede storfemuskelen og fantomet. Med ultralydavbildningssonden i null grader, flytt vanntanken for å få bildeaksen til å passere gjennom midten av de to parallelle linjene i bildet. Deretter roterer du bildeproben til 90 grader.Deretter flytter du tanken for å få aksen til å passere gjennom midten av de to parallelle linjene i bildet. Rekonstruer ultralydbildet i behandlingsplanet på dybden av geometrisk fokus. Kontroller at de fire ballene er tydelig vist i det rekonstruerte bildet.Sjekk også om målet er plassert i midten av den firkantede modellen. Når du er klar, løft den terapeutiske enheten for å plassere svinemuskelen over fantomet. Her er svinemuskelen på plass og klar for de neste trinnene.Flytt den terapeutiske enheten tilbake på plass for bildebehandling. Ordne dybden av geometrisk fokus for å være tre millimeter under den øvre overflaten av storfe muskelen. Fortsett med å sette parametrene for høyintensitets fokusert ultralyd sonikering, inkludert pulsvarighet og kraft, blant andre.Angi eksponeringstiden for det valgte sekskantede virtuelle målet og en to-sekunders eksponeringstid for fokuspunktet i det geometriske midten av fasematrisen. Start sonikeringen, og legg en fot på fotpedalen på sonikeringsinstrumentet. Under sonikering, observere og registrere ultralydbildet for å tillate sammenligning av ekkogeniteten til forskjellige prøver.Fjern fantomet før du bruker tilsvarende forberedte fantomer for å gjenta sonikeringstrinnene med de andre virtuelle målene. Dette er et ultralydbilde i en vinkel på null grader. Et ultralydbilde i en vinkel på 90 grader er lik.Begge bildene viser klare grensesnitt mellom svinemuskelen, fantomet og storfemuskelen. I tillegg er pinnene på den firkantede modellen lyse. Dette er det rekonstruerte bildet i behandlingsflyet.De blå sirklene omfatter den høyeste gjennomsnittlige grå verdien i de røde rutene og identifiserer posisjonene til de fire ballene i modellen. De blå sirklene bestemmer også midten av den firkantede modellen, som er midten av målene. De brune rutene indikerer fokale flekker i det største vanlige sekskantede målet.Å bestemme plasseringen av de fire ballene i det rekonstruerte ultralydbildet er viktig for å matche målsenteret med modellsenteret. De kjemiske materialene som brukes til fantompreparat er litt farlige. En maske og hansker bør brukes under prosedyren.

Research

JoVE Journal

Engineering

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

Måling Material Microstructure Under Flow Bruke 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Spredning

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is ...

Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System

Laboratory Drop Towers for Experimental Simulering av Dust-aggregerte Kollisjoner i Early Solar System

For the purpose of investigating the evolution of dust aggregates in the early Solar System, we developed two vacuum drop towers in which fragile dust ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

Ambient Fremgangsmåte for fremstilling av en ionisk Lukket Carbon Nanotube Common Cathode i Tandem organiske solceller

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

Karakterisering av komplett sett Materiale konstanter og temperaturen Avhengighet for piezoelektriske materialer Bruke Resonant Ultralyd Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Fokusert Ion strålen fabrikasjon av LiPON-baserte SSD litium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Controllable Nucleation of Cavitation from Plasmonic Gold Nanoparticles for Enhancing High Intensity Focused Ultrasound Applications

Kontrollerbar Nucleation av kavitasjon fra Plasmonic gull nanopartikler for forbedring av høy intensitet fokusert ultralyd programmer

In this study, plasmonic gold nanoparticles were simultaneously exposed to pulsed near-infrared laser light and high intensity focused ultrasound (HIFU) ...

Multiplexing Focused Ultrasound Stimulation with Fluorescence Microscopy

Multiplexing fokusert ultralyd stimulering med fluorescens mikroskopi

By focusing low-intensity ultrasound pulses that penetrate soft tissues, LIPUS represents a promising biomedical technology to remotely and safely ...

Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios

Evaluering av brukervennlighetsaspekter ved en løsning for blandet virkelighet for engasjerende analyse i Industry 4.0-scenarier

In medicine or industry, the analysis of high-dimensional data sets is increasingly required. However, available technical solutions are often complex to ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

3D-utskrift – Evaluering av partikkelutslipp av en 3D-utskriftspenn

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...