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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Este trabajo ha sido apoyado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (81402522), el Shanghai clave tecnología R & D programa (17441907400) de la ciencia y tecnología Comisión del municipio de Shanghai y Shanghai Jiao Tong University Fondo de investigación de ingeniería médica (YG2017QN40, YG2015ZD10). Tecnología médica Zhonghui (Shanghai) Co., Ltd. también es reconocida por ofrecer el sistema de USgHIFU. Los autores agradecen Wenzhen Zhu y Junhui Dong para la preparación de fantasma y su ayuda en los experimentos.

1. marcador diseño y fabricación
<ol><li>Diseño de un modelo de cuadrado usando software de diseño asistido por ordenador. Coloque cada lado como palillos con longitudes de 40 mm y espesores de 2 mm. lugar una bola sólida con un diámetro de 10 mm en cada esquina del cuadrado modelo.</li>
	<li>Utilizar resina fotosensible de acrilonitrilo-butadieno-estireno como material para impresión.</li>
	<li>Envíe el archivo de modelo 3D a un fabricante para la fabricación.</li>
</ol>2. fantasma prepa...

<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>

Componentes de robóticos se han utilizado para sistemas de USgHIFU extracorpóreos. Para evaluar la precisión de objetivo de estos sistemas, las referencia marcadores11,12,18, tejido in vitro17, modelos de tumor-mimic y fantasmas sensibles a la temperatura se han utilizado solos o en combinación 10,20. En comparación con los protocolos en esos...

El arsenal cada vez más está diseñado y equipado en HIFU sistemas1,2,3,4,5,6,7. En sistemas de matriz por etapas de USgHIFU, una sonda de los Estados Unidos generalmente se monta en el agujero central del esférico HIFU transductor1,2,8. La sonda es rotativa para la reconstrucción de imagen y orientación en el espacio tridimensional9. Segmentación precisa es necesaria para la seguridad y eficacia del tratamiento con HIFU. Sin embargo, la mayoría de los estudios para la evaluación de apuntar exactitud se han realizado para sistemas HIFU guiado por resonancia magnética o USgHIFU sistemas configurados con uno focalizado HIFU transductor10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16. el propósito del método descrito a continuación es evaluar la exactitud de selección en el plano focal para los sistemas de ultrasonido phased array de USgHIFU.
Un fantasma de músculo/marcador-embedded bovino a lo largo de la trayectoria de viga clínicamente relevantes se utiliza en la evaluación de la precisión objetivo de un sistema de matriz por etapas de USgHIFU clínico. Un modelo de cuadrado con cuatro bolas en las esquinas es fabricado y encajado, en combinación con músculo bovino, en el fantasma transparente. Un hexágono regular se selecciona como destino basado en las posiciones de los centros de cuatro bolas en la imagen reconstruida de Estados Unidos en el plano de tratamiento. Después de sonications HIFU, se explora el plano de tratamiento del fantasma, y en la imagen digitalizada se pueden determinar el límite de la lesión, así como las posiciones de las cuatro bolas. La exactitud de selección puede evaluarse midiendo la distancia entre los centros de destino y la lesión, así como tres parámetros derivados.
El método es más simple que la medición del error objetivo usando el movimiento robótico con una referencia específica objeto11,17,18 y más clínicamente relevantes en comparación con el método basan en solo focal ablación del spot en un fantasma homogénea10. Este método puede utilizarse en la evaluación de la precisión objetivo de phased array sistemas de USgHIFU. Puede utilizarse también para otros sistemas de USgHIFU equipados con transductores HIFU auto centrados.

<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 arrays se usan cada vez más como transductores de ultrasonidos focalizados de alta intensidad (HIFU) en los sistemas existentes de extracorpórea guiada por ultrasonido HIFU (USgHIFU). Los transductores HIFU en tales sistemas son generalmente esféricos en forma con un agujero central donde una punta de prueba de proyección de imagen de Estados Unidos está montado y puede girarse. La imagen en el plano de tratamiento puede ser reconstruida a través de la secuencia de imágenes adquirida durante la rotación de la sonda. Por lo tanto, el plan de tratamiento se puede hacer en las imágenes reconstruidas. Para evaluar la precisión de objetivo en el plano focal de tales sistemas, el protocolo de un método usando un bovino músculo y marcador incrustado fantasma se describe. En el fantasma, cuatro bolas sólidas en las esquinas de un modelo de cuadrado resina sirven como los marcadores de referencia en la imagen reconstruida. El objetivo debe ser trasladado para que su centro y el centro del cuadrado modelo pueden coincidir según su posición relativa en la imagen reconstruida. Músculo de cerdos con un espesor de unos 30 mm se coloca por encima el fantasma para mímico la trayectoria de viga en ajustes clínicos. Después de la sonicación, se explora el plano de tratamiento en el fantasma y el límite de la lesión asociada es extraído de la imagen escaneada. La exactitud de selección puede evaluarse midiendo la distancia entre los centros de destino y la lesión, así como tres parámetros derivados. Este método no sólo evaluar la exactitud objetivo del objetivo que consiste en puntos focales múltiples en lugar de un solo punto focal en un camino de viga clínicamente relevantes del sistema de matriz por etapas de USgHIFU, pero puede también ser utilizado en la evaluación preclínica o mantenimiento de sistemas USgHIFU configurado con transductor HIFU de matriz por etapas o auto centrado.

Hicimos fantasmas dedicada a evaluar la precisión objetivo de un sistema de matriz por etapas clínica de USgHIFU con los objetivos de tres tamaños diferentes. Figura 1 muestra la imagen de Estados Unidos en los ángulos de 0 ° y 90 °. Las interfaces son claras, y los palillos del modelo cuadrado son brillantes en las imágenes de los Estados Unidos. Figura 2 se muestra la imagen reconstruida de Estados Unidos en el plano de ...

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

Evaluación dirigida a exactitud en el plano Focal de una guiada por ultrasonido alta intensidad enfocada ultrasonido Phased-array sistema

Este estudio describe un protocolo para evaluar la precisión de objetivo en el plano focal de un sistema de matriz por etapas guiada por ecografía de ultrasonido focalizado de alta intensidad.

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

La segmentación precisa es esencial para garantizar la seguridad y la eficacia de los sistemas de ultrasonido centrados en la imagen y de alta intensidad. Nuestro protocolo puede evaluar en la precisión de la focalización de sistemas de matriz de fase de ultrasonido centrados en ultrasonidos guiados por ultrasonido. Esta técnica se puede utilizar para evaluar la precisión de la orientación en el plano de tratamiento teniendo en cuenta las rutas de tejido clínicamente relevantes.Este método se puede aplicar a sistemas de ultrasonido enfocados de alta intensidad guiados por ultrasonido con un transductor auto-centrado utilizando diferentes métodos de reconstrucción de imágenes de ultrasonido. La demostración visual de este método puede ayudar a otros a entender completamente el protocolo, especialmente cómo determinar la ubicación del objetivo en la imagen de ultrasonido reconstruida. Antes de hacer el fantasma, fabricar el modelo.Este modelo impreso en 3D es un cuadrado con longitudes laterales de 40 milímetros. Una bola sólida está en cada esquina. Con el modelo a mano, haga el soporte fantasma.Para ello, obtenga una placa base de acrílico y un cilindro de plástico de ocho centímetros de diámetro de tres centímetros de altura. Use gel de sílice para fijarlos para formar un soporte. Deje reposar la asamblea durante una hora.Ahora, pasa a hacer el fantasma del músculo bovino fresco. Corta el músculo en un cuadrado con lados de 30 milímetros y 10 milímetros de grosor. Ventile el tejido con un ventilador durante dos horas para evaporar la humedad.A continuación, prepárese para trabajar con productos químicos peligrosos. Vierta agua desgasizada y desionizada en un vaso de precipitados. Agregue la acrilamida y revuelva hasta que se disuelva.A continuación, agregue bis-acrilamida y revuelva hasta que se disuelva. Finalmente, agregue tetrametiletilendiamina y revuelva hasta que la solución sea uniforme. Esta es la solución uno.En otro vaso de precipitados con agua desgasizada y desionizada, agregue persulfato de amonio y revuelva para disolver. Esta es la solución dos. Cuando el fantasma se haya solidificado, recupere el modelo impreso en 3D y colóquelo en la superficie fantasma.Con el modelo en su lugar, el siguiente paso es poner el músculo bovino en rodajas en el centro del modelo. Vierta el resto de la solución en el soporte fantasma. Mueva el músculo bovino para eliminar el aire en la interfaz del fantasma y la rebanada.Continúe vertiendo el resto de la solución dos en el soporte fantasma. Luego, revuelva durante cinco segundos. Ajuste la ubicación del músculo para estar en el centro del fantasma, y deje que todo se siente durante 20 minutos para solidificarse.Una vez que se haya solidificado, utilice un destornillador para quitar el gel de sílice, sosteniendo el cilindro y la base juntos, y desenganche lentamente los dos. Inicie el sistema de ultrasonido centrado en alta intensidad guiado por ultrasonido. Encienda el módulo de procesamiento de agua y ajuste la velocidad de circulación.Para continuar, tenga un tanque cilíndrico lleno de agua desgasificación a temperatura ambiente. El diámetro del tanque es de 30 centímetros, y su altura es de 13 centímetros. Consiga el soporte fantasma y colóquelo en el agua desgasificación.Tome medidas para asegurar que el soporte esté firmemente fijado en su lugar. A continuación, mueva la cama de tratamiento y la unidad terapéutica para permitir la toma de imágenes del fantasma. El globo de la unidad terapéutica debe sumergirse en el agua desgasificación.Esté preparado con una muestra de músculo porcino antes de continuar. La muestra debe tener unos 100 milímetros de largo y tener unos 30 milímetros de grosor. Deje la muestra a un lado y mueva lentamente la unidad terapéutica hacia arriba y hacia abajo.El objetivo es asegurarse de que el plano de tratamiento está en la interfaz superior del músculo bovino en rodajas y fantasma. Con la sonda de imágenes por ultrasonido a cero grados, mueva el tanque de agua para hacer que el eje de imagen pase a través del centro de las dos líneas paralelas de la imagen. A continuación, gire la sonda de imagen a 90 grados.A continuación, mueva el tanque para hacer que el eje pase a través del centro de las dos líneas paralelas de la imagen. Reconstruya la imagen de ultrasonido en el plano de tratamiento a la profundidad del enfoque geométrico. Compruebe que las cuatro bolas se muestran claramente en la imagen reconstruida.Además, compruebe si el destino se encuentra en el centro del modelo cuadrado. Cuando esté listo, levante la unidad terapéutica para colocar el músculo porcino por encima del fantasma. Aquí, el músculo porcino está en posición y listo para los siguientes pasos.Vuelva a colocar la unidad terapéutica en su posición para obtener imágenes. Organizar la profundidad del enfoque geométrico para que esté tres milímetros debajo de la superficie superior del músculo bovino. Continúe estableciendo los parámetros para la sonicación de ultrasonidos de alta intensidad focalizada, incluyendo la duración y la potencia del pulso, entre otros.Establezca el tiempo de exposición para el objetivo virtual hexagonal elegido y un tiempo de exposición de dos segundos para el punto focal en el centro geométrico de la matriz de fases. Comience la sonicación y ponga un pie en el pedal del instrumento de sonicación. Durante la sonicación, observe y registre la imagen del ultrasonido para permitir la comparación de la ecogenicidad de diferentes muestras.Retire el fantasma antes de usar fantasmas preparados de forma similar para repetir los pasos de sonicación con los otros objetivos virtuales. Esta es una imagen de ultrasonido en un ángulo de cero grados. Una imagen de ultrasonido en un ángulo de 90 grados es similar.Ambas imágenes muestran interfaces claras entre el músculo porcino, el fantasma y el músculo bovino. Además, los palos del modelo cuadrado son brillantes. Esta es la imagen reconstruida en el plano de tratamiento.Los círculos azules abarcan el valor gris promedio más alto en los cuadrados rojos e identifican las posiciones de las cuatro bolas en el modelo. Los círculos azules también determinan el centro del modelo cuadrado, que es el centro de los objetivos. Los cuadrados marrones indican las manchas focales en el objetivo hexagonal regular más grande.Determinar la ubicación de las cuatro bolas en la imagen de ultrasonido reconstruida es importante para hacer coincidir el centro objetivo con el centro del modelo. Los materiales químicos utilizados para la preparación fantasma son ligeramente peligrosos. Se debe usar una máscara y guantes durante el procedimiento.

Research

JoVE Journal

Engineering

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Investigación

Ingeniería

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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

Laboratorio torres de caída para el experimental Simulación de colisiones de polvo acumuladas en el Sistema Solar temprano

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

Método ambiente para la producción de un cátodo común iónicamente cerrada nanotubos de carbono en las células solares en tándem Orgánica

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

Caracterización del conjunto completo constantes del material y su dependencia de la temperatura de los materiales piezoeléctricos El uso de ultrasonido Espectroscopía de Resonancia

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

Ion enfocado viga fabricación de Nanobatteries LiPON basado en estado sólido-ion de litio para la prueba In Situ

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

Nucleación controlable de la cavitación de la plasmónica nanopartículas de oro para aumentar la intensidad alta enfocada ultrasonido aplicaciones

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

La multiplexación enfocada ultrasonido estimulación con microscopía de fluorescencia

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

Evaluación de aspectos de usabilidad de una solución de realidad mixta para análisis inmersivo en escenarios de Industria 4.0

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

Impresión 3D - Evaluación de las emisiones de partículas de una pluma de impresión 3D

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