Registration of human skull computed tomography data to an ultrasound treatment space using a sparse high frequency ultrasound hemispherical array
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Transcranial focused ultrasound (FUS) shows great promise for a range of therapeutic applications in the brain. Current clinical investigations rely on the use of magnetic resonance imaging (MRI) to monitor treatments and for the registration of preoperative computed tomography (CT)-data to the MR images at the time of treatment to correct the sound aberrations caused by the skull. For some applications, MRI is not an appropriate choice for therapy monitoring and its cost may limit the accessibility of these treatments. An alternative approach, using high frequency ultrasound measurements to localize the skull surface and register CT data to the ultrasound treatment space, for the purposes of skull-related phase aberration correction and treatment targeting, has been developed. METHODS: A prototype high frequency, hemispherical sparse array was fabricated. Pulse-echo measurements of the surface of five ex vivo human skulls were made, and the CT datasets of each skull were obtained. The acoustic data were used to rigidly register the CT-derived skull surface to the treatment space. The ultrasound-based registrations of the CT datasets were compared to the gold-standard landmark-based registrations. RESULTS: The results show on an average sub-millimeter (0.9 ± 0.2 mm) displacement and subdegree (0.8° ± 0.4°) rotation registration errors. Numerical simulations predict that registration errors on this scale will result in a mean targeting error of 1.0 ± 0.2 mm and reduction in focal pressure of 1.0% ± 0.6% when targeting a midbrain structure (e.g., hippocampus) using a commercially available low-frequency brain prototype device (InSightec, 230 kHz brain system). CONCLUSIONS: If combined with ultrasound-based treatment monitoring techniques, this registration method could allow for the development of a low-cost transcranial FUS treatment platform to make this technology more widely available.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».