A multi-frequency sparse hemispherical ultrasound phased array for microbubble-mediated transcranial therapy and simultaneous cavitation mapping
Notice bibliographique
Résumé
Focused ultrasound (FUS) phased arrays show promise for non-invasive brain therapy. However, the majority of them are limited to a single transmit/receive frequency and therefore lack the versatility to expose and monitor the treatment volume. Multi-frequency arrays could offer variable transmit focal sizes under a fixed aperture, and detect different spectral content on receive for imaging purposes. Here, a three-frequency (306, 612, and 1224 kHz) sparse hemispherical ultrasound phased array (31.8 cm aperture; 128 transducer modules) was constructed and evaluated for microbubble-mediated transcranial therapy and simultaneous cavitation mapping. The array is able to perform effective electronic beam steering over a volume spanning (-40, 40) and (-30, 50) mm in the lateral and axial directions, respectively. The focal size at the geometric center is approximately 0.9 (2.1) mm, 1.7 (3.9) mm, and 3.1 (6.5) mm in lateral (axial) pressure full width at half maximum (FWHM) at 1224, 612, and 306 kHz, respectively. The array was also found capable of dual-frequency excitation and simultaneous multi-foci sonication, which enables the future exploration of more complex exposure strategies. Passive acoustic mapping of dilute microbubble clouds demonstrated that the point spread function of the receive array has a lateral (axial) intensity FWHM between 0.8-3.5 mm (1.7-11.7 mm) over a volume spanning (-25, 25) mm in both the lateral and axial directions, depending on the transmit/receive frequency combination and the imaging location. The device enabled both half and second harmonic imaging through the intact skull, which may be useful for improving the contrast-to-tissue ratio or imaging resolution, respectively. Preliminary in vivo experiments demonstrated the system's ability to induce blood-brain barrier opening and simultaneously spatially map microbubble cavitation activity in a rat model. This work presents a tool to investigate optimal strategies for non-thermal FUS brain therapy and concurrent microbubble cavitation monitoring through the availability of multiple frequencies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».