A High-Frequency Phased Array System for Transcranial Ultrasound Delivery in Small Animals
Notice bibliographique
Résumé
Existing systems for applying transcranial focused ultrasound (FUS) in small animals produce large focal volumes relative to the size of cerebral structures available for interrogation. The use of high ultrasonic frequencies can improve targeting specificity; however, the aberrations induced by rodent calvaria at megahertz frequencies severely distort the acoustic fields produced by single-element focused transducers. Here, we present the design, fabrication, and characterization of a high-frequency phased array system for transcranial FUS delivery in small animals. A transducer array was constructed by micromachining a spherically curved PZT-5H bowl (diameter = 25 mm, radius of curvature = 20 mm, fundamental frequency = 3.3 MHz) into 64 independent elements of equal surface area. The acoustic field generated by the phased array was measured at various target locations using a calibrated fiber-optic hydrophone, both in free-field conditions as well as through ex vivo rat skullcaps with and without hydrophone-assisted phase aberration corrections. Large field-of-view acoustic field simulations were carried out to investigate potential grating lobe formation. The focal beam size obtained when targeting the array's geometric focus was [Formula: see text] mm in water. The array can steer the FUS beam electronically over cylindrical volumes of 4.5 mm in diameter and 6 mm in height without introducing grating lobes. Insertion of a rat skullcap resulted in substantial distortion of the acoustic field ( [Formula: see text]% [Formula: see text]); however, phase corrections restored partial focal quality ( [Formula: see text]% [Formula: see text]). Using phase corrections, the array is capable of generating a trans-rat skull peak negative focal pressure of up to ~2.0 MPa, which is sufficient for microbubble-mediated blood-brain barrier permeabilization at this frequency.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
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 ».