Effect of the Acoustic Impedance Mismatch at the Bone-Soft Tissue Interface as a Function of Frequency in Transcranial Ultrasound: A Simulation and <i>In Vitro</i> Experimental Study
Notice bibliographique
Résumé
The transcranial Doppler (TCD) ultrasound is a method that uses a handheld low-frequency (2-2.5 MHz), pulsed Doppler phased array probe to measure blood velocity within the arteries located inside the brain. The problem with TCD lies in the low ultrasonic energy penetrating inside the brain through the skull, which leads to a low signal-to-noise ratio. This is due to several effects, including phase aberration, variations in the speed of sound in the skull, scattering, the acoustic impedance mismatch, and absorption of the three-layer medium constituted by soft tissues, the skull, and the brain. The goal of this article is to study the effect of transmission losses due to the acoustic impedance mismatch on the transmitted energies as a function of frequency. To do so, wave propagation was modeled from the ultrasonic transducer into the brain. This model calculates transmission coefficients inside the brain, leading to a frequency-dependent transmission coefficient for a given skin and bone thickness. This approach was validated experimentally by comparing the analytical results with measurements obtained from a bone phantom plate mimicking the skull. The average position error of the occurrence of the maximum amplitude between the experiment and analytical result was equivalent to a 0.06-mm error on the skin thickness given a fixed bone thickness. The similarity between the experimental and analytical results was also demonstrated by calculating correlation coefficients. The average correlation between the experimental and analytical results came out to be 0.50 for a high-frequency probe and 0.78 for a low-frequency probe. Further analysis of the simulation showed that an optimized excitation frequency can be chosen based on skin and bone thicknesses, thereby offering an opportunity to improve the image quality of TCD.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».