Name: Evaluación dirigida a exactitud en el plano Focal de una guiada por ultrasonido alta intensidad enfocada ultrasonido Phased-array sistema (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-06T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: Aprende a evaluar la precisión de focalización en el plano de tratamiento de sistemas de ultrasonido enfocado de alta intensidad guiados por ultrasonido. Este protocolo utiliza un transductor autoenfocado y métodos de reconstrucción de imagen para garantizar seguridad y eficacia clínica.

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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 preparación
<ol><li>Coloque un cilindro de plástico (diámetro de 8 cm) y una altura de 3 cm en una placa base acrílico con gel de silicona para hacer un titular fantasma a temperatura ambiente. Dejar reposar 1 h.</li>
	<li>Corte muscular bovina fresca en forma de cuadrados (30 mm x 30 mm, con un espesor de 10 mm) y ventilarlo por 2 h para evaporar la humedad.</li>
	<li>Vierta el agua desgasificado y desionizado (115 mL) en un vaso de precipitados, agregar en 13 g de acrilamida y revuelva hasta que se disuelva. Agregue 0,24 g de bis-acrilamida y revuelva hasta que se disuelva. Luego, agregar 0,2 mL de N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine y revuelva uniformemente. Nota: Ponga en una máscara y guantes de goma.</li>
	<li>Preparar 5 mL de agua desionizado y desgasificado en otro vaso de precipitados, Añadir 0,3 g de persulfato de amonio y mezclar para disolver. PRECAUCIÓN: La acrilamida, bis-acrilamida, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine y persulfato de amonio son tóxicos. Preste atención y evite el contacto físico.</li>
	<li>Sucesivamente verter 40% de las soluciones de los pasos 2.3 y 2.4 en el soporte del fantasma y revuelva durante 5 s. Deje la mezcla reposar por 20 min a solidificar.</li>
	<li>Pon el modelo cuadrado impreso en 3D en la superficie del fantasma solidificada y el músculo bovino en rodajas en el centro del modelo. Vierta el resto de la solución del paso 2.3 en el soporte del fantasma. Mover el músculo bovino hacia adelante y hacia atrás para eliminar el aire entre la interfaz del fantasma y la rebanada.</li>
	<li>Vierta el resto de la solución preparada en paso 2.4 en el soporte del fantasma y agitar durante 5 s.</li>
	<li>Ajustar con precisión la ubicación del músculo bovino en rodajas en el centro del fantasma en la dirección transversal. Dejar reposar 20 minutos para solidificar el fantasma.</li>
	<li>Retirar el gel de sílice entre el plástico cilíndrico y la placa de base acrílico, usando un destornillador.</li>
	<li>Lentamente suelte el acrílico zócalo de plástico cilíndrico.</li>
</ol>3. configuración del sistema USgHIFU
<ol><li>Inicie el sistema de USgHIFU clínico.</li>
	<li>Encienda el módulo de tratamiento de agua y ajustar la velocidad de circulación del agua a 80 redondos por minuto.</li>
	<li>Llenar un tanque de agua cilíndrico acrílico con (un diámetro de 30 cm) y una altura de 13 cm con agua desgasificada a temperatura ambiente (22-25 ° C).</li>
	<li>Coloque el soporte del fantasma en el agua desgasificada y fijar el soporte firmemente.</li>
	<li>Mover el tanque de agua cilíndrico en la cama de tratamiento. Levante la cama de tratamiento y el aparato terapéutico en el agua desgasificado.</li>
</ol>4. nosotros-dirigida contra
<ol><li>Mueva lentamente hasta la unidad terapéutica y hacia abajo para asegurarse de que la profundidad del plano de tratamiento se encuentra en la interfaz superior del músculo bovino en rodajas y fantasma transparente en la imagen de Estados Unidos.</li>
	<li>Rotar la sonda de imagen de Estados Unidos a 0° y mover el tanque de agua cilíndrico para hacer el eje de rotación (también denominado eje de proyección de imagen) pasan por el punto medio de los dos palos paralelos en la imagen de Estados Unidos.</li>
	<li>Rotar la sonda de imagen a 90° y mover el tanque de agua cilíndrico para hacer el eje de rotación pasa por el punto medio de los dos palos paralelos en la imagen de Estados Unidos.</li>
	<li>Reconstruir la imagen de Estados Unidos en el plano de tratamiento en la profundidad del foco geométrico.</li>
	<li>Comprobar si las cuatro bolas se muestran claramente en la imagen reconstruida de Estados Unidos y si el objetivo está situado en el centro del modelo cuadrado. Nota: El centro del blanco está predeterminado en el centro de la imagen reconstruida. La pelota es determinada por un círculo con un diámetro de 10 mm, el valor de gris medio de los cuales es más alto en un 15 x 15 mm cuadrado. El centro del Plaza modelo está determinado por la diagonal de las cuatro bolas en la imagen reconstruida.</li>
	<li>El tanque de agua se mueven según las posiciones relativas entre el objetivo y el modelos cuadrado y repetir pasos 4.4 y 4.5.</li>
	<li>Levantar la unidad terapéutica y del músculo de cerdos con un espesor de alrededor de 30 mm por encima del fantasma. A continuación, mueva hacia abajo la unidad terapéutica hasta la profundidad del foco geométrico es de 3 mm debajo de la superficie superior del músculo bovino en rodajas. Nota: La corrección focal de 3 mm a lo largo de la trayectoria de la viga se calcula según el grosor del músculo de cerdos basado en la fórmula empírica de un estudio anterior de19.</li>
</ol>5. sonicación HIFU
<ol><li>Seleccione los siguientes parámetros de sonicación: duración del pulso (400 ms), ciclo de trabajo (80%), acústico de potencia (400 W) y tiempo entre la sonicación de sucesivos puntos focales de enfriamiento (30 s).</li>
	<li>Configurar el tiempo de exposición para los puntos focales en el destino.<ol>
<li>Repita el procedimiento para tres objetivos hexagonales regulares concéntricos con respectivas diagonales de 5,4 mm, 9 mm y 12,6 mm. tiempos de exposición sistema de 2.0 s, 2,5 s y 3.0 s para los puntos focales ubicados en el hexágono interno, medio y externo, respectivamente y 2.0 s del foc al punto en el centro geométrico del phased array.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Iniciar la sonicación y poner un pie en el pedal para la sonicación de HIFU.</li>
	<li>Observar el cambio de ecogenicidad de la imagen de Estados Unidos hasta que se terminen las sonications.</li>
</ol>6. evaluación de la precisión dirigida a USgHIFU matriz fases del sistema de las
<ol><li>Obtener el soporte del fantasma y presione suavemente el fantasma para llevarlo a cabo.</li>
	<li>Dividir el espectro en el plano de tratamiento usando un cuchillo.</li>
	<li>Análisis del plano de tratamiento del fantasma que contiene el músculo bovino en rodajas.</li>
	<li>Procesar la imagen escaneada utilizando software matemático y extraer los límites de la blanco y la lesión.</li>
	<li>Calcular la distancia intercenter dilataciónc y la máxima sobrepasando los límites de la meta límite db. Nota: dc es la distancia entre los centros de destino y su lesión respectivo. d b es la máxima superación distancia entre el límite de la lesión y su respectivo objetivo.</li>
	<li>Calcular el cociente de las áreas de lesión dentro y fuera el objetivo para el área de la blanco como η = (SA ∩ SP) / SP y ηO = (SA - SA ∩ SP) / SP, respectivamente. Nota: SP indica el área de la blanco, SA representa el área de la lesión.</li>
</ol>

<ol><li>Wang, S. B., He, C. C., Li, K., Ji, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+a+112-channel+phased-array+ultrasonography-guided+focused+ultrasound+system+in+combination+with+switch+of+ultrasound+imaging+plane+for+tissue+ablation%5BTitle%5D)+AND+%222014+Symposium+on+Piezoelectricity%2C+Acoustic+Waves%2C+and+Device+Applications+%28SPAWDA%29%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Portable+high-intensity+focused+ultrasound+system+with+3D+electronic+steering%2C+real-time+cavitation+monitoring%2C+and+3D+image+reconstruction+algorithms%3A+a+preclinical+study+in+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasonography%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+random+phased+array+device+for+delivery+of+high+intensity+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Design+of+HIFU+transducers+to+generate+specific+nonlinear+ultrasound+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Procedia%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Thermal+ablation+by+high-intensity-focused+ultrasound+using+a+toroid+transducer+increases+the+coagulated+volume+results+of+animal+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Uterine+leiomyomas%3A+MR+imaging-based+thermometry+and+thermal+dosimetry+during+focused+ultrasound+thermal+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Uterine leiomyomas: MR imaging-based thermometry and thermal dosimetry during focused ultrasound thermal ablation.</a> Radiology. 240 (1), 263-272 (2006).</li>
<li>Köhler, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+HIFU+ablation+under+3D+guidance+of+rapid+MRI+thermometry%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Image-guided+256-element+phased-array+focused+ultrasound+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Magazine%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+three-dimensional+ultrasound+prostate+imaging+system%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Navigation+of+high+intensity+focused+ultrasound+applicator+with+an+integrated+three-dimensional+ultrasound+imaging+system%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Image+Computing+and+Computer-Assisted+Intervention%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((HIFU+positioning+robot+for+less-invasive+fetal+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Procedia+CIRP%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+calibration+of+targeting+errors+for+an+ultrasound-guided+high-intensity+focused+ultrasound+system%5BTitle%5D)+AND+%222017+IEEE+International+Symposium+on+Medical+Measurements+and+Applications+%28MeMeA%29%22%5BJournal%5D)">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>
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<li>McDannold, N., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+assurance+and+system+stability+of+a+clinical+MRI-guided+focused+ultrasound+system%3A+Four-year+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((MR+guided+focused+ultrasound%3A+technical+acceptance+measures+for+a+clinical+system%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((MR+thermometry+analysis+of+sonication+accuracy+and+safety+margin+of+volumetric+MR+imaging-guided+high-intensity+focused+ultrasound+ablation+of+symptomatic+uterine+fibroids%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((FUSBOTUS%3A+empirical+studies+using+a+surgical+robotic+system+for+urological+applications%5BTitle%5D)+AND+%22AIP+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((An+ultrasound+imaging-guided+robotic+HIFU+ablation+experimental+system+and+accuracy+evaluations%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Bionics+and+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Focus+shift+and+phase+correction+in+soft+tissues+during+focused+ultrasound+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Utility+of+a+tumor-mimic+model+for+the+evaluation+of+the+accuracy+of+HIFU+treatments.+results+of+in+vitro+experiments+in+the+liver%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+new+method+for+absolute+accuracy+evaluation+of+a+US-guided+HIFU+system+with+heterogeneous+phantom%5BTitle%5D)+AND+%222016+IEEE+International+Ultrasonics+Symposium+%28IUS%29%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Experimental+evaluation+of+targeting+accuracy+of+an+ultrasound-guided+phased-array+high-intensity+focused+ultrasound+system%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Acoustics%22%5BJournal%5D)">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>

Xiang Ji es un consultor pagado para la tecnología médica de Zhonghui (Shanghai) Co., Ltd. Otros autores no tienen nada que revelar.

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 estu...

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><tbody><tr><td>Acrilamida</td><td>Amresco</td><td>D403-2</td><td></td></tr><tr><td>Zócalo acrílico</td><td>LAO NIAO STORES</td><td>personalizado</td><td></td></tr><tr><td>Tanque de agua cilíndrico acrílico &nbsp;</td><td>TIENDAS LAO NIAO</td><td>persulfato</td> de amonio personalizado <td></td></tr><tr><td></td><td>Yatai United Chemical Co., Ltd (Wuxi, China)</td><td>2017-03-01</td><td></td></tr><tr><td>Vaso de precipitados</td> Tienda <td></td><td></td>de <td>instrumentos de reactivos químicos de China</td></tr><tr><td>Bis-acrilamida</td><td>Amresco</td><td>M0172</td><td></td></tr><tr><td>Mercado</td><td></td><td></td>de<td>músculo bovino</td></tr><tr><td>Tabla de cortar</td><td>JIACHI</td><td>JC-ZB40</td><td></td></tr><tr><td>Plástico cilíndrico&nbsp; soporte de fantasma</td><td>QIYINPAI</td><td>personalizado</td> Agua desionizada desgasificada <td></td></tr><tr><td>hecha por el sistema USgHIFU</td><td></td> Balanza eléctrica YINGHENG 11119453359 Varilla de vidrio Cuchillo de la tienda de instrumentos de reactivos químicos del este de China SHIBAZI SL1210-C Mascarilla Medicom 2498 <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N,N,N',N' &ndash; Tetrametiletilendiamina</td><td>Zhanyun Chemical Co., Ltd (Shanghái, China)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Guante de goma</td><td>AMMEX</td><td>YZB/MAL 0587-2018</td><td></td></tr><tr><td>Escáner</td><td>Fuji Xerox</td><td>DocuPrint M268dw</td><td></td></tr><tr><td>Destornillador</td><td>Stanley</td><td>T6</td><td></td></tr><tr><td>Gel de sílice</td><td>GE</td><td>381</td><td></td></tr><tr><td>Modelo cuadrado</td><td>QIYINPAI</td><td>personalizado</td><td></td></tr><tr><td>Cucharas de acero inoxidable</td> Tienda <td></td><td></td>de <td>instrumentos de reactivos químicos del este</td></tr><tr><td>de China Ventosa</td><td>Tienda</td><td></td><td></td>de instrumentos de reactivos químicos del este</tr><tr>de China Mercado de <td></td> músculo <td></td><td></td><td>porcino</td></tr><tr><td>Sistema USgHIFU</td><td>Zhonghui Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd.</td><td>SUA-I</td><td></td></tr></tbody></table>

evaluación dirigida a exactitud en el plano focal de una guiada por ultrasonido alta intensidad enfocada ultrasonido phased-array sistema

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 tratami...

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.

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

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.

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Evaluación dirigida a exactitud en el plano Focal de una guiada por ultrasonido alta intensidad enfocada ultrasonido Phased-array sistema (Video) | JoVE Journal

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