Name: Évaluation de ciblage de précision dans le plan Focal pour une haute intensité guidée par échographie porté progressivement-tableau échographe (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-06T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: Apprenez à évaluer la précision de ciblage dans le plan focal d'un système de thérapie guidée par ultrasons à haute intensité. Cette méthode utilise un transducteur auto-focalisé et différentes techniques de reconstruction d'images pour assurer sécurité et efficacité.

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Ce travail a été soutenu en partie par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (81402522), le Shanghai Key Technology R & D Program (17441907400) de la Science and Technology Commission de la municipalité de Shanghai et l’Université Jiao Tong de Shanghai Fonds de recherche de l’ingénierie médicale (YG2017QN40, YG2015ZD10). Technologie médicale de Zhonghui (Shanghai) Co., Ltd. est également reconnu pour fournir le système de USgHIFU. Les auteurs remercient Wenzhen Zhu et Junhui Dong pour la préparation de fantôme et de leur assistance dans les expériences.

1. fabrication et conception de marqueur
<ol><li>Concevoir un modèle carré à l’aide de logiciels de conception assistée par ordinateur. Définissez chaque côté comme des bâtons avec des longueurs de 40 mm et une épaisseur de 2 mm. Place une boule solide d’un diamètre de 10 mm à chaque angle du modèle carré.</li>
	<li>Servir le matériel pour l’impression de résine photosensible d’acrylonitrile butadiène styrène.</li>
	<li>Envoyer le fichier de modèle 3D à un fabricant pour la fabrication.</li>
</ol>2. fantôme préparation
<ol><li>Fixer une bouteille en plastique (diamètre 8 cm) et une hauteur de 3 cm sur une plinthe acrylique avec gel de silice pour faire un fantôme porte à température ambiante. Laisser reposer pendant 1 h.</li>
	<li>Coupez le muscle de bovin frais en forme carrée (30 mm x 30 mm, d’une épaisseur de 10 mm) et aérer pendant 2 h évaporer l’humidité.</li>
	<li>Versez de l’eau dégazée et désionisée (115 mL) dans un bécher, ajoute en 13 g d’acrylamide et remuer jusqu'à dissolution. Ajouter 0,24 g de bis-acrylamide et remuer jusqu'à dissolution. Puis, ajouter 0,2 mL de N, N, N', N'-tétraméthyléthylènediamine et mélanger uniformément. Remarque : Mettre un gants de caoutchouc et masque.</li>
	<li>Préparer 5 mL d’eau dégazée et désionisée dans un autre bol, ajoutez 0,3 g de persulfate d’ammonium et mélanger pour dissoudre. Attention : L’Acrylamide, bis-acrylamide, N, N, N', N'-tétraméthyléthylènediamine et le persulfate d’ammonium sont toxiques. Une attention particulière et éviter tout contact physique.</li>
	<li>Successivement verser 40 % des solutions de mesures 2.3 et 2.4 dans le support de fantôme et remuez pendant 5 s. Laisser le mélange reposer pendant 20 min à se solidifier.</li>
	<li>Placer le modèle carré 3D-imprimé sur la surface du fantôme solidifiée et mettre le muscle de bovin en tranches dans le milieu du modèle. Verser le reste de la solution de l’étape 2.3 dans le porte-fantôme. Déplacez le muscle de bovin en arrière pour enlever l’air entre l’interface du fantôme et la tranche.</li>
	<li>Verser le reste de la solution préparée dans l’étape 2.4 dans le support de fantôme et remuez pendant 5 s.</li>
	<li>Ajustez l’emplacement du muscle bovin en tranches vers le centre du fantôme dans la direction transversale. Laisser reposer pendant 20 min solidifier le fantôme.</li>
	<li>Retirer le gel de silice entre le plastique cylindrique et la plinthe acrylique, à l’aide d’un tournevis.</li>
	<li>Lentement, détacher la plinthe acrylique du plastique cylindrique.</li>
</ol>3. configuration du système USgHIFU
<ol><li>Démarrer le système de USgHIFU clinique.</li>
	<li>Activez le module de traitement de l’eau et régler la vitesse de circulation de l’eau à 80 coups/min.</li>
	<li>Remplissez un réservoir cylindrique acrylique avec (d’un diamètre de 30 cm) et une hauteur de 13 cm d’eau dégazée à température ambiante (22-25 ° C).</li>
	<li>Introduisez le fantôme porte dans l’eau dégazée et fixez le support étroitement.</li>
	<li>Déplacer le réservoir cylindrique sur le lit de traitement. Soulevez le lit traitement et déplacer vers le bas de l’unité thérapeutique dans l’eau dégazée.</li>
</ol>4. U.S. guidée ciblant
<ol><li>Déplacer l’unité thérapeutique lentement et vers le bas pour s’assurer que la profondeur de l’avion de traitement se trouve à l’interface supérieure du muscle de bovin en tranches et fantôme transparent à l’image des Etats-Unis.</li>
	<li>Faire pivoter la sonde d’imagerie US à 0° et déplacer le réservoir cylindrique pour rendre l’axe de rotation (également dénommé axe imagerie) passe par le point moyen des deux bâtons parallèles à l’image des Etats-Unis.</li>
	<li>Faire pivoter la sonde d’imagerie à 90° et déplacer le réservoir cylindrique pour rendre l’axe de rotation passe par le point moyen des deux bâtons parallèles à l’image des Etats-Unis.</li>
	<li>Reconstituer l’image des Etats-Unis dans le plan de traitement à la profondeur de champ géométrique.</li>
	<li>Vérifier si les quatre boules sont clairement indiqués dans l’image reconstituée d’US et si la cible se trouve au centre du modèle carré. Remarque : Le centre de la cible est prédéterminé au centre de l’image reconstruite. La balle est déterminée par un cercle d’un diamètre de 10 mm, la valeur de gris moyenne qui est le plus élevée dans un 15 x 15 mm carré. Le centre du carré modèle est déterminé par la diagonale des quatre balles dans l’image reconstituée.</li>
	<li>Déplacer le réservoir d’eau selon les positions relatives entre la cible et les modèles carré et répéter étapes 4.4 et 4.5.</li>
	<li>Soulevez l’unité thérapeutique et mettre le muscle de porc d’une épaisseur d’environ 30 mm au dessus du fantôme. Ensuite, abaissez l’unité thérapeutique jusqu'à ce que la profondeur de champ géométrique est de 3 mm sous la surface supérieure du muscle bovin en tranches. NOTE : La correction focale 3 mm le long de la marche des rayons est estimée selon l’épaisseur du muscle porcine basé sur la formule empirique d’une précédente étude19.</li>
</ol>5. la sonication HIFU
<ol><li>Sélectionnez les paramètres de sonication suivants : durée de l’impulsion (400 ms), cycle d’utilisation (80 %), acoustique (400 W) de puissance et refroidissement de temps entre la sonication de taches focales successifs (30 s).</li>
	<li>Définir la durée d’exposition pour les taches focales dans la cible.<ol>
<li>Répétez l’opération pour les trois cibles concentriques de hexagonales réguliers avec des diagonales respectives de 5,4 mm, 9 mm et 12,6 mm temps d’exposition Set de 2.0 s, 2.5 s et 3.0 s pour les taches focales situées respectivement à l’hexagone interne, intermédiaire et externe et 2.0 s pour la foc Al spot au centre géométrique de la multiéléments.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Démarrez la sonication et mettre un pied sur la pédale pour la sonication HIFU.</li>
	<li>Observer le changement d’échogénicité dans l’image des Etats-Unis jusqu'à ce que les sonications sont terminées.</li>
</ol>6. évaluation de la précision de ciblage du système progressive-tableau USgHIFU
<ol><li>Chercher le titulaire fantôme et appuyez doucement sur le fantôme pour le sortir.</li>
	<li>Diviser le fantôme le long du plan de traitement à l’aide d’un couteau.</li>
	<li>Analyse du plan de traitement du fantôme qui contient le muscle de bovin en tranches.</li>
	<li>Traiter l’image numérisée à l’aide de logiciels mathématiques et extraire les limites de la cible et de la lésion.</li>
	<li>Calculer la distance intercenter dc et la maximale de dépassement de la cible limite db. Remarque : dc est la distance entre les centres de la cible et sa lésion respectif. d b est le maximum de dépassement de distance entre la limite de la lésion et ses cibles respectifs.</li>
	<li>Calculer le rapport entre les domaines de la lésion à l’intérieur et à l’extérieur de la cible vers la zone cible que ηj’ai = (SA ∩ SP) / SP et ηO = (SA - SA ∩ SP) / SP, respectivement. Remarque : SP indique la zone cible, SA représente la zone de la lésion.</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>
<li>Ellens, N. P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+targeting+accuracy+of+a+preclinical+MRI-guided+focused+ultrasound+system%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">The targeting accuracy of a preclinical MRI-guided focused ultrasound system.</a> Medical Physics. 42 (1), 430-439 (2015).</li>
<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 est un consultant rémunéré pour la technique médicale de Zhonghui (Shanghai) Co., Ltd. Les autres auteurs n’ont rien à divulguer.

Les composants robotiques ont été utilisés pour USgHIFU extra-corporels. Pour évaluer la précision de ciblage de tels systèmes, référence marqueurs11,12,18, tissus in vitro17, modèles de tumeur-mimic et thermosensibles fantômes ont été utilisés seuls ou en association 10,,20. En comparaison avec les protocoles de ces études, cette méthode est plus...

Les multiéléments est plus conçu et équipé l’HIFU systèmes1,2,3,4,5,6,7. Dans les systèmes de USgHIFU de barrettes progressivement, une sonde d’imagerie US est généralement fixée dans le trou central de l’HIFU sphérique transducteur1,2,8. La sonde est rotative pour la reconstruction de ciblage et de l’image dans l' espace à trois dimensions9. Ciblage précis est nécessaire pour la sécurité et l’efficacité du traitement par HIFU. Cependant, la plupart des études d’évaluation de ciblage de précision ont été effectuée pour la résonance magnétique des systèmes de HIFU ou USgHIFU configuré avec un autocentrées HIFU transducteur10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16. l’objectif de la méthode décrite ci-dessous est d’évaluer la précision de ciblage dans le plan focal pour systèmes multiéléments USgHIFU.
Un fantôme de muscle/marqueur-embedded bovin sur le chemin du faisceau cliniquement pertinente est utilisé dans l’évaluation de la précision de ciblage d’un système de phases-tableau clinique USgHIFU. Un modèle carré avec quatre balles dans les coins est fabriqué et intégré, en combinaison avec le muscle de bovin, dans le fantôme transparent. Un hexagone régulier est sélectionné comme cible basée sur les positions des centres de quatre balles dans l’image US reconstituée sur le plan de traitement. Après sonications HIFU, le plan de traitement du fantôme est scanné, et la limite de la lésion, ainsi que les positions des quatre balles, peuvent être déterminées dans l’image numérisée. La précision de ciblage peut être évaluée en mesurant la distance entre les centres des cibles et de la lésion, ainsi que trois paramètres dérivés.
La méthode est plus simple que la mesure de l’erreur de ciblage à l’aide de mouvements robotiques avec une référence spécifique objet11,17,18 et plus cliniquement pertinente par rapport à la méthode basée sur simple focale Spot ablation dans un fantôme homogène10. Cette méthode peut être utilisée dans l’évaluation de la précision de ciblage des systèmes multiéléments USgHIFU. Il peut être également utilisé pour d’autres systèmes de USgHIFU équipés de transducteurs HIFU autocentrées.

<table><tbody><tr><td>Acrylamide</td><td>Amresco</td><td>D403-2</td><td></td></tr><tr><td>Plinthe en acrylique</td><td>LAO NIAO STORES</td><td>réservoir</td> d’eau cylindrique en acrylique personnalisé<td></td></tr><tr><td>&nbsp ;</td><td>LAO NIAO STORES</td><td>personnalisé</td><td></td></tr><tr><td>Persulfate d’ammonium</td><td>Yatai United Chemical Co., Ltd (Wuxi, Chine)</td><td>2017-03-01</td><td></td></tr><tr><td>Bécher</td><td>Est Chine Réactif Chimique Instrument Magasin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bis-acrylamide</td><td>Amresco</td><td>M0172</td><td></td></tr><tr><td>Muscle bovin</td><td>Marché</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Planche à découper</td><td>JIACHI</td><td>JC-ZB40</td><td></td></tr><tr><td>Plastique cylindrique&nbsp ; support fantôme</td><td>QIYINPAI</td><td>personnalisé</td><td></td></tr><tr><td>Eau dégazée déminéralisée</td><td>fabriquée par le système USgHIFU</td>Balance électrique YINGHENG 11119453359 Tige de verre Couteau de magasin d’instruments <td></td><td></td></tr> de <tr><td></td><td>réactifs chimiques de Chine orientale</td> SHIBAZI SL1210-C Masque 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>N,N,N',N' &ndash ; Tetramethylethylenediamine</td><td>Zhanyun Chemical Co., Ltd (Shanghai, China)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gant en caoutchouc</td><td>AMMEX</td><td>YZB/MAL 0587-2018</td><td></td></tr><tr><td>Scanner</td><td>Fuji Xerox</td><td>DocuPrint M268dw</td><td></td></tr><tr><td>Tournevis</td><td>Stanley</td><td>T6</td><td></td></tr><tr><td>Gel de silice</td><td>GE</td><td>381</td><td></td></tr><tr><td>Modèle carré</td><td>QIYINPAI</td><td>personnalisé</td><td></td></tr><tr><td>Cuillères en acier inoxydable Magasin</td><td></td><td></td><td>d’instruments de réactifs chimiques</td></tr> de Chine <tr>orientale<td>Sucker</td> Magasin d’instruments <td></td><td></td>de <td>réactifs chimiques de Chine orientale</td></tr><tr><td>Marché</td><td></td><td></td>de<td>muscle porcin</td></tr><tr><td>Système USgHIFU</td><td>Zhonghui Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd.</td><td>SUA-I</td><td></td></tr></tbody></table>

Évaluation de ciblage de précision dans le plan focal pour une haute intensité guidée par échographie porté progressivement-tableau échographe

Evaluating Targeting Accuracy in the Focal Plane for an Ultrasound-guided High-intensity Focused Ultrasound Phased-array System

Multi-éléments sont plus utilisés comme transducteurs d’ultrasons focalisés de haute intensité (UFHI) dans les systèmes existants sur les HIFU (USgHIFU) Extracorporels guidée par échographie. Les transducteurs HIFU dans de tels systèmes sont généralement sphériques en forme avec un trou central où une sonde d’imagerie US est montée et peut pivoter. L’image sur le plan de traitement peut être reconstituée par le biais de la séquence d’images acquise au cours de la rotation de la sonde. Par conséquent, le plan de traitement peut être fait sur les images reconstruites. Afin d’évaluer la précision de ciblage dans le plan focal de tels systèmes, le protocole d’une méthode à l’aide d’un bovin, le muscle et le fantôme de marqueur incorporé est décrite. Le fantôme, quatre balles solides aux coins d’un modèle carré résine servent les marqueurs de référence dans l’image reconstituée. La cible doit être déplacée afin que tant son centre et le centre du carré modèle peuvent coïncider selon leur position relative dans l’image reconstituée. Muscle de porc d’une épaisseur d’environ 30 mm est placé au-dessus du fantôme pour imiter la marche des rayons en milieu clinique. Après la sonication, le plan de traitement dans le fantôme est scanné et la limite de la lésion associée est extraite de l’image numérisée. La précision de ciblage peut être évaluée en mesurant la distance entre les centres des cibles et de la lésion, ainsi que trois paramètres dérivés. Cette méthode ne peut pas seulement évaluer la précision de ciblage de l’objectif consistant en plusieurs taches focales plutôt qu’un seul foyer dans un faisceau cliniquement pertinentes du système progressive-tableau USgHIFU, mais il peut être également utilisé dans l’évaluation préclinique ou entretien régulier des systèmes USgHIFU configuré avec sonde HIFU progressive-tableau ou autocentrée.

Nous avons fait fantômes dédié à l’évaluation de la précision de ciblage d’un système de phases-tableau clinique USgHIFU avec les cibles de trois tailles différentes. Figure 1 affiche l’image des Etats-Unis à des angles de 0 ° et 90 °. Les interfaces sont claires et les bâtons du modèle carré sont lumineux dans les images américaines. La figure 2 illustre l’image reconstituée d’US dans le plan de traitement et les taches focales ...

Cette étude décrit un protocole pour évaluer la précision de ciblage dans le plan focal d’un système de barrettes progressivement guidée par échographie des ultrasons focalisés de haute intensité.

Évaluation de ciblage de précision dans le plan Focal pour une haute intensité guidée par échographie porté progressivement-tableau échographe

Phased arrays are increasingly used as high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducers in the existing extracorporeal ultrasound-guided HIFU ...

Un ciblage précis est essentiel pour assurer l’innocuité et l’efficacité des systèmes d’échographie axés sur l’image et de haute intensité. Notre protocole peut évaluer l’exactitude du ciblage des systèmes de réseau de phases ultrasoniques guidés par ultrasons et de haute intensité. Cette technique peut être utilisée pour évaluer l’exactitude du ciblage dans le plan de traitement tout en tenant compte des voies tissulaires cliniquement pertinentes.Cette méthode peut être appliquée à des systèmes ultrasoniques axés sur l’échographie à ultrasons et à haute intensité avec un transducteur auto-concentré utilisant différentes méthodes de reconstruction de l’image ultrasonique. La démonstration visuelle de cette méthode peut aider d’autres personnes à bien comprendre le protocole, en particulier comment déterminer l’emplacement de la cible dans l’image d’ultrason reconstruite. Avant de faire le fantôme, fabriquer le modèle.Ce modèle imprimé en 3D est un carré avec des longueurs latérales de 40 millimètres. Une boule solide est à chaque coin. Avec le modèle à portée de main, faire le porte-fantôme.Pour cela, obtenez une plinthe acrylique et un cylindre en plastique de huit centimètres de diamètre qui est de trois centimètres de haut. Utilisez du gel de silice pour les attacher pour former un support. Laissez l’assemblée reposer pendant une heure.Maintenant, passez à faire le fantôme à partir de muscle bovin frais. Couper le muscle en carré avec des côtés de 30 millimètres et une épaisseur de 10 millimètres. Ventiler le tissu avec un ventilateur pendant deux heures pour évaporer l’humidité.Ensuite, préparez-vous à travailler avec des produits chimiques dangereux. Verser l’eau dégazée et déionisée dans un bécher. Ajouter l’acrylamide et remuer jusqu’à dissolution.Ajouter ensuite le bis-acrylamide et remuer jusqu’à dissolution. Enfin, ajouter la tétraméthylethylènediamine et remuer jusqu’à ce que la solution soit uniforme. C’est la solution 1.Dans un autre bécher à l’eau dégazée et déionisée, ajouter le persulfate d’ammonium et remuer pour se dissoudre. C’est la deuxième solution. Lorsque le fantôme s’est solidifié, récupérez le modèle imprimé en 3D et placez-le sur la surface fantôme.Avec le modèle en place, l’étape suivante consiste à mettre le muscle bovin tranché au milieu du modèle. Verser le reste de la solution un dans le support fantôme. Déplacez le muscle bovin pour enlever l’air à l’interface du fantôme et de la tranche.Continuer en versant le reste de la solution deux dans le support fantôme. Puis, remuer pendant cinq secondes. Ajustez l’emplacement du muscle pour être au centre du fantôme, et laissez tout reposer pendant 20 minutes pour solidifier.Une fois qu’il s’est solidifié, utilisez un tournevis pour enlever le gel de silice, en tenant le cylindre et la base ensemble, et détachez lentement les deux. Démarrez le système d’échographie à ultrasons et à haute intensité. Allumez le module de traitement de l’eau et réglez la vitesse de circulation.Pour continuer, avoir un réservoir cylindrique rempli d’eau dégazée à température ambiante. Le diamètre du réservoir est de 30 centimètres, et sa hauteur est de 13 centimètres. Obtenez le porte-fantôme, et placez-le dans l’eau dégazée.Prendre des mesures pour s’assurer que le support est bien fixé en place. Ensuite, déplacez le lit de traitement et l’unité thérapeutique pour permettre l’imagerie du fantôme. Le ballon de l’unité thérapeutique doit être immergé dans l’eau dégazée.Soyez préparé avec un échantillon de muscle porcin avant de continuer. L’échantillon doit faire environ 100 millimètres de long et avoir environ 30 millimètres d’épaisseur. Mettez l’échantillon de côté, et déplacez lentement l’unité thérapeutique de haut en bas.L’objectif est de s’assurer que le plan de traitement est à l’interface supérieure du muscle bovin tranché et fantôme. Avec la sonde d’imagerie par ultrasons à zéro degré, déplacez le réservoir d’eau pour faire passer l’axe d’imagerie au milieu des deux lignes parallèles de l’image. Ensuite, faites pivoter la sonde d’imagerie à 90 degrés.Ensuite, déplacez le réservoir pour faire passer l’axe au milieu des deux lignes parallèles de l’image. Reconstruire l’image ultrasonique dans le plan de traitement à la profondeur de la mise au point géométrique. Vérifiez que les quatre boules sont clairement affichées dans l’image reconstruite.Vérifiez également si la cible est située au centre du modèle carré. Une fois prêt, soulevez l’unité thérapeutique afin de placer le muscle porcin au-dessus du fantôme. Ici, le muscle porcin est en position et prêt pour les prochaines étapes.Remettre l’unité thérapeutique en position pour l’imagerie. Disposer la profondeur de la mise au point géométrique pour être de trois millimètres sous la surface supérieure du muscle bovin. Continuer en définissant les paramètres de la sonication ultrasonique focalisée de haute intensité, y compris la durée et la puissance du pouls, entre autres.Définissez le temps d’exposition de la cible virtuelle hexagonale choisie et un temps d’exposition de deux secondes pour la tache focale au centre géométrique du tableau de phase. Démarrez la sonication et mettez un pied sur la pédale de l’instrument de sonication. Pendant la sonication, observez et enregistrez l’image ultrasonique pour permettre la comparaison de l’échogénicité des différents échantillons.Retirez le fantôme avant d’utiliser des fantômes préparés de la même façon pour répéter les étapes de sonication avec les autres cibles virtuelles. Il s’agit d’une image ultrasons à un angle de zéro degré. Une image échographique à un angle de 90 degrés est similaire.Les deux images montrent des interfaces claires entre le muscle porcin, le fantôme et le muscle bovin. En outre, les bâtons du modèle carré sont lumineux. C’est l’image reconstruite dans le plan de traitement.Les cercles bleus englobent la valeur grise moyenne la plus élevée dans les carrés rouges et identifient les positions des quatre boules du modèle. Les cercles bleus déterminent également le centre du modèle carré, qui est le centre des cibles. Les carrés bruns indiquent les taches focales dans la plus grande cible hexagonale régulière.Il est important de déterminer l’emplacement des quatre boules dans l’image à ultrasons reconstruite pour faire correspondre le centre cible au centre du modèle. Les matériaux chimiques utilisés pour la préparation fantôme sont légèrement dangereux. Un masque et des gants doivent être portés pendant l’intervention.

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