פרוטוקול מתודולוגי ושיקולים לגירוי אולטרסוני טרנס-גולגולתי במחקרים קליניים בבני אדם חקרניים

Summary

גירוי אולטרסוני טרנס-גולגולתי (TUS) הוא טכניקה לא פולשנית מבטיחה המסוגלת לגרות את המוח האנושי בכל עומק, ומציעה אפשרויות טיפוליות חדשות לטיפול במצבים נוירולוגיים שונים. פרוטוקול זה מספק מסגרת אמפירית סטנדרטית אך גמישה ליישום TUS במבוגרים נוירוטיפיים ובחולים עם מחלות נוירולוגיות כמו שבץ.

Abstract

גירוי אולטרסוני טרנס-גולגולתי (TUS) מתפתח כטכניקה נוירומודולטורית לא פולשנית המסוגלת לספק גירוי בדיוק מילימטרי בעומקים של כל המוח. מאמצי המחקר מתמקדים יותר ויותר בפוטנציאל התרגומי שלו. דווחו נתונים מבטיחים באוכלוסיות מחלה שונות, כולל מחלת פרקינסון ושבץ, מה שסלל את הדרך ליישומים קליניים של TUS. עם זאת, מחקרים קליניים עד כה מראים שונות משמעותית בקיבוע הטרנסדוסר, בגישות המיקוד ובפרמטרים אקוסטיים. דבר זה מגביל את הפרשנות וההשוואה של התוצאות. מדריכים מתודולוגיים קיימים עוסקים ב-TUS אנושי באופן כללי אך אינם מתמקדים ביישומים באוכלוסיות נוירולוגיות. פרוטוקול ניסויי זה מציג מסגרת סטנדרטית אך גמישה ליישום TUS על קבוצות נוירולוגיות כמו שבץ. הוא מציע הנחיות מפורטות על: (1) רכיבי חומרה חיוניים ואופציונליים בהקשר של TUS מוכוון טיפול; (2) הגדרות חומרה ובחירת פרמטרים, כולל אסטרטגיות לצמצום בלבולים שמיעתיים; (3) נהלי כיול והבטחת איכות כדי להבטיח שהממיר מספק גלים כפי שצוין; (4) מיקוד בגישות המבוססות על שיטות סימולציה או לא סימולציה למיקום מדויק של מוקד/מוקדי TUS לאזור(ים) האנטומיים המיועדים; (5) התאמת מתודולוגיה לאוכלוסיות קליניות; ו-(6) מדדי תוצאה ל-TUS קליני, הכוללים הערכות בטיחות ומדדי תוצאה חלופיים כגון התעוררות קורטיקוספינלית ולמידת רצף מוטורי. פרוטוקול זה תוכנן כמשאב מודולרי שניתן לשכפול. היא מתאימה גם למשתמשים מתחילים (המחפשים נקודת כניסה מעשית ל-TUS מבוסס מטופל) וגם לחוקרים מנוסים (שמטרתם להתאים לסטנדרטים מדעיים ומתודולוגיים מתפתחים). המטרה היא לתמוך בעניין הקליני הגובר ב-TUS ולהקל על תוצאות ניתנות לתרגום קליני, שחזור וניתנות להשוואה בין קבוצות מחקר ואוכלוסיות מטופלים.

Introduction

שילוב ייחודי ורצוי, הטבע העמוק, המוקד והלא פולשני של גירוי אולטרסוני טרנס-גולגולתי¹ (TUS), עורר עניין גובר בחקר הפוטנציאל הטיפולי שלו למחלות נוירולוגיות ונוירופסיכיאטריות (למשל, שבץ², מחלת פרקינסון³, דיכאון⁴, מחלת אלצהיימר⁵ ועוד). הקונצנזוס וההנחיות של המומחים שאפו לשפר את השחזוריות והפרשנות של מחקר TUS ^6,7. עם זאת, הן עוסקות בעיקר ביישומים הרחבים של מחקר בסיסי של TUS ומציעות פחות הנחיות לחקר רלוונטיות טיפולית בבני אדם. לדוגמה, בהשוואה בין מחקר בסיסי למחקר קליני של TUS, משך הגירוי הכולל (TSD) משתנה באופן משמעותי - לעיתים עד כ-80 שניות במחקר בסיסי ^8.9 לעומת מעל 10 דקות בפרוטוקולים חקרניים שנועדו להעריך שימוש קליני². הבדלים כאלה מדגישים את הצורך בהכוונה מותאמת אישית כאשר מיישמים באופן חקרני את TUS על קבוצה עם מחלות נוירולוגיות. בעוד שפרוטוקול זה מתמקד ב-TUS בשבץ, המסגרת שלו חלה באופן רחב על אוכלוסיות מטופלים אחרות, וכן על מבוגרים נוירוטיפיים.

TUS מעביר גלי לחץ לרקמת המוח המטרה לצורך מודולציה⁷. רכיבי חומרה חיוניים ב-TUS כוללים מחולל(ים) פונקציות, מגבר, טרנסדוסר, ובמיוחד ל-TSDs מורחבים, מתאם⁶ על הראש. מחולל הפונקציות מייצר את צורת הגל החשמלית שמגדירה את דפוס הלחץ היוצא שנפלט על ידי המתמר. בעוד שחלק ממחוללי הפונקציות יכולים לייצר את מתחי השיא הנדרשים למתדרי TUS, רובם דורשים מגבר כדי להגביר את האות בין מחולל הפונקציות למתמר. המגבר מעלה את המשרעת של גל החשמל לרמה הנדרשת ליצירת אולטרסאונד יעילה. מערכות TUS זמינות מסחרית משלבות לעיתים קרובות את מחולל הפונקציות והמגבר ליחידת מפתח מוכנה, ומאפשרות חיבור ישיר למתמר. הטרנסדוסר, שבדרך כלל עשוי מחומרים פיזואלקטריים, ממיר את האותות החשמליים לרעידות מכניות ליצירת גלי אולטרסאונד. למרות שהחזקת מתמר ידנית אפשרית, גישה זו דורשת עבודה ורגישה לטעויות הזזה, בעוד שהזזה קלה עלולה לגרום לכיוון מוטעה מוחלט של הרקמה המיועדת⁷. זרוע מכנית עם משענת סנטר משמשת גם היא ועובדת היטב למחקר בסיסי עם TSDs קצרים יחסית. אלטרנטיבה אפשרית ל-TUS קליני חקרני עם TSDs של מעל 10 דקות היא הדפסת תלת-ממד על מתקן טרנסדוסר המצויד באגנים לקיבוע רצועה בטוחה (איור 1), שיכול לאזן בין יציבות מיקום לבין נוחות השימוש בסביבות קליניות חקר ונוחות המשתתפים.

איור 1: מתקן מודפס בתלת-ממד לטרנסדוסר TUS. מתמר גירוי טרנס-גולגולתי חד-אלמנטי (TUS) (החלק המרכזי עם החץ האדום) ממוקם במתקן מתמר מודפס בתלת-ממד (המכוון על ידי החץ הכחול) עם פתחים עליונים (מחודדים על ידי החץ הירוק) למעקב כלים של נוירוניווט, פתחים צדדיים (מחובטים בחץ החום) לקביעת טרנסדוצ'ר TUS ומעקב כלים באמצעות ברגים, ופלומנטים לקיבוע ראש מבוסס רצועה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

רכיבי חומרה אופציונליים כוללים מעגל התאמת התנגדות חשמלית, מד כוח, אוסצילוסקופ, מערכת ניווט עצבית ותרמוקפל. מכשירים אלו מסייעים בהפחתת החזרות חשמליות לאופטימיזציה של העברת כוח, אימות עקיף של פלטים אקוסטיים (מד הספק ואוסצילוסקופ), הבטחת דיוק מרחבי ומעקב אחר בטיחות. פרטי היישום והשיקולים המתודולוגיים שלהם מפורטים בסעיפי הדיון והפרוטוקול.

אופטימיזציה של פרמטרים של גירוי אולטרסאונד טרנס-גולגולתי היא תחום מחקר פעיל ומתפתח, העוסק בעיצוב גל המנוע החשמלי. הציר האנכי של גל ההנעה קובע את אמפליטודת הלחץ של הטרנסדוסר. הציר האופקי של גל ההנעה קובע את תזמון יציאת הלחץ של המתמר, שניתן לפרק למספר סוגי משך וחזרה. באמצעות המינוח המפורט בהנחיות הדיווח של הקונסורציום הבינלאומי לבטיחות ותקני גירוי טרנס-סוני-קרני (ITRUSST)¹⁰, פרמטרי התזמון של TUS מאורגנים מהמשכים הקצרים ביותר לארוכים ביותר כך: משך הרמפה (RD) הוא הזמן שבו פלט הלחץ עולה מאפס למקסימום שנקבע; משך הפולס (PD) הוא משך הפלט של לחץ יחיד, פעיל ורציף; מרווח חזרות פולס (PRI) הוא משך הזמן בין תחילת שני PDs סמוכים, הכולל PD אחד ו"זמן כיבוי" אחד שבו פלט הפולס הוא אפס, וההופכי של PRI הוא תדר חזרת הפולסים (PRF); משך רכבת הפולסים (PTD) הוא משך הזמן שבו ה-PRI חוזר; מרווח רכבת הפולסים (PTI) הוא משך הזמן שבין תחילת שני PTDs סמוכים, הכולל מרווח PTD אחד ואינטר-PTD אחד שבו פלט הטרנסדוסר הוא אפס; משך החזרה של רכבת הפולסים (PTRD) הוא משך הזמן שבו ה-PTI חוזר על עצמו.

איור 2: איור גלי TUS. גלי גירוי אולטרסוניים טרנס-גולגולתיים טיפוסיים ליעילות קלינית פוטנציאלית. המינוח עומד בהנחיות הדיווח של ITRUSST¹⁰. RD, משך הרמפה; PD, משך הדופק; PRI, מרווח חזרה על הפולס; PRF, תדירות חזרת פולס; PTD, משך קצב הדופק; PTI, מרווח רכבת הפולס; PTRD, משך החזרה של קצב הפעם. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

איור 2 ממחיש את פרמטרי התזמון הללו. טבלה 1.1 מדווחת על פרמטרי התזמון ב-Huang ואחרים, 2025², מהם נגזר פרוטוקול זה, בהתאם לטופס הטבלה המומלץ על ידי הנחיות הדיווח של ITRUSST¹⁰, בעוד שטבלה 1.2 מדווחת על פרמטרים נוספים. השפעות שמיעתיות מוכרות באופן נרחב כבלבול מרכזי בניסויי TUS ^6,11. הגברת גל ההנעה היא השיטה הנפוצה ביותר להפחתת השפעות שמיעתיות ולכן תיחשב לשיטת ההפחתה העיקרית בפרוטוקול זה. תיאורטית, פרופילי רמפה מובחנים יכולים להיות מיושמים בתחילת ובסוף כל פלט לחץ פעיל (כלומר, PD, PTD, PTRD), אך רוב המחקרים משתמשים באותו PD סימטרי שחוזר לאורך כל סשן הגירוי, מה שמוביל ל-RD יחיד באות ההדרה. רמפינג מיושם באמצעות פונקציות חלון, שמגדירות את ה"צורה" וה"מהירות" של האות העובר מאפס למקסימום שנקבע, כאשר חלון טוקי הוא הנפוץ ביותר בספרות¹⁰. לאחר שליטה בבלבולים שמיעתיים, בחירת פרמטרים שיעוררו אפקט מעורר לעומת מעכב נותרת תחום מחקר פעיל ותלויה בשאלה הניסויית הספציפית. בחירות הפרמטרים ב-Huang ואחרים, 2025², שממנו נגזר הפרוטוקול הזה, התבססו על ספרות קיימת¹², כאשר הפרמטרון האישי ירד מ-0.36 מילישניות ל-0.2 מילישניות לצורך שולי בטיחות נוספים. היבטים מתודולוגיים הותאמו מ-Legon ואחרים, 2018,¹³. בחירות אלו הן דוגמה מפורטת אחת ולא תקן מרשם, המשקף את השלב החקרני של TUS קליני. עיינו בספרות הרלוונטית לקבלת הנחיות המותאמות להיפותזות ולמטרות ספציפיות למחקר.

כיול טרנסדוסר הוא שיקול קריטי ב-TUS, וסריקת מיכלי מים היא השיטה המקיפה ביותר הזמינה כיום. במערכות TUS שאינן מוכנות, מומלץ מאוד לסרוק ראשוני במיכל מים כדי לקבוע את רגישות השידור של המתמר, כלומר הקשר בין מתח ההנעה החשמלי בוולט לבין הלחץ היוצא בפסקל. מערכות מוכנות מגיעות לעיתים עם הגדרות מוגדרות מראש על ידי הספק, שעשויות להפחית את הצורך בכיול ראשוני, אך אימות פלט הטרנסדוסר מבטיח אספקה מדויקת ואיכותית של TUS. באופן דומה, אף שניתן למזער כיולים מאוחרים במידת הצורך, מומלץ לבצע בדיקות סדירות כדי לשפר את רמת הלימודים.

ביצוע סריקת מיכלי מים דורש בדרך כלל ציוד מיוחד והכשרה. פרוטוקול זה מספק סקירה קצרה בשלב 2 (בהתבסס על צ'ן ואחרים, 2023¹⁴). חלופה נוספת היא להעביר את ההליך למעבדה שיתופית עם מומחיות מתאימה, עם אישור שכל הפרמטרים הנדרשים נאספו (שלב 2.7). מדידות מד הספק מספקות שיטה פשוטה ועקיפה למדידת פלט ממרים. לאחר כיול או אפיון ספקים, קריאות מד הספק יכולות לשמש כמדד לפלט לפני הניהול. שונות בתפוקת ההספק מרמזת על שינויים תואמים ביציאות הלחץ, מה שמעיד על צורך בכיול מחדש או בכוונון אות ההנעה לשמירה על גירוי עקבי.

מיקוד TUS כולל קביעת מיקום הטרנסדוסר האופטימלי, הן במיקום והן בכיוון, כדי לעורר ביעילות את הרקמה הרלוונטית. הגישה המתקדמת הנוכחית עושה שימוש בסימולציות נומריות לזיהוי מיקום הטרנסדוסר האופטימלי (שלב 3 של הפרוטוקול), אם כי זהו דוגמה אחת בלבד ולא תקן סופי. חלופה נוספת היא שיטה אמפירית שדווחה בעבר ממקמת את מיקום הקרקפת שבו הגירוי המגנטי הטרנס-גולגולתי (TMS) מעורר בצורה היעילה ביותר תגובות מוטוריות נגדיות, וממקם את הטרנסדוסר באותו מקום כאשר פניו מעל הקרקפת ^2,3 (שלב 4). בעיקרון, גישה מונחית TMS זו יכולה להיות מורחבת לאזורים אחרים במוח שיש להם תפוקה מזוהה, כמו ראיית פוספנים בקורטקס הראייה. עם זאת, נדרשים נתונים ופרסומים נוספים כדי לאמת את היישום הרחב יותר של גישה כזו.

מדדי התוצאה ל-TUS קליניים כוללים הערכות מבוססות בטיחות ויעילות. בהינתן שלב החקר של התרגום הקליני, ייתכן שיעילות בולטת עדיין לא תהיה ניתנת לזיהוי באמצעות מדדים קליניים סטנדרטיים. לכן, מדדי תגובה חלופית משמשים לעיתים קרובות במקום מדדי יעילות לזיהוי השפעות מתחת ליעילות הקלינית. ניטור בטיחות יכול לכלול גם הערכות מקוונות וגם לא מקוונות. ניתן לעקוב אחרי בטיחות מקוונת באמצעות תרמוקופל המונח על הקרקפת במהלך גירוי, ומציע גישה מעשית בסביבה קלינית (שלב 6.5). לצורך בטיחות לא מקוונת, פרוטוקול זה מספק הוראות לכימות מקדם דיפוזיה נראה (ADC) (שלב 8), שכן ADC משמש לעיתים קרובות להערכת שלמות הרקמה¹⁵. מדדי תגובה חלופית משתנים בהתאם למחלה או לתחום העניין הרצוי. למחקרים על התאוששות מוטורית לאחר שבץ, יתוארו מדדי התעוררות קורטיקוספינלית (CSE) ולמידת רצף מוטורי (MSL) (שלבים 9-11) שכן הם מספקים סמנים נוירופיזיולוגיים ותפקודיים אמינים ליעילות הקלינית החקרנית של TUS.

ביחד, פרוטוקול זה מספק דוגמה מפורטת, מודולרית וגמישה למתן TUS במבוגרים נוירולוגיים ונוירוטיפיים, תוך הדגשת קלות השימוש ומשך גירוי ממושך. הפרוטוקול נגזר מ-Huang ואחרים, 2025², המשתמש במערכת הנעה שאינה מוכנה, המאפשרת התאמה אישית של עיצוב הפולסים והמתמר היחיד. בשלב אחר שלב, מוצג קודם כל העיקרון הכללי שאינו תלוי במערכת, וכאשר מתאים, מוצגת דוגמה ליישום ספציפי למערכת.

Protocol

נהלים ניסיוניים שהוצגו ב-Huang ואחרים, 2025² אושרו על ידי ועדת הביקורת המוסדית של דьюק ותואמים להצהרה המעודכנת לאחרונה של הלסינקי. קבל הסכמה מדעת מכל משתתף לפני ההרשמה.

הערה: עקבו אחרי ההוראות תוך כדי עבודה עם החומרה/תוכנה כדי לשפר את ההבנה ולהבטיח יישום מדויק. איור 3A מציג סקירה של השלבים המעורבים, איור 3B מציג תרשים החלטה לבחירת מיקוד מבוסס סימולציה (שלב 3) לעומת מיקוד לא מבוסס סימולציה (שלב 4). חומרים משלימים מספקים דוגמאות לרשימות בדיקה לפני ואחרי TUS, הכוללות זכאות להסכמה, בדיקות בטיחות, בקרת איכות ציוד TUS וניטור אירועים שליליים.

1. הסכמה וסינון בטיחות

1. קריטריוני הכללה: i) ≥ בן 21 מכל גזע או מין, ii) שבץ איסכמי או דימומי ראשון אי פעם לפני יותר מחודש, iii) הופיע עם חולשה חד-צדדית בגפה והיה לו סולם Fugl-Meyer Upper Gesity ≤ 62 (ציון מקסימלי = 66), ו-iv) ל-PAB) ל-PARETIC abductor pollicis brevis (APB) יש פוטנציאלים מוטוריים (MEPs) שניתן לעורר באמצעות TMS. קריטריוני החרגה: i) תפקודי זרוע המושפעים מכל הפרעה נוירולוגית נלווית, ii) תועדה דמנציה חמורה לפני הופעת השבץ, ללא קשר למצב התרופתי, או iii) כל התוויות נגד הדמיית תהודה מגנטית (MRI)¹⁶/TMS¹⁷/TUS¹⁰.
2. יידע כל משתתף את מטרות המחקר, את ההליכים העיקריים המעורבים ואת הסיכונים הנלווים. ענו לכל שאלה או חשש שהם עשויים להביע, ואז בקשו מהם לאשר את הבנתם לגבי תהליך ההסכמה על ידי חתימה על טופס ההסכמה.
3. סקרו כל משתתף עם רשימת הבטיחות של TUS¹⁸ ו-TMS¹⁷ . החריגו משתתפים שאינם עומדים בכל דרישות הבטיחות.

2. אפיון מתמר TUS ¹⁴

הערה: בצע את השלבים בסעיף זה כדי לקבל אפיון ראשוני של מתמר TUS חדש, או, במרווחים קבועים, אישור/כיול ליחס המתח הנכנס-לחץ האקוסטי של הטרנסדוסר. איור 4 מציג את מבנה הניסוי לאפיון מבוסס מיכל מים זה של טרנסדוסר TUS.

1. מלאו מיכל מים במים דה-יוננים וללא גזים כדי למנוע נזק פוטנציאלי להידרופון.
2. מקבע את מתמר האולטרסאונד על גוף המים והתקן את ההידרופון על מערכת מיקום תלת-צירית.
3. חבר את ההידרופון לאוסצילוסקופ, והפעל את כוח ההידרופון רק לאחר שהוא טבול לחלוטין במים.
4. הנע את המתמר באמצעות גנרטור פונקציות ומגבר תדר רדיו, רק לאחר שהמתמר טבול לחלוטין במים וההידרופון מופעל.
   הערה: ודא שצורת הגל החשמלי הנכנס מכילה לפחות 5 מחזורים לכל פולס (כלומר, PRI ו-PTI) כדי לייצב את פלט המתמר.
5. מקם את קצה ההידרופון באזור המוקד המשוער המוגדר חזותית של מתמר האולטרסאונד באמצעות מערכת מיקום תלת-צירית, סרוק את ההידרופון על פני מיכל המים במיקומים של פלט לחץ ראשוני אפשרי, הקלטת קריאת האוסצילוסקופ בכל מיקום לקבלת התפלגות הלחץ האקוסטי, ותיעד את מיקום ההידרופון שבו נמצא אזור המוקד.
   הערה: חשב את הלחצים האקוסטיים באמצעות רגישות ההידרופון (כלומר, mV/MPa) וקריאת האוסצילוסקופ של האות החשמלי המוקלט בהידרופון.
6. הערכו את רגישות השידור של מתמר האולטרסאונד (כלומר, יציאת הלחץ של הטרנסדוסר מעל משרעת שיא לשיא של מתח הקלט, kPa/V_PP) בנקודת המוקד על ידי יישום מתחי קלט שונים.
7. יש לוודא שרגישות המשדר (kPa/V_PP) של הטרנסדוסר, עומק המוקד של הממיר (mm) ורוחב אלומת האולטרסאונד -6dB של קרן האולטרסאונד (mm) נאספו כולם אם מוקצים את אפיון הטרנסדוסר למעבדה שיתופית עם מומחיות מתאימה. עומק המוקד מגדיר את עומק החדירה המרבי שבו האנרגיה הטיפולית הפוטנציאלית יכולה להיות מועברת ביעילות לאזור המוח המיועד. רוחב הקרן של -6 דציבלים של שדה האולטרסאונד מגדיר את ההיקף הצידי של אזור המוקד, ובכך מגדיר את נפח הטיפול האפקטיבי ברקמת המוח.

3. מיקוד TUS מבוסס סימולציה (מומלץ, נדרש סריקת משתתפים)

הערה: מיקוד TUS מבוסס סימולציה דורש גירוי מיקום תוך-גולגולתי מוגדר מראש. בחירת מטרה כזו היא ספציפית למחקר, ושיטות נפוצות כוללות גישות אנטומיות המבוססות על אטלסים של MRI וגישות פונקציונליות מונחות על ידי נתוני הפעלה תפקודיים בודדים⁷, וכן יעד¹⁹ המבוסס על קישוריות. בחרו שיטה מתאימה למחקר ולהשערה ועקבו אחרי הספרות הרלוונטית ^7,19 כדי לקבוע את היעד התוך-גולגולתי. לאחר מכן, עקבו אחר השלבים הבאים לקבלת מיקום טרנסדוסר TUS לגירוי היעד התוך-גולגולתי.

1. שחזור מודל ראש מקוטע מה-MRI - דוגמה למימוש: התקן את תוכנת הסימולציה של שדה חשמלי (e-field) (ראו טבלת חומרים) אם לא מותקן כבר, ופתח טרמינל בתיקיית סריקת ה-MRI המבנית של המשתתף. הרץ את צינור CHARM של תוכנת e-field²⁰ על ידי הקלדת charm ParticipantID ./ParticipantID_T1.nii.gz ולחיצה על Enter/return במקלדת. אם יש T2 זמין, ניתן להריץ את Charm ParticipantID ./ParticipantID_T1.nii.gz ./ParticipantID_T2.nii.gz במקום. שימו לב לרווחים ולנקודות בפקודות למעלה. בהתאם לסוג הטרמינל, ייתכן שיהיה צורך להחליף את ה-slit הקדמי (/) ב-Slash Backward (\).
2. בדוק תוצאות סגמנטציה, במיוחד עבור הנגע (אם יש) והגולגולת - דוגמה למימוש: בדוק את תוצאות הסגמנטציה של CHARM על ידי פתיחת charm_report.html בתיקיית m2m_ParticipantID שנוצרה, ולחיצה על הצופה כדי לעבור בין פרוסות. יש לאשר במיוחד את קווי המתאר של עצמות קורטיקליות וטרבקולריות, המוח (החומרים האפורים והלבנים) והקרקפת, שכן תוכנת המטרה TUS²¹ (ראו טבלת חומרים) משתמשת בעיקר בתוכנת המטרה של TUS (ראו טבלת חומרים) בהן בעיקר. עקבו אחרי מדריך תוכנת השדה האלקטרוני כדי לערוך ידנית את מודל הראש אם הסגמנטציה אינה מספקת.
   הערה: למשתתפים עם נגע כמו שבץ, תוכנת השדה האלקטרוני מאפשרת הגדרה מותאמת אישית של נגע ולכן הקצאת סגמנטציה מותאמת אישית. עם זאת, תוכנת המטרה של TUS, נכון לגרסה 0.4.3, עדיין לא הצליחה לזהות מקטעים מותאמים אישית מתוכנת השדה האלקטרוני. לכן, כאשר יש נגע, מספיק רק לוודא שקווי המתאר של סוגי הרקמות שהוזכרו נכונים ואינם מושפעים מהנגע.
3. הגדרה להגדרת מטרה תוך-גולגולתית - דוגמה למימוש: לחץ על פרויקט SimNIBS חדש... בתוכנת הניווט העצבי (ראה טבלת חומרים) ובחר את קובץ .msh בתיקיית m2m.
   הערה: גרסה 2.5.9 של תוכנת הניורו-ניווט שימשה לפירוט זה והשלבים הבאים, אך צעדים אלה חלים על גרסאות מ-2.5.9 עד 2.5.3.
4. הגדרה לרישום פיזי ב-MRI ראש - דוגמה למימוש: לחץ על הגדרה של נקודות ציון... מתחת ללשונית Marks , הנח את נקודות הציון בקצה האף, ב-Nasion, ובחריץ השמאלי/ימין העליון, ואז שמור את קובץ הפרויקט.
   הערה: נקודות ציון לשלב זה צריכות להיות במקום שבו העור לא נלחץ או נמתח במהלך ה-MRI. בחרו נקודות ציון אחרות מלבד אלו שהוזכרו למעלה לפי הצורך, בהתאם לרכישת ה-MRI של המשתתפים.
5. הגדר מטרה תוך-גולגולתית וטען אותה לתוכנת מיקוד TUS - דוגמה ליישום: לחץ על הגדרות מטרות... תחת לשונית היעדים והביא את Scalp & Targets, Inline & Targets, ו-Inline 90 & Targets להצגה. לחץ שמאלי על פוקוס ה-TUS המיועד בתוך המוח, הקרן סמן היסט לקרקפת באמצעות סליידר Crosshairs Offset בפינה הימנית התחתונה, החליק את מחוון ה-AP מימין כדי למזער את הקרקפת למרחק היעד ב-Inline & Targets, ואז החליק את מחוון Lat עד שהמתמר הווירטואלי הופך למגע לקרקפת ב-Inline 90 & Targets. בתפריט הנפתח החדש... (בפינה השמאלית העליונה של החלון), בחר מסלול כדי לשמור את המיקום הזה. בפינה השמאלית התחתונה של החלון, הפעל fU, בחר תיקיית תוצאות, ואז לחץ על סימולציית חישוב כדי להפעיל את תוכנת המטרה של TUS.
   הערה: בדוק היטב אם יש חלל אנטומי בסינוסים או אוויר לאורך מסלול המסלול שנוצר בשלב זה. אם כן, בחר את המסלול הבא הטוב ביותר כדי להימנע מהסינוס/חור.
6. אתחול תוכנת המיקוד של TUS - דוגמה למימוש: אשר הרשומות האוטומטיות בתוכנת המיקוד של TUS תחת קלט התמונה נכונות למעט הפרופיל התרמי, בחר את המתמר שישמש ("יחיד" משמעותו מתמר יחיד) ואם יש יותר מבקאנד אחד זמינים, בחר את הצד המחשוב הרצוי. לאחר מכן, לחץ על בחירת פרופיל תרמי... כדי לטעון את קובץ ה-.yaml הנכון שמתאר את דפוס הזמן של אות הנעת TUS. עיין בתיעוד תוכנת המיקוד של TUS לבניית קובץ .yaml זה. לדוגמה, קובץ .yaml עבור תבנית הזמן של TUS ב-Huang ואחרים, 2025^{2 יהיה}
   BaseIsppa: 8.0 # רוחב/ס"מ²
   AllDC_PRF_Duration: #All שילובים של תזמון יילקחו בחשבון
   - DC: 0.2
   PRF: 1000.0 #Hz
   משך: 0.5 #s
   משך הפסקה: 1.0 #s
   חזרות: 480
   הערה: דוגמה זו מיועדת רק להמחשה. 480 חזרות יהיו מופרזות מדי עבור תוכנת המטרה של TUS. קובץ .yaml זה משפיע רק על הסימולציה התרמית של תוכנת המטרה של TUS ואינו משפיע על הסימולציה האקוסטית שלה, בעוד שסימולציה אקוסטית היא הרכיב היחיד שעליו מבוסס מיקוד TUS. ל-TUS ארוך, השתמש בתוכנת המטרה של TUS למטרות מיקוד ולא לסימולציה תרמית. השתמש בתוכנת הסימולציה האקוסטית בקוד פתוח (ראו טבלת חומרים) לסימולציות תרמיות של פרדיגמות ארוכות טווח. עיין בתיעוד שלו כדי להעריך עליית טמפרטורה, דקות שקולות מצטברות במינון תרמי של 43°C (CEM43), ומדד תרמי, כדי להבטיח שהפרמטרים הנבחרים עומדים בהנחיות הבטיחות הביופיזיקלית של מנהל המזון והתרופות²² ו-ITRUSST¹⁸ .
7. השגת מסכות רקמה ופרמטרי קלט לסימולציה אקוסטית - דוגמה למימוש: לחץ על CONTINUE כדי להגיע לשלב 1 - חשב מסכה ובחר את התדר האמריקאי הנכון (kHz) (כלומר, התדר הבסיסי של הטרנסדוסר) ואת ה-PPW הרצוי (כלומר, נקודות לכל אורך גל). 9 PPW מבטיח תוצאות יציבות ומדויקות אך נושא בעומס מחשוב כבד יותר, ו-6PPW ברירת המחדל הוא המינימום של תוכנת המיקוד TUS שמאזן בין חישוב מהיר, יציבות ודיוק. לחץ על מסכת חישוב תכנון. לאחר סיום החישוב, בדוק את מסכת הפלט כדי לוודא שהקרקפת, העצם והמוח מסומנים בדיוק רצוי.
8. אפיון ממירים קלט והרצת מיקוד TUS - דוגמה למימוש: לחץ על שלב 2 - סימולטור AC. אם נבחר סינגל בשלב 3.6, הזנת אורך מוקד (מ"מ) וקוטר (מ"מ) של המתמר, הזנת המרחק בין הקרקפת למישור היציאה של הטרנסדוסר (עקב מדיום קישור כמו ג'ל מתפשט או כרית ג'ל) במרחק המשלוח החיצוני לעור (מ"מ), והקלט עומק מקסימלי מעבר למטרה (מ"מ). עומק זה הוא המרחב שמעבר למטרה המיועדת לכלול בסימולציה. ה-40 מ"מ ברירת המחדל מספיקה ברוב המקרים, אך אם המטרה המיועדת יושבת מעל רקמת העצם, הגדלת עומק זה מבטיחה את ההחזרה המתקבלת. לאחר הקלטים הנ״ל, לחץ על חישוב שדות, המתין לסיום החישוב, לחץ על חישוב התאמות מכניות, ואז שוב לוחץ על חישוב שדות. בדקו את מיקוד ה-TUS שנוצר ביחס למטרה המיועדת באמצעות שני מוטות הסליידר האופקיים. אם המיקוד אינו קרוב למטרה, חזור על ההתאמה המכנית, חשב את פעולת השדה עד למרחק מוקד-מטרה מקובל (איור 5A).
   הערה: עיין בתיעוד תוכנת המיקוד של TUS עבור סוגי טרנסדוסרים שאינם יחיד.
9. שמור את יעד TUS המותאם חישובית – דוגמה למימוש: סגור את תוכנת מיקוד ה-TUS כדי לחזור לתוכנת הניווט העצבי. שימו לב שנוסף מסלול יעד חדש X-mod , כאשר מסלול X הוא השם שניתן למסלול שנוצר בשלב 3.5. זהו המטרה למיקום המתמר במהלך TUS. סגור את חלון ה-Targets ושמור את קובץ הפרויקט הנוכחי.
10. הערה: שלבים 3.1 - 3.9 צריכים להיות מושלמים לפני שהמשתתף מגיע ל-TUS.

4. מיקוד TUS שאינו מבוסס סימולציה (סריקת משתתפים אופציונלית, תקפה על תחומים עם תוצאות TMS קריאות)

1. אתחול TMS מנווט נוירו-ניווט - דוגמה למימוש: לחץ על פרויקט ריק חדש ולחץ כאן כדי לבחור מערך נתונים אנטומי לבחירת MRI משתתף בתוכנת הניווט העצבי. פנה ל-New MNI Head Project אם ה-MRI המבני של המשתתף אינו זמין.
   הערה: השתמש במערכת ניווט/תוכנה לנוירו-ניווט לבחירתך. פרוטוקול זה משתמש בתוכנת ניווט עצבי בגרסת 2.5.9 (ראו טבלת חומרים) כדי להמחיש פרוצדורות מייצגות.
2. דלג על שלב זה אם לא משתמשים ב-MRI משתתף. שחזור המוח והקרקפת מ-MRI משתתף - דוגמה ליישום: עבור ללשונית השחזורים אם משתמשים ב-MRI של משתתף, ואז השחזור החדש... תפריט נפתח, בחר Skin, ולחץ על כפתור Compute Skin בחלון הפתוח כדי לשחזר את הקרקפת. סגור את חלון הסקין, תפריט נפתח של New Reconstruction... תבחר Full Brain Curvilinear, תגדיר את מרווח החתירה ל-0.5 מ"מ בחלון הפתוח, ותלחץ על Compute Curvilinear. לאחר שמוח משוחזר, כוון את סרגל העומק של פיל עד שהמוח המשוחזר נחשף ממש לפני השטח החיצוני של הקורטקס, וסגרו את חלון המוח המעוקל.
3. דלג על השלב הזה אם לא משתמש ב-MRI. הגדרה לרישום ראש פיזי - MRI - דוגמה למימוש: גש ללשונית Landmark אם משתמש ב-MRI, ואז Configure Landmarks..., והנח את נקודות הציון על ה-nasion וה-subratragic בלחיצה שמאלית אחת על הקרקפת המשוקמת ולחץ על New בצד שמאל העליון. אשר את מיקום האתר על ידי בדיקת הכוונת בשלוש תצוגות ה-MRI. כוון את הכוונת כדי לכוונן את מיקום הסימן, אם צריך. סגור את חלון סימני ההרשמה לאחר שזה מסופק ושמור את קובץ הפרויקט.
   הערה: יש להשלים את שלבים 4.1 - 4.3 לפני שהמשתתף מגיע ל-TUS. בחר נקודות ציון אחרות מלבד הנזיון וההזחות השמאליות/ימיניות לפי הצורך. נקודות ציון טובות הן המקומות שבהם העור לא נדחס/נמתח במהלך רכישת ה-MRI.
4. דלג על שלב זה אם TUS מיועד לשימוש בתחום הוויזואלי. הכנה להקלטת אלקטרומיוגרפיה (EMG) - דוגמה לביצוע: זיהוי השריר המיוצג במטרה המיועדת ל-TUS, ניקוי העור שמעל השריר המעניין עם מגבוני אלכוהול, גילוח במידת הצורך ומותר, והחלת אלקטרודות EMG על הבטן והגיד של השריר. הניחו אלקטרודה נוספת על אזור עצם סמוך כדי לשמש כנקודת ייחוס.
   הערה: במהלך הכנת העור, יש להיזהר למשתתפים על מדללי דם.
5. אתחול TMS מנווט - דוגמה למימוש: עבור ללשונית Sessions בתוכנת הניווט העצבי, ואז לתפריט חדש... נפתח, סשן מקוון כדי להפעיל חלון סשן חדש. בחלון הסשן הזה, עבור ללשונית IOBox , תחת אפשרויות TTL Trigger, בדוק את הערוץ/מתג הנכון שמקבל את אות הטריגר מהמגרה של ה-TMS, וודא ש-Dead time: מוגדר ל-0ms.
6. דלג על שלב זה אם TUS מיועד לשימוש בתחום הוויזואלי. הגדרת מערכת ה-EMG המשולבת של ניורו-EMG - דוגמה למימוש: בתחום המוטורי, אם משתמשים ב-EMG של מערכת הניווט העצבי, בדוק את ערוץ רכישת EMG הנכון, והזן ניסוי: זמן מספיק ארוך ללכוד EMG מהשריר הרלוונטי.
7. הכינו את המשתתף לניווט עצבי - דוגמה ליישום – הצמידו את עוקב הנושא למשתתף והבטיחו יציבות. גש ללשונית Polaris בתוכנת הניווט העצרי ומקם את המצלמה/המשתתף כך שהנקודה הירוקה (המשתתף) תהיה בערך במרכז שלוש תיבות הציאן (טווח הצפייה של המצלמה).
8. ביצוע רישום פיזי ב-MRI ראש - דוגמה למימוש: עבור ללשונית ההרשמה , לחץ שמאלי אחד על נקודת ציון מסודרת, הנח באופן יציב את מצביע מערכת הניווט על נקודת הציון הרלוונטית של המשתתף תוך הבטחת גלוי גם המצביע וגם עוקב הנושא במצלמה, ולחץ על דגימה ומעבר לציון הדרך הבא. חזור על הפעולה עד שכל נקודות הציון יילקחו.
9. דלג על שלב זה אם משתמשים ב-MRI משתתף. תבנית הגדלה של MRI לראש משתתף פיזי - דוגמה למימוש: אם אינך משתמש ב-MRI של משתתף, עבור ללשונית הסקיילינג , הנח את המצביע באופן יציב על קודקוד הקרקפת של המשתתף, ולחץ על הוסף סימן. חזור על זה לנקודה החיצונית ביותר בצד שמאל, ימין, קדמי ואחורי הראש.
10. אימות רישום המשתתף ב-MRI ועדכון במידת הצורך - דוגמה למימוש: עבור ללשונית הוולידציה , החליק בעדינות את המצביע על קרקפת המשתתף סביב נקודת הכניסה המיועדת ל-TUS/TMS, ובדוק את מרחק העור <-> של הכוונת, כאשר קרוב לאפס עדיף (< 1 מ"מ יכול לשמש כסף תפעולי כמותי). אם המרחק המוצג נחשב לבלתי מקובל, עבור לרישום, ניקוי הכל, וחזור על שלבים 4.8 - 4.9 עד למרחק מקובל.
11. הגדר את חלון הניווט העצבי - דוגמת מימוש: עבור ללשונית Perform, העלה את תצוגות Bullseye (מרכזי סליל), Curvilinear Brain & Samples, ו-Skin & Samples, והגדר את Driver: לסליל ה-TMS הנכון. אם אתה משתמש ב-EMG של מערכת הנוירוניווט, תעלה גם את ה-EMG וגם את הקלטת ה-EMG.
    הערה: השתמשו ב-Bullseye (Target Centric) במקום Bullseye (Coil Centerric) אם רוצים.
12. חפש מיקום סליל TMS עם תגובות - דוגמה ליישום: השתמש הן במוח המעוקל והן במיקום המשוער בקרקפת כדי לקבל התחלות ראשוניות, מקם את סליל ה-TMS במיקומים וכיוונים שונים בקרקפת, ונתן פולסים בודדים של TMS במרחק של 10 שניות^מ-23. אם אין תגובה בכל האזור האנטומי הסביר, הגבר את תפוקת הממריץ.
    הערה: ראו טבלת חומרים עבור דגמי הגירוי והסליל של TMS וחומרה ותוכנה לרכישת EMG. כדוגמה למימוש, רכישת EMG כללה קצב דגימה EMG של 5000 הרץ, מסנן פס פס של 20 - 20000 הרץ, פילטר חריץ של 60 הרץ, רווח פי 1000, דחיית ארטיפקטים ידנית, והשתמשה באלגוריתם זיהוי MEP המתואר ב-Soda ואחרים, 2020²⁴.
13. השתמש בתגובה ספציפית לתחום כדי להגדיר מיקום סליל TMS יעד - דוגמה ליישום: חזור על שלב 4.12 עד שנצפה תגובה, כלומר EMG עם אמפליטודה מובהקת משיאים לשיא בתחום המוטורי (איור 6), והמשתתפים מדווחים על ראייה בטוחה של פוספנים בתחום הראייה. לחץ => מטרה ולחץ שמאלי אחד על הדגימה הזו ברשימת היעדים לדגימה: כדי להפוך את מיקום הסליל והמיקום למטרה.
14. השגת חזרות נוספות ביעד ה-TMS הראשוני - דוגמה ליישום: הנח 2 - 3 פולסים נוספים תוך כדי יישור למטרה זו על ידי מיקום הסליל כך שהשלושה המדדים המוצגים בתצוגתB ullseye (Coil Centric) או Bullseye (Target Centric) יהיו קרובים ככל האפשר לאפס. הקלט את התגובות שהתקבלו.
15. בדוק תגובות במיקומים סמוכים ליעד ה-TMS הראשוני - דוגמה למימוש: הזז את הסליל ~7 מ"מ מהמטרה הזו ברבע הראשון בתצוגת Bullseye (מרכזי סליל) / Bullseye (מרכז מטרה), קיבע את הסליל למיקום ולכיוון החדשים, מתן ~3 פולסים ותיעד את התגובות שהתקבלו. חזור על זה בשלושת הרבעים האחרים. אם מערכת סליל שאינה מרכזית הניב תגובה ממוצעת חזקה יותר מהמרכז, הפכו את הדגימה למטרה על ידי לחיצה שמאלית אחת עליה ברשימת דגימות מוקלטות, => יעד, ולחיצה שמאלית אחת על הדגימה ברשימת Targets to Sample: list.
16. חזור על השלבים 4.14 ו-4.15 עד שהמרכז מקבל את התגובה הממוצעת החזקה ביותר מבין ארבעת הרבעים שלו. המדגם של מרכז זה יהיה המדגם היעד ל-TUS. הקלט את מספר הדוגמה הזה ושמור את קובץ הפרויקט.

5. מערכות TUS

1. חבר את חומרת TUS והתחל הקלטת אוסצילוסקופ - דוגמה למימוש: חבר את מחוללי הפונקציות, המגבר והאוסצילוסקופ כפי שמוצג ב(איור 7A). הפעל את האוסצילוסקופ, הפך אותו למצב ריצה , וכוון את הצירים האנכיים והאופקיים לפי הסקאלה המעניינת.
   הערה: לא תמיד הכרחי שני מחוללי פונקציות. מודלים נבחרים של מחוללי פונקציות יכולים לייצר צורות גל עם יותר מרמת בקרת תדר אחת. כמו כן, החומרה שבה משתמשים בפרוטוקול זה כבר תואמת את ההתנגדויות החשמליות. הנגד(ים) צריכים להיות מחוברים בטור בין המגבר לאוסצילוסקופ כאשר התנגדות חשמלית אינה מובנת.
2. הפעל ובדוק את אות ההדרה, ואז (במערכות שאינן מוכנות) התחל יציאת כוח - דוגמה למימוש: הפוך את מתג ההספק הראשי של המגבר מ-O ל-I. חייג את יציאת ההספק של המגבר לאפס, ואז הגדר את מחוללי הפונקציות לגל הרצוי, תוך הבטחת הוספת רמיפינג להתחלה ולסוף של כל PD. לאחר בדיקת ההגדרות בשני מחוללי הפונקציות, לחץ על Output בגנרטור העליון, ואז Output בגנרטור התחתון, ואז כוון את יציאת ההספק של המגבר ל-100% על ידי סיבוב גלגל ה-ADJUST ובדיקת ערך Gain: המוצג, ואז לחץ על כפתור POWER של המגבר כדי להתחיל את הפלט (איור 7B).
3. בדוק את צורת גל אות הכונן ואפשר ליציאת המערכת להתייצב - דוגמה למימוש: לוודא שהגל שנצפה באוסצילוסקופ הוא כפי שנדרש ולתת למערכת ההנעה לפעול במשך 15 דקות (קריטריון אמפירי לחומרה שמצוינת בטבלת החומרים) כדי להבטיח פלט יציב (איור 7C).
   הערה: יציאת מגבר מייצב אינה קשורה לתנודות מתח. הוא מאפשר למתח להתייצב בטווח הרצוי, לדוגמה,_{ה-V PP} יורד ב-10-20% מהערך ההתחלתי ויישאר ברמה זו, כאשר המגבר נמצא בפרוטוקול זה (ראו טבלת חומרים). מערכות הנעה שונות היו עם הפחתת/הגדלת V_PP שונות ומשך זמן שונה כדי להבטיח פלט יציב. קבעו אמפירית את ההתנהגות ומשך הזמן הספציפיים למערכת הנדרשים לפלט יציב לפני שהמשתתף הראשון במחקר.
4. אמת את ההפחתה המבוססת עלייה עבור השפעות שמיעתיות. בדוק את צורת הגל של אות הכונן בתחילת ובסוף כל PD אם יש עלייה (rapping). הדייג (או הפחת בהדרגה) את פלט המגבר לאפס, טבול את הטרנסדוסר במלואו במים עם מישור היציאה (כלומר, צד הגירוי) ~1 אינץ' מתחת לפני המים ופונה כלפי מעלה, ואז מדרגים (או הגדילו בהדרגה) את פלט המגבר ל-100%. יישום לא מוצלח של רמיפינג יגרום לפליטת חרוזי מים מפני המים, בדומה למזרקה, בעוד שהרמפה מוצלחת תייצר גלים על פני המים ללא עזיבת חרוזים.
5. כיול טרנסדובר TUS לניווט עצבי - דוגמה ליישום: התקנת כלי מעקב נוירוניווט על מחזיק הטרנסדוסר. בתוכנת הניווט העצבי, תחת Window, כיול כלים, לחץ על כיול חדש כדי ליצור כיול חדש לממיר TUS. הזן שם אחרי שם הכיול: ובחר את עוקב הכלי הנכון ב-Tool tracker:. החזק את הטרנסדוסר המותקן עם מעקב הכלים מול בלוק הכיול, כאשר פין ההתייחסות של הבלוק נוגע וניצב למרכז מישור היציאה של המתמר, לחץ על תחילת ספירת כיול, החזק בשקט במשך 5 שניות, וודא שתוכנת הניווט העצבית נותנת הצלחה. אם לא, חזור על הפעולה האחרונה עד שייראה הצלחה. לאחר סיום העבודה, סגור את חלונות Edit Calibration ו-Tool Calibrations.
   הערה: לשימושים הבאים, החלף את פעולת הכיול החדש בלחיצה שמאלית אחת על הכיול המתאים תחת רשימת כיול הכלים הקיים ולחץ על כיול מחדש.
6. סיום הגדרות TUS - דוגמה למימוש: לחץ על כפתור ההפעלה של המגבר (ולא כפתור ההפעלה הראשי ) כדי לכבות את היציאה כאשר המשתתף מוכן ל-TUS, נתק את האוסצילוסקופ מהמגבר, וחבר את המתמר ליציאת המגבר.

6. ניהול TUS

1. דלג על שלב זה אם אתה משתמש במטרה שאינה מבוססת סימולציה. טעין מטרה מבוססת סימולציה TUS לניווט עצבי וביצוע רישום MRI משתתף (שלבים 4.7-4.10) - דוגמה למימוש: עבור ללשונית Sessions בתוכנת הניווט אם משתמשים במטרה מבוססת סימולציה, והמשתתף מוכן ל-TUS, חדש... תפריט נפתח ו-Online Session כדי להשיק חלון מפגש חדש. שם, מתחת ללשונית Targets , לחץ שמאלי אחד על יעד Trajectory X-mod , ולחץ Add => כדי להפוך אותו למטרה של הסשן הזה. לאחר מכן, בצע בדיוק את השלבים 4.7-4.10, ואז עבור ללשונית Perform .
2. הגדר ניוווט נוירובוטי לניהול TUS - דוגמה למימוש: העלה לפחות את תצוגת Bullseye (מרכזי סליל) או Bullseye (מרכז מטרה) בחלון Perform , הגדר את Driver: לממיר ה-TUS הנכון, ובחר את המטרה הנכונה ברשימת היעדים לדגימה: בפינה השמאלית העליונה.
3. הכינו את הקרקפת המשתתפת לקישור TUS - דוגמה ליישום של השיער: לסרק את השיער ככל האפשר, לחשוף את הקרקפת במקום המשוער למתמר TUS, וליצור קו הפרדה קדמי-אחורי על ידי כך. מרחי ג'ל אולטרסאונד מנוקה מגזים לאורך קו ההפרדה, הפעילו לחץ אצבע במרכז החוצה לאורך כיוון השיער הטבעי כדי להתפוצץ בועות אוויר ולהרטיב את השיער. בהתאם לגודל המתמר, צור 1-3 קווי הפרדה נוספים במרחק ~1.5 ס"מ בכל צד של קו הפרדה הראשוני וחזור על הפעולות לעיל. לאחר מכן, חזרו לקו הפרידה הראשוני וחזרו על הפעולות הנ״ל 4 פעמים.
   הערה: שלב זה עומד בהמלצה המעשית של ITRUSST⁷.
4. חבר את טרנסדוסר ה-TUS למשתתף - דוגמה למימוש: קשור את טרנסדוסר ה-TUS לראש המשתתף ויישר אותו למטרה על ידי התאמת מיקומו כך ששלושת המדדים המוצגים ב-Bullseye (Coil Centric) או Bullseye (Target Centric) יהיו קרובים ככל האפשר לאפס, בעוד שסטיות מרחק < 1.5 מ"מ, סטיות הטיה (זווית + גלגול) < 2 מעלות, וסטיות סיבוביות (yaw) < מעלה אחת יכולות לשמש כקריטריונים תפעוליים כמותיים. כשאתה מרוצה ממיקום הטרנסדוסר, הדק מעט את הרצועה. ודא שהמשתתף מרגיש בנוח ולא נחנק.
5. (אופציונלי אך מומלץ) הכנס חוט תרמוקופל בין הממיר לקרקפת אם נדרש הערכת בטיחות מקוונת. הכנס לתוך ג'ל האולטרסאונד ורצוי קרוב לקרקפת ולא למשטח הטרנסדוסר. הכנס לכיוון קצה אחד של הטרנסדוסר ולא דרך המרכז כך שגל האולטרסאונד ייפגע רק במינימום בזמן מעקב טופי קרקפת מקומי. הדבק חוט תרמוקופל על הראש כדי לשמור אותו במקום במקרה של תנועת ראש. השתמש בסרט נייר לאיזון בין קלות ההסרה לדביקות.
6. הפעל TUS והקלט מיקום הטרנסדוסר הראשוני - דוגמה למימוש: לחץ על כפתור ההפעלה של המגבר כדי להפעיל את היציאה שלו וכך גם את ה-TUS. במקביל, לחצו על כפתור Sample Now בפינה השמאלית התחתונה של חלון תוכנת הניווט-ניווט כדי להקליט את מיקום הטרנסדוסר הראשוני.
7. הקליט את מיקום המתמר לאורך כל TUS והתאים לפי הצורך - דוגמה למימוש: לחץ על דגימה עכשיו במהלך TUS לפי הצורך כדי להקליט את מיקום הטרנסדוסר. עקבו מקרוב אחרי שלושת המדדים ב-Bullseye (Coil Centric) או Bullseye (Target Centric). כוון את מיקום המתמר אם הוא סוטה מהמטרה, כפי שניתן לראות בשלושת המדדים המתרחקים מאפס (איור 8).
8. יש לעקוב אחרי טמפרטורת הקרקפת אם משתמשים בתרמוקפל ולהתערב אם קריאת התרמוקפל מתקרבת ל-43.3 מעלות צלזיוס (110 מעלות ^{פרנהייט} ) או אם המשתתף מדווח על תחושת חום מופרזת.
   הערה: סף הקרקפת של 43.3°C (110°F) נועד למנוע ≥ כוויות מדרגה² בקרקפת. מגבלות המינון התרמי התוך-גולגולתי מטופלות על ידי הנחיות הבטיחות של ITRUSST¹⁸, הקובעות כי השפעות תרמיות נחשבות בטוחות על ידי ITRUSST אם אחד משלושתן מתקיימ: עליית טמפרטורה תוך-גולגולתית ≤ 2°C בכל עת, מינון תרמי ≤ 0.25 CEM43, או זמן חשיפה מקסימלי בהתאם לרמת מדד החום (TI, 40 דקות ל-2.0 < TI ≤ 2.5, ו-10 דקות ל-2.5 < TI ≤ 3.0). בדוק את הנחיות הבטיחות של ITRUSST לחישובים תרמיים תוך-גולגולתיים. TI בדרך כלל מתייחס ל-TI גולגולתי (TIC) ברוב מערכות TUS¹⁸, אך TI לרקמות רכות (TIS) ועצם במיקוד (TIB) מוגדרות גם כן. קבע האם TIC, TIS או TIB מתאימים בצורה הטובה ביותר לתרחיש.

7. סיום TUS

1. סיום TUS, בדוק את רווחת המשתתף, ונקה את הקרקפת של המשתתף - דוגמה ליישום: לחץ על כפתור ההפעלה של המגבר כדי לכבות את הפלט וכך את ה-TUS. הסר את הטרנסדוסר ואת כל הציוד/ההגדרות על הראש, בדוק את הקרקפת לאדמומיות, וסקר את המשתתף לאיתור אי נוחות או אירוע שלילי. לאחר שאין אי נוחות או אירוע, או לאחר שענית/פתרת/תגבת על שאלות שהועלו, נגבו בעדינות כדי לנקות את ג'ל האולטרסאונד ככל האפשר.
2. סיים וייצא נתוני נוירוניווט - דוגמה למימוש: לחץ על סיום בחלון הנוירוניווט ושמור את הפרויקט על ידי קובץ ושמור את הפרויקט. בחר את הסשן הנוכחי מרשימת הסשנים:, לחץ על Review, בחר קובץ טקסט Brainsight (.txt) מתפריט הנפתח Export... בפינה השמאלית התחתונה של החלון שנפתח, ודא ש-Orientation (3 וקטורי כיוון) נבחר ו-Snap to: תפריט הנפתח הוא כלום, הגדר הגדרות אחרות לפי הצורך, ולחץ על Save כדי לייצא את מיקום וכיוון ה-TUS המוקלט במהלך הגירוי.
   הערה: אין צורך לוודא שאין רווחים בכל שם דגימה, אך זו פרקטיקה טובה.

8. הערכת בטיחות לא מקוונת (אופציונלית אך מומלץ)

1. לרכוש במינימום, רצף הד רכישה מהיר של רדיאנט (MPRAGE) על ידי מגנטיזציה T1 ורצף הדמיית טנזור דיפוזיה (DTI) במינימום. תמונות FLAIR משוקללות במשקל נוזל (FLAIR) באותה רזולוציה כמו T1 MPRAGE יהיו אופציונליות אך בעלות ערך, במיוחד למכות. רכוש לפני ואחרי TUS.
   הערה: בחרו פרמטרים של דימות מוחי וסורק לפי הצורך, לפרוטוקול זה יש Mprage מסוג T1: רזולוציית מרחבית איזוטרופית של 1 מ"מ, 2400 מילישניות TR, 3 מילישניות TE, ו-900 מילישניות TI; FLAIR: רזולוציית מרחבית איזוטרופית של 1 מ"מ, 5000 ms TR, 90 ms TE, ו-1806 ms TI; ו-DTI: רכישת הדמיית ספין-אקו כפולה, אקו-פלנר, רזולוציה מרחבית איזוטרופית של 2 מ"מ, מקדם B = 1000 שניות/מ"^{מ 2}, ועובי פרוסה של 2.5 מ"מ. ראו את טבלת החומרים עבור הסורק שבו השתמשו.
2. המרו תמונות גולמיות ל-NIFTI (כלומר, פורמט .nii), אם לא ברירת מחדל, באמצעות שיטה מועדפת. ראו את טבלת החומרים לדוגמה בשיטות.
3. הפרד את תמונת ה-DTI בארבעה ממד וקבל מסכת מוח - דוגמה למימוש: התקן את תוכנת עיבוד DTI²⁶ אם לא מותקנת כבר (ראו טבלת החומרים), הרץ fslsplit על NIFTI דיפוזיה 4D, והרץ על קובץ vol0000 שנוצר עבור מסכת מוח²⁷.
4. נכון לעיוותים שנגרמו על ידי זרם מערבולת בתמונת ה-DTI - דוגמה למימוש: צור קובץ index.txt של שורה אחת של N 1 עם רווח יחיד ביניהן (למשל, עבור N = 5, index.txt יכיל רק: 1 1 1 1 1) כאשר N הוא מספר הערכים בקובץ bval, והרץ מערבולת²⁸ עם --imain, אפשרויות --mask, --bvecs, --bvals, --index, --acqp, --data_is_shelled, --repol, ו--out , כאשר קובץ הטקסט האינדקס הוא הקלט ל ---index, ושורה אחת של קובץ טקסט מסודר במרווח הכוללת 0, 1, 0, 0.08 (כלומר, 0 1 0 0.08) היא הקלט ל --acqp.
5. דלג על השלב הזה עבור מבוגרים נוירוטיפיים. הגדר את הנגע עבור מסכת נגע - דוגמה ליישום: השתמש בכלי סגמנטציה של הנגע המועדף או צייר ידנית על FLAIR מסכה של הנגע אם אתה חוקר קבוצה עם נגע, השתמש ב-T1 אם FALIR אינו זמין, ושמור את המסכה כ-NIFTI.
6. סגמנט תמונות MRI אנטומיות - דוגמה ליישום: התקן את תוכנת עיבוד ה-MRI (ראה טבלת חומרים) אם לא מותקן כבר, הרץ spm fmri בפלטפורמת התכנות (ראה טבלת חומרים), לחץ על כפתור הסגמנט , תפריט הנפתח SPM , כלים, קליני, ו-MR לנרמול סגמנט כדי להעלות את חלון הסגמנטציה. קלט T1 לאנטומיים, מסכת נגע למפות נגעים (נשאר ריק אם נוירוטיפיים), FLAIR לסריקות פתולוגיות, ולחץ על המשולש הירוק כדי להתחיל את הסגמנטציה²⁹.
7. התאמת מודל טנזור דיפוזיה לתמונת DTI מתוקנת אדדי עבור מיפוי DTI סקלרי - דוגמה למימוש: הרץ dtifit³⁰ עם אופציות --data, --out, --mask, --bvecs, --bvals, ו --verbose on, כאשר הכניסה ל ---out בשלב 8.4 (שלב המערבול) היא הקלט ל --data. הרץ fslsplit על תמונת הדיפוזיה 4D אחרי dtifit כדי ליצור vol0000 חדש.
8. קבל מיקום וכיוון ממיר מייצג במהלך ניהול TUS - דוגמה למימוש: השתמש בסקריפט מותאם אישית או צינור³¹ שפורסם בקובץ הטקסט מתוכנת הנוירוניווט (שלב 7.2), ייבא ייצוג זה בתוכנת הניווט דרך לשונית Targets , חדש... תפריט נפתח בפינה השמאלית העליונה, וייבא מהקובץ... הייצוג, קליק שמאלי אחד תחת רשימת השמות , ולוחץ על Go to כדי לוודא שהוא נמצא במיקום וכיוון סבירים.
   הערה: ודא שקובץ תוכנת הניווט הזה בנוי על תמונת MRI שהייתה לפני TUS. ודא שמיקום וכיוון הממיר שמקורו בתוכנת ניורו-ניווט נמצאים בקואורדינטות באותו מרחב כמו תמונת ה-MRI שעליה מתבצעת הסימולציה האקוסטית.
9. השגת אזור עניין (ROI) לרקמה המונעת על ידי TUS - דוגמה למימוש: הרץ סימולציה אקוסטית על ידי ביצוע שלבים 3.1 - 3.2 ו-3.6 - 3.8. הרץ את Calculate Fields פעם אחת במהלך שלב 3.8.
10. יישור סריקות אנטומיות לפני TUS ומסכות מקטעי רקמה משלב 8.6 למפת DTI סקלרית לפני TUS, b0 (משלב 8.7) - דוגמה למימוש: השתמש ב-coregister-est&reselice של תוכנת עיבוד ה-MRI, כאשר vol0000 הוא הפניה, T1 לפני TUS הוא המקור, וקבצי c1 עד c5 משלב 8.6 ל-pre-TUS מוזנים לתמונות אחרות. יישר את vol0000 לאחר TUS, dtifit-ed vol0000 ל-pre-TUS, dtifit-eded vol0000 באמצעות אותו כלי (כלומר, יישור = pre-TUS, dtifited vol0000 ו-source = post-TUS, dtifit-ed vol000), ואז יישר את המסכות שלאחר TUS T1 והסגמנט משלב 8.6 לכל אחד מהוול000 באותו אופן.
11. חתוך את ה-ROI המופעל על ידי TUS (שלב 8.9) עם מסכות החומר האפור והלבן ל-ROI הסופי לקריאת ADC - דוגמה למימוש: בינאריזציה של מסכות חומר אפור וחומר לבן על ידי הרצת fslmaths rc1_* -thr 0.5 -bin ID_GM.nii ו-fslmaths rc2_* -thr 0.5 -bin ID_WM.nii, משלבים את המסכות המתקבלות על ידי הרצת fslmaths ID_GM.nii -add ID_WM.nii ID_WGM.nii, ולהשיג את החיתוך בין המסכה המשולבת הזו לשדה האקוסטי המדומה על ידי הרצתF SLMATHS *_FullElasticSolution.nii.gz -MAS ID_WGM.NII ID_roi_WGM.nii כאשר *_FullElasticSolution.nii.gz הוא פלט הסימולציה משלב 8.9.
12. שכב את מסכת ה-ROI הסופית (שלב 8.11) וקבל ADCs לפני ואחרי TUS - דוגמה למימוש: שכב את ID_roi_WGM.nii הזה על ה-dtifit-ed vol000 שלפני ואחרי TUS בצופה MRI (ראו טבלת חומרים), ואז ציור, תיאור, רישום הערך בממוצע, וקבלת שינוי אחרי ה-ADC על ידי חישוב האחוזים (לאחר לפני)/קדם באמצעות החציונים לפני ואחרי TUS.

9. הערכת וריאציות CSE שנגרמו על ידי TUS

השלבים בסעיף זה הם מודולריים. בצע אותן כדי להעריך CSE בתדירות ובנקודות זמן רצויות ביחס ל-TUS. בחר את התדירות ונקודות הזמן בהתאם לשאלת המחקר הספציפית. ראו טבלת חומרים למודלים של מגרה וסליל TMS וחומרת רכישת EMG.

1. הערכו CSE על השריר שהייצוג הקורטיקלי שלו מקבל TUS ובצעו שלב 4.4 לשריר זה כדי להכין אלקטרודות EMG.
2. בצע שלבים 4.5-4.11 להכנת נוירוניווט.
3. קבע את סידור סליל ה-TMS (מיקום וכיוון) שממריץ בצורה הטובה ביותר את השריר הרצוי, כלומר נקודת החמה.
   1. השתמש בנקודת ה-TMS שהתקבלה במהלך מיקוד TUS שאינו מבוסס סימולציה אם המיקוד ב-TUS אינו מבוסס סימולציה - דוגמה ליישום - בתוכנת הניווט העצבי, ברשימה למטה מטרות לדגימה:, לחיצה שמאלית אחת על הדגימה שהניבה את תגובת ה-EMG החזקה ביותר כדי להפוך אותה למטרה נוירוניווטית.
      הערה: ראו טבלת חומרים עבור דגמי הגירוי והסליל של TMS וחומרה ותוכנה לרכישת EMG. כדוגמה למימוש, רכישת EMG כללה קצב דגימה EMG של 5000 הרץ, מסנן פס פס של 20 - 20000 הרץ, פילטר חריץ של 60 הרץ, רווח פי 1000, דחיית ארטיפקטים ידנית, והשתמשה באלגוריתם זיהוי MEP המתואר ב-Soda ואחרים, 2020²⁴.
   2. אם מיקוד ה-TUS מבוסס סימולציה, יש לבצע שלבים 4.12 - 4.16 כדי לזהות את נקודת החם.
4. קבעו את סף המנוע של 1 mV (MT_1mV) - דוגמה למימוש: מקם את סליל ה-TMS המתיישר לנקודת החמה שהושגה לעיל על ידי מזעור שלושת המדדים המוצגים בחלון הבולסאיי (סטיות מרחק < 1.5 מ"מ, סטיות הטיה (זווית + גלגול) < 2 מעלות, וסטיות סיבובית (yaw) < 1 מעלה), קבעו את פלט המגרה TMS הדרוש ליצירת MEPs של 1 mV, כלומר, MT_1mV, באמצעות אלגוריתם מועדף (למשל, PEST³²). אם לא ניתן להשיג MEP של 1 mV ב-100% תפוקת מגרה מקסימלית (MSO), קבעו את אחוז ה-MSO הנדרש ל-MEPs של 0.05 mV.
   הערה: אחוז ה-MSO הנדרש ל-MEPs של 0.05 mV אינו MT_1mV (ראו שלב 9.5). כמו כן, כאשר מבצעים את החלק הזה יותר מפעם אחת, שלב MT_1mV הזה צריך להיקבע רק בפעם הראשונה, אלא אם נבחר MT_1mV עצמו לשימוש כמדד גלובלי ל-CSE.
5. שלח 20 פולסים בודדים של TMS ב-MT_1mV עם מרווח בין פולסים > 10 שניות²³.
   הערה: אם MT_1mV לא נגיש אבל MT_0.05mV כן, השתמש ב-100% MSO. אם גם MT_1mV וגם MT_0.05mV אינם זמינים, משתתף זה לא יהיה זכאי להערכת CSE זו.

10. הערכת שינויים ב-MSL שנגרמו על ידי TUS

הערה: השלבים בסעיף זה הם מודולריים. בצע אותם כדי להעריך MSL בתדירות ובנקודות זמן רצויות ביחס ל-TUS. בחר את התדירות ונקודות הזמן בהתאם לשאלת המחקר הספציפית.

1. השתמשו בתוכנה/שפה המועדפת (ראו טבלת חומרים לדוגמה) כדי לבנות משימת הפקת רצפים נפרדים שבה מקלדת פיזית עם חמישה כפתורים מונחת מול מסך מחשב שמציגה חמישה קופסאות ריקות במרחקים שווים, בגודל 2 ס"מ על 2 ס"מ, מיושרות עם חמשת כפתורי המקלדת. תן חרוז להופיע בקופסה אחת בכל פעם, להיעלם כאשר לוחצים על הכפתור המתאים לתיבה, ולהופיע בקופסה אחרת. תן לחרוז להופיע בחמש הקופסאות ללא חזרה, וליצור רצף הופעה, לדוגמה, תיבה מספר 1-4-3-2-5. תן למשימה לחזור על רצף שתים עשרה פעמים. יש עמוד קבלת פנים לפני שהמשימה מתחילה והמעבר מדף הקבלת פנים למשימה יתחיל בלחיצת מקש. יש מקליט זמן תגובה שעוקב אחרי הזמן שחלף בין הופעת כל חרוז ללחיצה על הכפתור המתאימה. דוגמה לקוד פסאודוגרפי תהיה
   boxes = [1, 2, 3, 4, 5]
sequence = [1, 4, 3, 2, 5]
repeats = 12
rt_log = []
print("Welcome! Press any key to begin.")
wait_for_any_key()
show_boxes() # draw empty boxes
for r in range(repeats):
  for target in sequence:
    show_bead(target) # bead in current box
    start = current_time()
    while True:
      key = wait_for_key()
      if key == target: # correct button
        rt = current_time() - start
        rt_log.append(rt)
        clear_bead()
        break
      else:
        continue # ignore wrong presses
print("Task complete. Thank you!")
save(rt_log, "results.csv")
   הערה: מספר הכפתורים/קופסאות וחזרת הרצף יכול להשתנות בהתאם לעיצוב הניסוי. שיקולים הם רמת התפקוד בקבוצה הרלוונטית, ואיזון הרצפים בין המשתתפים, כלומר מספר המשתתפים, צריך להיות מתחלק במספר הרצפים האפשריים. המרווח בין היעלמות החרוזים להופעה הבאה, ובין סוף רצף אחד לתחילת הרצף הבא, תלוי גם הוא בעיצוב הניסוי.
2. תן למשתתף לשבת עם יציבה נוחה. הניחו את המקלדת במקום נוח עם היד הפרטית של המשתתף.
3. הסבר למשתתף כי, "יהיו חמש קופסאות על המסך. חרוז/עיגול יופיע באחת הקופסאות. כשאתה רואה את החרוז/העיגול, לחץ על המפתח המתאים עם היד המושפעת מהמשיכה. תעשה את זה כמה שיותר מהר כי נתזמן את זה, בסדר? יש שאלות?"
   הערה: הימנעו מהאזכור של "רצף" בכל צורה שהיא. MSL צריך להיות למידה מרומזת כדי שיהיה מדד למצב הקורטקס המוטורי³³. אזכור המונח "רצף" מגדיל את הסיכוי שהמשתתפים ייאנדקסו כל תיבה ויזכרו במפורש את הרצף, מה שמבטל את היכולת של MSL להעריך את מצב הקורטקס המוטורי.
4. הקצה רצף אקראי למשתתף לאחר שענית על כל שאלה שיש למשתתף, הודיעו לו ש"אתה יכול ללחוץ על כל מקש כדי להתחיל מתי שאתה מוכן."
5. עקבו אחרי יציבת המשתתף במהלך המשימה והתערבו אם יש סימנים לנפילה. במקביל, אם המשתתף משתמש ביד או בזרוע השנייה כדי לעזור, תזכיר לו שרק היד הפרטית צריכה לשמש למשימה זו.
6. בדוק אם המשתתף מסיים את המשימה, הסר את המקלדת/המסך, שבח את המשתתף על ביצועיו, והביע תודה.

11. ניתוח נתונים

הערה: ניתוח הנתונים הכולל תלוי בתכנון הניסוי. השלבים הבאים מספקים הוראות ליחידה בסיסית אחת של מדידת CSE/MSL יחד עם דוגמה פשוטה וקנונית של אחוזים לאחר ההשוואה המוקדמת.

1. ניתוח CSE
   1. בדוק כל מסלול EMG עבור MEP מזוהה עם השהיה התחלה של לפחות 19 מילישניות (עבור APB), חשב את המשרעת מקסימה-לשיא בין תחילת ההתחלה והסטייה של כל MEP, וחשב את אמפליטודת השיא לשיא החציונית עבור 20 ה-MEP בתוך הבלוק. אמפליטודה חציונית זו תהיה מדד ה-CSE עבור בלוק זה.
      הערה: תחילת השהיית MEP תלויה בשריר, מצב השריר (מנוחה לעומת פעיל) ובהפרעה הנוירולוגית, לדוגמה, הגפה העליונה: 10-40 מילישניות³⁴; הגפיים התחתונות: 30-45 ms^35,36. התייעץ עם הספרות אם השריר המעניין אינו APB. ניתן לקבוע התחלה/הזחה של MEP באמצעות שיטת הסף המתוארת ב-Soda ואחרים, 2020²⁴.
   2. קבל את אחוז השינוי לאחר לפני CSE על ידי חיסור מדד לאחר CSE מהמדד לפני CSE וחלוקת ההפרש במדד לפני CSE.
2. ניתוח MSL
   1. חשב את זמן התגובה החציוני בתוך כל חזרה רציפה, כלומר החציון של חמש לחיצות הכפתורים, ואז חשב את החציון של שנים-עשר החציונים בתוך החזרה. "חציון החציון" הזה יהיה מדד MSL עבור בלוק זה.
   2. קבל את אחוז השינוי לאחר לפני MSL על ידי הפחתת מדד הפוסט-MSL מהמדד לפני MSL וחלוקת ההפרש במדד לפני MSL.

Results

מיקוד TUS מבוסס סימולציה מגדיר תחילה מיקום ראשוני של טרנסדוסר בהתבסס על קרבה למטרה התוך-גולגולתית וניצביות לגולגולת, ומשתמש במיקום הראשוני ובמפרט הטרנסדוסר כדי לפתור את השדה האקוסטי התוך-גולגולתי. לאחר מכן, הוא מחשב את הפער בין מטרת הגירוי המיועדת לבין מיקוד השדה האקוסטי, מעדכן את מיקום הטרנסדוסר בכיוון ההפוך של הפער, פותר את השדה האקוסטי באמצעות מיקום הטרנסדוסר החדש, ומבצע איטרציות עד שהמוקד האקוסטי מגיע ליעד הגירוי המיועד ככל האפשר. איור 5A מציג דוגמה לכיו...

Discussion

הייתה התלהבות מחקרית משמעותית מיישום TUS במצבים נוירולוגיים; עם זאת, קיים צורך בהגברת הקפדנות המדעית ובשכפול התוצאות. TUS מוצלח על הרקמה המיועדת תלוי במספר שלבים קריטיים. ראשית, יש לאפיין נכון את רגישות המשדר של המתמר. האפשרויות כוללות הקפדה על שלב 2 של הפרוטוקול הזה, מיקור חוץ לשותף, ושימוש בשירות הספק. השלב הקריטי השני הוא מיקוד, כלומר קביעת מיקום וכיוון הטרנסדוסר על הקרקפת. ברקמות מטרה רדודות ורחבות, הוכח כי מיקוד בקורטקס המוטורי מבוסס TMS (שלב 4) משפיע על ההתעוררות הקורטיקוספינלית

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מדפסת תלת-ממד	אולטימייקר	עונה 3	שישמש לייצור מתקן הטרנסדוסר.
סורק MRI 3T	ג'נרל אלקטריק	סיגנה UHP
BabelBrain	סמואל פיצ'ארדו (אוניברסיטת קלגרי)	גרסה 0.4.3	בטקסט הראשי מכונה "תוכנת מיקוד TUS." נגיש בכתובת https://proteusmrighifu.github.io/BabelBrain/
Brainsight	מחקר נודד		בטקסט הראשי מכונה "תוכנה/מערכת ניווט עצבי". לשימוש במיקוד TUS/TMS, מגיע עם מחשב מק, מצלמת אינפרא-אדום ו-Fiducials.
מגבר EMG וממיר אנלוגי לדיגיטלי	קיימברידג' אלקטרוני דיזיין בע"מ	1902,  מיקרו4	שישמשו לרכישת, הגברה ודיגיטציה של אותות EMG.
DCM2NIIX	כריסטופר רורדן	V1.0.20250506	להמיר נוירואימג'ים מ-DICOM ל-NIFTI. נגיש ב-https://pypi.org/project/dcm2niix/
E-פריים	כלי תוכנה לפסיכולוגיה	E-פריים 3.0	בטקסט הראשי מוזכר כדוגמה לתוכנה ל-MSL. שישמש ליצירת משימת הפקת רצף בדיד.
פידוקיאלים וסרט ראש	מחקר נודד	ST-1275 (מעקב נושא), LCT-494 (מעקב סליל גדול), P-1528 (מצביע)	שישמש יחד עם Brainsight לניווט עצבי.
FSL	אוניברסיטת אוקספורד		בטקסט הראשי נקרא "תוכנת עיבוד DTI." לשימוש בשלב 8 האופציונלי אך המומלץ לעיבוד תמונות דיפוזיה.
מחולל פונקציות	Keysight Technologies	33210A	לייצר את אות ההנעה עבור מתמר ה-TUS.
הידרופון	תאגיד אונדה	HNA-0400	כדי למדוד את יציאת הלחץ מהטרנסדוסר.
ITK-SNAP	מעבדת מחשוב ומדעי התמונה של פן	ITK-SNAP 4.0	בטקסט הראשי מכונה "צופה MRI". נגיש בכתובת https://www.itksnap.org/pmwiki/pmwiki.php?n=Downloads.SNAP4
K-Wave	בראדלי טריבי, בן קוקס וג'ירי ג'ארוס	k-Wave גרסה 1.4	בטקסט הראשי מכונה "תוכנת סימולציה אקוסטית בקוד פתוח." נגיש בכתובת http://www.k-wave.org/
MATLAB	MathWorks Inc.	R2024b	בטקסט הראשי מכונה "פלטפורמת התכנות". נגיש ב-https://www.mathworks.com/products/matlab.html
MRIcroGL	כלים ודימות מוחי מעבדת המשאבים	v1.2.20220720	להמיר נוירואימג'ים מ-DICOM ל-NIFTI. נגיש ב-https://www.nitrc.org/projects/mricrogl/
MRIkron	כלים ודימות מוחי מעבדת המשאבים	v1.0.20190902	בטקסט הראשי מכונה "צופה MRI." נגיש ב-https://www.nitrc.org/projects/mricron
אוסצילוסקופ	סיגלנט טכנולוגיות	SDS 1202X-E	שישמש למדידת קלט מממיר TUS ולתיעוד מדידות הידרופונים.
פייתון	קרן התוכנה של פייתון	פייתון 3.13	בטקסט הראשי מוזכרת כשפה לדוגמה ל-MSL. שישמש ליצירת משימת הפקת רצף בדיד.
מגבר הספק RF	מדידת RF/מיקרוגל AR	50A250	לשמש להגברת פלט מחוללי הפונקציות למשרעת הנדרשת על ידי טרנסדוסר TUS.
אות	קיימברידג' אלקטרוני דיזיין בע"מ	אות 7.05a (x86)	בטקסט הראשי מכונה "תוכנת רכישת EMG." לשימוש לקבלת אותות EMG מממיר אנלוגי לדיגיטלי למחשב.
SimNIBS	אקסל טילשר (האוניברסיטה הטכנית של דנמרק)	גרסה 4.5	בטקסט הראשי מכונה "תוכנת השדה האלקטרוני". נגיש ב-https://simnibs.github.io/simnibs/build/html/index.html
SPM12	מעבדת הדמיה פונקציונלית (אוניברסיטת קולג' לונדון)		בטקסט הראשי מכונה "תוכנת עיבוד MRI." לשימוש בשלב 8 האופציונלי אך המומלץ לעיבוד תמונות MRI.
מגרה וסליל TMS	Magstim Inc.	BiStim2, דמות שמונה בקוטר 70 מ"מ	שישמש ליישום פולסים של TMS.
טרנסדוסר	תעשיות בלאטק	AT32080
מתקן טרנסדוסר	נבחרת אוניברסיטת דיוק		מתקן טרנדוסר מודפס בתלת-ממד בחומצה פוליאקטית (PLA) והתווסף עם רצועות בד.
ג'ל אולטרסאונד	מעבדות פארקר	אקוואסוניק 100	יש להחלים בין טרנסדוסר ה-TUS לקרקפת המשתתפת.
מיכל מים ומערכת מיקום תלת-צירית	תאגיד אונדה	מערכת סריקת הידרופון AIMS III	מותאם אישית עם החברה.