Name: 초음파 위상 어레이 시스템에 초점을 맞춘 초점면에 타겟팅 정확도 초음파 유도 높은 강도 대 한 평가 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-06T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: 학습하세요 초음파 유도 고강도 집속 초음파 위상 어레이 시스템의 초점면 타겟팅 정확도 평가 프로토콜을. 자기초점 변환기와 다양한 초음파 영상 재구성 방법을 활용하여 임상적으로 관련된 조직 경로를 고려한 안전성과 효능을 검증합니다.

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이 작품 일부는 국립 자연 과학 재단의 중국 (81402522), 상하이 키 기술 R & D 프로그램 (17441907400) 과학 및 기술 위원회의 상해 자치 제, 및 상해 Jiao 집게 대학에 의해 지원 되었습니다. 의료 공학 연구 기금 (YG2017QN40, YG2015ZD10). Zhonghui 의료 기술 (상해) Co., 주식 회사는 또한 USgHIFU 시스템을 제공 하기 위한 인정. 저자 감사 Wenzhen Zhu 팬텀 준비 및 실험에 있는 그들의 원조 Junhui 동.

1. 마커 설계 및 제조
<ol><li>컴퓨터 지원 설계 소프트웨어를 사용 하 여 사각형 모델 디자인. 40 m m의 길이와 두께의 2. 장소 사각형 모델의 각 모서리에 10 m m 직경을 가진 단단한 공 막대기로 양쪽을 설정 합니다.</li>
	<li>아크릴로 니트 릴 부 타 디 엔 스 티 렌 감광 성 수 지를 사용 하 여 인쇄에 대 한 자료로.</li>
	<li>제조에 대 한 제조 업체에 3D 모델 파일을 보냅니다.</li>
</ol>2. 팬텀 준비
<ol><li>실 온에서 팬텀 홀더를 만들기 위해 실리 카 젤과 아크릴 베이스 보드를 3cm의 높이 (8 cm의 직경)와 플라스틱 실린더를 연결 합니다. 1 시간 동안 앉아 보자.</li>
	<li>사각형 모양 (30 x 30 m m, 두께 10 m m)으로 신선한 소 근육을 슬라이스 하 고 수 분 증발을 2 시간 동안 그것을 환기.</li>
	<li>비 커에 degassed 및 이온 물 (115 mL)를 따르십시오, 아크릴의 13 g에 추가 하 고 해산 때까지 휘저어. 두번째-아크릴의 0.24 g을 추가 하 고 해산 때까지 휘저어. 다음, 추가 0.2 mL N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine 일정 하 게 약동 하십시오. 참고: 마스크와 고무 장갑에 넣어.</li>
	<li>다른 비 커에 degassed 및 이온 물 5 mL를 준비, 암모늄 persulfate의 0.3 g을 추가 하 고 해산 저 어. 주의: 아크릴, 두번째-아크릴 아 미드, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, 및 암모늄 persulfate 독성이 있다. 세심 한 관심을 지불 하 고 신체 접촉을 피하십시오.</li>
	<li>연속 팬텀 홀더에 2.3 및 2.4 단계에서 솔루션의 40%를 부 어 및 5에 대 한 저 어 s. 혼합물이 강화 하기 위해 20 분 동안 앉아 보자.</li>
	<li>응고 팬텀의 표면에 3D 인쇄 평방 모델을 놓고 모델 가운데 썬된 소 근육을 넣어. 팬텀 홀더에 2.3 단계에서 솔루션의 나머지를 붓는 다. 앞뒤로 팬텀의 인터페이스와 조각 사이의 공기를 제거 하 소 근육을 이동 합니다.</li>
	<li>부 어 준비 솔루션의 나머지 2.4 팬텀 홀더를 5 저 s.</li>
	<li>가로 방향 따라 팬텀의 센터를 썰어 소 근육의 위치를 미세 조정할. 팬텀을 강화 하기 위해 20 분 동안 앉아 보자.</li>
	<li>원통형 플라스틱 및 아크릴 베이스 드라이버를 사용 하 여 사이 실리 카 젤을 제거 합니다.</li>
	<li>천천히 원통형 플라스틱에서 아크릴 베이스 보드를 분리 합니다.</li>
</ol>3입니다. USgHIFU 시스템의 설치
<ol><li>임상 USgHIFU 시스템을 시작 합니다.</li>
	<li>분당 80 발에서 물 순환의 속도 설정 및 물 처리 모듈을 켭니다.</li>
	<li>실 온 (22-25 ° C)에서 degassed 물으로는 아크릴 원통형 물탱크를 (30 cm의 직경)와 13 cm의 높이 채우십시오.</li>
	<li>Degassed 물으로 팬텀 홀더를 놓고 단단히 홀더를 수정 합니다.</li>
	<li>치료 침대 위에 원통형 탱크를 이동 합니다. 치료 침대 들어올리고 degassed 물으로 치료 단위 아래로 이동 합니다.</li>
</ol>4. 미국 기반을 대상으로
<ol><li>천천히 최대 치료 단위를 이동 하 고 치료 면의 깊이 썬된 소 근육과 미국 이미지에 투명 한 팬텀의 상단 인터페이스에 위치 되도록 아래로.</li>
	<li>미국 이미징 프로브 0 °를 회전 하 고 회전 축 (이미징 축 라고도 함) 미국 이미지에서 두 개의 병렬 막대기의 중간 지점을 통과 하도록 원통형 탱크를 이동 합니다.</li>
	<li>이미징 프로브 90 °를 회전 하 고 회전 축 미국 이미지에서 두 개의 병렬 막대기의 중간 지점을 통과 하도록 원통형 탱크를 이동.</li>
	<li>기하학적 초점의 깊이에서 치료 비행기에 미국 이미지를 재구성 합니다.</li>
	<li>4 공 재건된 미국 이미지와 여부는 대상 사각형 모델의 중심에 명확 하 게 표시 됩니다 확인 하십시오. 참고: 대상의 중심은 복원된 이미지의 중심에 정해진. 볼의 평균 회색 값은 15 m m x 15 m m 평방 최고 10 m m 직경을 가진 원형에 의해 결정 됩니다. 사각형 모델의 센터 복원된 이미지의 4 개의 볼의 대각선에 의해 결정 됩니다.</li>
	<li>대상과 4.4-4.5 스퀘어 모델 및 반복 단계 간의 상대적 위치에 따라 물 탱크를 이동 합니다.</li>
	<li>치료 장치 고 팬텀 위에 약 30 m m의 두께와 돼지 근육을 넣어. 그런 다음, 기하학적 초점의 깊이 3mm 슬라이스 소 근육의 상부 표면 아래까지 치료 단위 아래로 이동 합니다. 참고: 빔 경로 따라 3 m m 초점 교정은 이전 연구19에서 실험 공식에 따라 돼지 근육의 두께 따라 추정 됩니다.</li>
</ol>5. 장내 쥡니다
<ol><li>다음 쥡니다 매개 변수 선택: 펄스 기간 (400 ms), 듀티 사이클 (80%), 음향 (400 W) 전원, 그리고 연속 초점 명소 쥡니다 사이의 시간 냉각 (30 s).</li>
	<li>대상에 초점 명소에 대 한 노출 시간을 설정 합니다.<ol>
<li>2.0의 5.4 m m, 9mm, 및 12.6 m m. 설정된 노출 시간의 각각 대각선으로 3 개의 동심 일반 육각 대상에 대 한 절차를 반복 s, 2.5, 및 3.0 각각, 안쪽, 중간, 그리고 외부 육각형에 있는 초점 명소 및 2.0 s는 foc에 대 한 s 위상 배열의 기하학적 중심에 알 자리.</li>
	</ol>
</li>
	<li>쥡니다 시작 하 고 장내 쥡니다 위한 발 페달에 발을 넣어.</li>
	<li>Sonications는 완료 될 때까지 echogenicity 미국 이미지에서의 변화를 관찰 합니다.</li>
</ol>6. USgHIFU 위상 어레이 시스템의 타겟팅 정확도의 평가
<ol><li>팬텀 홀더를 가져올 하 고 원활 하 게 그것을 꺼내 팬텀을 누릅니다.</li>
	<li>칼을 사용 하 여 치료 평면 팬텀을 분할.</li>
	<li>썬된 소 근육을 포함 하는 팬텀의 치료 비행기를 검사 합니다.</li>
	<li>수학 소프트웨어를 사용 하 여 스캔 한 이미지를 처리 하 고 대상 및 병 변의 경계를 추출.</li>
	<li>Intercenter 거리 dc 와 대상 경계 db의 최대한 overshooting을 계산 합니다. 참고: dc 대상의 센터 및 그것의 각각 병 변 사이의 거리입니다. d b 병 변의 경계와 각각 목표 사이 거리를 overshooting 최대 이다.</li>
	<li>병 변 내부와 외부 η나 대상 영역에 대상 분야의 비율을 계산 = (SA ∩ SP) / SP 와 ηO = (SA - SA ∩ SP) / SP, 각각. 참고: SP 대상 지역, SA 병 변 영역을 나타냅니다.</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>

샹 지는 Zhonghui 의료 기술 (상해)에 대 한 유료 컨설턴트 (주) 다른 저자는 공개 없다.

로봇 부품 체 외 USgHIFU 시스템에 대 한 사용 되었습니다. 참조 마커11,,1218, 이러한 시스템의 타겟팅 정확도 평가 하기 위해 생체 외에서 조직17, 종양 모방 모델, 및 온도 민감한 유령 사용 되었습니다 하거나 10,20. 그 연구에서 프로토콜에 비해,이 방법은 더 임상 관련 이며 쉽게 계량 초점면에서 대상 오류. 이기종, 투명 한 팬텀을 참조 마커를 결합 하 여이 방법은 유 방 종양 절제술21겨냥 하는 USgHIFU 시스템의 타겟팅 정확도 평가 하기 위한 또 다른 연구에서 수정 되었습니다. 우리는 우리의 USgHIFU 위상 어레이 시스템에 이전 연구<sup c...

위상 배열 점점 설계 및 장내 시스템1,2,3,,45,,67에 장착. USgHIFU 위상 어레이 시스템, 미국 이미징 프로브는 일반적으로 구형 장내 변환기1,2,8중앙 구멍에 장착 됩니다. 프로브는 3 차원 공간9에 지정 하 고 이미지 재건을 위해 회전. 정확한 타겟팅 하는 것이 안전 및 장내 치료의 효능에 대 한 필요 합니다. 그러나, 정확도 표적으로 하기의 평가 대 한 연구의 대부분 자기 공명 유도 장내 시스템이 나 USgHIFU는 자동 초점된 장내 변환기10,11, 를 사용 하 여 구성에 대 한 수행 되었습니다. 12 , 13 , 14 , 15 , 16. 아래 설명 된 메서드 USgHIFU 위상 배열 시스템용 초점면에 타겟팅 정확도 평가 하는.
임상으로 관련 된 빔 경로 따라 소 근육/마커-임베디드 팬텀 임상 USgHIFU 위상 어레이 시스템의 타겟팅 정확도 평가에 사용 됩니다. 모서리에 4 개의 공으로 평방 모델 조작 이며 투명 한 팬텀으로 소 근육을 함께에서 포함. 일반 육각 치료 평면에 재구성 된 미국 이미지에서 확인 된 4 개의 공의 센터의 위치에 따라 대상으로 선택 됩니다. 장내 sonications 후 팬텀의 치료 비행기 검사 되 고 4 개의 볼을의 위치 뿐만 아니라, 병 변 경계 스캔 한 이미지에서 확인할 수 있습니다. 타겟팅 정확도 3 파생 매개 변수 뿐만 아니라 대상 및 병 변의 센터 사이 거리를 측정 하 여 평가할 수 있습니다.
방법은 특정 참조 개체11,,1718 와 로봇 움직임을 사용 하 여 대상 오류의 측정 보다 간단 하 고 방법에 비해 더 많은 임상 관련 단일 초점에 따라 균질 팬텀10자리 제거. 이 메서드는 USgHIFU 위상 배열 시스템의 타겟팅 정확도의 평가에 사용할 수 있습니다. 그것은 또한 자동 초점된 장내 트랜스듀서와 다른 USgHIFU 시스템 사용할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>아크릴아미드</td><td>Amresco</td><td>D403-2</td><td></td></tr><tr><td>아크릴 베이스보드</td><td>LAO NIAO STORES</td>는 <td>맞춤형</td><td></td></tr><tr><td>아크릴 원통형 물 탱크를 저장합니다.</td><td>LAO NIAO STORES</td><td>맞춤형</td><td></td></tr><tr><td>과황산 암모늄</td><td>Yatai United Chemical Co., Ltd (중국 우시)</td><td>2017-03-01</td><td></td></tr><tr><td>비커</td><td>동부 중국 화학 시약 기기 상점</td><td></td><td></td></tr><tr><td>비스 아크릴 아미드</td><td>Amresco</td><td>M0172</td><td></td></tr><tr><td>소 근육</td><td>시장</td><td></td><td></td></tr><tr><td>도마</td><td>JIACHI</td><td>JC-ZB40</td><td></td></tr><tr><td>원통형 플라스틱&nbsp; 팬텀 홀더</td><td>QIYINPAI</td><td>사용자 정의</td><td></td></tr><tr><td>USgHIFU 시스템으로 만든</td><td>탈기 탈이온수</td><td></td><td></td></tr><tr><td>전기 저울</td><td>YINGHENG</td><td>11119453359</td><td></td></tr><tr><td>유리 막대</td><td>중국 동부 화학 시약 기기 저장소</td><td></td><td></td></tr><tr><td>나이프</td><td>SHIBAZI</td><td>SL1210-C</td><td></td></tr><tr><td>마스크</td><td>Medicom</td><td>2498</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>고무 장갑</td><td>AMMEX</td><td>YZB/MAL 0587-2018</td><td></td></tr><tr><td>스캐너</td><td>Fuji Xerox</td><td>DocuPrint M268dw</td><td></td></tr><tr><td>스크루 드라이버</td><td>Stanley</td><td>T6</td><td></td></tr><tr><td>실리카겔</td><td>GE</td><td>381</td><td></td></tr><tr><td>스퀘어 모델</td><td>QIYINPAI</td><td>사용자 정의</td><td></td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 숟가락</td><td>중국 동부 화학 시약 기기 상점</td><td></td><td></td></tr><tr><td>빨판 중국</td><td>동부 화학 시약 기기 상점</td><td></td><td></td></tr><tr><td>돼지 근육</td><td>시장</td><td></td><td></td></tr><tr><td>USgHIFU 시스템</td><td>Zhonghui Medical Technology (Shanghai) Co., Ltd.</td><td>수아-아이</td><td></td></tr></tbody></table>

초음파 위상 어레이 시스템에 초점을 맞춘 초점면에 타겟팅 정확도 초음파 유도 높은 강도 대 한 평가

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

위상 배열 점점 기존의 체 외 초음파 유도 장내 (USgHIFU) 시스템에서 고 강도 집중 된 초음파 (장내) 변환기로 사용 하 고 있습니다. 이러한 시스템에서 장내 트랜스듀서는 미국 이미징 프로브 장착 회전 수 중앙 구멍 모양에 일반적으로 구형. 치료의 평면에 이미지 프로브 회전 동안 이미지 시퀀스를 통해 개축 될 수 있다. 따라서, 치료 계획 복원된 이미지를 만들 수 있습니다. 이러한 시스템은 소를 사용 하 여 메서드의 프로토콜의 초점면에 타겟팅 정확도 평가 하기 위해 근육과 팬텀 마커 포함 설명 되어 있습니다. 팬텀에 평방 수 지 모델의 모서리에 4 개의 단단한 공 복원 이미지에서 참조 마커 역할을 합니다. 그것의 센터와 사각형 모델의 센터 복원된 이미지에서 그들의 상대적인 위치에 따라 일치 수 있도록 목표를 이동 해야 합니다. 약 30 mm의 두께 가진 돼지 근육 임상 설정에서 빔 경로 모방 하기 위해 팬텀 위에 배치 됩니다. 쥡니다, 후 팬텀에서 치료 비행기 검색 하 고 관련 된 병 변의 경계 스캔 한 이미지에서 추출 됩니다. 타겟팅 정확도 3 파생 매개 변수 뿐만 아니라 대상 및 병 변의 센터 사이 거리를 측정 하 여 평가할 수 있습니다. 이 메서드는 USgHIFU 위상 어레이 시스템의 임상으로 관련 된 빔 경로에 단일 초점 보다는 오히려 여러 초점 명소의 구성 된 대상의 타겟팅 정확도 평가 수 없습니다 하지만 그것은 또한 전 임상 평가에 사용 될 수 또는 위상 어레이 또는 자동 초점 장내 변환기로 구성 된 USgHIFU 시스템의 정기적인 유지 보수.

우리 유령을 전용 세 가지 다른 크기의 목표와 임상 USgHIFU 위상 어레이 시스템의 타겟팅 정확도 평가 했다. 그림 1 0 °와 90 °의 각도에서 미국의 이미지를 표시합니다. 인터페이스는 명확 하 고 사각형 모델의 막대기는 미국 이미지에 밝은. 그림 2 에서는 치료 비행기와 가장 큰 대상의 초점 명소에 재건된 미국 이미지를 보여 줍니다. 4 공의 센터는 가장 높은 평균된 회색 값과 동일한 크기의 파란색 원으로 결정 했다. 그림 3 팬텀 치료 평면과 추출된 경계 대상 및 병 변의 스캔 한 이미지를 보여준다.
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이 연구는 고 강도 집중 된 초음파 초음파 기반 위상 어레이 시스템의 초점면에 타겟팅 정확도 평가 하는 프로토콜을 설명 합니다.

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

정확한 타겟팅은 이미지 유도 고강도 집중 초음파 시스템의 안전성과 효능을 보장하는 데 필수적입니다. 당사의 프로토콜은 초음파 유도, 고강도 중심 초음파 위상 배열 시스템의 정확성을 대상으로 평가할 수 있습니다. 이 기술은 임상적으로 관련된 조직 경로를 고려하여 치료 평면에서 표적 정확도를 평가하는 데 사용할 수 있습니다.이 방법은 상이한 초음파 영상 재구성 방법을 사용하여 자기 중심트랜스듀서를 이용한 초음파 유도고강도 중심초음파 시스템에 적용될 수 있다. 이 방법의 시각적 데모는 다른 사람들이 프로토콜, 특히 재구성 된 초음파 이미지에서 대상의 위치를 결정하는 방법을 완전히 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 팬텀을 만들기 전에 모델을 제작하십시오.이 3D 인쇄 모델은 측면 길이가 40mm인 사각형입니다. 단단한 공이 각 구석에 있습니다. 모델에 장착하면 팬텀 홀더를 만드세요.이를 위해 아크릴 베이스보드와 높이 3cm의 8센티미터 직경의 플라스틱 실린더를 얻으십시오. 실리카 젤을 사용하여 홀더를 형성합니다. 어셈블리가 1시간 동안 앉게 합니다.지금, 신선한 소 근육에서 유령을 만들기 위해 이동. 30밀리미터 두께와 10밀리미터 두께의 측면으로 근육을 사각형으로 자른다. 수분을 증발시키기 위해 2 시간 동안 팬으로 조직을 환기시하십시오.다음으로, 유해 화학 물질과 함께 작업 할 준비를하십시오. 탈가스와 탈이온된 물을 비커에 붓습니다. 아크릴아미드를 넣고 녹을 때까지 저어줍니다.그런 다음 비스 아크릴아미드를 넣고 녹을 때까지 저어줍니다. 마지막으로 테트라메틸레틸레틸렌디아민을 넣고 용액이 균일해질 때까지 저어줍니다. 이것은 해결책입니다.탈가스와 탈이온된 물이 있는 또 다른 비커에서 아무늄 아황산염을 넣고 저어서 녹입니다. 이것은 솔루션 2입니다. 팬텀이 고형화되면 3D 인쇄 모델을 검색하고 팬텀 표면에 놓습니다.모델이 제자리에 있는 다음 단계는 슬라이스된 소 근육을 모델 중앙에 두는 것입니다. 나머지 용액을 팬텀 홀더에 붓습니다. 소 근육을 이동하여 유령과 슬라이스의 인터페이스에서 공기를 제거합니다.솔루션 의 나머지 부분을 팬텀 홀더에 붓고 계속하십시오. 그런 다음 5초 간 저어줍니다. 근육의 위치를 팬텀의 중심에 두도록 조정하고 모든 것이 20분 동안 앉아서 고형화합니다.일단 고화되면 드라이버를 사용하여 실리카 젤을 제거하고 실린더와 베이스를 함께 잡고 천천히 두 가지를 분리합니다. 초음파 유도, 고강도 집중 초음파 시스템을 시작합니다. 수처리 모듈을 켜고 순환 속도를 설정합니다.계속하려면 실온에서 탈가스로 채워진 원통형 탱크를 가지고 있습니다. 탱크 직경은 30cm이며 높이는 13cm입니다. 팬텀 홀더를 얻고, 탈지 물에 놓습니다.홀더가 제자리에 단단히 고정되었는지 확인하기 위한 조치를 취하십시오. 다음으로, 유령을 이미징할 수 있도록 치료 침대와 치료 유닛을 이동합니다. 치료 단위의 풍선은 탈가스 물에 침지되어야합니다.계속하기 전에 돼지 근육샘플로 준비하십시오. 샘플은 약 100밀리미터 길이여야 하며 두께는 약 30mm여야 합니다. 샘플을 제쳐두고 치료 단위를 위아래로 천천히 움직입니다.목표는 치료 비행기가 슬라이스 된 소 근육과 팬텀의 상부 인터페이스에 있는지 확인하는 것입니다. 초음파 이미징 프로브를 0도에서 이동하여 물 탱크를 이동하여 이미징 축이 이미지의 두 평행선의 중간을 통과할 수 있도록 합니다. 다음으로 이미징 프로브를 90도로 회전시합니다.그런 다음 탱크를 움직이면 축이 이미지의 두 평행선의 중간을 통과하도록 합니다. 기하학적 초점의 깊이에서 처리 평면에서 초음파 이미지를 재구성합니다. 4개의 공이 재구성된 이미지에 명확하게 표시되는지 확인합니다.또한 대상이 정사각형 모델의 중앙에 있는지 확인합니다. 준비가되면 돼지 근육을 팬텀 위에 놓기 위해 치료 단위를 들어 올립니다. 여기, 돼지 근육은 위치에 다음 단계에 대 한 준비.치료 단위를 이미징을 위한 위치로 다시 이동합니다. 기하학적 초점의 깊이를 소 근육의 상부 표면 아래에 3 밀리미터로 정렬합니다. 펄스 지속 시간 및 전력을 포함한 고강도 중심 초음파 초음파 초음파 처리에 대한 매개 변수를 설정하여 계속하십시오.선택한 육각형 가상 대상에 대한 노출 시간을 설정하고 위상 배열의 기하학적 중심의 초점 지점에 대한 2초 노출 시간을 설정합니다. 초음파 처리를 시작하고 초음파 처리기의 발 페달에 발을 놓습니다. 초음파 처리 중에 초음파 이미지를 관찰하고 기록하여 다른 샘플의 반향성을 비교할 수 있습니다.유사한 준비 된 팬텀을 사용하기 전에 유령을 제거하여 다른 가상 대상과 초음파 처리 단계를 반복하십시오. 이것은 영도의 각도에서 초음파 이미지입니다. 90도 각도의 초음파 이미지는 유사합니다.두 이미지 모두 돼지 근육, 유령 및 소 근육 사이의 명확한 인터페이스를 보여줍니다. 또한, 사각형 모델의 스틱은 밝습니다. 이것은 처리 평면에서 재구성 된 이미지입니다.파란색 원은 빨간색 사각형에서 가장 높은 평균 회색 값을 포괄하고 모델의 네 개의 공의 위치를 식별합니다. 파란색 원은 대상의 중심인 사각형 모델의 중심을 결정합니다. 갈색 사각형은 가장 큰 일반 육각형 대상의 초점 지점을 나타냅니다.재구성된 초음파 이미지에서 4개의 공의 위치를 결정하는 것은 대상 센터와 모델 중심을 일치시키는 데 중요합니다. 팬텀 준비에 사용되는 화학 물질은 약간 위험합니다. 시술 중에 마스크와 장갑을 착용해야 합니다.

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