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Bioengineering

उच्च तीव्रता के वास्तविक समय की निगरानी की अल्ट्रासाउंड (HIFU) पृथक केंद्रित Published: November 3, 2015 doi: 10.3791/53050

Abstract

फोकस्ड अल्ट्रासाउंड के लिए सुरीले गति इमेजिंग (HMIFU) प्रदर्शन और उच्च तीव्रता (HIFU) पृथक अल्ट्रासाउंड ध्यान केंद्रित निगरानी कर सकते हैं कि एक तकनीक है। एक oscillatory गति एक समारोह जनरेटर का उपयोग कर एक 25 हर्ट्ज आयाम-संग्राहक संकेत लगाने से एक 93-तत्व और 4.5 मेगाहर्ट्ज केंद्र आवृत्ति HIFU ट्रांसड्यूसर के ध्यान में उत्पन्न होता है। 68kPa शिखर दबाव के साथ एक 64-तत्व और 2.5 मेगाहर्ट्ज इमेजिंग ट्रांसड्यूसर confocally रेडियो-फ्रीक्वेंसी (आरएफ) चैनल डेटा प्राप्त करने के लिए HIFU ट्रांसड्यूसर के केंद्र में रखा गया है। इस प्रोटोकॉल में, इन विट्रो में कुत्ते यकृत पर 7 डब्ल्यू के एक ध्वनिक शक्ति के साथ HIFU का उपयोग थर्मल पृथक के वास्तविक समय की निगरानी में वर्णित है। Hifu उपचार 2 मिनट के दौरान ऊतकों पर लागू किया जाता है और ablated क्षेत्र 1,000 फ्रेम / सेकंड के लिए अपसारी या हवाई जहाज की लहर इमेजिंग का उपयोग कर वास्तविक समय में imaged है। आरएफ चैनल डेटा की मैट्रिक्स छवि पुनर्निर्माण के लिए एक विरल मैट्रिक्स से गुणा किया जाता है। देखने का खंगाला क्षेत्र वा diverging के लिए 90 डिग्री की हैve और हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए 20 मिमी और डेटा 80 मेगाहर्ट्ज पर जांचा जाता है। पुनर्निर्माण 4.5 प्रदर्शन फ्रेम दर पर वास्तविक समय में छवि के क्रम में एक चित्रमय प्रोसेसिंग यूनिट (जीपीयू) पर किया जाता है। खंगाला आरएफ डेटा का 1-डी सामान्यीकृत पार से संबंध फोकल क्षेत्र में अक्षीय विस्थापन अनुमान लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है। फोकल गहराई में चोटी से पीक विस्थापन की भयावहता की वजह से एक घाव के गठन के लिए ऊतक के stiffening को दर्शाता है, जो थर्मल पृथक दौरान कम हो जाती है। हवाई जहाज की लहर के लिए केन्द्र क्षेत्र में विस्थापन संकेत करने वाली शोर अनुपात (SNR घ) कि हवाई जहाज की लहर इमेजिंग दिखा लहर diverging के लिए की तुलना में 1.4 गुना अधिक था बेहतर विस्थापन लहर इमेजिंग diverging से HMIFU के लिए गुणवत्ता के नक्शे का उत्पादन करने के लिए प्रकट होता है।

Protocol

इस प्रोटोकॉल कोलंबिया विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था। सभी डाटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण मैटलैब पर्यावरण का उपयोग किया गया था।

1. प्रयोगात्मक सेट अप

  1. 90 मिनट के दौरान एक पूर्व vivo कुत्ते जिगर नमूना देगास। Degassed बफर फॉस्फेट समाधान (चित्रा 1) के साथ भरे टैंक में जिगर नमूना रखो। जिगर के हाथ पैरों पर सुइयों के साथ एक ध्वनिक अवशोषक पर जिगर नमूना ठीक करें।
  2. 4.5 मेगाहर्ट्ज केंद्र आवृत्ति, 70 मिमी फोकल गहराई और कम से (चिकित्सीय) एक 93-तत्व अर्धगोल सरणी HIFU ट्रांसड्यूसर के केंद्र में स्थित एक परिपत्र छेद के माध्यम से एक 64-तत्व, 0.32 मिमी पिच, 2.5 मेगाहर्ट्ज केंद्र आवृत्ति चरणबद्ध सरणी (इमेजिंग) डालें 1.7 मिमी x 0.4 मिमी फोकल आकार 11। सह-अक्षीय रूप से दोनों ट्रांसड्यूसर संरेखित करें और समायोजन शिकंजा के साथ चिकित्सीय ट्रांसड्यूसर में इमेजिंग ट्रांसड्यूसर तय कर लो।
    1. ए वी के साथ HIFU ट्रांसड्यूसर कवरइसे शांत करने के लिए degassed पानी बहने के साथ भरा polyurethane झिल्ली olume नियंत्रित। एक कंप्यूटर नियंत्रित 3-डी positioner पर ट्रांसड्यूसर विधानसभा माउंट।
  3. 500 एम वी अधिकतम आयाम के साथ एक 25 हर्ट्ज आयाम संग्राहक साइन तरंग भेजने के एक समारोह जनरेटर को HIFU ट्रांसड्यूसर कनेक्ट करें। सॉफ्टवेयर मैटलैब का उपयोग कर एक पूरी तरह से प्रोग्राम अल्ट्रासाउंड व्यवस्था करने के लिए इमेजिंग ट्रांसड्यूसर कनेक्ट करें।
    अल्ट्रासाउंड प्रणाली के साथ जुड़े एक सॉफ्टवेयर और मैटलैब वातावरण का उपयोग प्रणाली से जुड़े कंप्यूटर पर स्थापित किया जाना है: ध्यान दें। एक 50 डीबी आरएफ एम्पलीफायर और एक मेल नेटवर्क HIFU ट्रांसड्यूसर और क्रमशः शक्ति बढ़ाना और प्रतिबाधा मिलान करने के लिए समारोह जनरेटर के बीच रखा जाना चाहिए।
  4. जो मूल 128 लाइनों और साथ दिगंशीय दिशा में 9.625 मीटर और 90 की डिग्री के एक स्थानिक कदम के साथ रेडियल दिशा में गहरी सरणी की सतह से 50 मिमी और 40 मिमी शुरू, मैटलैब का उपयोग कर, एक ध्रुवीय ग्रिड बनाने के लिए हैdiverging लहर के ग्राहकों। सरणी की सतह के पीछे diverging लहर 10.24 मिमी स्रोत (एपर्चर के आधे आकार) को परिभाषित करने और पार्श्व दिशा में केंद्रित।
    1. विस्तृत विमान की लहर के लिए 64 लाइनों के साथ पार्श्व दिशा में 9.625 माइक्रोन और 20 मिमी की एक स्थानिक कदम के साथ अक्षीय दिशा में गहरी सरणी की सतह से 50 मिमी और 40 मिमी शुरू, मैटलैब का उपयोग कर, एक कार्तीय ग्रिड बनाएँ। सरणी की सतह पर हवाई जहाज की लहर के स्रोत को परिभाषित करें। प्रत्येक ग्रिड के लिए, वापस सरणी के प्रत्येक तत्व को ग्रिड के प्रत्येक बिंदु के लिए स्रोत से समय की गणना और।
  5. मैटलैब कमांड विंडो में हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए लहर इमेजिंग या "ReconMat_PW" diverging के लिए "ReconMat_DW" दर्ज करें और प्रत्येक ग्रिड के लिए एक मानक देरी और योग एल्गोरिथ्म के साथ जुड़े एक पुनर्निर्माण मैट्रिक्स बनाने के लिए दर्ज करें "" दबाएँ। मानक आधार के प्रत्येक वेक्टर के लिए देरी और योग एल्गोरिथ्म लागू करें और गैर-शून्य elemen पुनः प्राप्तजिसके परिणामस्वरूप मैट्रिक्स 11 के टीएस। इसी स्थान पर विरल मैट्रिक्स के लिए जिसके परिणामस्वरूप मैट्रिक्स से प्राप्त गैर शून्य तत्वों का आवंटन। कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव पर पुनर्निर्माण मैट्रिक्स बचाओ।
    नोट: अपसारी और हवाई जहाज की लहर तरीकों दो अलग पुनर्निर्माण मेट्रिसेस का उपयोग करें।
    1. एक GPU मैट्रिक्स के पुनर्निर्माण मैट्रिक्स डाली। मैटलैब कमांड विंडो और प्रेस दर्ज करें "" निर्माता द्वारा चरणबद्ध सरणी के साथ जुड़ा हुआ है और प्रदान की स्क्रिप्ट का उपयोग अल्ट्रासाउंड चैनल डाटा अधिग्रहण के लिए एक सेटअप फाइल बनाने के लिए में हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए लहर इमेजिंग या "SetUpP4_2Flash_4B_streaming_PW" diverging के लिए "SetUpP4_2Flash_4B_streaming_DW" दर्ज अल्ट्रासाउंड प्रणाली की। हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए लहर इमेजिंग और "P4-2Flash_PlaneWave.mat" diverging के लिए सेटअप फ़ाइल "P4-2Flash_DivergingWave.mat" नाम दें।
      नोट: एक वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर पैकेज कंप्यूटर टी पर स्थापित हो गया हैओ एक GPU मैट्रिक्स के पुनर्निर्माण विरल मैट्रिक्स डाली।
  6. जिगर के उच्च फ्रेम दर अल्ट्रासाउंड डाटा अधिग्रहण HIFU के रूप में एक ही समय में शुरू होता है, इसलिए है कि एक बाहरी ट्रिगर का उपयोग कर समारोह जनरेटर के साथ अल्ट्रासाउंड प्रणाली सिंक्रनाइज़ करें।
  7. मैटलैब खोलें। बी मोड इमेजिंग का उपयोग करने के लिए अल्ट्रासाउंड सिस्टम निर्माता द्वारा प्रदान सेटअप स्क्रिप्ट "SetUpP4_2Flash_4B.m" चलाते हैं। "P4-2Flash_4B_Bmode.mat": बनाया सेटअप फ़ाइल नाम। "प्रक्रिया के लिए .mat फ़ाइल का नाम:" "VSX" कमांड और जब उपयोग के लिए प्रेरित किया जाता है, सेटअप फ़ाइल "P4-2Flash_4B_Bmode.mat" का नाम दर्ज करें। दोनों ट्रांसड्यूसर ले जाएँ और काटकर अलग करने के लिए जिगर के लक्षित क्षेत्र में उन्हें स्थिति के लिए कंप्यूटर स्क्रीन पर दिखाई दिया कि बी मोड प्रदर्शन का उपयोग करें। कारण अवशोषण करने के लिए उच्च अल्ट्रासाउंड क्षीणन से बचने के लिए एक क्षेत्र जिगर की सतह के नीचे लगभग 1 सेमी का लक्ष्य रखें। कंप्यूटर पर जिगर का एक पारंपरिक बी मोड छवि को बचाओ।
    ध्यान दें:यहाँ हम प्रत्येक पृथक के लिए 3-डी positioner के साथ ट्रांसड्यूसर ले जाकर दो जिगर नमूनों में 11 विभिन्न स्थानों पर HIFU ablations प्रदर्शन किया।

2. अल्ट्रासाउंड डाटा अधिग्रहण

  1. मैटलैब खोलें। "VSX" आदेश का उपयोग करें और "प्रक्रिया के लिए .mat फ़ाइल का नाम:" जब संकेत दिया है, हवाई जहाज की लहर के लिए लहर इमेजिंग या "P4-2Flash_PlaneWave.mat" diverging के लिए सेटअप फ़ाइल "P4-2Flash_DivergingWave.mat" का नाम दर्ज इमेजिंग। HIFU शुरू और लक्षित क्षेत्र के लिए 2min के दौरान लागू होते हैं।
  2. Diverging तरंगों का उपयोग कर 2 मिनट के दौरान प्रति सेकंड 1,000 तख्ते पर आरएफ चैनल डेटा मोल। वैकल्पिक रूप से, 2 मिनट का उपयोग कर विमान तरंगों के दौरान प्रति सेकंड 1,000 तख्ते पर आरएफ चैनल डेटा प्राप्त।
  3. एक PCI एक्सप्रेस केबल के माध्यम से एक मेजबान कंप्यूटर के लिए हर 200 फ्रेम डेटा स्थानांतरण। वैकल्पिक रूप से, वास्तविक समय स्ट्रीमिंग के लिए, हवाई जहाज लहरों और transf का उपयोग कर 2 मिनट के दौरान प्रति सेकंड 167 तख्ते पर आरएफ चैनल डेटा प्राप्तएक मेजबान कंप्यूटर से डेटा हर 2 फ्रेम इंजी।
    नोट: 200 फ्रेम के सेट के साथ इमेजिंग तरीकों प्रत्येक सेट के बीच प्रत्येक सेट, लेकिन बनाने के अंतराल के भीतर उच्च अस्थायी समाधान प्रदान करता है और बंद लाइन प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। 167 एफपीएस पर इमेजिंग विधि एक कम अस्थायी समाधान है, लेकिन पूरे पृथक समय के पार किसी भी अंतराल पैदा नहीं करता है और वास्तविक समय स्ट्रीमिंग के लिए उपयुक्त है।
  4. Matlab के साथ एक एकल परिशुद्धता जीपीयू मैट्रिक्स के लिए आरएफ चैनल डाटा मैट्रिक्स डाली। खंगाला आरएफ डेटा 11 प्राप्त करने के लिए पुनर्निर्माण मैट्रिक्स द्वारा आरएफ चैनल डाटा मैट्रिक्स गुणा करें।

3. विस्थापन इमेजिंग

  1. Matlab के डीएसपी प्रणाली उपकरण बॉक्स का उपयोग कर 4 मेगाहर्ट्ज कटऑफ आवृत्ति पर एक 6 वें आदेश बटरवर्थ कम पास फिल्टर बनाएँ। 4.5 मेगाहर्ट्ज HIFU घटक बाहर फिल्टर को खंगाला आरएफ डेटा को यह कम पास फिल्टर लागू करें।
  2. 1-डी सामान्यीकृत पार से संबंध का उपयोग करते हुए लगातार फ्रेम के बीच अक्षीय विस्थापन का अनुमानएक 3.1mm-खिड़की लंबाई और 90% ओवरलैप के साथ।
  3. Matlab के डीएसपी प्रणाली उपकरण बॉक्स का उपयोग कर 100 हर्ट्ज कटऑफ आवृत्ति पर एक 6 वें आदेश बटरवर्थ कम पास फिल्टर बनाएँ। 50 हर्ट्ज oscillatory आवृत्ति घटक को पुनः प्राप्त करने के लिए Matlab का उपयोग अस्थायी विस्थापन डेटा के लिए इस कम पास फिल्टर लागू करें।
  4. पर -6 डीबी फोकल क्षेत्र के रूप में ब्याज (आरओआई) के एक क्षेत्र को परिभाषित (1.7 x 0.4 पानी में मिमी) और 70 मिमी दूर ट्रांसड्यूसर सतह से स्थित है। इस लागत पर लाभ में विस्थापन डेटा निकालें। इसका मतलब यह विस्थापन और लागत पर लाभ में विस्थापन के मानक विचलन के बीच अनुपात के रूप में पृथक के 2 मिनट के बाद फोकल क्षेत्र में विस्थापन संकेत करने वाली शोर अनुपात (SNR घ) का अनुमान है।
  5. विस्थापन मैट्रिक्स डाटा से फोकस में 50 हर्ट्ज लौकिक विस्थापन संकेत निकालें। Matlab का उपयोग श्रव्य ध्वनि में ध्यान केंद्रित करने पर अस्थायी विस्थापन संकेत कन्वर्ट।

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Representative Results

HIFU पृथक दौरान एचएमआई विस्थापन की वास्तविक समय स्ट्रीमिंग अपसारी और हवाई जहाज की लहर इमेजिंग का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है। चित्रा 2 HIFU पृथक दौरान इन विट्रो कुत्ते यकृत में हवाई जहाज की लहर इमेजिंग का उपयोग ध्वनिक विकिरण बल प्रेरित विस्थापन का वास्तविक समय प्रदर्शन दिखा एक वीडियो स्क्रीन पर कब्जा है । विस्थापन 4.5 हर्ट्ज के एक प्रदर्शन के फ्रेम दर पर कंप्यूटर स्क्रीन पर वास्तविक समय में प्रदर्शित कर रहे हैं। सकारात्मक विस्थापन नीले रंग में लाल और नकारात्मक विस्थापन में दिखाए जाते हैं। घावों को सफलतापूर्वक HIFU पृथक। चित्रा 3 चित्रा 2 के लिए इसी पृथक के बाद जिगर में प्राप्त घाव से पता चलता है का उपयोग कर दिया गया था।

HIFU पृथक दौरान एचएमआई शिखर नकारात्मक विस्थापन आयाम की कमी अपसारी और हवाई जहाज की लहर इमेजिंग दोनों के साथ imaged किया जा सकता है। 4 चित्रा अपसारी और हवाई जहाज की लहर के साथ पृथक के विभिन्न चरण में एचएमआई शिखर नकारात्मक विस्थापन से पता चलता हैइमेजिंग। पीक नकारात्मक विस्थापन के बिना और बी मोड पर ओवरले को अधिक स्पष्ट रूप से विस्थापन पैटर्न देखने के लिए और क्रमश जिगर में लक्षित क्षेत्र को देखने के साथ दोनों को दिखाया गया। हवाई जहाज की लहर (चित्रा 4C) के साथ नजर रखी पृथक करने के लिए इसी 50 हर्ट्ज एचएमआई विस्थापन ध्वनि वीडियो को शामिल किया गया था। कारण पृथक करने एचएमआई विस्थापन आयाम की कमी एक अतिरिक्त निगरानी उपकरण प्रदान करता है जो सुना जा सकता है। यह भी और पृथक। चित्रा 5 ए दौरान HIFU बढ़ जाती है से उत्साहित क्षेत्र का आकार 5 ब फोकल क्षेत्र में एचएमआई विस्थापन से पता चलता है कि इंगित करता है 4 चित्रा क्रमशः अपसारी और हवाई जहाज की लहर के लिए पृथक दौरान। एचएमआई विस्थापन परिमाण में कमी 6 चित्रा। दोनों अपसारी और हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है दोनों diverging के लिए जिगर में सभी लक्षित स्थानों के लिए पीक से पीक विस्थापन कमी (चित्रा से पता चलता है 6A) और विमान (चित्रा 6B) लहर इमेजिंग। हवाई जहाज की लहर के लिए पीक से पीक विस्थापन कमी लहर diverging के लिए प्राप्त एक के लिए काफी अलग नहीं है।

हवाई जहाज की लहर इमेजिंग 7 चित्रा। लहर इमेजिंग diverging से ध्यान केंद्रित पर एक उच्च SNR हो पाए (चित्रा 7B) लहर इमेजिंग (चित्रा 7A) और विमान diverging के लिए जिगर में सब घाव पदों के लिए लागत पर लाभ में SNR डी से पता चलता था । विमान के लिए औसत SNR डी लहर इमेजिंग diverging के लिए की तुलना में 1.7 गुना अधिक था।

चित्र 1
चित्रा 1. प्रयोगात्मक सेट अप। HMIFU सिस्टम (ए) प्रतिनिधित्व। प्रयोगात्मक सेट अप (बी) चित्र।ओम / फ़ाइलें / ftp_upload / 53050 / 53050fig1large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. वास्तविक समय एचएमआई विस्थापन। 4.5Hz प्रदर्शन फ्रेम दर पर एक कुत्ते जिगर की HIFU पृथक दौरान विमान की लहर इमेजिंग के साथ एचएमआई विस्थापन की वास्तविक समय स्ट्रीमिंग दिखा कंप्यूटर की स्क्रीन पर कब्जा। बाएं हाथ की ओर पैनल फ़िल्टर किया एचएमआई विस्थापन से पता चलता है और दाहिने हाथ की ओर पैनल जिगर के प्री-पृथक बी मोड पर मढ़ा फ़िल्टर्ड एचएमआई विस्थापन से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
एचआई द्वारा प्रेरित चित्रा 3. घावफू। Hifu उपचार के बाद एक घाव के बीच क्रॉस-सेक्शन का चित्र। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4. diverging और विस्थापन के विमान की लहर इमेजिंग। बी मोड ओवरले (बी), हवाई जहाज की लहर इमेजिंग का उपयोग के साथ कोई बी मोड ओवरले (ए) के साथ लहर diverging का उपयोग कर एक कुत्ते जिगर की HIFU पृथक दौरान पीक नकारात्मक एचएमआई विस्थापन इमेजिंग, कोई बी मोड ओवरले (सी) और बी मोड ओवरले के साथ (डी) के साथ। वीडियो के लिए शामिल किया गया था (चित्रा 4C) विमान की लहर के साथ नजर रखी पृथक करने के लिए इसी 50 हर्ट्ज एचएमआई विस्थापन ध्वनि। पीपट्टे यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5. एचएमआई फोकल विस्थापन। फोकल क्षेत्र में एचएमआई विस्थापन diverging का उपयोग कर HIFU पृथक (ए) और विमान (बी) लहर इमेजिंग के दौरान। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6 पीक से पीक विस्थापन कमी। फोकल diverging का उपयोग कर HIFU पृथक दौरान क्षेत्र (ए) और विमान (बी) लहर इमेजिंग में पीक से पीक विस्थापन कमी। कृपयायह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7. विस्थापन संकेत करने वाली शोर अनुपात। (ए) और विभिन्न पृथक पद के लिए विमान (बी) लहर इमेजिंग diverging के लिए ध्यान केंद्रित पर विस्थापन संकेत करने वाली शोर अनुपात। कृपया यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

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Discussion

HIFU घावों की वास्तविक समय की निगरानी के लिए उचित और कुशल घाव वितरण सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। घाव रूपों के रूप में, ऊतक stiffens और उत्तेजना के तहत इसकी गति आयाम कम हो जाती है। ऊतक विस्थापन को प्रेरित करता है कि एक ध्वनिक विकिरण बल में ऊतक परिणामों की एक क्षेत्र में HIFU आवेदन करना होगा। विस्थापन में रिश्तेदार परिवर्तन ऊतक कठोरता में रिश्तेदार परिवर्तन की एक किराए की है। इस तकनीक को अन्य अल्ट्रासाउंड आधारित विधियों के विपरीत उपचार को रोकने के बिना HIFU घाव की निगरानी का लाभ प्रदान करता है। इस अध्ययन (4.5 हर्ट्ज) में वास्तविक समय की निगरानी का अस्थायी समाधान एमआर निर्देशित HIFU पृथक (1 हर्ट्ज) में प्राप्त है कि अधिक से अधिक था।

अल्ट्रासाउंड आरएफ डेटा के तेजी से प्रसंस्करण विस्थापन की वास्तविक समय स्ट्रीमिंग के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। छवि के पुनर्निर्माण के प्रसंस्करण की धीमी कदम है। इस प्रोटोकॉल में, छवि पुनर्निर्माण की गति पूरे फ्रेम यूएसआई प्राप्त करने के द्वारा अनुकूलित किया गया थाएक ही आपरेशन एनजी। इस आपरेशन के एक मैट्रिक्स द्वारा आरएफ चैनल डेटा गुणा में होते हैं। मैट्रिक्स के केवल गैर शून्य तत्वों गणना समय का अनुकूलन के लिए आवंटित किए गए थे और

गुणन एक GPU पर प्रदर्शन किया गया था। एक तेजी से 1-डी सामान्यीकृत पार से संबंध विधि विस्थापन का अनुमान किया गया था। 80% की एक खिड़की ओवरलैप एक अच्छा व्यापार बंद गणना समय और विस्थापन छवियों का अक्षीय संकल्प के बीच की अनुमति देता है।

संचारित beamforming विधि भी विस्थापन छवि की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। SNR एक दो नमूना टी परीक्षण का उपयोग कर विमान की लहर इमेजिंग के लिए की तुलना में diverging के लिए काफी कम हो पाया था। विस्थापन की भयावहता को भी हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए की तुलना में diverging के लिए कम था। इस वजह से लहर के अलग-अलग प्रकृति में diverging लहर का अक्षीय दिशा पूरे आरओआई में HIFU किरण के साथ गठबंधन नहीं है कि इस तथ्य से समझा जा सकता हैहवाई जहाज की लहर के विपरीत। diverging लहर इमेजिंग के लिए घाव # 3 के लिए मिला कम चोटी से पीक विस्थापन कमी सकल विकृति के बाद मनाया घाव के केंद्र में एक पोत की उपस्थिति के कारण हो सकता है। हवाई जहाज की लहर इमेजिंग के लिए घाव # 4 के लिए मिला कम SNR डी जिगर की सतह पर ध्यान केंद्रित करने की निकटता की वजह से हो सकता है। यह भी प्रस्ताव आकलन की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं, जो हवाई जहाज की लहर के लिए तरंगों diverging के लिए होता है और न होने के कारण ज्यामितीय पार्श्व दिशा में प्रसार के लिए कि क्षीणन ध्यान दिया जाना पड़ता है। एक ही अल्ट्रासाउंड transducer का उपयोग हालांकि, जब diverging लहर इमेजिंग लगातार छवि क्षेत्र का सबसे बड़ा हिस्सा काटकर अलग करने के लिए ब्याज की है, जो हवाई जहाज की लहर इमेजिंग से देखने का एक बड़ा क्षेत्र है।

इस प्रोटोकॉल में, एक चरणबद्ध सरणी छवि को ablated क्षेत्र के केवल एक पार अनुभाग उतारी थी तो यह है कि विस्थापन उपयोग किया गया था। 2-डी सरणी ट्रांसड्यूसर की छवि टी करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैablated क्षेत्र की वह पूरी मात्रा। जिगर के विभिन्न स्थानों पर पृथक जिगर को ट्रांसड्यूसर रिश्तेदार को ले जाकर हासिल की थी। बीम स्टीयरिंग अधिक उचित लक्ष्य-निर्धारण के लिए अनुमति देने के लिए इलाज किया जा करने के लिए क्षेत्र के विभिन्न स्थानों को निशाना बनाने की HIFU जांच के साथ प्रदर्शन किया जा सकता है। ऊपर उल्लिखित तकनीकी सुधार के अलावा, भविष्य दिशाओं इस विधि के नैदानिक ​​अनुवाद शामिल हैं।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
P4-2 Phased array ATL
H-178 HIFU transducer Sonic Concepts
3-D positioner Velmex Inc.
AT33522A function generator Agilent Technologies
V-1 ultrasound system Verasonics
3100L RF amplifier ENI
Matching network Sonic Concepts
Degasing system Sonic Concepts
Programming software Matlab
Jacket software package Accelereyes

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References

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जैव अभियांत्रिकी अंक 105 HIFU पृथक सुरीले गति इमेजिंग वास्तविक समय की निगरानी ​​उच्च फ्रेम दर इमेजिंग elastography घाव निगरानी ​​लिवर पृथक कुत्ते जिगर
उच्च तीव्रता के वास्तविक समय की निगरानी की अल्ट्रासाउंड (HIFU) पृथक केंद्रित<em&gt; इन विट्रो</em&gt; फोकस्ड अल्ट्रासाउंड के लिए सुरीले मोशन इमेजिंग का उपयोग कुत्ते यकृत (HMIFU)
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Cite this Article

Grondin, J., Payen, T., Wang, S.,More

Grondin, J., Payen, T., Wang, S., Konofagou, E. E. Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU). J. Vis. Exp. (105), e53050, doi:10.3791/53050 (2015).

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