全球超声波测试人类的内空间通过一个巨型平面变频器

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 声学 声学 在声学方面

背景情况:

• 聚焦超声波 (FUS) 通常针对本地化的大脑区域.
• 扩展跨脉冲低强度超声波到全脑刺激 (全球脑声波 - GBS) 是一个不断增长的研究领域.
• 临床前研究强调,需要一种方法来将超声波能量传递到整个大脑体积.

研究的目的:

• 为了研究在整个人类大脑空间中使用整个头骨的超声波束分布均超声波能量的可行性.
• 在全球大脑超声波 (GBS) 过程中描述超声波场特性和剂量均性.
• 识别与大面积跨膜超声波相关的挑战,以治疗大脑调制.

主要方法:

• 超声波场的特征化使用1 - 3压复合材料平面传感器 (30x30厘米,464千赫) 通过人类头骨样本进行传输.
• 计算模拟和水电声扫描来评估超声波行为和剂量均性.
• 在使用临床相关脉冲参数的各种超声波轨迹下评估声强度和压力场均性.

主要成果:

• 大脑空间内的剂量均性和声学强度受到超声波轨迹,头骨透镜效应和波浪反射的显著影响.
• 平面传感器在自由场中达到4.03W/cm2的空间峰值脉冲平均强度.
• 模拟表明~99%的头骨体积暴露,<30%的最大外部声强度传入头骨,传输损失与FUS研究相比.
• 引入了一种用于GBS剂量均性的新标志物.

结论:

• 全球大脑超声波 (GBS) 在实现整个人类大脑中均的超声波能量分布方面提出了最初的挑战.
• 超声波轨迹和头骨诱导的声学效应是影响剂量均性的关键因素.
• 需要进一步的研究来克服这些挑战,以使用大面积超声波进行有效的全球大脑治疗调制.