使用声学全息学与临床聚焦超声波系统进行非侵入性血脑屏障破坏

科学领域:

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

背景情况:

• 阶段阵列传感器使超声波场操纵成为可能.
• 超声波介导的血脑屏障 (BBB) 破坏是有针对性的药物输送的关键技术.
• 目前用于BBB干扰的方法可能需要多个超声波目标,并且可能面临着对焦音量控制的挑战.

研究的目的:

• 开发和评估一种简单的全息方法,用于使用相位阵列传感器塑造超声波场.
• 探索这种全息方法对超声中介血脑屏障 (BBB) 破坏的好处.
• 评估全息超声波的潜力,以减轻在横超声波期间的二次头骨反射.

主要方法:

• 一个半球形的1024元素相位阵列传感器被用来创建声学全息图.
• 对每个传感器元件进行了单独的声学模拟,并装入内存.
• 元素相被调节以匹配所需的声场模式.
• 这种方法在模仿组织的幻体中得到了验证,并在BBB中断的老鼠和身上得到了实体验证.
• 进行了模拟,以评估横焦点和减轻二次反射.

主要成果:

• 全息方法成功地塑造了超声波场.
• 在体内实验表明,在老鼠和中有效地破坏了血脑屏障 (BBB).
• 这种方法允许患者特异性扩大焦点体积.
• 降低超声波目标的潜力,改善干扰均性,并在低血管密度组织中增强微泡检测.
• 模拟显示了减轻二次头骨反射的潜力.

结论:

• 全息超声波为精确控制声场提供了一个有前途的方法.
• 这种技术可以提高超声波介导的BBB干扰药物输送的有效性和效率.
• 能够扩大焦点体积和减轻反射的能力对跨子超声波的临床应用具有重大潜力.