管道规划和执行人体跨膜超声波神经调节实验在人类中的管道

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
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 超超声刺激 (TUS) 提供精确的,非侵入性神经调节大脑结构.
• 人类TUS实验需要精心规划声学和热学模拟.
• 头骨骨显著干扰超声波的传播,需要精确的建模.

研究的目的:

• 详细说明在人体实验中进行安全有效的TUS的基本规划步骤.
• 为TUS实验设计概述神经成像和仿真工具的整合.
• 确保遵守美国食品和药物管理局关于TUS安全的声学指南.

主要方法:

• 获得高分辨率的MRI (T1,T2,ZTE) 或CT扫描来进行头骨重建.
• 利用神经导航进行目标和轨迹映射.
• 采用SimNIBS进行初始组织细分,使用ZTE扫描中的合成CT进行声学属性模拟.
• 实现用阶段阵列传感器的电动方向盘,并执行热模拟.

主要成果:

• 建立了一个全面的规划工作流程,整合成像和模拟工具.
• 该方法考虑了骨干扰,并优化了超声波束的传递.
• 模拟证实TUS参数符合FDA对人类应用的安全指南.

结论:

• 准确的声学和热模拟对于安全和精确的人类TUS至关重要.
• 描述的规划方法使得TUS在临床研究中的有效应用成为可能.
• 这种方法有助于推进TUS作为神经调节技术的发展.