通过MRI衍生的头骨口罩增强跨超声波刺激计划:与基于CT的处理进行比较分析

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) 在超声波传输方面面临挑战,原因是骨偏差和衰减.
• 目前基于3D计算机断层扫描 (CT) 的计划涉及辐射暴露,引发了伦理方面的担忧.
• 磁共振成像 (MRI) 为生成头骨模型提供了一个无辐射的替代方案.

研究的目的:

• 为了比较超声波场预测,使用CT衍生的与MRI衍生的头骨面具用于TUS规划.
• 为了评估不同细分设置生成的MRI衍生头骨面具的准确性.
• 评估头骨密度变化对TUS模拟精度的影响.

主要方法:

• 使用BabelBrain软件进行了超声波模拟,使用单元传感器在各种频率 (250,500,750 kHz) 上进行模拟.
• CT扫描提供了声学头骨特性,而MRI扫描则使用Charm工具 (默认和自定义设置) 分段.
• 在54个脑电图 (EEG) 位置的头骨表面30毫米以下,针对五名具有不同头骨密度比率的参与者进行了模拟.

主要成果:

• 与默认设置相比,自定义魅力设置显著改善了子系数,并减少了最大压力误差 (p < 0.001).
• 使用自定义设置的CT和MRI衍生面具之间,焦点位置误差是可比的,平均为2.08,1.38和1.44毫米,用于250,500和750 kHz.
• 在许多EEG部位上,MRI衍生面具显示出令人满意的准确性,定制设置提高了精度.

结论:

• 来自MRI的头骨口罩,特别是具有定制细分,为TUS规划提供了可行的,无辐射的替代方案.
• 虽然一般准确,但显著的特定位置错误需要仔细考虑刺激目标.
• 这些发现支持使用基于MRI的头骨建模来改进TUS规划,同时尽量减少参与者的辐射暴露.