MBaFus:微泡增强聚焦超声波的虚拟实验室,用于基于双向合欧勒-拉格朗日建模的非侵入性瘤切除
Jingsen Ma1, Chao-Tsung Hsiao1, Aswin Gnanaskandan1,2
1Dynaflow, Inc., 10921-A Pump House Road, Annapolis Junction, MD 20701.
Journal of medical devices
|June 11, 2025
概括
一个新的虚拟实验室使用先进的计算来预测聚焦超声波 (FUS) 和微气泡 (MB) 相互作用,用于非侵入性瘤切除. 这种工具有望加速微气泡增强FUS (MBaFus) 治疗的临床使用.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学物理 声学物理
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 聚焦超声波 (FUS) 使用微泡 (MBs) 提供非侵入性瘤切除,但由于复杂的参数依赖性,面临临临床障碍.
- 准确预测声学和热场对于优化微气泡增强FUS (MBaFus) 治疗至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一个用于预测MBaFus治疗的计算虚拟实验室.
- 评估这个平台在加速非侵入性瘤切除疗法的临床转化方面的潜力.
主要方法:
- 开发了一种双向合欧勒-拉格朗日计算平台,用于模拟个别的MB物理和非线性相互作用.
- 实现数值算法和高性能计算,用于预测声学和热场.
- 验证了对体外实验的预测,并对猪肝进行了ex vivo研究.
主要成果:
- 虚拟实验室准确地预测了MBaFus的声学和热场.
- 活体外研究表明,数值预测和实验测量之间有令人满意的一致性.
- 在不同的MB条件下,评估了MB增强对治疗结果的影响.
结论:
- 开发的数字平台显示了作为MBaFus.的虚拟实验室的潜力.
- 这种工具可以帮助优化非侵入性瘤切除策略.
- 需要进一步验证,但初步结果对临床采用有希望.
