AbstractBurst-mode focused ultrasou

Abstract
Burst-mode focused ultrasound (FUS) exposure has been shown to induce transient blood-brain barrier (BBB) opening for potential CNS drug delivery. FUS-BBB opening requires imaging guidance during the intervention, yet current imaging technology only enables postoperative outcome confirmation. In this study, we propose an approach to visualize short-burst low-pressure focal beam distribution that allows to be applied in FUS-BBB opening intervention on small animals. A backscattered acoustic-wave reconstruction method based on synchronization among focused ultrasound emission, diagnostic ultrasound receiving and passively beamformed processing were developed. We observed that focal beam could be successfully visualized for in vitro FUS exposure with 0.5–2 MHz without involvement of microbubbles. The detectable level of FUS exposure was 0.467 MPa in pressure and 0.05 ms in burst length. The signal intensity (SI) of the reconstructions was linearly correlated with the FUS exposure level both in-vitro (r2 = 0.9878) and in-vivo (r2 = 0.9943), and SI level of the reconstructed focal beam also correlated with the success and level of BBB-opening. The proposed approach provides a feasible way to perform real-time and closed-loop control of FUS-based brain drug delivery.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อโหมดถ่ายต่อเนื่องเน้นซาวด์ (FUS) แสงได้รับการแสดงเพื่อเปิดชั่วคราวอุปสรรคเลือดสมอง (BBB) ส่งยา CNS มีศักยภาพก่อให้เกิด FUS BBB เปิดต้องการคำแนะนำในระหว่างการแทรกแซงการสร้างภาพ แต่เทคโนโลยีเกี่ยวกับภาพในปัจจุบันจึงสามารถใช้ยืนยันผลหลังผ่าตัดเท่านั้น ในการศึกษานี้ เราเสนอแนวทางให้เห็นภาพการกระจายสั้นระเบิดแรงดันต่ำแสงโฟกัสที่ช่วยให้ที่จะใช้ในการแทรกแซงเปิด FUS BBB ในสัตว์ขนาดเล็ก วิธีการสร้างรูปคลื่นเสียงอิงตรงปล่อยเน้นซาวด์ เครื่องอัลตราซาวด์วินิจฉัยรับ และเฉย ๆ beamformed การประมวลผลได้รับการพัฒนา เราสังเกตเห็นว่า ลำแสงโฟกัสอาจจะแสดงเป็นภาพสำเร็จสำหรับในหลอดทดลอง FUS แสง 0.5 – 2 MHz โดยไม่มีส่วนร่วมของ microbubbles ตรวจพบระดับของแสง FUS ถูก 0.467 MPa ความดันและ ms 0.05 ความยาวต่อเนื่อง ความเข้มสัญญาณ (SI) ของเมธีที่เป็นเชิงเส้นมีความสัมพันธ์กับ FUS ระดับแสงในหลอดทดลองทั้งสอง (r2 = 0.9878) และใน vivo (r2 = 0.9943), และระดับสีของลำแสงโฟกัสเบ็ทสึยังมีความสัมพันธ์กับความสำเร็จและระดับ BBB-เปิด วิธีการนำเสนอด้วยวิธีเหมาะสมในการควบคุมแบบเรียลไทม์ และ วงปิดของสมองตาม FUS ยา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
Burst โหมดมุ่งเน้นไปอัลตราซาวนด์ (FUS) การเปิดรับแสงได้รับการแสดงที่จะทำให้เกิดอุปสรรคเลือดสมองชั่วคราว (BBB) ​​เปิดให้มีศักยภาพในการส่งมอบยาเสพติดระบบประสาทส่วนกลาง FUS-BBB เปิดต้องมีคำแนะนำการถ่ายภาพในระหว่างการแทรกแซง แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีการถ่ายภาพเพียง แต่ช่วยยืนยันผลหลังการผ่าตัด ในการศึกษานี้เราจึงนำเสนอวิธีการที่จะเห็นภาพสั้นระเบิดแรงดันต่ำการกระจายลำแสงโฟกัสที่ช่วยให้นำมาใช้ในการแทรกแซงการเปิด FUS-BBB ในสัตว์ขนาดเล็ก อะคูสติกคลื่นสะท้อนกลับวิธีการฟื้นฟูขึ้นอยู่กับการประสานการปล่อยก๊าซในหมู่อัลตราซาวนด์ที่เน้นการได้รับการวินิจฉัยอัลตราซาวนด์และการประมวลผล beamformed อดทนได้รับการพัฒนา เราตั้งข้อสังเกตว่าลำแสงโฟกัสอาจจะมองเห็นประสบความสำเร็จในหลอดทดลองการสัมผัสกับ FUS 0.5-2 MHz โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของ microbubbles ตรวจพบระดับของการสัมผัส FUS เป็น 0.467 MPa ความดันและ 0.05 มิลลิวินาทีในความยาวออกมา ความเข้มของสัญญาณ (SI) ของไทปันมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงที่มีระดับการสัมผัส FUS ทั้งในหลอดทดลอง (R2 = 0.9878) และในร่างกาย (R2 = 0.9943) และ SI ระดับของลำแสงโฟกัสใหม่ยังมีความสัมพันธ์กับความสำเร็จและ ระดับ BBB เปิด วิธีการเสนอให้เป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการดำเนินการในเวลาจริงและการควบคุมวงปิดของการส่งมอบยาเสพติดสมอง FUS-based

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทคัดย่อโหมดระเบิดที่เน้นซาวน์ ( ฟัสนะ ) การได้รับการแสดงที่จะทำให้เกิดอุปสรรค blood-brain ชั่วคราว ( BBB ) สำหรับการเปิดศักยภาพ CNS นำส่งยา เปิด fus-bbb ต้องการคำแนะนำการถ่ายภาพในการแทรกแซง แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีการถ่ายภาพเท่านั้นช่วยให้ผ่าตัดได้ผลยืนยัน ในการศึกษานี้จึงได้เสนอวิธีการที่จะเห็นภาพสั้นระเบิดแรงดันต่ำโฟกัสลำแสงกระจายที่ช่วยให้เพื่อใช้ในการเปิด fus-bbb การแทรกแซงในสัตว์เล็ก เป็น backscattered คลื่นอะคูสติกวิธีการขึ้นอยู่กับการประสานระหว่างการเน้นซาวนด์มลพิษ อัลตราซาวด์วินิจฉัยรับและอดทน beamformed การประมวลผลได้รับการพัฒนา เราพบว่าโฟกัสลำแสงสามารถมองเห็นในแสง 0.5 –ฟัสนะ 2   MHz โดยการมีส่วนร่วมของ microbubbles . ระดับที่ตรวจพบของฟัสนะการ 0.467   MPa ในความดัน และ   MS ในความยาวที่แตก มีความเข้มของสัญญาณ ( SI ) ของการสร้างใหม่เป็นเส้นตรง มีความสัมพันธ์กับการเปิดรับทั้งในระดับฟัสนะ ( R2 =    0.9878 ) และปี 2544 ( R2 =    0.9943 ) และ SI ระดับของข้อมูลโฟกัสลำแสงและมีความสัมพันธ์กับความสำเร็จและระดับ BBB เปิด วิธีการที่เสนอให้วิธีที่เป็นไปได้ที่จะแสดงเวลาจริงและแบบควบคุมของฟัสนะส่งยาสมองตาม