Efecto del método de definición de las propiedades acústicas de cráneo humano en la propagación focalizada de ultrasonidos

Abstract

[EN] Combination of focused ultrasound and microbubbles is a non-ionizing technique for neurodegenerative diseases treatment allowing the blood-brain barrier opening locally, transiently, non-invasively and safely. In this paper, we numerically study the effect in the propagation of ultrasound beams through a human skull which acoustical properties are obtained from a CT-scan using different methods. We use a single-element focused transducer working at 500 kHz. Aberrations through parietal bone are assessed, such us focus deviation and attenuation. The acoustic field distribution is also evaluated. Finally, the homogeneous model, which is the simplest one, generates higher focal attenuation, while the heterogeneous models offer a lower attenuation in the focal spot for the studied incidence skull area.

[ES] La combinación de ultrasonidos focalizados y microburbujas es una técnica no ionizante para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas permitiendo la apertura de la barrera hematoencefálica de forma local, transitoria, no invasiva, y segura. En este trabajo, se estudia numéricamente el efecto en la propagación de ultrasonidos a través de un cráneo humano cuyas propiedades acústicas se han obtenido por CT-scan empleando diferentes métodos. Se emplea un transductor focalizado mono-elemento trabajando en 500 kHz. Se evalúan las aberraciones a través del hueso parietal. Finalmente, el método homogéneo, que es el más simple, genera mayor atenuación del foco, mientras que los modelos heterogéneos ofrecen una menor atenuación de la zona focal para la zona de incidencia del cráneo estudiada.