Fast volumetric treatment using multi-focus insonation and thermal amplification

使用多焦点声波和热放大进行快速体积处理

基本信息

  • 批准号:
    9335832
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-08-22 至 2020-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): Magnetic resonance imaging-guided focused ultrasound (MRgFUS) has shown promise as an alternative to invasive surgery for a growing number of clinical applications, including treatment of uterine fibroids, palliation of pain from bone metastases, and treatment of neurological disorders. Although the procedure is superior to traditional invasive surgery, the duration of this treatment incurs significant cost and discomfort for patients, reducing practical implementation and impact in many cases. In this application, we propose a dual approach using multi-focus insonation in conjunction with phase change nanodroplets to dramatically improve treatment times. Multi-focus insonation is the process of using an array transducer to create a focal pattern with multiple high intensity locations that can heat tissue more efficiently than is possible with a single focus. We seek to combine this insonation method with nanodroplets that selectively amplify the thermal effects of ultrasound when activated. These particles are in a liquid state when injected but undergo phase change to microbubbles when subjected to a high-pressure acoustic pulse. Therefore, only nanodroplets in the tissue surrounding the multiple foci will undergo phase change, resulting in substantial thermal and mechanical energy amplification at this large multi-focus volume. At the same time, nanodroplets outside of the focal zone will not experience their acoustic activation threshold and will remain in the acoustically dormant liquid state, thereby avoiding thermal amplification in tissues outside of the acoustic focus, sparing healthy tissue. We hypothesize that the combination of multi-focus ultrasound and phase change nanodroplets will enable the use of MRgFUS to treat a clinically relevant volume three times faster than currently available methods while maintaining precise control over the margins of the treated region. Such an improvement would significantly reduce the time required for current clinical applications of MRgFUS and expand its role into applications where treatment of large volumes is desired but not feasible.
 描述(应用程序提供):磁共振成像引导的聚焦超声(MRGFU)已显示出有望作为侵入性手术的替代方法,可替代越来越多的临床应用,包括治疗子宫纤维化,骨转移的疼痛疼痛以及神经学疾病的治疗。尽管该过程优于传统的侵入性手术,但这种治疗的持续时间会带来明显的成本和不适 对于患者,在许多情况下减少实际实施和影响。在此应用中,我们提出了一种使用多聚焦作用的双重方法,并结合相变纳米光,以显着改善治疗时间。多聚焦效果是使用阵列传感器创建具有多个高强度位置的焦点图案的过程 热组织比单个焦点更有效。我们试图将这种效果方法与纳米光相结合,这些纳米光有选择地放大激活时超声的热效应。注射时,这些颗粒处于液态状态,但在经历高压声脉冲时会变为微泡。因此,只有多个焦点周围组织中的纳米圆形会发生相变,从而在此大型多聚焦体积下导致大量的热和机械能扩增。同时,焦距外部外部的纳米圆形不会经历其声学激活阈值,并且将保留在声学上的休眠液态中,从而避免在声学焦点外的组织中进行热扩增,从而避免健康组织。我们假设多对焦超声和相变的组合纳米光谱将使MRGFUS可以使用MRGFUS处理临床相关的体积的速度是当前可用的方法的三倍,同时保持对治疗区域边缘的精确控制。这种改善将显着减少MRGFU当前临床应用所需的时间,并将其作用扩展到需要进行大量处理但不可行的应用中。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Improving the heating efficiency of high intensity focused ultrasound ablation through the use of phase change nanodroplets and multifocus sonication.
  • DOI:
    10.1088/1361-6560/ab9559
  • 发表时间:
    2020-10-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Singh A;Nyankima AG;Anthony Phipps M;Chaplin V;Dayton PA;Caskey C
  • 通讯作者:
    Caskey C
Polyvinyl Alcohol Cryogels for Acoustic Characterization of Phase-Change Contrast Agents.
  • DOI:
    10.1016/j.ultrasmedbio.2022.01.007
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Durham, Phillip G.;Kim, Jinwook;Eltz, Katherine M.;Caskey, Charles F.;Dayton, Paul A.
  • 通讯作者:
    Dayton, Paul A.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Charles F Caskey其他文献

Charles F Caskey的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Charles F Caskey', 18)}}的其他基金

Translating an MR-guided focused ultrasound system for first-in-human precision neuromodulation of pain circuits
将 MR 引导聚焦超声系统用于人体首个疼痛回路精确神经调节
  • 批准号:
    10805159
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Next generation transcranial ultrasound-based neuromodulation using phase shift nanoemulsions
使用相移纳米乳剂的下一代经颅超声神经调节
  • 批准号:
    10577371
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Biophysical and Neural Basis of Focused Ultrasound Stimulation
聚焦超声刺激的生物物理和神经基础
  • 批准号:
    10415733
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Development of an MRgFUS system for precision-targeted neuromodulation of pain circuits with simultaneous functional MRI
开发 MRgFUS 系统,通过同步功能 MRI 对疼痛回路进行精确靶向神经调节
  • 批准号:
    9932739
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Establishing a dose response for ultrasound neuromodulation
建立超声神经调节的剂量反应
  • 批准号:
    9229212
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Fast volumetric treatment using multi-focus insonation and thermal amplification
使用多焦点声波和热放大进行快速体积处理
  • 批准号:
    9111381
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Neuron selective modulation of brain circuitry in non-human primates
非人类灵长类动物脑回路的神经元选择性调节
  • 批准号:
    9148240
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Neuron selective modulation of brain circuitry in non-human primates
非人类灵长类动物脑回路的神经元选择性调节
  • 批准号:
    9037262
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Neuron selective modulation of brain circuitry in non-human primates
非人类灵长类动物脑回路的神经元选择性调节
  • 批准号:
    9272197
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:

相似国自然基金

航天低温推进剂加注系统气液状态声学监测技术研究
  • 批准号:
    62373276
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于声学原位测试的金属表面液滴弹跳次数仿生调控
  • 批准号:
    52350039
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    80 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
声学信号调控语音反馈脑网络在腭裂代偿语音康复中的机制研究
  • 批准号:
    82302874
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
非厄米声学晶格系统中的拓扑物理研究
  • 批准号:
    12374418
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海洋声学功能材料发展战略研究
  • 批准号:
    52342304
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    专项项目

相似海外基金

Ultrasound-guided Ultra-steerable Histotripsy Array System for Non-invasive treatment of Soft Tissue Sarcoma
超声引导超可控组织解剖阵列系统用于软组织肉瘤的无创治疗
  • 批准号:
    10649994
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
High-Intensity Ultrasound Ablation for Septal Reduction Therapy of Hypertrophic Cardiomyopathy
高强度超声消融室间隔缩小术治疗肥厚型心肌病
  • 批准号:
    10818081
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Minimally Invasive High Intensity Therapeutic Ultrasound for the Treatment of Obstructive Hypertrophic Cardiomyopathy
微创高强度超声治疗梗阻性肥厚型心肌病
  • 批准号:
    10603460
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Acoustic Cavitation Emission (ACE) Feedback Methods for Monitoring Histotripsy-Induced Tissue Fractionation In Situ
用于监测组织解剖诱导的原位组织分割的声空化发射 (ACE) 反馈方法
  • 批准号:
    10415606
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
High-Intensity Ultrasound Ablation for Septal Reduction Therapy of Hypertrophic Cardiomyopathy
高强度超声消融室间隔缩小术治疗肥厚型心肌病
  • 批准号:
    10339776
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了