物理学 > 医学物理
[提交于 2025年7月11日
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标题: 基于快速MRI的合成CT模拟用于精确的tFUS定位
标题: Rapid MRI-Based Synthetic CT Simulations for Precise tFUS Targeting
摘要: 精确的靶向对于经颅聚焦超声(tFUS)神经调节的有效性至关重要。 虽然CT能提供准确的颅骨声学特性,但其电离辐射和软组织对比度差限制了其临床应用。 相比之下,MRI能无辐射地提供优越的神经解剖可视化,但缺乏颅骨特性映射。 本研究提出了一种全新的、完全无需CT的仿真框架,该框架结合了从MRI生成的合成CT(sCT)与高效的建模技术,以实现快速且精确的tFUS靶向。 我们训练了一个深度学习模型,从T1加权MRI生成sCT,并将其与全波(k-Wave)以及加速仿真方法相结合,包括混合角谱(kWASM)和瑞利-索末菲ASM(RSASM)。 在五个颅骨模型中,使用sCT的全波和混合流程均表现出亚毫米级的靶向偏差、焦斑形状一致性(FWHM ~3.3-3.8 mm),以及与基于CT的黄金标准相比小于0.2的归一化压力误差。 值得注意的是,kW-ASM和RS-ASM流程将仿真时间分别从约3320秒减少到187秒和34秒,实现了约94%和约90%的时间节省。 这些结果证实,结合MRI生成的sCT和创新的快速仿真技术,可以实现快速、准确且无辐射的tFUS规划,支持其在可扩展临床应用中的可行性。
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