Homogeneização aprimorada das propriedades acústicas do osso craniano para simulações rápidas de ultrassom transcraniano

Resumo As simulações de ultrassom transcraniano são cruciais para otimizar e garantir intervenções de ultrassom na terapia cerebral, dependendo do crânio do paciente. Ao realizar tais simulações, a modelagem precisa do crânio é essencial, embora muito desafiadora, devido à variabilidade de propriedades inter/intra amostra. Simulações baseadas em métodos semi-analíticos requerem uma descrição homogênea do crânio. A média dos mapas de propriedades acústicas derivadas da tomografia computadorizada não modifica o deslocamento do foco, mas leva a uma superestimação da amplitude do campo de pressão. O propósito deste trabalho é fornecer um método de homogenização que compense essa superestimação da amplitude. Primeiro, os mapas de propriedades acústicas do crânio são segmentados em um meio de três camadas para representar os diferentes tipos de osso craniano (cortical – trabecular – cortical). Em seguida, propriedades equivalentes são calculadas para minimizar os erros do tempo de voo e do coeficiente de transmissão entre o meio de três camadas e o meio equivalente de uma camada. Este método foi validado usando simulações 3D com CIVA Healthcare e k-Wave e provou ser muito eficiente.