Comparaison théorique des performances de transducteurs mono-élément haute fréquence (50MHz) en utilisant différentes techniques de focalisation

International audienceLes techniques habituelles de focalisation des faisceaux ultrasonores de transducteurs mono-élément utilisent soit un élément piézoélectrique directement incurvé avec différents profils possibles, soit l’ajout d’une lentille devant ce même élément plan afin de concentrer l’énergie acoustique dans la zone focale. Plusieurs études ont également montré le potentiel de l'utilisation de transducteurs plans à zones de Fresnel (FZP). La comparaison des performances obtenues avec ces différentes approches à haute fréquence (typiquement 50 MHz) n'a pas encore été évaluée en vue d’applications en imagerie médicale. Le but de cette étude est ainsi de comparer théoriquement ces trois techniques de focalisation en évaluant les propriétés acoustiques dans la zone focale. Pour cela, un modèle numérique axisymétrique de propagation d’ondes acoustiques basé sur la méthode pseudo-spectrale est utilisé et adapté pour chaque type de focalisation afin de calculer les diagrammes de rayonnement. La réponse électroacoustique utilisée pour la propagation est initialement déduite d’un transducteur intégrant un film de copolymère piézoélectrique [P(VDF-TrFE)]. Les comparaisons des performances se font avec un diamètre actif identique (D= 6 mm) et différentes distances focales (F entre 10 et 20 mm) correspondant à une gamme du f-number (F/D) comprise entre 1,6 et 3,3, classique en imagerie. Un comportement assez proche entre les focalisations par lentille et géométrique est obtenu (-3dB de différence pour la sensibilité moyenne). Cette différence est plus importante avec la configuration FZP (>20 dB). Des différences sont aussi observées pour les résolutions latérales et profondeurs de champ. Les raisons de ces différences, notamment liées à une excitation large bande, seront discutées. En vue d’une intégration de ce type de dispositif sur substrat plan, la configuration FZP reste ainsi une alternative possible dont le compromis fabrication/performance ouvre de nombreuses perspectives mais restera limite pour les applications en imagerie

Comparaison théorique des performances de transducteurs mono-élément haute fréquence (50MHz) en utilisant différentes techniques de focalisation

International audienceLes techniques habituelles de focalisation des faisceaux ultrasonores de transducteurs mono-élément utilisent soit un élément piézoélectrique directement incurvé avec différents profils possibles, soit l’ajout d’une lentille devant ce même élément plan afin de concentrer l’énergie acoustique dans la zone focale. Plusieurs études ont également montré le potentiel de l'utilisation de transducteurs plans à zones de Fresnel (FZP). La comparaison des performances obtenues avec ces différentes approches à haute fréquence (typiquement 50 MHz) n'a pas encore été évaluée en vue d’applications en imagerie médicale. Le but de cette étude est ainsi de comparer théoriquement ces trois techniques de focalisation en évaluant les propriétés acoustiques dans la zone focale. Pour cela, un modèle numérique axisymétrique de propagation d’ondes acoustiques basé sur la méthode pseudo-spectrale est utilisé et adapté pour chaque type de focalisation afin de calculer les diagrammes de rayonnement. La réponse électroacoustique utilisée pour la propagation est initialement déduite d’un transducteur intégrant un film de copolymère piézoélectrique [P(VDF-TrFE)]. Les comparaisons des performances se font avec un diamètre actif identique (D= 6 mm) et différentes distances focales (F entre 10 et 20 mm) correspondant à une gamme du f-number (F/D) comprise entre 1,6 et 3,3, classique en imagerie. Un comportement assez proche entre les focalisations par lentille et géométrique est obtenu (-3dB de différence pour la sensibilité moyenne). Cette différence est plus importante avec la configuration FZP (>20 dB). Des différences sont aussi observées pour les résolutions latérales et profondeurs de champ. Les raisons de ces différences, notamment liées à une excitation large bande, seront discutées. En vue d’une intégration de ce type de dispositif sur substrat plan, la configuration FZP reste ainsi une alternative possible dont le compromis fabrication/performance ouvre de nombreuses perspectives mais restera limite pour les applications en imagerie

Acoustic and Elastic Properties of a Blood Clot during Microbubble-Enhanced Sonothrombolysis: Hardening of the Clot with Inertial Cavitation

International audienceStroke is the second leading cause of death worldwide. Existing therapies present limitations, and other therapeutic alternatives are sought, such as sonothrombolysis with microbubbles (STL). The aim of this study was to evaluate the change induced by STL with or without recombinant tissue-type plasminogen activator (rtPA) on the acoustic and elastic properties of the blood clot by measuring its sound speed (SoS) and shear wave speed (SWS) with high frequency ultrasound and ultrafast imaging, respectively. An in-vitro setup was used and human blood clots were submitted to a combination of microbubbles and rtPA. The results demonstrate that STL induces a raise of SoS in the blood clot, specifically when combined with rtPA (p < 0.05). Moreover, the combination of rtPA and STL induces a hardening of the clot in comparison to rtPA alone (p < 0.05). This is the first assessment of acoustoelastic properties of blood clots during STL. The combination of rtPA and STL induce SoS and hardening of the clot, which is known to impair the penetration of thrombolytic drugs and their efficac

Microbubbles combined with ultrasound therapy in ischemic stroke: A systematic review of in-vivo preclinical studies.

Microbubbles (MBs) combined with ultrasound sonothrombolysis (STL) appears to be an alternative therapeutic strategy for acute ischemic stroke (IS), but clinical results remain controversial.The aim of this systematic review is to identify the parameters tested; to assess evidence on the safety and efficacy on preclinical data on STL; and to assess the validity and publication bias.Pubmed® and Web of ScienceTM databases were systematically searched from January 1995 to April 2017 in French and English. We included studies evaluating STL on animal stroke model. This systematic review was conducted in accordance with the PRISMA guidelines. Data were extracted following a pre-defined schedule by two of the authors. The CAMARADES criteria were used for quality assessment. A narrative synthesis was conducted.Sixteen studies met the inclusion criteria. The result showed that ultrasound parameters and types of MBs were heterogeneous among studies. Numerous positive outcomes on efficacy were found, but only four studies demonstrated superiority of STL versus recombinant tissue-type plasminogen activator on clinical criteria. Data available on safety are limited.Quality assessment of the studies reviewed revealed a number of biases.Further in vivo studies are needed to demonstrate a better efficacy and safety of STL compared to currently approved therapeutic options.http://syrf.org.uk/protocols/

Inclusion and exclusion criteria used to select studies.

<p>Inclusion and exclusion criteria used to select studies.</p

PRISMA 2009 flow diagram.

<p>Extracting schedule of the studies.</p

Summary of compositions of various clots, clotting time before injection, and time between injection and the start of treatment.

<p>Summary of compositions of various clots, clotting time before injection, and time between injection and the start of treatment.</p

General description of studies that fulfilled the inclusion/exclusion criteria.

<p>General description of studies that fulfilled the inclusion/exclusion criteria.</p

Conditions undergoing testing and main outcomes (p < 0.05) of the 16 studies.

<p>Conditions undergoing testing and main outcomes (p < 0.05) of the 16 studies.</p