Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3 Opus | Chat GPT4 | Llama 3:

Resumen:

1.-Mark de Fraunhofer IBMT presenta una visión general de la investigación en ultrasonido, tendencias en terapia de ultrasonido y neuromodulación por ultrasonido.

2.-Fraunhofer IBMT es una de las instalaciones de investigación en ultrasonido más grandes de Europa, cubriendo diseño de transductores, electrónica, software y traducción clínica.

3.-El ultrasonido puede generar imágenes desde el nivel celular hasta aplicaciones clínicas tanto en imagen como en terapia.

4.-La electrónica de ultrasonido multicanal puede variar desde sistemas simples de pocos canales hasta sistemas complejos de más de 1000 canales para estimulación precisa.

5.-Los transductores de ultrasonido convierten señales eléctricas en ondas mecánicas usando cristales piezoeléctricos y se personalizan para diferentes aplicaciones de imagen y terapia.

6.-El software se utiliza para controlar sistemas de ultrasonido, generar señales y extraer datos para imagen o monitoreo de terapia.

7.-La terapia de ultrasonido ha visto un crecimiento significativo en la última década con nuevas aplicaciones emergiendo más allá de usos tradicionales como la destrucción de cálculos renales.

8.-El ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU) se utiliza para la ablación de tejido. El ultrasonido focalizado de baja intensidad (LIFU) se utiliza para neuromodulación no destructiva.

9.-El ultrasonido ofrece ventajas de alta precisión espacial, penetración profunda y no invasividad en comparación con otros métodos de neuromodulación como TMS, tDCS y DBS.

10.-La neuromodulación por ultrasonido se ha estudiado en diferentes modelos animales mostrando efectos en el comportamiento, niveles de neurotransmisores y condiciones de enfermedades como la epilepsia.

11.-Los estudios en humanos han demostrado la capacidad del ultrasonido para evocar percepciones sensoriales y modular la actividad cerebral relacionada con la discriminación sensorial.

12.-Los efectos de varios parámetros de ultrasonido como frecuencia, presión, patrones de pulso en neuromodulación aún no se comprenden completamente.

13.-El ultrasonido es una onda de presión que actúa como una onda longitudinal. Su propagación se ve afectada por las propiedades del tejido causando efectos como atenuación, reflexión y refracción.

14.-La frecuencia del ultrasonido impacta la profundidad de penetración, la precisión del enfoque y el ancho de banda utilizado. Se utiliza típicamente de 0.2-1 MHz para neuromodulación.

15.-La intensidad del ultrasonido, el ciclo de trabajo impactan la deposición de energía. Deben elegirse cuidadosamente para lograr el efecto deseado asegurando la seguridad.

16.-Las guías de seguridad para la neuromodulación por LIFU aún se están desarrollando, en contraste con los estándares bien establecidos para el ultrasonido de diagnóstico y la ablación por HIFU.

17.-Los sistemas de neuromodulación varían desde arreglos complejos de más de 1000 elementos para enfoque 3D hasta transductores de elemento único más simples con parámetros de pulso flexibles.

18.-Los transductores de elemento único tienen un enfoque fijo. Los transductores de arreglo pueden dirigir el enfoque en 3D aplicando retardos de fase.

19.-Fraunhofer IBMT desarrolla sistemas de matriz flexible para investigación en neuromodulación permitiendo el control sobre parámetros clave y dirección de enfoque 3D.

20.-Los sistemas pueden entregar presiones de hasta 9 MPa, suficientes para la apertura de la BBB y neuromodulación. Se pueden definir secuencias de pulso altamente flexibles.

21.-La dirección dinámica del haz permite mover el enfoque en patrones espaciales arbitrarios a lo largo del tiempo, permitiendo la estimulación de diferentes regiones cerebrales a demanda.

22.-Los sistemas están diseñados para alta compatibilidad con MR para integración con la planificación de tratamiento basada en MRI. Los marcadores ayudan a localizar la posición del transductor.

23.-Las configuraciones de haz cruzado de doble transductor se utilizan para lograr mayor precisión espacial, superando el enfoque en forma de cigarro de los transductores únicos.

24.-El hueso del cráneo distorsiona el enfoque del ultrasonido debido a su estructura compleja y en capas con propiedades acústicas variables. Esto necesita ser compensado.

25.-Las técnicas de corrección de aberración de fase utilizando datos de CT/MRI de la anatomía del cráneo se aplican para un enfoque preciso específico del paciente a través del cráneo.

26.-Se utilizan estándares médicos de ultrasonido establecidos donde sea aplicable para preparar sistemas de neuromodulación para estudios clínicos, ya que aún faltan estándares específicos.

27.-En resumen, LIFU muestra promesa para la neuromodulación no invasiva, pero muchas preguntas abiertas permanecen respecto a los parámetros de estimulación óptimos y los mecanismos de acción.

28.-Se necesitan sistemas flexibles, adecuados para la investigación, que permitan un alto grado de control sobre los parámetros de ultrasonido para abordar estas preguntas abiertas.

29.-La reducción de tamaño de los sistemas de neuromodulación es posible pero tiene compensaciones. Transductores muy pequeños pierden capacidades para el enfoque y la no invasividad.

30.-La cobertura de todo el cuero cabelludo es factible con arreglos de transductores de ultrasonido pero aumenta el costo y la complejidad debido a la alta cantidad de canales.

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