声学特性不确定性对经颅超声仿真的影响

内容形式：摘要译文

在经颅超声（TUS）干预中，常通过个体化仿真规划并报告声学与热暴露情况。仿真准确性取决于对声学和热学组织特性的假设，包括声速、密度和衰减。文献报道的组织特性测量结果差异很大，因此难以形成用于仿真的统一点估计。目前尚未量化这些特性的不确定性会如何影响暴露估计。我们汇总了文献中颅骨和脑组织七项声学与热学特性的取值范围，并使用两个独立仿真平台（PRESTUS/k-Wave 和 BabelBrain）评估各项特性对模拟声强和温升的单独影响。颅骨衰减和吸收的变化带来了最大的结果不确定性：仅颅骨衰减在文献报道范围内变化，就使脑内峰值声强约相差三倍；而吸收对颅骨内温升的影响最大。除一项例外外，各参数影响的方向在两个平台之间以及不同颅骨厚度下均保持一致。因此，可以组合这些参数范围，构建涵盖声波透射和温升上下界的仿真设置。与这些极端设置相比，三个仿真工具箱（k-Plan、BabelBrain、PRESTUS）的默认特性参数集得到的脑内声强相近，但颅骨加热结果存在差异，主要源于对颅骨吸收和热容的假设不同。这些结果表明，颅骨声学特性的不确定性是 TUS 暴露估计差异的重要来源。为支持安全、有效且可重复的经颅超声应用，有必要改进对这些特性的测量，并明确报告暴露估计的不确定性】【。

超声规划。

关键词：经颅超声 · 声学特性 · 不确定性分析 · 颅骨衰减 · 温升仿真 · 声学暴露估计

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.30.763065v1?rss=1