生物組織の光透過率の障壁を克服するための集中的な超音波と生体恐怖症の相乗効果

光学技術は、人間の病気を診断および治療するためのツールです。生物学的組織の高い光散乱性によって引き起こされる浅い浸透深度は、生物医学分野で光を利用するための重大な障害です。この論文では、集中性超音波（FUS）によって誘導されるラット脳の光透過促進が観察され、観察された増強の原因が分析されました。FUSによって生成された気泡と機械的変形の両方が原因として引用されました。モンテカルロシミュレーションは、気泡による伝達への影響を調査するために実行され、有限要素法も使用され、音響粒子の運動によって誘導される機械的変形を記述しました。その結果、実験で観察されたFUSパルスに従って伝送の変化を記述するには、機械的変形がより適していることがわかりました。

Optical technology is a tool to diagnose and treat human diseases. Shallow penetration depth caused by the high optical scattering nature of biological tissues is a significant obstacle to utilizing light in the biomedical field. In this paper, light transmission enhancement in the rat brain induced by focused ultrasound (FUS) was observed and the cause of observed enhancement was analyzed. Both air bubbles and mechanical deformation generated by FUS were cited as the cause. The Monte Carlo simulation was performed to investigate effects on transmission by air bubbles and finite element method was also used to describe mechanical deformation induced by motions of acoustic particles. As a result, it was found that the mechanical deformation was more suitable to describe the transmission change according to the FUS pulse observed in the experiment.