Compact, high-speed variable-focus liquid lens using acoustic radiation force

Introduction: Shear Wave Elastography (SWE) is a recently developed noninvasive method for elastography assessment using ultrasound. The technique consists of sending an acoustic radiation force into the tissue that in turn generates an orthogonal low frequency propagating shear wave. The shear wave propagation speed, which is calculated from B-mode images, is correlated to the tissues mechanical properties. Currently, SWE is primarily used in breast and liver to detect tumors easily missed with normal B-mode ultrasound. SWE could potentially aid in the characterization of plaques in the carotid artery, which is critical for the prevention of ischemic stroke. Methods: Six polyvinyl alcohol (PVA) phantoms were created with soft and hard plaque mimicking inclusions. The plaques were excited with acoustic radiation force and the shear wave was measured using high speed B-mode imaging. The data was post-processed with a custom in-house algorithm fitting a model of a Lamb wave propagating through a plate to the shear wave dispersion curve, which allowed the shear modulus to be estimated. The results were validated by measuring the phantom plaque shear modulus with mechanical testing. Results: SWE measured a mean shear modulus of 6 ± 1 kPa and 106 ± 17 kPa versus 3 kPa and 95 kPa measured by mechanical testing in the soft and hard plaques respectively. The results show good agreement between the shear modulus measured with SWE and mechanical testing. In this study simplified homogenous phantom plaque models were examined in a static experimental setup with results validated by mechanical testing. Algorithm improvements for measurements in a dynamic environment are being developed for a future in vivo pilot study. Conclusion: The results show good agreement between the shear modulus measured with SWE and mechanical testing and indicate the possibility for an in vivo application.

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Liquid lens using acoustic radiation force

IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control ◽

10.1109/tuffc.2011.1842 ◽

2011 ◽

Vol 58 (3) ◽

pp. 596-602 ◽

Cited By ~ 8

Author(s):

Daisuke Koyama ◽

Ryoichi Isago ◽

Kentaro Nakamura

Keyword(s):

Acoustic Radiation ◽

Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force ◽

Liquid Lens

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Liquid lens using an acoustic radiation force

2010 IEEE International Ultrasonics Symposium ◽

10.1109/ultsym.2010.5935605 ◽

2010 ◽

Author(s):

Daisuke Koyama ◽

Ryoichi Isago ◽

Kentaro Nakamura

Keyword(s):

Acoustic Radiation ◽

Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force ◽

Liquid Lens

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Rationale Abklärung von Lebererkrankungen

Therapeutische Umschau ◽

10.1024/0040-5930/a000889 ◽

2017 ◽

Vol 74 (3) ◽

pp. 79-86

Author(s):

Leona von Köckritz ◽

Andrea De Gottardi

Keyword(s):

Acoustic Radiation ◽

Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force Impulse ◽

Alkalische Phosphatase ◽

Gamma Glutamyltransferase ◽

Alpha 1 Antitrypsin

Zusammenfassung. Im klinischen Alltag werden häufig erhöhte Leberwerte beobachtet. In der Regel erfordern sie weitere Abklärungen bezüglich der möglichen Ätiologie und des Schweregrad einer akuten oder chronischen Lebererkrankung. Die Abklärung sollte dabei neben einer gezielten Anamnese und sorgfältigen klinischen Untersuchung, auch die Bestimmung von laborchemischen Markern für Cholestase und Leberfunktionsstörungen (wie Alkalische Phosphatase, gamma-Glutamyltransferase, Bilirubin, Albumin und Gerinnungsfaktoren) umfassen. Die Bestimmung weiterer Parameter wie Ferritin und Transferrinsättigung, Autoimmunantikörper, Virusserologien, alpha-1 Antitrypsin und Coerulolasmin können weitere Hinweise für die kausalen Zusammenhänge der Leberfunktionsstörung liefern. Bei Patienten mit Lebererkrankungen ist eine sonografische Beurteilung der Leber obligat. Ergänzend zur Sonografie werden heute weitere nicht-invasive Methoden wie Fibroscan, Acoustic Radiation Force Impulse Elastometrie und Magnet-Resonanz-Elastografie zur Beurteilung der Leberfibrose eingesetzt. In ausgewählten Fällen ist eine Leberbiopsie notwendig, um den Grad der Fibrose und die Ätiologie der Lebererkrankung zu eruieren. Mithilfe eines Fallbeispiels, diskutieren die Autoren im Folgenden die rationale Anwendung diagnostischer Tests und deren korrekte Interpretation und schlagen eine Orientierungshilfe zur rationalen Abklärung von Patienten mit Lebererkrankungen vor.

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Neue Horizonte bei der Lebersonographie

Praxis ◽

10.1024/1661-8157/a001112 ◽

2012 ◽

Vol 101 (18) ◽

pp. 1161-1166

Author(s):

Hagara ◽

Schwarzenbach ◽

Cerny

Keyword(s):

Acoustic Radiation ◽

Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force Impulse

Dank technologischer Verbesserungen und einer immer besser werdenden klinischen Evidenzlage wird der diagnostische Ultraschall im Vergleich zu den Röntgen- und Magnetresonanzverfahren vermehrt eingesetzt. Dies nicht nur aus Kostengründen, sondern auch um der Zunahme der Strahlenbelastung der Bevölkerung durch diagnostische ionisierende Strahlen entgegenzuwirken. In der folgenden Übersichtsarbeit versuchen die Autoren die neuesten Entwicklungen im Bereich des Leberultraschalls vorzustellen. Bemerkenswert sind Verfahren, die eine dynamische Untersuchung der Leberdurchblutung mittels Kontrastmittelultraschall (Schwefelhexafluorid SonoVue®) und damit Verbesserungen bei der Charakterisierung von fokalen Leberläsionen wie Metastasen extrahepatischer Tumoren, Regeneratsknoten bei Leberzirrhose, fokaler nodulärer Hyperplasie, hepatozellu-lärem Karzinom, Leberhämangiom, Leberadenom sowie fokaler Mehr- oder Minderverfettung ermöglichen. Ebenfalls wichtig sind Techniken, die eine Bestimmung der Gewebekonsistenz mittels transienter Elastographie (Fibroscan), ARFI (Acoustic Radiation Force Impulse) oder Echtzeit-Gewebe-Elastographie erlauben. Die Quantifizierung des Steatosegrads ist für Diagnose und Verlaufsbeurteilung von Leberpathologien unabdingbar.

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Acoustic Radiation Force Elastografie versus FibroScan zur nicht-invasive Beurteilung des Leberfibrosestadiums bei viraler Hepatitis

Endoskopie heute ◽

10.1055/s-0029-1215969 ◽

2009 ◽

Vol 22 (01) ◽

Author(s):

M Friedrich-Rust ◽

K Wunder ◽

F Sotoudeh ◽

S Kriener ◽

S Martens ◽

...

Keyword(s):

Acoustic Radiation ◽

Radiation Force ◽

Acoustic Radiation Force

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