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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Kyuheon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;TaeYoung</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Min,&#x20;Byoung-Kyong</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Hyungmin</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-10-25T09:30:09Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-10-25T09:30:09Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2024-10-22</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2024-09-20</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;150847</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Objectives:&#x20;We&#x20;propose&#x20;an&#x20;AI&#x20;model&#x20;that&#x20;predicts&#x20;the&#x20;acoustic&#x20;pressure&#x20;distribution&#x20;in&#x20;real-time&#x20;based&#x20;on&#x20;the&#x20;phase&#x20;information&#x20;of&#x20;phased&#x20;array&#x20;transducers.&#x20;&#x0A;&#x0A;Methods:&#x20;The&#x20;k-Wave&#x20;Matlab&#x20;toolbox&#x20;was&#x20;utilized&#x20;to&#x20;generate&#x20;acoustic&#x20;simulation&#x20;data,&#x20;which&#x20;served&#x20;as&#x20;the&#x20;ground-truth&#x20;for&#x20;training&#x20;the&#x20;AI&#x20;model.&#x20;The&#x20;model&#x20;was&#x20;structured&#x20;as&#x20;an&#x20;encoder-decoder&#x20;network&#x20;based&#x20;on&#x20;CNN&#x20;and&#x20;Transformer&#x20;with&#x20;a&#x20;U-shaped&#x20;design.&#x20;It&#x20;takes&#x20;geometric&#x20;information&#x20;of&#x20;the&#x20;transducer&#x20;and&#x20;phase&#x20;information&#x20;of&#x20;each&#x20;element&#x20;as&#x20;input&#x20;and&#x20;yields&#x20;the&#x20;simulation&#x20;result.&#x20;A&#x20;500&#x20;kHz&#x20;bowl-shaped&#x20;transducer&#x20;with&#x20;4&#x20;channels&#x20;was&#x20;employed,&#x20;which&#x20;is&#x20;widely&#x20;used&#x20;in&#x20;tFUS&#x20;neuromodulation.&#x0A;&#x0A;Results:&#x20;Along&#x20;with&#x20;the&#x20;respective&#x20;processing&#x20;times&#x20;for&#x20;each&#x20;method,&#x20;we&#x20;evaluated&#x20;the&#x20;accuracy&#x20;of&#x20;our&#x20;AI&#x20;model&#x20;by&#x20;comparing&#x20;the&#x20;peak&#x20;pressure&#x20;ratio&#x20;and&#x20;the&#x20;dice&#x20;similarity&#x20;coefficient&#x20;(DSC)&#x20;of&#x20;full-width&#x20;at&#x20;half-maximum&#x20;(FWHM)&#x20;between&#x20;the&#x20;AI&#x20;inference&#x20;and&#x20;result&#x20;of&#x20;k-Wave&#x20;simulation.&#x20;In&#x20;one&#x20;simulation,&#x20;while&#x20;k-Wave&#x20;took&#x20;8&#x20;s,&#x20;the&#x20;AI&#x20;model&#x20;completed&#x20;the&#x20;inference&#x20;in&#x20;just&#x20;0.025&#x20;s.&#x20;For&#x20;300&#x20;cases&#x20;where&#x20;the&#x20;phase&#x20;was&#x20;randomly&#x20;assigned,&#x20;the&#x20;average&#x20;peak&#x20;pressure&#x20;error&#x20;was&#x20;5.6%,&#x20;and&#x20;the&#x20;average&#x20;DSC&#x20;was&#x20;88.94%&#x20;in&#x20;free&#x20;water.&#x20;The&#x20;image&#x20;below&#x20;provides&#x20;an&#x20;example&#x20;comparing&#x20;the&#x20;steered&#x20;focus&#x20;according&#x20;to&#x20;phase&#x20;variations.&#x0A;&#x0A;Conclusions:&#x20;We&#x20;introduce&#x20;an&#x20;AI&#x20;model&#x20;for&#x20;real-time&#x20;prediction&#x20;of&#x20;acoustic&#x20;pressure&#x20;distribution&#x20;based&#x20;on&#x20;phase&#x20;variations.&#x20;Numerical&#x20;evaluations&#x20;show&#x20;comparable&#x20;results&#x20;to&#x20;k-Wave&#x20;simulation&#x20;with&#x20;reduced&#x20;processing&#x20;time,&#x20;facilitating&#x20;real-time&#x20;monitoring&#x20;of&#x20;steered&#x20;focal&#x20;positions.&#x20;Future&#x20;studies&#x20;will&#x20;explore&#x20;applying&#x20;transcranial&#x20;acoustic&#x20;pressure&#x20;on&#x20;skull&#x20;models&#x20;with&#x20;AI&#x20;model.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">International&#x20;Society&#x20;for&#x20;Therapeutic&#x20;Ultrasound</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Real-time&#x20;Simulation&#x20;of&#x20;Phased&#x20;Multi-element&#x20;Transducers&#x20;Using&#x20;AI</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Conference</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="journalClass">1</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">The&#x20;23rd&#x20;Annual&#x20;International&#x20;Symposium&#x20;on&#x20;Therapeutic&#x20;Ultrasound&#x20;(ISTU&#x20;2024)</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">The&#x20;23rd&#x20;Annual&#x20;International&#x20;Symposium&#x20;on&#x20;Therapeutic&#x20;Ultrasound&#x20;(ISTU&#x20;2024)</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferencePlace">CH</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferencePlace">Taipei,&#x20;Taiwan</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferenceDate">2024-09-19</dcvalue>
<dcvalue element="relation" qualifier="isPartOf">Proceeding&#x20;of&#x20;ISTU&#x20;2024</dcvalue>
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