Over the past two decades the feasibility for using transcranial ultrasound as both a therapeutic and diagnostic tool has been established. Various aberration-correction techniques have been proposed to achieve transcranial focusing, including CT-derived model based corrections, ultrasound-derived model based corrections, magnetic resonance acoustic radiation force (MR-ARFI) techniques, and techniques involving the invasive introduction of an acoustic source or receiver into the brain. Here, we investigate the correlation between transcranial infrared light (IR) and transcranial ultrasound, where we examine whether IR could be an indicator of any of the key acoustic properties that affect transcranial transmission (signal attenuation, speed of sound, and bone density). Nine human skull samples were utilized in the study. The interior of each sample was illuminated over its inner surface using a diffuse light source. Light transmitted to the outer surface was detected by a 3-mm diameter 940-nm infrared sensor. Acoustic measurements were likewise obtained in a water tank using a 12.7-mm diameter 1-MHz source and a needle hydrophone receiver. Results reveal a positive correlation between the acoustic time-of-flight and optical intensity (the correlation coefficient is between 0.5 and 0.9). Subsequent investigation shows this correlation to hold independent of the presence or absence of dura mater on the samples. Poor correlation is observed between acoustic amplitude and optical intensity (the correlation coefficient is between 0.1 and 0.7).

中文翻译：

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经颅超声弥散红外与超声相关性研究

在过去的二十年中，使用经颅超声作为治疗和诊断工具的可行性已经确立。已经提出了各种像差校正技术来实现经颅聚焦，包括基于 CT 衍生模型的校正、基于超声衍生模型的校正、磁共振声辐射力 (MR-ARFI) 技术以及涉及声源侵入性引入的技术或接收器进入大脑。在这里，我们研究了经颅红外光 (IR) 和经颅超声之间的相关性，我们检查了 IR 是否可以作为影响经颅传输的任何关键声学特性（信号衰减、声速和骨密度）的指标。研究中使用了九个人类头骨样本。使用漫射光源照亮每个样品的内表面。透射到外表面的光由直径 3 毫米、940 纳米的红外传感器检测到。同样在使用 12.7 毫米直径 1 MHz 源和针式水听器接收器的水箱中进行声学测量。结果显示声学飞行时间和光强度之间呈正相关（相关系数在 0.5 和 0.9 之间）。随后的调查表明，这种相关性与样本上硬脑膜的存在与否无关。观察到声振幅和光强度之间的相关性较差（相关系数在 0.1 和 0.7 之间）。透射到外表面的光由直径 3 毫米、940 纳米的红外传感器检测到。同样在使用 12.7 毫米直径 1 MHz 源和针式水听器接收器的水箱中进行声学测量。结果显示声学飞行时间和光强度之间呈正相关（相关系数在 0.5 和 0.9 之间）。随后的调查表明，这种相关性与样本上硬脑膜的存在与否无关。观察到声振幅和光强度之间的相关性较差（相关系数在 0.1 和 0.7 之间）。透射到外表面的光由直径 3 毫米、940 纳米的红外传感器检测到。同样在使用 12.7 毫米直径 1 MHz 源和针式水听器接收器的水箱中进行声学测量。结果显示声学飞行时间和光强度之间呈正相关（相关系数在 0.5 和 0.9 之间）。随后的调查表明，这种相关性与样本上硬脑膜的存在与否无关。观察到声振幅和光强度之间的相关性较差（相关系数在 0.1 和 0.7 之间）。结果显示声学飞行时间和光强度之间呈正相关（相关系数在 0.5 和 0.9 之间）。随后的调查表明，这种相关性与样本上硬脑膜的存在与否无关。观察到声振幅和光强度之间的相关性较差（相关系数在 0.1 和 0.7 之间）。结果显示声学飞行时间和光强度之间呈正相关（相关系数在 0.5 和 0.9 之间）。随后的调查表明，这种相关性与样本上硬脑膜的存在与否无关。观察到声振幅和光强度之间的相关性较差（相关系数在 0.1 和 0.7 之间）。