Dankon pro vizito de Nature.com.La retumila versio, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni redonos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Lastatempe estis pruvite, ke la uzo de ultrasono pliigas histo-rendimenton en ultrason-helpita fajna pingloaspiro (USeFNAB) kompare kun konvencia fajnapinglaspiro (FNAB).Ĝis nun, la rilato inter bevelgeometrio kaj pintomovo ne estis ĝisfunde studita.En ĉi tiu studo, ni esploris la ecojn de pinglo-resonanco kaj deklina amplitudo por diversaj nadlaj bevelgeometrioj kun malsamaj bevellongoj.Uzante konvencian 3.9 mm bevelitan lanceton, la pinta deklina potencofaktoro (DPR) en aero kaj akvo estis 220 kaj 105 µm/W, respektive.Ĉi tio estas pli alta ol la akssimetria 4mm bevelita pinto, disponigante 180 kaj 80 µm/W DPR en aero kaj akvo, respektive.Tiu studo elstarigas la gravecon de la rilato inter la fleksadrigideco de la bevelgeometrio en la kunteksto de malsamaj rimedoj de enmeto, kaj tial povas disponigi sciojn pri metodoj por kontrolado de post-penetra tranĉa ago ŝanĝante la pinglobevelgeometrion, kio estas grava.por aplikaĵo de USeFNAB estas kritika.
Fine-pingla aspirabiopsio (FNA) estas metodo de akirado de histoprovaĵoj por ŝajna patologio1,2,3 uzante nadlon.La Franseen-pinto pruviĝis havigi pli altan diagnozan rendimenton ol konvenciaj lancet4 kaj Menghini5-konsiloj.Aksimetriaj (t.e. cirkonferencaj) deklivoj ankaŭ estas sugestitaj por pliigi la verŝajnecon de histopatologie adekvataj specimenoj.
Dum biopsio, pinglo estas trapasita tra tavoloj de haŭto kaj histo por akiri aliron al suspektindaj lezoj.Lastatempaj studoj montris, ke ultrasono povas redukti la penetran forton necesan por aliri molajn histojn7,8,9,10.La geometrio de pinglobevelaĵo estis montrita influi pinglo-interagadfortojn, ekzemple, pli longaj beveloj pruviĝis havi pli malaltajn histajn penetrfortojn11.Post kiam la kudrilo penetris la surfacon de la histo, do post trapikado, la tranĉforto de la kudrilo povas esti 75% de la interaga forto de la kudrilo kun la histo12.Estis montrite, ke en la post-pika fazo, ultrasono (ultrasono) pliigas la efikecon de diagnoza mola histobiopsio.Aliaj ultrason-plifortigitaj ostaj biopsiaj teknikoj estis evoluigitaj por preni malmolajn histajn specimenojn, sed neniuj rezultoj estis raportitaj, kiuj plibonigas biopsian rendimenton.Multaj studoj ankaŭ konfirmis, ke mekanika movo pliiĝas kiam submetita al ultrasona streĉo16,17,18.Dum ekzistas multaj studoj pri aksaj (longitudaj) senmovaj fortoj en kudrilo-histo-interagoj19,20, ekzistas limigitaj studoj pri la tempa dinamiko kaj geometrio de nadla bevelo sub ultrasona FNAB (USeFNAB).
La celo de ĉi tiu studo estis esplori la efikon de malsamaj bevelgeometrioj sur la movado de la pinto de nadlo en kudrilo pelita de ultrasona fleksado.Aparte, ni esploris la efikon de la injekta medio sur nadla pinto-deklino post trapikado por tradiciaj nadlaj bevels (t.e., USeFNAB-pingloj por diversaj celoj kiel selektema aspiro aŭ molhisto-akiro.
Diversaj bevelgeometrioj estis inkluditaj en ĉi tiu studo.(a) La Lancet-specifo konformas al ISO 7864:201636 kie \(\alpha\) estas la primara bevelo, \(\theta\) estas la rotacia angulo de la sekundara bevelo, kaj \(\phi\) estas la sekundara bevelo. angulo., turnante, en gradoj (\(^\circ\)).(b) Liniaj nesimetriaj unupaŝaj chamferoj (nomitaj "normo" en DIN 13097:201937) kaj (c) Liniaj aksimetriaj (cirkonferencaj) unupaŝaj chanfroj.
Nia aliro komenciĝas per modeligado de la ŝanĝo en fleksa ondolongo laŭ la bevelo por konvenciaj lancetaj, aksimetriaj, kaj nesimetriaj unuetapaj bevelgeometrioj.Ni tiam kalkulis parametrikan studon por ekzameni la efikon de tubdeklivo kaj longo sur la mekanika flueco de la translokigo.Ĉi tio estas necesa por determini la optimuman longon por fari prototipan kudrilon.Surbaze de la simulado, pingloprototipoj estis faritaj kaj ilia resonanca konduto estis eksperimente karakterizita per mezurado de la tensiaj reflektadkoeficientoj kaj kalkulado de la potencotransiga efikeco en aero, akvo kaj 10% (w/v) balistika gelateno, de kiu la operacia frekvenco estis determinita. .Finfine, altrapida bildigo estas uzata por rekte mezuri la deklinon de la fleksa ondo ĉe la pinto de la kudrilo en aero kaj akvo, same kiel por taksi la elektran potencon liverita je ĉiu oblikva angulo kaj la geometrion de la deklina potencoproporcio ( DPR) al la injektita medio..
Kiel montrite en Figuro 2a, uzu 21-mezurilan tubon (0.80 mm OD, 0.49 mm ID, tubmuro dikeco 0.155 mm, norma muro) por difini la pinglotubon kun tublongo (TL) kaj bevelangulo (BL) laŭ ISO. 9626:201621) en 316 neoksidebla ŝtalo (modulo de Young 205 \(\text {GN/m}^{2}\), denseco 8070 kg/m\(^{3}\) kaj rilatumo de Poisson 0,275 ).
Persistemo de la fleksa ondolongo kaj agordado de la finhava elemento modelo (FEM) por kudrilo kaj limkondiĉoj.(a) Determino de bevellongo (BL) kaj tublongo (TL).(b) Tridimensia (3D) finhava elemento modelo (FEM) uzanta harmonian punktforton \(\tilde{F}_y\vec {j}\) por movi la pinglon proksime, deviigi la punkton, kaj mezuri rapidecon ĉe la konsileto (\ ( \tilde {u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\)) por kalkuli la transdonon de mekanika flueco.\(\lambda _y\) estas difinita kiel la fleksa ondolongo relative al la vertikala forto \(\tilde{F}_y\vec {j}\).(c) Difinoj de la pezocentro, la sekca areo A, kaj la momentoj de inercio \(I_{xx}\) kaj \(I_{yy}\) ĉirkaŭ la x kaj y aksoj, respektive.
Kiel montrite en fig.2b,c, por senfina (senfina) trabo kun sekca areo A kaj je ondolongo pli granda ol la sekca grandeco de la trabo, la fleksita (aŭ fleksita) fazrapideco \( c_{EI }\) estas determinita per 22 :
kie E estas la modulo de Young (\(\text {N/m}^{2}\)), \(\omega _0 = 2\pi f_0\) estas la ekscita angula frekvenco (rad/s), kie \( f_0 \ ) estas la lineara frekvenco (1/s aŭ Hz), I estas la momento de inercio de la areo ĉirkaŭ la interesa akso\((\text {m}^{4})\), \(m'=\ rho _0 A\ ) estas la maso sur unuolongo (kg/m), kie \(\rho _0\) estas la denseco\((\text {kg/m}^{3})\) kaj A estas la kruco sekcio de la traba areo (xy-ebeno) (\(\text {m}^{2}\)).Ĉar la forto aplikita en nia ekzemplo estas paralela al la vertikala y-akso, t.e. \(\tilde{F}_y\vec {j}\), ni nur interesiĝas pri la regiona momento de inercio ĉirkaŭ la horizontala x-akso, t.e. \(I_{xx}\), do:
Por la finelementa modelo (FEM), pura harmonia delokiĝo (m) estas supozita, do la akcelo (\(\text {m/s}^{2}\)) estas esprimita kiel \(\partial ^2 \vec { u}/ \ parta t^2 = -\omega ^2\vec {u}\) kiel \(\vec {u}(x, y, z, t): = u_x\vec {i} + u_y\ vec {j } + u_z\vec {k}\) estas tridimensia movovektoro donita en spacaj koordinatoj.Anstataŭ ĉi-lasta, laŭ ĝia efektivigo en la programarpakaĵo COMSOL Multiphysics (versioj 5.4-5.5, COMSOL Inc., Masaĉuseco, Usono), la finhava deformada Lagranga formo de la impetbalanca leĝo ricevas jene:
kie \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) estas la tensora diverĝoperatoro, \({\underline{\sigma}}\) estas la dua Piola-Kirchhoff streĉa tensoro (dua ordo, \(\ text { N/ m}^{2}\)) kaj \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec {k} \) estas la korpofortvektoro (\(\text {N/m}^{3}\)) por ĉiu misformita volumeno, kaj \(e^{j\phi }\) estas la fazangulvektoro\(\phi \ ) ( ĝoja).En nia kazo, la volumena forto de la korpo estas nula, nia modelo supozas geometrian linearecon kaj malgrandan pure elastan deformadon, t.e. , kie \({\underline{\varepsilon}}^{el}\) kaj \({\substreki {\varepsilon}}\) estas elasta streĉo kaj totala streĉiĝo (dua ordo, sendimensia), respektive.La konsistiga izotropa elastectensoro de Hooke \(\underline{\underline{C}}\) estas komputita uzante la modulon de Young E (\(\text {N/m}^{2}\)) kaj la rilatumo de Poisson v estas determinita, do t.e. \(\substreki{\underline{C}}:=\substreku{\substreku{C}}(E,v)\) (kvara ordo).Do la streĉa kalkulo fariĝas \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\).
La kalkulo uzas 10-nodan kvaredran elementon kun elementograndeco \(\le\) de 8 µm.La kudrilo estas modeligita en vakuo, kaj la valoro de la translokigita mekanika moviĝeblo (ms-1 N-1) estas difinita kiel \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec { j}|/ |\ tilde{F}_y\vec {j}|\)24, kie \(\tilde{v}_y\vec {j}\) estas la eliga kompleksa rapideco de la manpeco kaj \( \ tilde {F}_y\ vec {j }\) estas kompleksa mova forto situanta ĉe la proksima fino de la tubo, kiel montrite en Figuro 2b.Traduku la mekanikan fluecon en decibelojn (dB) uzante la maksimuman valoron kiel referencon, t.e. \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}|) \ ) .Ĉiuj FEM-studoj estis faritaj ĉe frekvenco de 29.75 kHz.
La dezajno de la kudrilo (Fig. 3) konsistas el konvencia 21-mezura hipodermia kudrilo (Kat. No. 4665643, Sterican\(^\circledR\), ekstera diametro 0,8 mm, longo 120 mm, AISI 304 neoksidebla krom-nikelo. ŝtalo , B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germanio) ekipita per plasta Luer Lock maniko farita el polipropileno ĉe la proksima fino kaj taŭge modifita ĉe la fino.La pinglotubo estas lutita al la ondgvidilo kiel montrite en Fig. 3b.La ondgvidiloj estis presitaj sur rustorezista ŝtalo 3D presilo (EOS 316L rustorezista ŝtalo sur EOS M 290 3D presilo, 3D Formtech Oy, Jyväskylä, Finnlando) kaj tiam fiksitaj al la Langevin-sensilo uzante M4-riglilojn.La Langevin-sensilo konsistas el 8 piezoelektraj ringelementoj ŝarĝitaj ĉe ambaŭ finoj kun du masoj.
La kvar specoj de pintoj (foto), komerce havebla lanceto (L) kaj tri fabrikitaj aksimetriaj unuetapaj beveloj (AX1-3) estis karakterizitaj per bevellongoj (BL) de 4, 1.2 kaj 0.5 mm, respektive.(a) Deproksima foto de la finita pinto de pinto.(b) Supra vido de kvar pingloj lutitaj al la 3D presita ondgvidilo kaj poste konektitaj al la Langevin-sensilo per M4-rigliloj.
Tri aksimetriaj bevelpintoj (Fig. 3) estis fabrikitaj (TAs Machine Tools Oy) kun bevellongoj (BL, kiel difinite en Fig. 2a) de 4.0, 1.2 kaj 0.5 mm, respondante al \(\approx) 2 \(^ \ circ\), 7\(^\circ\) kaj 18\(^\circ\) respektive.La maso de la ondgvidilo kaj pinglo estas 3.4 ± 0.017 g (meznombro ± sd, n = 4) por bevels L kaj AX1-3, respektive (Quintix\(^\circledR\) 224 Design 2, Sartorius AG, Göttingen, Germanio) .Por la L kaj AX1-3 bevels en Figuro 3b, la totala longo de la pinto de la kudrilo ĝis la fino de la plasta maniko estis 13.7, 13.3, 13.3, kaj 13.3 cm, respektive.
Por ĉiuj pinglokonfiguracioj, la longo de la pinto de la pinto ĝis la pinto de la ondgvidilo (t.e., ĝis la veldareo) estis 4.3 cm, kaj la pinglotubo estis orientita kun la tranĉo supren (te, paralela al la Y-akso) , kiel montrite en la figuro.c (Fig. 2).
Propra manuskripto en MATLAB (R2019a, The MathWorks Inc., Masaĉuseco, Usono) funkcianta per komputilo (Latitude 7490, Dell Inc., Teksaso, Usono) estis uzata por generi linian sinusoidan svingon de 25 ĝis 35 kHz dum 7 sekundoj, pasi Cifereca-al-analoga (DA) konvertilo (Analog Discovery 2, Digilent Inc., Vaŝingtono, Usono) konvertas al analoga signalo.La analoga signalo \(V_0\) (0,5 Vp-p) tiam estis plifortigita per diligenta radiofrekvenca (RF) amplifilo (Mariachi Oy, Turku, Finnlando).Falanta amplifita tensio \({V_I}\) de la RF-amplifilo kun produkta impedanco de 50 ohmoj estas provizita al transformilo konstruita en la pinglostrukturon kun enira impedanco de 50 ohmoj.Langevin-transduktiloj (antaŭaj kaj malantaŭaj pezaj multtavolaj piezoelektraj transduktiloj) kutimas generi mekanikajn ondojn.La kutima RF-amplifilo estas ekipita per dukanala konstanta ondo-potencfaktoro (SWR) mezurilo kiu registras la okazaĵan \({V_I}\) kaj reflektitan plifortigitan tensio\(V_R\) en analoga-al-cifereca (AD) reĝimo.kun specimena indico de 300 kHz Konvertilo (analoga Discovery 2).La ekscitsignalo estas amplitudomodulita komence kaj ĉe la fino por malhelpi troŝarĝi la amplifilenigaĵon kun transient.
Uzante specialadaptitan manuskripton efektivigitan en MATLAB, la frekvencresponda funkcio (FRF), t.e. \(\tilde{H}(f)\), estis taksita eksterrete uzante du-kanalan sinusoidan balaa mezurmetodon (Fig. 4), kiu supozas lineareco en la tempo.senvaria sistemo.Krome, 20 ĝis 40 kHz-grupenirpermesilfiltrilo estas aplikita por forigi iujn ajn nedeziratajn frekvencojn de la signalo.Rilate al la teorio de transmisilinioj, ĉi-kaze \(\tilde{H}(f)\) estas ekvivalenta al la tensia reflekta koeficiento, t.e. \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I}\ ) \) malpliiĝas al \({V_R}^ 2 /{V_I}^2\ ) egalas al \(|\rho _{V}|^2\).En kazoj, kie necesas absolutaj elektraj potencaj valoroj, okazanta potenco \(P_I\) kaj reflektita potenco \(P_R\) potenco (W) estas kalkulitaj prenante la rms-valoron (rms) de la responda tensio, ekzemple.por transdona linio kun sinusoida ekscito \( P = {V}^2/(2Z_0)\)26, kie \(Z_0\) egalas al 50 \(\Omega\).La elektra potenco liverita al la ŝarĝo \(P_T\) (t.e., la enigita medio) povas esti kalkulita kiel \(|P_I – P_R |\) (W RMS), same kiel la potencotransiga efikeco (PTE) kaj procento ( %) povas esti determinita kiel la formo estas donita, do 27:
La aciklaj modalaj frekvencoj \(f_{1-3}\) (kHz) kaj iliaj ekvivalentaj potenctransigaj faktoroj \(\text {PTE}_{1{-}3} \) estas tiam taksitaj uzante la FRF.FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Hz) taksita rekte de \(\text {PTE}_{1{-}3}\), de Tabelo 1 A unuflanka lineara spektro estas akirita ĉe la priskribita modala frekvenco \(f_{1-3}\).
Mezurado de la frekvencrespondo (AFC) de pinglostrukturoj.Sinusoida dukanala balaa mezuro25,38 estas uzata por akiri la frekvencrespondan funkcion \(\tilde{H}(f)\) kaj ĝian impulsrespondon H(t).\({\mathcal {F}}\) kaj \({\mathcal {F}}^{-1}\) reprezentas la konverton de Fourier de cifereca detranĉo kaj ĝia inverso, respektive.\(\tilde{G}(f)\) signifas la produkton de du signaloj en la frekvenca domajno, ekz. \(\tilde{G}_{XrX}\) signifas la inversan skanprodukton\(\tilde{ X} r (f)\ ) kaj faltensio \(\tilde{X}(f)\) respektive.
Kiel montrite en Figuro 5, la altrapida fotilo (Phantom V1612, Vision Research Inc., NJ, Usono) estas ekipita per makro-lenso (MP-E 65mm, \(f\)/2.8, 1-5\).(\times\), Canon Inc., Tokio, Japanio), por registri pintdeklinojn dum fleksa ekscito (unufrekvenca, kontinua sinusoido) ĉe frekvencoj de 27,5-30 kHz.Por krei ombromapon, malvarmetigita elemento de alta intenseco blanka LED (partnumero: 4052899910881, blanka LED, 3000 K, 4150 lm, Osram Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, Germanio) estis metita malantaŭ la pinto de la kudrilo.
Fronta vido de la eksperimenta aranĝo.Profundo estas mezurita de la surfaco de la medio.La pinglostrukturo estas fiksita kaj muntita sur motorizita transiga tablo.Uzu altrapidan fotilon kun alta pligrandiga lenso (5\(\x\)) por mezuri oblikvan angulan devion.Ĉiuj dimensioj estas en milimetroj.
Por ĉiu tipo de pinglobevelo, ni registris 300 kadrojn de altrapida fotilo je 128 \(\x\) 128 pikseloj, ĉiu kun spaca rezolucio de 1/180 mm (\(\approx) 5 µm), kun tempa rezolucio de 310,000 kadroj je sekundo.Kiel montrite en Figuro 6, ĉiu kadro (1) estas tondita (2) tiel ke la pinto de la kudrilo estas en la lasta linio (malsupro) de la kadro, kaj la histogramo de la bildo (3) estas kalkulita, do la Canny. sojloj de 1 kaj 2 povas esti determinitaj.Tiam apliku Canny-randan detekton 28(4) kun Sobel-operatoro 3 \(\times\) 3 kaj kalkulu poziciojn por ne-hipotenuzaj pikseloj (etikeditaj \(\mathbf {\times }\)) sen kavitacio 300 tempopaŝoj.Por determini la intervalon de pintodeklino, kalkulu la derivaĵon (uzante la centran diferenco-algoritmo) (6) kaj determini la kadron (7) kiu enhavas la lokajn ekstremojn (te pinto) de la deklino.Post vida inspektado de la kavitacio-libera rando, paro de kadroj (aŭ du kadroj kun intervalo de duontempo) estis elektita (7) kaj la deklino de la pinto estis mezurita (indicita kiel \(\mathbf {\times}) \) ).Ĉi-supra estas efektivigita en Python (v3.8, Python Software Foundation, python.org) uzante la OpenCV Canny-randan detekto-algoritmon (v4.5.1, malfermfonteca komputilvida biblioteko, opencv.org).Finfine, la deklina potencofaktoro (DPR, µm/W) estas kalkulita kiel la rilatumo de la pint-al-pinta deklino al la elsendita elektra potenco \(P_T\) (Wrms).
Uzante 7-paŝan algoritmon (1-7), inkluzive de tondado (1-2), detekto de la randoj de Canny (3-4), kalkulo, mezuru la pikselan pozicion de la pinta deklina rando uzante serion de kadroj prenitaj de alta. rapidkamerao ĉe 310 kHz ( 5) kaj ĝia tempa derivaĵo (6), kaj, finfine, la intervalo de pintodeklino estas mezurita sur vide kontrolitaj paroj de kadroj (7).
Mezurite en aero (22.4-22.9°C), dejonigita akvo (20.8-21.5°C) kaj 10% (w/v) akva balistika gelateno (19.7-23.0°C , \(\text {Honeywell}^{ \ text {) TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) Bova kaj Porka Osta Gelatino por Tipo I Balistika Analizo, Honeywell International, Norda Karolino, Usono).Temperaturo estis mezurita per K-tipa termopar-amplifilo (AD595, Analog Devices Inc., MA, Usono) kaj K-tipa termopar (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 tipo-K, Fluke Corporation, Vaŝingtono, Usono).Uzu vertikalan motorizitan Z-akso-stadio (8MT50-100BS1-XYZ, Standa Ltd., Vilno, Litovio) por mezuri profundon de la amaskomunikila surfaco (metita kiel la origino de la Z-akso) kun rezolucio de 5 µm per paŝo.
Ĉar la specimena grandeco estis malgranda (n = 5) kaj normaleco ne povus esti supozita, la duprova duvosta Wilcoxon-ranga sumotesto (R, v4.0.3, R Foundation for Statistical Computing, r-project.org) estis uzita por kompari la kvanton de varianco pinto por diversaj bevels.Tri komparoj estis faritaj por ĉiu deklivo, do Bonferroni-korekto estis aplikita kun alĝustigita signifonivelo de 0.017 kaj erarprocento de 5%.
Referenco estas farita al Fig. 7 sube.Je 29.75 kHz, la kurba duona ondolongo (\(\lambda _y/2\)) de 21-mezurila kudrilo estas \(\proksimume) 8 mm.La fleksa ondolongo malpliiĝas laŭ la deklivo kiam ĝi alproksimiĝas al la pinto.Ĉe la pinto \(\lambda _y/2\) estas ŝtupaj beveloj de 3, 1 kaj 7 mm, respektive, por ordinaraj lancetoj (a), malsimetriaj (b) kaj aksemetriaj (c).Tiel, tio signifas, ke la lanceto diferencos je \(\ĉirkaŭ\) 5 mm (pro la fakto ke la du ebenoj de la lanceto formas punkton de 29,30), la nesimetria deklivo varias je 7 mm, kaj la simetria deklivo je 1 mm.Aksimetriaj deklivoj (la pezocentro restas la sama, do nur la murdikeco fakte ŝanĝiĝas laŭ la deklivo).
Apliko de la FEM-studo ĉe 29.75 kHz kaj la ekvacio.(1) Kalkulu la fleksan duonondan ŝanĝon (\(\lambda _y/2\)) por lanceta (a), nesimetria (b) kaj aksimetria (c) oblikva geometrio (kiel en Fig. 1a,b,c).).La averaĝa \(\lambda_y/2\) por la lanceto, nesimetria, kaj aksimetriaj deklivoj estas 5.65, 5.17, kaj 7.52 mm, respektive.Notu ke pintodikeco por nesimetriaj kaj aksimetriaj beveloj estas limigita al \(\approx) 50 µm.
Pinta moviĝeblo \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) estas kombinaĵo de optimuma tublongo (TL) kaj inklinlongo (BL) (Fig. 8, 9).Por konvencia lanceto, ĉar ĝia grandeco estas fiksita, la optimuma TL estas \(\approx\) 29.1 mm (Fig. 8).Por nesimetriaj kaj aksimetriaj deklivoj (Fig. 9a, b, respektive), la FEM-studo inkludis BL de 1 ĝis 7 mm, do la optimumaj TL-intervaloj estis de 26,9 ĝis 28,7 mm (gamo 1,8 mm) kaj de 27,9 ĝis 29,2 mm (gamo). 1,3 mm).) ), respektive.Por nesimetriaj deklivoj (Fig. 9a), la optimuma TL pliiĝis lineare, atingante altebenaĵon ĉe BL 4 mm, kaj tiam akre malpliiĝis de BL 5 ĝis 7 mm.Por aksimetriaj deklivoj (Fig. 9b), la optimuma TL pliiĝas linie kun BL-plilongigo kaj finfine stabiligas ĉe BL de 6 ĝis 7 mm.Plilongigita studo de aksimetriaj deklivoj (Fig. 9c) montris malsaman aron de optimumaj TLoj situantaj ĉe \(\proksimume) 35.1–37.1 mm.Por ĉiuj BLoj, la distanco inter du aroj de optimumaj TLoj estas \(\approx\) 8 mm (ekvivalenta al \(\lambda _y/2\)).
Lanceta dissenda moviĝeblo ĉe 29.75 kHz.La pinglotubo estis fleksita kun frekvenco de 29.75 kHz, la vibro estis mezurita ĉe la fino kaj esprimita kiel la kvanto de transdonita mekanika movebleco (dB relative al la maksimuma valoro) por TL 26.5-29.5 mm (0.1 mm paŝo).
Parametrikaj studoj de la FEM ĉe frekvenco de 29.75 kHz montras ke la transiga moviĝeblo de la aksimetria pinto estas malpli trafita per ŝanĝoj en la longo de la tubo ol sia malsimetria ekvivalento.Bevellongo (BL) kaj tublongo (TL) studoj por nesimetriaj (a) kaj aksimetriaj (b, c) bevelgeometrioj en frekvencaj domajnaj studoj uzante FEM (limkondiĉoj estas montritaj en Figuro 2).(a, b) TL variis de 26,5 ĝis 29,5 mm (0,1 mm paŝo) kaj BL 1-7 mm (0,5 mm paŝo).(c) Plilongigita akssimetria oblikva angula studo inkluzive de TL 25-40mm (0.05mm paŝo) kaj 0.1-7mm (0.1mm paŝo) kiu rivelas la deziratan rilatumon \(\lambda_y/2\) Lozaj moviĝantaj limkondiĉoj por pinto estas kontentigitaj.
La pinglostrukturo havas tri naturajn frekvencojn \(f_{1-3}\) dividitajn en malaltajn, mezajn kaj altajn modalaj regionoj kiel montrite en Tabelo 1. La PTE-grandeco estas montrita en Figuro 10 kaj poste analizita en Figuro 11. Malsupre estas la rezultoj por ĉiu modala areo:
Tipaj registritaj tujaj potenctransiga efikeco (PTE) amplitudoj akiritaj uzante sinusoidal ekscito kun balaita frekvenco ĉe profundo de 20 mm por lanceto (L) kaj aksimetriaj deklivoj AX1-3 en aero, akvo kaj gelateno.Unuflanka spektro estas montrita.La laŭmezura frekvencrespondo (300 kHz provaĵofrekvenco) estis malalt-enirpermesilo filtrita kaj tiam subspecimenita per faktoro de 200 por modala analizo.La signalo-bruo-proporcio estas \(\le\) 45 dB.La PTE-fazo (purpura punktlinio) estas montrita en gradoj (\(^{\circ}\)).
La modala respondanalizo estas montrita en Figuro 10 (meznombro ± norma devio, n = 5) por la deklivoj L kaj AX1-3 en aero, akvo kaj 10% gelateno (20 mm profundo) kun (supraj) tri modalaj regionoj (malaltaj). , meza, alta).), kaj iliaj ekvivalentaj modalaj frekvencoj\(f_{1-3}\) (kHz), (averaĝa) energiefikeco\(\text {PTE}_{1{-}3 }\) uzas dezajnekvaciojn.(4) kaj (malsupro) estas la plena larĝo je duono de la maksimuma mezurita valoro \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Hz), respektive.Notu, ke kiam oni registras malaltan PTE, t.e. en la kazo de AX2-deklivo, la mezurado de bendolarĝo estas ellasita, \(\text {FWHM}_{1}\).La reĝimo \(f_2\) estas konsiderata kiel la plej taŭga por kompari la deklinon de klinitaj ebenoj, ĉar ĝi montras la plej altan nivelon de potencotransiga efikeco (\(\text {PTE}_{2}\)), ĝis 99 %.
Unua modala regiono: \(f_1\) ne multe dependas de la amaskomunikilaro enigita, sed dependas de la bevelgeometrio.\(f_1\) malpliiĝas kun malkreskanta bevellongo (27.1, 26.2 kaj 25.9 kHz por AX1-3, respektive, en aero).La regionaj mezumoj \(\text {PTE}_{1}\) kaj \(\text {FWHM}_{1}\) estas \(\approx\) 81% kaj 230 Hz respektive.\(\text {FWHM}_{1}\) estis la plej alta en gelateno el Lancet (L, 473 Hz).Notu ke \(\text {FWHM}_{1}\) por AX2 en gelateno ne povas esti taksita pro la malalta grandeco de la raportitaj frekvencrespondoj.
La dua modala regiono: \(f_2\) dependas de la tipo de pasto kaj bevelmedio.En aero, akvo kaj gelateno, la averaĝaj \(f_2\) valoroj estas 29.1, 27.9 kaj 28.5 kHz, respektive.La PTE por ĉi tiu modala regiono ankaŭ atingis 99%, la plej altan inter ĉiuj mezurgrupoj, kun regiona mezumo de 84%.La areomezumo \(\text {FWHM}_{2}\) estas \(\approx\) 910 Hz.
Tria modala regiono: \(f_3\) La frekvenco dependas de la speco de enmetmedio kaj bevelo.Mezaj \(f_3\) valoroj estas 32.0, 31.0 kaj 31.3 kHz en aero, akvo kaj gelateno, respektive.\(\text {PTE}_{3}\) havas regionan mezumon de \(\proksimume\) 74%, la plej malalta el iu ajn regiono.La regiona mezumo \(\text {FWHM}_{3}\) estas \(\proksimume\) 1085 Hz, kio estas pli alta ol la unua kaj dua regionoj.
La sekvanta rilatas al Fig.12 kaj Tabelo 2. La lanceto (L) deturnis la plej grandan parton (kun alta signifo al ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en kaj aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/). W en aero). 12 kaj Tabelo 2. La lanceto (L) deturnis la plej grandan parton (kun alta signifo al ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en kaj aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/). W en aero). Следующее относится к рисунку 12 и таблице 2. Ланцет (L) отклонялся больше всего всего (с вседующее) ех наконечников, \(p<\) 0,017) как в воздухе, так и в воде (рис. 12а), достигая самого высокого высокого . La sekvanta validas por Figuro 12 kaj Tabelo 2. Lanceto (L) deturnita plej (kun alta signifo por ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en ambaŭ aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR .(faru 220 μm/W en aero).Aludo estas farita al Figuro 12 kaj Tabelo 2 sube.柳叶刀(L) 在空气和水中（图12a）中偏转最大（对所有尖端具有高度意义高度意乼，Ｎ，（（对所有尖端具有高度意乼，Ｎ）））最高DPR （空气中高达220 µm/W）。柳叶刀 (L) havas la plej altan deklinon en aero kaj akvo (图12a) (对所述尖端是对尖端是是电影,\(p<\) 0.017), kaj atingis la plej altan DPR (ĝis µm/220) W en aero). Ланцет (L) имеет наибольшее отклонение (весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) весьма значимое . 12а), достигая самого высокого DPR (до 220 мкм/Вт воздухе). Lanceto (L) havas la plej grandan devion (tre signifa por ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/W en aero). En aero, AX1 kiu havis pli altan BL, deviigis pli alte ol AX2-3 (kun signifo, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kiu havis plej malsupran BL) deviigis pli ol AX2 kun DPR de 190 µm/W. En aero, AX1 kiu havis pli altan BL, deviigis pli alte ol AX2-3 (kun signifo, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kiu havis plej malsupran BL) deviigis pli ol AX2 kun DPR de 190 µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL отклонялся выше, чем AX2–3 (со значимостью \(p<\) 0,017 таким AX), (создухе AX1–3), м BL) отклонялся больше, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. En aero, AX1 kun pli alta BL deviigis pli alte ol AX2-3 (kun signifo \(p<\) 0.017), dum AX3 (kun plej malsupra BL) deviis pli ol AX2 kun DPR 190 µm/W.在空气中，具有较高BL 的AX1 偏转高于AX2-3（具有显着性，\(p<\) 0.017），耜兏（具，有显着性，转大于AX2，DPR 为190 µm/W。 En aero, la deklino de AX1 kun pli alta BL estas pli alta ol tiu de AX2-3 (signife, \(p<\) 0.017), kaj la deklino de AX3 (kun plej malalta BL) estas pli alta ol tiu de AX2, DPR estas 190. µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL имеет большее отклонение, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) имеет большее отклонение, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) см (p<\) см (p<\) см 0,01AX зким BL) имеет большее отклонение, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. En aero, AX1 kun pli alta BL havas pli grandan devion ol AX2-3 (signifa, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kun plej malsupra BL) havas pli grandan devion ol AX2 kun DPR de 190 μm/W. En akvo je 20 mm, neniuj signifaj diferencoj (\(p>\) 0.017) estis trovitaj en deklino kaj PTE por AX1-3. En akvo je 20 mm, neniuj signifaj diferencoj (\(p>\) 0.017) estis trovitaj en deklino kaj PTE por AX1-3. В воде на глубине 20 мм достоверных различий (\(p>\) 0,017) по прогибу и ФТР для AX1–3 наруж. En akvo je profundo de 20 mm, signifaj diferencoj (\(p>\) 0.017) en deklino kaj FTR estis detektitaj por AX1-3.在20 mm 的水中，AX1-3 的挠度和PTE 没有显着差异(\(p>\) 0.017)。 En 20 mm da akvo, ne estis signifa diferenco inter AX1-3 kaj PTE (\(p>\) 0.017). На глубине 20 мм прогиб и PTE AX1-3 существенно не отличались (\(p>\) 0,017). Je la profundo de 20 mm la deflankiĝo kaj PTE AX1-3 ne diferencis signife (\(p>\) 0,017).La niveloj de PTE en akvo (90,2–98,4%) estis ĝenerale pli altaj ol en aero (56–77,5%) (Fig. 12c), kaj la fenomeno de kavitacio estis notita dum la eksperimento en akvo (Fig. 13, vidu ankaŭ plian). informoj).
Konsilfleksaj ampleksomezuradoj (mezumo ± norma devio, n = 5) por L kaj AX1-3 ĉamferoj en aero kaj akvo (profundo 20 mm) rivelis la efikon de ŝanĝado de ĉamfrangeometrio.La mezuradoj estas akiritaj uzante kontinuan unufrekvencan sinusoidan eksciton.(a) Pintdevio (\(u_y\vec {j}\)) ĉe la vertico, mezurita ĉe (b) iliaj respektivaj modalaj frekvencoj \(f_2\).(c) Potenca transdono-efikeco (PTE, rms, %) kiel ekvacio.(4) kaj (d) Devio potenco faktoro (DPR, µm/W) kalkulita kiel pinto devio kaj elsendi potencon \(P_T\) (Wrms).
Tipa ombrointrigo de altrapida fotilo montranta la totalan deklinon de la lancetpinto (verdaj kaj ruĝaj punktlinioj) de la lanceto (L) kaj aksimetria pinto (AX1-3) en akvo (profundo 20mm), duonciklo, veturfrekvenco \(f_2\) (frekvenco 310 kHz specimenigo).La kaptita grizskala bildo havas grandecon de 128×128 pikseloj kun piksela grandeco de \(\proksimume) 5 µm.Vidbendo troveblas en pliaj informoj.
Tiel, ni modeligis la ŝanĝon en fleksa ondolongo (Fig. 7) kaj kalkulis la mekanikan moveblecon por translokigo por konvenciaj lanceolataj, nesimetriaj kaj aksaj kombinaĵoj de tublongo kaj bevelo (Fig. 8, 9).Simetria bevelita geometrio.Surbaze de ĉi-lasta, ni taksis la optimuman pint-al-veldan distancon esti 43 mm (aŭ \(\approx\) 2.75\(\lambda_y\) ĉe 29.75 kHz) kiel montrite en Figuro 5, kaj fabrikis tri akssimetriajn bevelojn kun malsamaj bevellongoj.Ni tiam karakterizis iliajn frekvencrespondojn kompare kun konvenciaj lancetoj en aero, akvo, kaj 10% (w/v) balistika gelateno (Figuroj 10, 11) kaj determinis la plej bonan kazon por kompari klinan deklinan reĝimon.Fine, ni mezuris pinto-deklinon per fleksado de ondo en aero kaj akvo je profundo de 20 mm kaj kvantigis la potencan transigan efikecon (PTE, %) kaj deflankigan potencan faktoron (DPR, µm/W) de la injektita medio por ĉiu kliniĝo.tipo (Fig. 12).
La rezultoj montras, ke la kliniĝa akso de la geometrio influas la amplitudan devion de la pinto-akso.La lanceto havis la plej altan kurbecon kaj ankaŭ la plej altan DPR kompare kun la aksimetria bevelo, dum la aksimetria bevelo havis pli malgrandan averaĝan devion (Fig. 12). La aks-simetria 4 mm bevelo (AX1) havanta la plej longan bevellongon, atingis statistike signifan plej altan deflankiĝon en aero (\(p < 0.017\), Tablo 2), kompare al aliaj aks-simetriaj pingloj (AX2-3), sed neniuj signifaj diferencoj estis observitaj, kiam la kudrilo estis metita en akvon. La aks-simetria 4 mm bevelo (AX1) havanta la plej longan bevellongon, atingis statistike signifan plej altan deflankiĝon en aero (\(p < 0.017\), Tablo 2), kompare al aliaj aks-simetriaj pingloj (AX2-3), sed neniuj signifaj diferencoj estis observitaj, kiam la kudrilo estis metita en akvon. Осесимметричный скос 4 мм (AX1), имеющий наибольшую длину скоса, достиг статистически статистически зоголь ьна лонения в воздухе (\(p <0,017\), таблица 2) по сравнению с другими осесимметричными иглами (AX2–3ми). Aksisimetria bevelo 4 mm (AX1), havanta la plej longan bevellongon, atingis statistike signifan pli grandan devion en aero (\(p < 0.017\), Tabelo 2) kompare kun aliaj aksimetriaj nadloj (AX2-3).sed signifaj diferencoj ne estis observitaj metante la kudrilon en akvon.与其他轴对称针(AX2-3) 相比，具有最长斜角长度的轴对称4 mm 斜角(AX1) 在空氡丟空氡斜角长度的轴对称着的最高偏转(\(p < 0.017\)，表2)，但当将针头放入水中时，没有观察到显着差异。 Kompare kun aliaj akse simetriaj pingloj (AX2-3), ĝi havas la plej longan oblikvan angulon de 4 mm akse simetria (AX1) en la aero, kaj ĝi atingis statistike signifan maksimuman deklinon (\(p < 0.017\), Tabelo 2) , sed kiam la kudrilo estis metita en akvon, neniu signifa diferenco estis observita. Осесимonoj по сравнению с другими осесимм? La aksimetria deklivo kun la plej longa deklivlongo de 4 mm (AX1) disponigis statistike signifan maksimuman devion en aero kompare kun la aliaj aksimetriaj deklivoj (AX2-3) (\(p < 0.017\), Tabelo 2), sed ekzistis neniu grava diferenco.estas observita kiam la kudrilo estas metita en akvon.Tiel, pli longa bevellongo havas neniujn evidentajn avantaĝojn laŭ pintpintdeklino.Konsiderante tion, rezultas, ke la deklivgeometrio, kiu estas esplorita en ĉi tiu studo, havas pli grandan influon sur la amplekso-deklino ol la deklivlongo.Tio povas esti rilatita al fleksa rigideco, ekzemple, depende de la materialo estanta fleksita kaj la totala dikeco de la konstrupinglo.
En eksperimentaj studoj, la grandeco de la reflektita fleksa ondo estas trafita per la limkondiĉoj de la pinto.Kiam la pinto de la pinto estis enmetita en akvon kaj gelatenon, \(\text {PTE}_{2}\) averaĝis \(\approx\) 95% kaj \(\text {PTE}_{2}\) averaĝis la valorojn. estas 73% kaj 77% (\text {PTE}_{1}\) kaj \(\text {PTE}_{3}\), respektive (Fig. 11).Tio indikas ke la maksimuma translokigo de akustika energio al la gisadmedio (ekzemple, akvo aŭ gelateno) okazas ĉe \(f_2\).Simila konduto estis observita en antaŭa studo uzante pli simplajn aparatstrukturojn ĉe frekvencoj de 41-43 kHz, kie la verkintoj montris la tensio-reflektan koeficienton asociitan kun la mekanika modulo de la interkala medio.La penetroprofundo32 kaj la mekanikaj trajtoj de la histo disponigas mekanikan ŝarĝon sur la nadlo kaj tial estas atenditaj influi la resonancan konduton de la UZeFNAB.Tial, resonancaj spuralgoritmoj kiel ekzemple 17, 18, 33 povas esti uzitaj por optimumigi la potencon de la sono liverita tra la grifelo.
Curb-ondolongomodelado (Fig. 7) montras ke aksimetria havas pli altan strukturan rigidecon (t.e. pli altan fleksadrigidecon) ĉe la pinto ol lanceto kaj malsimetria bevelo.Derivita de (1) kaj uzante la konatan rapido-frekvencan rilaton, ni taksas la fleksadrigidecon de la lanceto, nesimetriaj kaj aksimetriaj pintoj kiel deklivoj \(\proksimume) 200, 20 kaj 1500 MPa, respektive.Tio egalrilatas al (\lambda _y\) 5.3, 1.7 kaj 14.2 mm je 29.75 kHz, respektive (Fig. 7a–c).Konsiderante la klinikan sekurecon de la proceduro USeFNAB, la influo de geometrio sur la rigideco de la beveldezajno devas esti taksita34.
La studo de la parametroj de la bevelo kaj la longo de la tubo (Fig. 9) montris, ke la optimuma TL-gamo por la nesimetria (1.8 mm) estis pli alta ol por la aksimetria bevelo (1.3 mm).Krome, la movebleca altebenaĵo varias de 4 ĝis 4,5 mm kaj de 6 ĝis 7 mm por nesimetria kaj aksimetria kliniĝo, respektive (Fig. 9a, b).La praktika graveco de ĉi tiu trovo estas esprimita en produktadtoleremoj, ekzemple, pli malalta gamo de optimuma TL povas implici bezonon de pli alta longeca precizeco.En la sama tempo, la rendimentoplatformo disponigas pli grandan toleremon por la elekto de deklivlongo ĉe antaŭfiksita frekvenco sen signife influi la rendimenton.
La studo inkluzivas la sekvajn limojn.Rekta mezurado de pinglodeklino uzante randan detekto kaj altrapida bildigo (Figuro 12) signifas, ke ni estas limigitaj al optike travideblaj amaskomunikiloj kiel aero kaj akvo.Ni ankaŭ ŝatus atentigi, ke ni ne uzis eksperimentojn por testi la simulitan translokigan moveblecon kaj inverse, sed uzis FEM-studojn por determini la optimuman longon de la fabrikita nadlo.El la vidpunkto de praktikaj limigoj, la longo de la lanceto de pinto ĝis maniko estas 0,4 cm pli longa ol aliaj nadloj (AX1-3), vidu fig.3b.Tio eble influis la modalan respondon de la acikula strukturo.Krome, la formo kaj volumeno de ondgvidila plumbolutado (vidu Figuro 3) povas influi la mekanikan impedancon de la pinglodezajno, rezultigante erarojn en mekanika impedanco kaj fleksa konduto.
Finfine, ni eksperimente pruvis ke la bevelgeometrio influas la kvanton de deklino en USeFNAB.En situacioj kie pli alta deklina amplitudo povas havi pozitivan efikon al la efiko de la nadlo sur la histo, ekzemple, tranĉanta efikecon post trapiko, konvencia lanceto povas esti rekomendita por USeFNAB, ĉar ĝi disponigas la plej grandan deklinan amplitudon konservante sufiĉan rigidecon. ĉe la pinto de la dezajno.Krome, lastatempa studo montris ke pli granda pintodeklino povas plibonigi biologiajn efikojn kiel ekzemple kavitacio, kiu povas helpi evoluigi aplikojn por minimume enpenetraj kirurgiaj intervenoj.Surbaze de ke kreskanta totala akustika potenco pruviĝis pliigi biopsian rendimenton de USeFNAB13, pliaj kvantaj studoj de provaĵorendimento kaj kvalito estas necesaj por taksi la detalan klinikan avantaĝon de la studita pinglogeometrio.
Frable, WJ Bona pinglo-aspira biopsio: revizio.Humf.Malsana.14:9-28.https://doi.org/10.1016/s0046-8177(83)80042-2 (1983).
Afiŝtempo: Oct-13-2022