Ասեղի թեքության երկրաչափությունը ազդում է թեքության ամպլիտուդի վրա ուլտրաձայնային ուժեղացված նուրբ ասեղի բիոպսիայում

Շնորհակալություն Nature.com այցելության համար:Ձեր օգտագործած բրաուզերի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Միևնույն ժամանակ, շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար մենք կայքը կներկայացնենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Վերջերս ապացուցվել է, որ ուլտրաձայնի օգտագործումը մեծացնում է հյուսվածքների բերքատվությունը ուլտրաձայնային օգնությամբ նուրբ ասեղային ասպիրացիայի ժամանակ (USeFNAB)՝ համեմատած սովորական բարակ ասեղային ասպիրացիայի (FNAB) հետ:Մինչ օրս թեքության երկրաչափության և ծայրի շարժման միջև կապը մանրակրկիտ ուսումնասիրված չէ:Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ուսումնասիրեցինք ասեղի ռեզոնանսի և շեղման ամպլիտուդի հատկությունները տարբեր թեքության երկարություններ ունեցող ասեղների թեքության երկրաչափությունների համար:Օգտագործելով սովորական 3,9 մմ թեքված նշագիծ, ծայրի շեղման հզորության գործակիցը (DPR) օդում և ջրում համապատասխանաբար 220 և 105 մկմ/Վտ էր:Սա ավելի բարձր է, քան առանցքի սիմետրիկ 4 մմ թեքված ծայրը, որն ապահովում է համապատասխանաբար 180 և 80 մկմ/Վտ DPR օդում և ջրում:Այս ուսումնասիրությունը ընդգծում է թեքության երկրաչափության ճկման կոշտության միջև կապի կարևորությունը ներդիրի տարբեր միջոցների համատեքստում, և, հետևաբար, կարող է պատկերացում կազմել հետծակող կտրման գործողությունը վերահսկելու մեթոդների մասին՝ փոխելով ասեղի թեքության երկրաչափությունը, ինչը կարևոր է:USeFNAB հավելվածի համար կարևոր է:
Նուրբ ասեղային ասպիրացիոն բիոպսիան (FNA) ենթադրյալ պաթոլոգիայի համար հյուսվածքների նմուշներ ստանալու մեթոդ է1,2,3 ասեղի միջոցով:Ապացուցված է, որ Franseen ծայրը ապահովում է ավելի բարձր ախտորոշիչ արդյունավետություն, քան սովորական lancet4 և Menghini5 հուշումները:Առաջարկվում են նաև առանցքի համաչափ (այսինքն՝ շրջագծային) թեքություններ՝ հիստոպաթոլոգիապես համապատասխան նմուշների հավանականությունը մեծացնելու համար:
Բիոպսիայի ժամանակ ասեղն անցնում է մաշկի և հյուսվածքի շերտերով՝ կասկածելի վնասվածքներ ստանալու համար:Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնը կարող է նվազեցնել փափուկ հյուսվածքներ մուտք գործելու համար անհրաժեշտ ներթափանցման ուժը7,8,9,10:Ապացուցված է, որ ասեղի թեքության երկրաչափությունը ազդում է ասեղի փոխազդեցության ուժերի վրա, օրինակ, ավելի երկար թեքություններն ունեն ավելի ցածր հյուսվածքների ներթափանցման ուժեր11:Ասեղը հյուսվածքի մակերես թափանցելուց հետո, այսինքն՝ ծակելուց հետո, ասեղի կտրող ուժը կարող է լինել հյուսվածքի հետ ասեղի փոխազդեցության ուժի 75%-ը12։Ցույց է տրվել, որ հետպունկցիոն փուլում ուլտրաձայնը (ուլտրաձայնը) բարձրացնում է փափուկ հյուսվածքների ախտորոշիչ բիոպսիայի արդյունավետությունը։Ոսկրային բիոպսիայի այլ ուլտրաձայնային մեթոդներ են մշակվել կոշտ հյուսվածքների նմուշներ վերցնելու համար, սակայն բիոպսիայի արդյունքը բարելավող արդյունքներ չեն արձանագրվել:Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ հաստատել են նաև, որ մեխանիկական տեղաշարժը մեծանում է, երբ ենթարկվում է ուլտրաձայնային սթրեսի16,17,18:Թեև ասեղ-հյուսվածք փոխազդեցություններում առանցքային (երկայնական) ստատիկ ուժերի վերաբերյալ բազմաթիվ ուսումնասիրություններ կան19,20, ուլտրաձայնային FNAB (USeFNAB) տակ ասեղի թեքության ժամանակային դինամիկայի և երկրաչափության վերաբերյալ ուսումնասիրություններ կան:
Այս ուսումնասիրության նպատակն էր ուսումնասիրել տարբեր թեք երկրաչափությունների ազդեցությունը ասեղի ծայրի շարժման վրա ասեղի մեջ, որը պայմանավորված էր ուլտրաձայնային ճկմամբ:Մասնավորապես, մենք ուսումնասիրել ենք ներարկման միջավայրի ազդեցությունը ասեղի ծայրի շեղման վրա ծակումից հետո ավանդական ասեղների թեքությունների համար (այսինքն՝ USeFNAB ասեղներ տարբեր նպատակների համար, ինչպիսիք են ընտրովի ձգումը կամ փափուկ հյուսվածքների ձեռքբերումը:
Այս ուսումնասիրության մեջ ներառվել են տարբեր թեք երկրաչափություններ:(ա) Lancet բնութագրումը համապատասխանում է ISO 7864:201636-ին, որտեղ \(\alpha\)-ը առաջնային թեքությունն է, \(\theta\)-ը երկրորդական թեքության պտտման անկյունն է, և \(\phi\) երկրորդական թեքությունն է: անկյուն։, երբ պտտվում է, աստիճաններով (\(^\circ\)):բ) Գծային ասիմետրիկ մեկ աստիճանի փորվածքներ (կոչվում են «ստանդարտ» DIN 13097:201937-ում) և (գ) գծային առանցքասիմետրիկ (շրջագծային) մեկ աստիճանի փորվածքներ:
Մեր մոտեցումը սկսվում է թեքության երկայնքով ճկման ալիքի երկարության փոփոխությունը մոդելավորելով սովորական նշտարակի, առանցքի սիմետրիկ և ասիմետրիկ միաստիճան թեքության երկրաչափությունների համար:Այնուհետև մենք հաշվարկեցինք պարամետրային ուսումնասիրություն՝ ուսումնասիրելու խողովակի թեքության և երկարության ազդեցությունը փոխանցման մեխանիկական հեղուկության վրա:Սա անհրաժեշտ է նախատիպի ասեղ պատրաստելու օպտիմալ երկարությունը որոշելու համար:Մոդելավորման հիման վրա պատրաստվել են ասեղների նախատիպեր և փորձնականորեն բնութագրվել է դրանց ռեզոնանսային վարքը՝ չափելով լարման արտացոլման գործակիցները և հաշվարկելով էներգիայի փոխանցման արդյունավետությունը օդում, ջրում և 10% (w/v) բալիստիկ ժելատինում, որից որոշվել է գործառնական հաճախականությունը։ .Ի վերջո, գերարագ պատկերումն օգտագործվում է օդի և ջրի մեջ ասեղի ծայրին կռվող ալիքի շեղումն ուղղակիորեն չափելու, ինչպես նաև յուրաքանչյուր թեք անկյան տակ մատակարարվող էլեկտրական հզորությունը և շեղման հզորության հարաբերակցության երկրաչափությունը գնահատելու համար ( DPR) ներարկվող միջավայրին:.
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 2ա-ում, օգտագործեք 21 չափիչ խողովակ (0,80 մմ OD, 0,49 մմ ID, խողովակի պատի հաստությունը 0,155 մմ, ստանդարտ պատ)՝ ասեղի խողովակը խողովակի երկարությամբ (TL) և թեքության անկյունով (BL) սահմանելու համար ISO-ի համաձայն: 9626:201621) 316 չժանգոտվող պողպատից (Յանգի մոդուլը 205 \(\text {GN/m}^{2}\), խտությունը 8070 կգ/մ\(^{3}\) և Պուասոնի հարաբերակցությունը 0,275):
Ասեղի և սահմանային պայմանների համար վերջավոր տարրերի մոդելի (FEM) ճկման ալիքի երկարության որոշում և կարգավորում:ա) թեքության երկարության (BL) և խողովակի երկարության (TL) որոշում:(բ) Եռաչափ (3D) վերջավոր տարրերի մոդելը (FEM) օգտագործելով ներդաշնակ կետային ուժ \(\tilde{F}_y\vec {j}\)` ասեղը մոտիկ կերպով քշելու, կետը շեղելու և արագությունը չափելու համար հուշում (\ ( \tilde {u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\)) մեխանիկական հեղուկության փոխանցումը հաշվարկելու համար:\(\lambda _y\) սահմանվում է որպես ճկման ալիքի երկարություն՝ հարաբերական \(\tilde{F}_y\vec {j}\) ուղղահայաց ուժին:գ) Ծանրության կենտրոնի, A հատման տարածքի և համապատասխանաբար x և y առանցքների շուրջ \(I_{xx}\) և \(I_{yy}\) իներցիայի մոմենտների սահմանումները:
Ինչպես ցույց է տրված նկ.2b,c, անվերջ (անսահման) ճառագայթի համար A խաչմերուկի մակերեսով և ճառագայթի խաչմերուկի չափից մեծ ալիքի երկարությամբ, ճկված (կամ թեքված) փուլային արագությունը \( c_{EI }\) որոշվում է 22-ով: :
որտեղ E-ն Յանգի մոդուլն է (\(\տեքստ {N/m}^{2}\)), \(\omega _0 = 2\pi f_0\) գրգռման անկյունային հաճախականությունն է (rad/s), որտեղ \( f_0 \ ) գծային հաճախականությունն է (1/վ կամ Հց), I-ը հետաքրքրության առանցքի շուրջ տարածքի իներցիայի պահն է\((\text {m}^{4})\), \(m'=\ rho _0 A\ ) զանգվածն է միավորի երկարության վրա (կգ/մ), որտեղ \(\rho _0\) խտությունն է\((\տեքստը {kg/m}^{3})\) և A-ն խաչն է։ ճառագայթի տարածքի հատվածը (xy հարթություն) (\(\ text {m}^{2}\)):Քանի որ մեր օրինակում կիրառվող ուժը զուգահեռ է ուղղահայաց y առանցքին, այսինքն \(\tilde{F}_y\vec {j}\), մեզ հետաքրքրում է միայն հորիզոնական x առանցքի շուրջ իներցիայի տարածաշրջանային մոմենտը, այսինքն \(I_{xx}\), այսպես.
Վերջավոր տարրերի մոդելի (FEM) համար ենթադրվում է մաքուր ներդաշնակ տեղաշարժ (m), ուստի արագացումը (\(\text {m/s}^{2}\)) արտահայտվում է որպես \(\մասնակի ^2 \vec: { u}/ \ մասնակի t^2 = -\omega ^2\vec {u}\) որպես \(\vec {u}(x, y, z, t): = u_x\vec {i} + u_y\ vec {j } + u_z\vec {k}\) եռաչափ տեղաշարժի վեկտոր է, որը տրված է տարածական կոորդինատներով։Վերջինիս փոխարեն, COMSOL Multiphysics ծրագրային փաթեթում դրա ներդրմանը համապատասխան (տարբերակներ 5.4-5.5, COMSOL Inc., Մասաչուսեթս, ԱՄՆ), իմպուլսի հավասարակշռության օրենքի վերջավոր դեֆորմացիայի Լագրանժյան ձևը տրված է հետևյալ կերպ.
որտեղ \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) տենզորի դիվերգենցիայի օպերատորն է, \({\underline{\sigma}}\)-ը երկրորդ Piola-Kirchhoff սթրեսի տենզորն է (երկրորդ կարգ, \(\ text { N/m}^{2}\)) և \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec {k} \) մարմնի ուժի վեկտորն է (\(\text {N/m}^{3}\)) յուրաքանչյուր դեֆորմացված ծավալի համար, իսկ \(e^{j\phi }\) ֆազային անկյան վեկտորն է\(\ phi \ ) (ուրախ).Մեր դեպքում մարմնի ծավալային ուժը զրո է, մեր մոդելը ենթադրում է երկրաչափական գծայինություն և փոքր զուտ առաձգական դեֆորմացիա, այսինքն՝ որտեղ \({\underline{\varepsilon}}^{el}\) և \({\underline) {\varepsilon}}\) համապատասխանաբար առաձգական լարում և ընդհանուր լարում են (երկրորդ կարգի, առանց հարթության):Հուկի կառուցողական իզոտրոպ առաձգականության տենզորը \(\underline{\underline{C}}\) հաշվարկվում է Յանգի E մոդուլի միջոցով (\(\text {N/m}^{2}\)) և որոշվում է Պուասոնի v հարաբերակցությունը, այսինքն. \(\underline{\underline{C}}:=\underline{\underline{C}}(E,v)\) (չորրորդ կարգ):Այսպիսով, սթրեսի հաշվարկը դառնում է \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\):
Հաշվարկն օգտագործում է 10 հանգույցից բաղկացած քառանիստ տարր՝ \(\le\) 8 մկմ տարրի չափով:Ասեղը մոդելավորվում է վակուումում, և փոխանցված մեխանիկական շարժունակության արժեքը (ms-1 N-1) սահմանվում է որպես \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec { j}|/ |\ tilde{F}_y\vec {j}|\)24, որտեղ \(\tilde{v}_y\vec {j}\) ձեռքի սարքի ելքային բարդ արագությունն է և \(\ tilde {F}_y\ vec {j }\) բարդ շարժիչ ուժ է, որը տեղակայված է խողովակի մոտակա ծայրում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2b-ում:Թարգմանեք մեխանիկական հեղուկությունը դեցիբելներով (dB)՝ օգտագործելով առավելագույն արժեքը որպես հղում, այսինքն՝ \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}|) \ ) .FEM-ի բոլոր ուսումնասիրություններն իրականացվել են 29,75 կՀց հաճախականությամբ:
Ասեղի դիզայնը (նկ. 3) բաղկացած է սովորական 21 տրամաչափի ենթամաշկային ասեղից (Cat. No. 4665643, Sterican\(^\circledR\), արտաքին տրամագիծը 0,8 մմ, երկարությունը 120 մմ, AISI 304 չժանգոտվող քրոմ-նիկել: պողպատ, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Գերմանիա) հագեցած պլաստիկ Luer Lock թեւով, որը պատրաստված է պոլիպրոպիլենից մոտակա ծայրում և համապատասխան ձևափոխված վերջում:Ասեղի խողովակը զոդված է ալիքատարին, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3b-ում:Ալիքի ուղեցույցները տպվել են չժանգոտվող պողպատից 3D տպիչի վրա (EOS 316L չժանգոտվող պողպատ EOS M 290 3D տպիչի վրա, 3D Formtech Oy, Jyväskylä, Ֆինլանդիա) և այնուհետև ամրացվել են Langevin սենսորին M4 պտուտակների միջոցով:Langevin սենսորը բաղկացած է 8 պիեզոէլեկտրական օղակի տարրերից, որոնք երկու ծայրերում բեռնված են երկու զանգվածով:
Չորս տեսակի ծայրերը (լուսանկար), առևտրային հասանելի նշագիծը (L) և երեք արտադրված առանցքի համաչափ միաստիճան թեքաձողեր (AX1-3) բնութագրվում էին համապատասխանաբար 4, 1.2 և 0.5 մմ թեքության երկարությամբ (BL):ա) պատրաստի ասեղի ծայրի մոտիկից:(բ) 3D տպագրված ալիքատարին զոդված չորս պինների վերևի տեսքը և այնուհետև M4 պտուտակներով միացված Langevin սենսորին:
Երեք առանցքի համաչափ թեք ծայրեր (նկ. 3) արտադրվել են (TAs Machine Tools Oy) 4.0, 1.2 և 0.5 մմ թեքության երկարությամբ (BL, ինչպես սահմանված է Նկար 2ա-ում), որը համապատասխանում է \(\մոտ) 2 \(^ \) circ\), 7\(^\circ\) և 18\(^\circ\) համապատասխանաբար:Ալիքի ուղեցույցի և ասեղի զանգվածը 3,4 ± 0,017 գ է (միջին ± sd, n = 4) L և AX1-3 թեքությունների համար համապատասխանաբար (Quintix\(^\circledR\) 224 Design 2, Sartorius AG, Göttingen, Germany) .Նկար 3b-ի L և AX1-3 թեքությունների համար ընդհանուր երկարությունը ասեղի ծայրից մինչև պլաստիկ թևի ծայրը եղել է համապատասխանաբար 13,7, 13,3, 13,3 և 13,3 սմ:
Ասեղի բոլոր կոնֆիգուրացիաների համար ասեղի ծայրից մինչև ալիքատարի ծայրը (այսինքն՝ մինչև եռակցման տարածքը) երկարությունը 4,3 սմ էր, իսկ ասեղի խողովակն ուղղված էր կտրվածքով դեպի վեր (այսինքն՝ Y առանցքին զուգահեռ): , ինչպես ցույց է տրված նկարում:գ (նկ. 2):
MATLAB-ի հատուկ սկրիպտը (R2019a, The MathWorks Inc., Մասաչուսեթս, ԱՄՆ) համակարգչի վրա աշխատող (Latitude 7490, Dell Inc., Տեխաս, ԱՄՆ) օգտագործվել է 25-ից մինչև 35 կՀց հաճախականությամբ 7 վայրկյան գծային սինուսոիդային մաքրում ստեղծելու համար: անցնելով Թվայինից անալոգային (DA) փոխարկիչը (Analog Discovery 2, Digilent Inc., Վաշինգտոն, ԱՄՆ) վերածվում է անալոգային ազդանշանի:Անալոգային ազդանշանը \(V_0\) (0,5 Vp-p) այնուհետև ուժեղացվեց հատուկ ռադիոհաճախականության (RF) ուժեղացուցիչով (Mariachi Oy, Տուրկու, Ֆինլանդիա):50 ohms ելքային դիմադրություն ունեցող ՌԴ ուժեղացուցիչից ընկնող ուժեղացված լարման \({V_I}\) սնվում է ասեղի կառուցվածքի մեջ ներկառուցված տրանսֆորմատորին, որի մուտքային դիմադրությունը 50 ohms է:Langevin փոխարկիչները (առջևի և հետևի ծանր բազմաշերտ պիեզոէլեկտրական փոխարկիչներ) օգտագործվում են մեխանիկական ալիքներ առաջացնելու համար:Հատուկ ռադիոհաճախականության ուժեղացուցիչը հագեցած է երկալիքով կանգնած ալիքի հզորության գործակցի (SWR) հաշվիչով, որը գրանցում է միջադեպը \({V_I}\) և արտացոլված ուժեղացված լարումը\(V_R\) անալոգային-թվային (AD) ռեժիմում:300 կՀց փոխարկիչի նմուշառման արագությամբ (անալոգային Discovery 2):Գրգռման ազդանշանը սկզբում և վերջում ամպլիտուդի մոդուլյացիայի է ենթարկվում՝ կանխելու ուժեղացուցիչի մուտքի անցումներով ծանրաբեռնվածությունը:
Օգտագործելով MATLAB-ում ներդրված հատուկ սկրիպտը, հաճախականության արձագանքման ֆունկցիան (FRF), այսինքն \(\tilde{H}(f)\), գնահատվել է անցանց ռեժիմում՝ օգտագործելով երկալիքային սինուսոիդային մաքրման չափման մեթոդը (նկ. 4), որը ենթադրում է. գծայինություն ժամանակի մեջ.անփոփոխ համակարգ.Բացի այդ, կիրառվում է 20-ից 40 կՀց տիրույթի անցման ֆիլտր՝ ազդանշանից անցանկալի հաճախականությունները հեռացնելու համար:Անդրադառնալով հաղորդման գծերի տեսությանը, այս դեպքում \(\tilde{H}(f)\) համարժեք է լարման արտացոլման գործակցին, այսինքն \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I}\ ) \) նվազում է \({V_R}^ 2 /{V_I}^2\ ) հավասար է \(|\rho _{V}|^2\):Այն դեպքերում, երբ պահանջվում են բացարձակ էլեկտրաէներգիայի արժեքներ, պատահական հզորությունը \(P_I\) և արտացոլված հզորությունը \(P_R\) հզորությունը (W) հաշվարկվում են՝ վերցնելով, օրինակ, համապատասխան լարման rms արժեքը (rms):սինուսոիդային գրգռմամբ հաղորդման գծի համար \( P = {V}^2/(2Z_0)\)26, որտեղ \(Z_0\) հավասար է 50 \(\Omega\):\(P_T\) բեռին մատակարարվող էլեկտրական էներգիան (այսինքն՝ ներդրված միջավայրը) կարող է հաշվարկվել որպես \(|P_I – P_R |\) (W RMS), ինչպես նաև էներգիայի փոխանցման արդյունավետությունը (PTE) և տոկոսը ( %) կարելի է որոշել, թե ինչպես է տրված ձևը, ուստի 27:
Ասեղնաձև մոդալ հաճախականությունները \(f_{1-3}\) (kHz) և դրանց համապատասխան ուժի փոխանցման գործակիցները \(\text {PTE}_{1{-}3} \) այնուհետև գնահատվում են FRF-ի միջոցով:FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Հց) գնահատված անմիջապես \(\text {PTE}_{1{-}3}\), Աղյուսակ 1-ից A միակողմանի գծային սպեկտրը ստացվում է նկարագրված մոդալ հաճախականությամբ \(f_{1-3}\):
Ասեղային կառուցվածքների հաճախականության արձագանքի (AFC) չափում:Սինուսոիդային երկալիքային ավլման չափում25,38 օգտագործվում է հաճախականության արձագանքման ֆունկցիան \(\tilde{H}(f)\) և դրա իմպուլսային պատասխանը H(t) ստանալու համար:\({\mathcal {F}}\) և \({\mathcal {F}}^{-1}\) համապատասխանաբար ներկայացնում են թվային կտրվածքի Ֆուրիեի փոխակերպումը և դրա հակադարձը:\(\tilde{G}(f)\) նշանակում է հաճախականության տիրույթում երկու ազդանշանների արտադրյալ, օրինակ՝ \(\tilde{G}_{XrX}\) նշանակում է հակադարձ սկանավորման արդյունք\(\tilde{ X} r (f)\ ) և համապատասխանաբար անկման լարման \(\tilde{X}(f)\):
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում, գերարագ տեսախցիկը (Phantom V1612, Vision Research Inc., NJ, ԱՄՆ) հագեցած է մակրոոսպնյակով (MP-E 65 մմ, \(f\)/2.8, 1-5\):(\times\), Canon Inc., Տոկիո, Ճապոնիա), 27,5-30 կՀց հաճախականություններում ծռվող գրգռման ժամանակ ծայրերի շեղումները գրանցելու համար (մեկ հաճախականությամբ, շարունակական սինուսոիդ):Ստվերային քարտեզ ստեղծելու համար ասեղի ծայրի հետևում տեղադրվել է բարձր ինտենսիվության սպիտակ LED-ի սառեցված տարր (մասը՝ 4052899910881, սպիտակ LED, 3000 K, 4150 լմ, Osram Opto Semiconductors GmbH, Ռեգենսբուրգ, Գերմանիա):
Փորձարարական տեղադրման առջևի տեսք:Խորությունը չափվում է միջավայրի մակերեսից:Ասեղի կառուցվածքը սեղմված է և տեղադրվում է շարժիչով փոխանցման սեղանի վրա:Օգտագործեք բարձր արագությամբ տեսախցիկ՝ մեծ խոշորացման ոսպնյակով (5\(\x\))՝ թեք անկյան շեղումը չափելու համար:Բոլոր չափերը միլիմետրերով են:
Յուրաքանչյուր տեսակի ասեղի համար մենք գրանցել ենք 128 \(\x\) 128 պիքսել չափերով գերարագ տեսախցիկի 300 կադր, յուրաքանչյուրը 1/180 մմ (\(\մոտ) 5 մկմ տարածական լուծաչափով, 310000 կադր/վայրկյան ժամանակային լուծում:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 6-ում, յուրաքանչյուր շրջանակ (1) կտրված է (2) այնպես, որ ասեղի ծայրը գտնվում է շրջանակի վերջին տողում (ներքևում), և հաշվարկվում է պատկերի հիստոգրամը (3), այնպես որ Canny-ը 1-ի և 2-ի շեմերը կարող են որոշվել:Այնուհետև կիրառեք Canny եզրերի հայտնաբերումը 28(4) Sobel օպերատոր 3 \(\times\) 3-ով և հաշվարկեք դիրքերը ոչ հիպոթենուզային պիքսելների համար (պիտակավորված \(\mathbf {\times }\)) առանց կավիտացիայի 300 ժամանակային քայլի:Ծայրերի շեղման միջակայքը որոշելու համար հաշվարկեք ածանցյալը (օգտագործելով կենտրոնական տարբերության ալգորիթմը) (6) և որոշեք շրջանակը (7), որը պարունակում է շեղման տեղական ծայրահեղությունները (այսինքն՝ գագաթը):Կավիտացիայից զերծ եզրի տեսողական ստուգումից հետո ընտրվել է զույգ շրջանակ (կամ երկու կադր՝ կես ժամանակի ընդմիջումով) (7) և ծայրի շեղումը չափվել է (նշվում է որպես \(\mathbf {\times }): \)):Վերոնշյալն իրականացվում է Python-ում (v3.8, Python Software Foundation, python.org)՝ օգտագործելով OpenCV Canny եզրերի հայտնաբերման ալգորիթմը (v4.5.1, բաց կոդով համակարգչային տեսողության գրադարան, opencv.org):Վերջապես, շեղման հզորության գործակիցը (DPR, µm/W) հաշվարկվում է որպես գագաթնակետային շեղման հարաբերակցություն դեպի հաղորդվող էլեկտրական հզորությունը \(P_T\) (Wrms):
Օգտագործելով 7 քայլ ալգորիթմ (1-7), ներառյալ կտրումը (1-2), Canny եզրերի հայտնաբերումը (3-4), հաշվարկը, չափեք ծայրի շեղման եզրի պիքսելային դիրքը՝ օգտագործելով մի շարք շրջանակներ, որոնք վերցված են բարձր արագաչափ տեսախցիկ 310 կՀց հաճախականությամբ (5) և դրա ժամանակի ածանցյալը (6), և, վերջապես, ծայրի շեղման տիրույթը չափվում է տեսողականորեն ստուգված զույգ շրջանակների վրա (7):
Չափված օդում (22,4-22,9°C), դեիոնացված ջրում (20,8-21,5°C) և 10% (վ/վ) ջրային բալիստիկ ժելատին (19,7-23,0°C, \(\text {Honeywell}^{ \ text { TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) Տավարի և խոզի ոսկորների ժելատին I տիպի բալիստիկ վերլուծության համար, Honeywell International, Հյուսիսային Կարոլինա, ԱՄՆ):Ջերմաստիճանը չափվել է K-տիպի ջերմազույգ ուժեղացուցիչով (AD595, Analog Devices Inc., MA, ԱՄՆ) և K տիպի ջերմաչափով (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 type-K, Fluke Corporation, Վաշինգտոն, ԱՄՆ):Օգտագործեք ուղղահայաց շարժիչով Z առանցքի աստիճանը (8MT50-100BS1-XYZ, Standa Ltd., Վիլնյուս, Լիտվա)՝ չափելու խորությունը մեդիայի մակերեսից (սահմանված է որպես Z առանցքի սկզբնաղբյուր) 5 մկմ մեկ քայլի լուծաչափով:
Քանի որ ընտրանքի չափը փոքր էր (n = 5) և նորմալությունը հնարավոր չէր ենթադրել, օգտագործվեց երկու նմուշի երկու պոչով Wilcoxon վարկանիշային գումարի թեստը (R, v4.0.3, R Foundation for Statistical Computing, r-project.org): համեմատել տարբեր թեքությունների ասեղի ծայրի շեղման քանակը:Յուրաքանչյուր թեքության համար կատարվել է երեք համեմատություն, ուստի կիրառվել է Bonferroni ուղղում 0,017 ճշգրտված նշանակության մակարդակով և 5% սխալի գործակիցով:
Ստորև հղում է արվում Նկար 7-ին:29,75 կՀց հաճախականությամբ 21 չափիչ ասեղի կոր կես ալիքի երկարությունը (\(\lambda _y/2\)) \(\մոտավորապես) 8 մմ է:Ճկման ալիքի երկարությունը նվազում է լանջի երկայնքով, երբ այն մոտենում է ծայրին:\(\lambda _y/2\) ծայրում կան համապատասխանաբար 3, 1 և 7 մմ աստիճանական թեքություններ սովորական նիզակների համար (a), ասիմետրիկ (b) և առանցքի համաչափ (c):Այսպիսով, սա նշանակում է, որ նշտարը կտարբերվի \(\մոտ\) 5 մմ-ով (պայմանավորված է նրանով, որ նշտարակի երկու հարթությունները կազմում են 29.30 կետ), ասիմետրիկ թեքությունը կտարբերվի 7 մմ-ով, իսկ սիմետրիկ թեքությունը: 1 մմ-ով:Առանցքի համաչափ լանջեր (ծանրության կենտրոնը մնում է նույնը, հետևաբար միայն պատի հաստությունը փոխվում է լանջի երկայնքով):
FEM ուսումնասիրության կիրառումը 29.75 կՀց հաճախականությամբ և հավասարումը:(1) Հաշվեք ճկման կիսաալիքի փոփոխությունը (\(\lambda _y/2\)) նշտարակի (a), ասիմետրիկ (b) և առանցքի սիմետրիկ (c) թեք երկրաչափության համար (ինչպես նկ. 1a,b,c):).Միջին \(\lambda_y/2\) նշտարակի, ասիմետրիկ և առանցքի սիմետրիկ թեքությունների համար համապատասխանաբար 5,65, 5,17 և 7,52 մմ է:Նկատի ունեցեք, որ ասիմետրիկ և առանցքի սիմետրիկ թեքությունների ծայրի հաստությունը սահմանափակվում է \(\մոտ) 50 մկմ-ով:
Պիկ շարժունակությունը \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) խողովակի օպտիմալ երկարության (TL) և թեքության երկարության (BL) համակցություն է (նկ. 8, 9):Սովորական նշտարի համար, քանի որ դրա չափը ֆիքսված է, օպտիմալ TL-ը \(\մոտ\) 29,1 մմ է (նկ. 8):Ասիմետրիկ և առանցքի սիմետրիկ թեքությունների համար (համապատասխանաբար նկ. 9ա, բ) FEM-ի ուսումնասիրությունը ներառում էր BL 1-ից մինչև 7 մմ, ուստի օպտիմալ TL միջակայքերը եղել են 26,9-ից 28,7 մմ (միջակայքը 1,8 մմ) և 27,9-ից 29,2 մմ (միջակայքը): 1,3 մմ):) ), համապատասխանաբար։Ասիմետրիկ լանջերի համար (նկ. 9ա) օպտիմալ TL-ն ավելացել է գծային կերպով՝ հասնելով BL 4 մմ բարձրության վրա, իսկ հետո կտրուկ նվազել է BL 5-ից 7 մմ:Առանցքի համաչափ լանջերի համար (նկ. 9b) օպտիմալ TL-ը գծայինորեն ավելանում է BL երկարացման հետ և վերջապես կայունանում է BL-ում 6-ից մինչև 7 մմ:Առանցքների համաչափ լանջերի ընդլայնված ուսումնասիրությունը (նկ. 9c) ցույց է տվել օպտիմալ TL-ների տարբեր հավաքածու, որը գտնվում է \(\մոտ) 35,1–37,1 մմ:Բոլոր BL-ների համար օպտիմալ TL-ների երկու հավաքածուների միջև հեռավորությունը \(\մոտ\) 8 մմ է (համարժեք \(\lambda _y/2\)):
Lancet փոխանցման շարժունակությունը 29,75 կՀց հաճախականությամբ:Ասեղի խողովակը ճկվել է 29,75 կՀց հաճախականությամբ, թրթռումը չափվել է վերջում և արտահայտվել որպես փոխանցվող մեխանիկական շարժունակության մեծություն (դԲ առավելագույն արժեքի համեմատ) TL 26,5-29,5 մմ (0,1 մմ քայլ):
29,75 կՀց հաճախականությամբ FEM-ի պարամետրային ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ առանցքի սիմետրիկ ծայրի փոխանցման շարժունակության վրա ավելի քիչ են ազդում խողովակի երկարության փոփոխությունները, քան նրա ասիմետրիկ գործընկերը:Անհամաչափ (a) և առանցքի սիմետրիկ (b, c) թեքության երկրաչափությունների համար թեքության երկարությունը (BL) և խողովակի երկարությունը (TL) ուսումնասիրությունները հաճախականության տիրույթի ուսումնասիրություններում FEM-ի միջոցով (սահմանային պայմանները ներկայացված են Նկար 2-ում):(ա, բ) TL-ը տատանվում էր 26,5-ից մինչև 29,5 մմ (0,1 մմ քայլ) և BL 1-7 մմ (0,5 մմ քայլ):(գ) Ընդլայնված առանցքի համաչափ թեք անկյան ուսումնասիրություն, ներառյալ TL 25-40 մմ (0,05 մմ քայլ) և 0,1-7 մմ (0,1 մմ քայլ), որը բացահայտում է ցանկալի հարաբերակցությունը \(\lambda_y/2\) Հանգիստ շարժվող սահմանային պայմանները ծայրի համար բավարարված են:
Ասեղի կառուցվածքն ունի երեք բնական հաճախականություն \(f_{1-3}\), որը բաժանված է ցածր, միջին և բարձր մոդալ շրջանների, ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 1-ում: արդյունքներ յուրաքանչյուր մոդալ տարածքի համար.
Տիպիկ գրանցված ակնթարթային էներգիայի փոխանցման արդյունավետության (PTE) ամպլիտուդները, որոնք ստացվել են 20 մմ խորության վրա սինուսոիդային գրգռման միջոցով, 20 մմ խորության վրա լանցետի (L) և առանցքի սիմետրիկ թեքությունների AX1-3 օդում, ջրում և ժելատինում:Ցուցադրվում է միակողմանի սպեկտր:Չափված հաճախականության արձագանքը (300 կՀց նմուշի արագությունը) զտվել է ցածր անցումով, այնուհետև նմուշառվել 200 գործակցով մոդալ վերլուծության համար:Ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը \(\le\) 45 դԲ է:PTE փուլը (մանուշակագույն կետավոր գիծ) ցուցադրվում է աստիճաններով (\(^{\circ}\)):
Մոդալ արձագանքման վերլուծությունը ցույց է տրված Նկար 10-ում (միջին ± ստանդարտ շեղում, n = 5) L և AX1-3 թեքությունների համար օդում, ջրում և 10% ժելատինով (20 մմ խորությամբ) (վերևում) երեք մոդալ շրջաններով (ցածր): , միջին, բարձր):), և դրանց համապատասխան մոդալ հաճախականությունները\(f_{1-3}\) (kHz), (միջին) էներգաարդյունավետությունը\(\text {PTE}_{1{-}3 }\) օգտագործում է նախագծման հավասարումներ:(4) և (ներքև) ամբողջ լայնությունը համապատասխանաբար \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Հց) առավելագույն չափված արժեքի կեսն է:Նկատի ունեցեք, որ ցածր PTE ձայնագրելիս, այսինքն՝ AX2 թեքության դեպքում, թողունակության չափումը բաց է թողնվում, \(\text {FWHM}_{1}\):\(f_2\) ռեժիմը համարվում է ամենահարմարը թեք հարթությունների շեղումը համեմատելու համար, քանի որ այն ցույց է տալիս էներգիայի փոխանցման արդյունավետության ամենաբարձր մակարդակը (\(\text {PTE}_{2}\)) մինչև 99%:
Առաջին մոդալ շրջանը. \(f_1\) շատ կախված չէ տեղադրված կրիչի տեսակից, այլ կախված է թեքության երկրաչափությունից:\(f_1\) նվազում է թեքության երկարության նվազմամբ (27.1, 26.2 և 25.9 կՀց համապատասխանաբար AX1-3-ի համար օդում):Տարածաշրջանային միջինները \(\text {PTE}_{1}\) և \(\text {FWHM}_{1}\) համապատասխանաբար \(\մոտ\) 81% և 230 Հց են:\(\text {FWHM}_{1}\) ամենաբարձր ժելատինն էր Lancet-ից (L, 473 Հց):Նկատի ունեցեք, որ AX2-ի համար \(\text {FWHM}_{1}\) ժելատինում հնարավոր չէ գնահատել հաղորդված հաճախականության արձագանքների ցածր մեծության պատճառով:
Երկրորդ մոդալ շրջանը՝ \(f_2\) կախված է մածուկի և թեքության միջավայրի տեսակից:Օդի, ջրի և ժելատինի միջին \(f_2\) արժեքները համապատասխանաբար 29,1, 27,9 և 28,5 կՀց են:Այս մոդալ շրջանի PTE-ը նույնպես հասել է 99%-ի, ամենաբարձրը բոլոր չափման խմբերի մեջ, տարածաշրջանային միջինը 84% է:Տարածքի միջինը \(\text {FWHM}_{2}\) \(\մոտ\) 910 Հց է:
Երրորդ մոդալ շրջան. \(f_3\) Հաճախականությունը կախված է ներդիրի միջավայրի և թեքության տեսակից:Միջին \(f_3\) արժեքներն են համապատասխանաբար 32,0, 31,0 և 31,3 կՀց օդում, ջրում և ժելատինում:\(\text {PTE}_{3}\) ունի տարածաշրջանային միջինը \(\մոտավորապես\) 74%, ամենացածրը ցանկացած տարածաշրջանից:Տարածաշրջանային միջին \(\text {FWHM}_{3}\) \(\մոտավորապես\) 1085 Հց է, որն ավելի բարձր է, քան առաջին և երկրորդ շրջանները:
Հետևյալը վերաբերում է Նկ.12 և Աղյուսակ 2: Լանցետը (L) ամենաշատը շեղվել է (բարձր նշանակությամբ բոլոր ծայրերին, \(p<\) 0.017) և՛ օդում, և՛ ջրում (Նկար 12ա)՝ հասնելով ամենաբարձր DPR-ի (մինչև 220 մկմ/): W օդում): 12 և Աղյուսակ 2: Լանցետը (L) ամենաշատը շեղվել է (բարձր նշանակությամբ բոլոր ծայրերին, \(p<\) 0.017) և՛ օդում, և՛ ջրում (Նկար 12ա)՝ հասնելով ամենաբարձր DPR-ի (մինչև 220 մկմ/): W օդում): Следующее относится к рисунку 12 и таблице 2. Ланцет (L) отклонялся больше всего (с высокой значимостью для всех наконечников) как в воздухе, так и в воде ( Рис. 12а), Достигая самого высокого DPR . Հետևյալը վերաբերում է Նկար 12-ին և Աղյուսակ 2-ին: Lancet-ը (L) ամենաշատը շեղվել է (բարձր նշանակությամբ բոլոր ծայրերի համար, \(p<\) 0.017) և՛ օդում, և՛ ջրում (նկ. 12ա)՝ հասնելով ամենաբարձր DPR-ին:(օդում կատարել 220 մկմ/Վտ):Հղում է արվում ստորև բերված Նկար 12-ին և Աղյուսակ 2-ին: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，，度意\0.最高DPR （空气中高达220 մկմ/Վտ）։柳叶刀(L)-ն ունի օդի և ջրի ամենաբարձր շեղումը (图12a) (对所述尖端是对尖端是是电影, \(p<\) 0.017), և հասել է ամենաբարձր DPR-ին (մինչև 220 μմ/մմ): W օդում): Ланцет (L) имеет наибольшее отклонение (весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) 0,017) в воздухе и вода (рис. 12а), достигая самого высокого DPR (մինչև 220 մկմ/Вт в воздухе). Lancet-ը (L) ունի ամենամեծ շեղումը (շատ նշանակալի բոլոր ծայրերի համար, \(p<\) 0,017) օդում և ջրում (Նկար 12ա)՝ հասնելով ամենաբարձր DPR-ին (մինչև 220 մկմ/Վտ օդում): Օդում AX1-ը, որն ուներ ավելի բարձր BL, շեղվել է AX2–3-ից բարձր (նշանակությամբ, \(p<\) 0,017), մինչդեռ AX3-ը (որն ուներ ամենացածր BL) շեղվել է ավելի քան AX2-ը՝ 190 մկմ/Վտ DPR-ով: Օդում AX1-ը, որն ուներ ավելի բարձր BL, շեղվել է AX2–3-ից բարձր (նշանակությամբ, \(p<\) 0,017), մինչդեռ AX3-ը (որն ուներ ամենացածր BL) շեղվել է ավելի քան AX2-ը՝ 190 մկմ/Վտ DPR-ով: В воздухе AX1 с более высоким BL отклонялся выше, чем AX2–3 (со значитемостью \(p<\) 0,017), тогда как AX3 (с самым низким BL) отклонялся больше, чем AX2 Dmk. Օդում AX1-ն ավելի բարձր BL-ով շեղվել է ավելի բարձր, քան AX2–3-ը (նշանակությամբ \(p<\) 0,017), մինչդեռ AX3-ը (նվազագույն BL-ով) շեղվել է ավելի քան AX2-ը՝ DPR 190 մկմ/Վտ-ով: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），3BLA偏转大于AX2, DPR 为190 մկմ/Վտ։ Օդում AX1-ի շեղումը ավելի բարձր BL-ով ավելի բարձր է, քան AX2-3-ը (զգալի է, \(p<\) 0,017), իսկ AX3-ի (նվազագույն BL-ով) շեղումը ավելի բարձր է, քան AX2-ի, DPR-ը 190 է: մկմ/Վտ. Во воздухе AX1 с более высоким BL, ավելի շատ отклонение, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) 0,017), тогда как AX3 (с самым низким BL) անվանել ավելի շատ отклонение, чем AX2 с DPR. Օդում ավելի բարձր BL ունեցող AX1-ն ավելի մեծ շեղում ունի, քան AX2-3-ը (զգալի, \(p<\) 0,017), մինչդեռ AX3-ը (նվազագույն BL-ով) ավելի մեծ շեղում ունի, քան AX2-ը՝ 190 մկմ/Վտ DPR-ով: 20 մմ-ի ջրում էական տարբերություններ (\(p>\) 0.017) չեն հայտնաբերվել AX1-3-ի շեղման և PTE-ի մեջ: 20 մմ-ի ջրում էական տարբերություններ (\(p>\) 0.017) չեն հայտնաբերվել AX1-3-ի շեղման և PTE-ի մեջ: В воде на глубине 20 мм достоверных различий (\(p>\) 0,017) по прогибу и ФТР для AX1–3 не обнаружено. 20 մմ խորության ջրի մեջ AX1–3-ի համար հայտնաբերվել են շեղման և FTR-ի զգալի տարբերություններ (\(p>\) 0,017):在20 մմ 的水中，AX1-3 的挠度和PTE 没有显着差异(\(p>\) 0.017)。 20 մմ ջրի մեջ AX1-3-ի և PTE-ի միջև էական տարբերություն չկար (\(p>\) 0.017): 20 мм прогиб и PTE AX1-3 существенно не отличались (\(p>\) 0,017): 20 մմ խորության վրա շեղումը և PTE AX1-3-ը էապես չեն տարբերվել (\(p>\) 0,017):Ջրում PTE-ի մակարդակները (90,2–98,4%) ընդհանուր առմամբ ավելի բարձր էին, քան օդում (56–77,5%) (նկ. 12c), իսկ կավիտացիայի երևույթը նշվեց ջրում փորձի ժամանակ (նկ. 13, տես նաև լրացուցիչ։ տեղեկատվություն):
Ծածկույթի ճկման ամպլիտուդի չափումները (միջին ± ստանդարտ շեղում, n = 5) L և AX1-3 շեղակների համար օդում և ջրում (խորությունը 20 մմ) ցույց տվեցին շեղման երկրաչափությունը փոխելու ազդեցությունը:Չափումները ստացվում են շարունակական մեկ հաճախականությամբ սինուսոիդային գրգռման միջոցով:(ա) Պիկ շեղումը (\(u_y\vec {j}\)) գագաթին, որը չափվում է (b) իրենց համապատասխան մոդալ հաճախականություններով \(f_2\):գ) Էլեկտրահաղորդման արդյունավետությունը (PTE, rms, %) որպես հավասարում:(4) և (դ) Շեղման հզորության գործակիցը (DPR, μm/W) հաշվարկված որպես գագաթնակետային շեղում և փոխանցման հզորություն \(P_T\) (Wrms):
Բարձր արագությամբ տեսախցիկի տիպիկ ստվերային գծապատկեր, որը ցույց է տալիս նշտարակի ծայրի (կանաչ և կարմիր կետավոր գծեր) ընդհանուր շեղումը (L) և առանցքի սիմետրիկ ծայրի (AX1-3) ջրի մեջ (խորությունը 20 մմ), կես ցիկլը, շարժման հաճախականությունը։ \(f_2\) (հաճախականությունը 310 կՀց նմուշառում):Գրված մոխրագույն մասշտաբով պատկերն ունի 128×128 պիքսել չափեր, \(\մոտ) 5 մկմ պիքսել չափերով:Տեսանյութը կարող եք գտնել լրացուցիչ տեղեկություններում:
Այսպիսով, մենք մոդելավորեցինք ճկման ալիքի երկարության փոփոխությունը (նկ. 7) և հաշվարկեցինք փոխանցման մեխանիկական շարժունակությունը խողովակի երկարության և թեքության սովորական նշտարաձև, ասիմետրիկ և առանցքային համակցությունների համար (նկ. 8, 9):Սիմետրիկ թեքված երկրաչափություն.Վերջինիս հիման վրա մենք գնահատեցինք ծայրից մինչև եռակցման օպտիմալ հեռավորությունը 43 մմ (կամ \(\մոտ\) 2,75\(\lambda_y\) 29,75 կՀց-ում), ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում, և պատրաստեցինք երեք առանցք-սիմետրիկ թեք: տարբեր թեք երկարություններ:Այնուհետև մենք բնութագրեցինք դրանց հաճախականության արձագանքները՝ համեմատած օդի, ջրի և 10% (վ/վ) բալիստիկ ժելատինի սովորական նիզակների հետ (Նկար 10, 11) և որոշեցինք թեքության շեղման ռեժիմը համեմատելու լավագույն դեպքը:Ի վերջո, մենք չափեցինք ծայրի շեղումը օդի և ջրի մեջ ալիքի թեքումով 20 մմ խորության վրա և քանակականացրինք ներարկվող միջավայրի էներգիայի փոխանցման արդյունավետությունը (PTE, %) և շեղման հզորության գործակիցը (DPR, μm/W) յուրաքանչյուր թեքության համար:տեսակը (նկ. 12):
Արդյունքները ցույց են տալիս, որ երկրաչափության թեքության առանցքը ազդում է ծայրի առանցքի ամպլիտուդային շեղման վրա:Լանցետն ուներ ամենաբարձր կորությունը և նաև ամենաբարձր DPR-ը` համեմատած առանցքի համաչափ թեքի, մինչդեռ առանցքի սիմետրիկ թեքությունն ուներ ավելի փոքր միջին շեղում (նկ. 12): Սռնի-սիմետրիկ 4 մմ թեքությունը (AX1), որն ունի ամենաերկար թեքության երկարությունը, ձեռք է բերել վիճակագրորեն զգալի ամենաբարձր շեղումը օդում (\(p <0,017\), Աղյուսակ 2), համեմատած այլ առանցքի սիմետրիկ ասեղների (AX2–3), սակայն էական տարբերություններ չեն նկատվել, երբ ասեղը տեղադրվել է ջրի մեջ: Սռնի-սիմետրիկ 4 մմ թեքությունը (AX1), որն ունի ամենաերկար թեքության երկարությունը, ձեռք է բերել վիճակագրորեն զգալի ամենաբարձր շեղումը օդում (\(p <0,017\), Աղյուսակ 2), համեմատած այլ առանցքի սիմետրիկ ասեղների (AX2–3), սակայն էական տարբերություններ չեն նկատվել, երբ ասեղը տեղադրվել է ջրի մեջ: Осесимметричный скос 4 мм (AX1), имеющий наибольшую длину скоса, достиг статистически значимого наибольшего отклонения в воздухе (\(p <0,017\), таблица 2) по сравнению со други осесими (AX2 игла). 4 մմ առանցքի սիմետրիկ թեքություն (AX1), ունենալով ամենաերկար թեքության երկարությունը, ձեռք է բերել վիճակագրորեն ավելի մեծ շեղում օդում (\(p <0,017\), Աղյուսակ 2)՝ համեմատած այլ առանցքի համաչափ ասեղների (AX2–3):բայց էական տարբերություններ չեն նկատվել ասեղը ջրի մեջ դնելիս:与其他轴对称针(AX2-3) 相比，具有最长斜角长度的轴对称亦的轴对称亦的轴对称亦的轴对称中斜角甡主主斜角(AX1)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。 Համեմատած այլ առանցքային սիմետրիկ ասեղների (AX2-3) հետ, այն ունի օդում 4 մմ առանցքային սիմետրիկ (AX1) ամենաերկար թեք անկյունը, և այն հասել է վիճակագրորեն նշանակալի առավելագույն շեղման (\(p <0,017\), Աղյուսակ 2) , բայց երբ ասեղը դրվել է ջրի մեջ, էական տարբերություն չի նկատվել։ Осесимметричный скос 4 мм (AX1) с наибольшей длиной скоса обеспечивает статистически значимое максимальное отклонение в воздухе по сравнению с другими осесимметричными иглами (AX2-3) (\(p\20) ыло. 4 մմ (AX1) ամենաերկար լանջի երկարությամբ առանցքի սիմետրիկ թեքությունն ապահովել է օդի վիճակագրորեն նշանակալի առավելագույն շեղում՝ համեմատած մյուս առանցքի համաչափ թեքությունների (AX2-3) (\(p <0.017\), Աղյուսակ 2), բայց չկար: էական տարբերություն։նկատվում է, երբ ասեղը տեղադրվում է ջրի մեջ:Այսպիսով, ավելի երկար թեքության երկարությունը ակնհայտ առավելություններ չունի ծայրի ծայրի շեղման առումով:Հաշվի առնելով դա՝ պարզվում է, որ թեքության երկրաչափությունը, որն ուսումնասիրվել է այս ուսումնասիրության մեջ, ավելի մեծ ազդեցություն ունի ամպլիտուդի շեղման վրա, քան թեքության երկարությունը:Սա կարող է կապված լինել ճկման կոշտության հետ, օրինակ՝ կախված թեքվող նյութից և շինարարական ասեղի ընդհանուր հաստությունից:
Փորձարարական ուսումնասիրություններում արտացոլված ճկուն ալիքի մեծության վրա ազդում են ծայրի սահմանային պայմանները:Երբ ասեղի ծայրը մտցվեց ջրի և ժելատինի մեջ, \(\text {PTE}_{2}\) միջինը գնահատեց \(\մոտ\) 95% և \(\text {PTE}_{2}\) միջինացրեց արժեքները: համապատասխանաբար կազմում են 73% և 77% (\text {PTE}_{1}\) և \(\text {PTE}_{3}\) (նկ. 11):Սա ցույց է տալիս, որ ձայնային էներգիայի առավելագույն փոխանցումը ձուլման միջավայրին (օրինակ՝ ջուր կամ ժելատին) տեղի է ունենում \(f_2\):Նմանատիպ վարքագիծ է նկատվել նախորդ ուսումնասիրության մեջ, օգտագործելով ավելի պարզ սարքի կառուցվածքներ 41-43 կՀց հաճախականություններում, որտեղ հեղինակները ցույց են տվել լարման արտացոլման գործակիցը, որը կապված է ինտերկալացված միջավայրի մեխանիկական մոդուլի հետ:Ներթափանցման խորությունը32 և հյուսվածքի մեխանիկական հատկությունները ապահովում են մեխանիկական ծանրաբեռնվածություն ասեղի վրա և, հետևաբար, ակնկալվում է, որ կազդեն UZeFNAB-ի ռեզոնանսային վարքի վրա:Հետևաբար, ռեզոնանսային հետագծման ալգորիթմները, ինչպիսիք են 17, 18, 33, կարող են օգտագործվել ստիլուսի միջոցով փոխանցվող ձայնի հզորությունը օպտիմալացնելու համար:
Ճկման ալիքի երկարության մոդելավորումը (նկ. 7) ցույց է տալիս, որ առանցքի սիմետրիկն ունի ավելի բարձր կառուցվածքային կոշտություն (այսինքն՝ ճկման ավելի կոշտություն) ծայրում, քան լանցետը և ասիմետրիկ թեքությունը:Ելնելով (1)-ից և օգտագործելով հայտնի արագություն-հաճախական կապը, մենք գնահատում ենք նշտարակի, ասիմետրիկ և առանցքսիմետրիկ ծայրերի ճկման կոշտությունը՝ համապատասխանաբար 200, 20 և 1500 ՄՊա թեքությունների տեսքով:Սա համապատասխանում է (\lambda _y\) 5.3, 1.7 և 14.2 մմ համապատասխանաբար 29.75 կՀց հաճախականությամբ (նկ. 7a–c):Հաշվի առնելով USeFNAB ընթացակարգի կլինիկական անվտանգությունը, անհրաժեշտ է գնահատել երկրաչափության ազդեցությունը թեքության դիզայնի կոշտության վրա34:
Կեղևի և խողովակի երկարության պարամետրերի ուսումնասիրությունը (նկ. 9) ցույց է տվել, որ ասիմետրիկ (1,8 մմ) օպտիմալ TL միջակայքը ավելի բարձր է, քան առանցքի համաչափ թեքության համար (1,3 մմ):Բացի այդ, շարժունակության բարձրությունը տատանվում է համապատասխանաբար 4-ից 4,5 մմ և 6-ից 7 մմ ասիմետրիկ և առանցքի համաչափ թեքության համար (նկ. 9ա, բ):Այս բացահայտման գործնական նշանակությունն արտահայտվում է արտադրական հանդուրժողականություններով, օրինակ՝ օպտիմալ TL-ի ավելի ցածր միջակայքը կարող է ենթադրել ավելի բարձր երկարության ճշգրտության անհրաժեշտություն:Միևնույն ժամանակ, եկամտաբերության հարթակը ապահովում է ավելի մեծ հանդուրժողականություն տվյալ հաճախականությամբ թեքության երկարության ընտրության համար՝ առանց էապես ազդելու եկամտաբերության վրա:
Ուսումնասիրությունը ներառում է հետևյալ սահմանափակումները.Ասեղի շեղման ուղղակի չափումը եզրերի հայտնաբերման և բարձր արագությամբ պատկերման միջոցով (Նկար 12) նշանակում է, որ մենք սահմանափակված ենք օպտիկապես թափանցիկ միջավայրերով, ինչպիսիք են օդը և ջուրը:Մենք նաև կցանկանայինք նշել, որ մենք փորձեր չենք օգտագործել՝ փորձարկելու սիմուլյացված փոխանցման շարժունակությունը և հակառակը, այլ օգտագործել ենք FEM ուսումնասիրություններ՝ արտադրված ասեղի օպտիմալ երկարությունը որոշելու համար:Գործնական սահմանափակումների տեսանկյունից նշտարակի երկարությունը ծայրից մինչև թեւ 0,4 սմ-ով ավելի է, քան մյուս ասեղները (AX1-3), տես նկ.3բ.Սա կարող է ազդել ասեղնաձև կառուցվածքի մոդալ արձագանքի վրա:Բացի այդ, ալիքատար կապարի զոդման ձևը և ծավալը (տես Նկար 3) կարող են ազդել պտուտակի ձևավորման մեխանիկական դիմադրության վրա, ինչը հանգեցնում է մեխանիկական դիմադրության և ճկման վարքի սխալների:
Վերջապես, մենք փորձարարորեն ցույց տվեցինք, որ թեքության երկրաչափությունը ազդում է USeFNAB-ի շեղման քանակի վրա:Այն իրավիճակներում, երբ շեղման ավելի մեծ ամպլիտուդը կարող է դրական ազդեցություն ունենալ հյուսվածքի վրա ասեղի ազդեցության վրա, օրինակ՝ ծակելուց հետո կտրելու արդյունավետությունը, USeFNAB-ի համար կարող է առաջարկվել սովորական նշտար, քանի որ այն ապահովում է շեղման ամենամեծ ամպլիտուդը՝ պահպանելով բավարար կոշտություն։ դիզայնի ծայրին:Բացի այդ, վերջերս կատարված ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ ծայրի ավելի մեծ շեղումը կարող է ուժեղացնել կենսաբանական էֆեկտները, ինչպիսին է կավիտացիան, որը կարող է օգնել մշակել կիրառումներ նվազագույն ինվազիվ վիրաբուժական միջամտությունների համար:Հաշվի առնելով, որ ընդհանուր ակուստիկ հզորության աճը ցույց է տվել, որ մեծացնում է բիոպսիայի ելքը USeFNAB13-ից, նմուշի ելքի և որակի հետագա քանակական ուսումնասիրություններ են անհրաժեշտ՝ ուսումնասիրված ասեղի երկրաչափության մանրամասն կլինիկական օգուտը գնահատելու համար:
Fable, WJ նուրբ ասեղային ասպիրացիոն բիոպսիա. վերանայում:Համֆ.Հիվանդ.14։9-28։https://doi.org/10.1016/s0046-8177(83)80042-2 (1983):