Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Nýlega hefur verið sýnt fram á að notkun ómskoðunar eykur afköst vefja við ómskoðun með aðstoð fínnálar (USeFNAB) samanborið við hefðbundna fínnálassog (FNAB).Hingað til hefur sambandið á milli ská rúmfræði og oddshreyfingar ekki verið rannsakað ítarlega.Í þessari rannsókn könnuðum við eiginleika nálarómunar og sveigjusviðs fyrir ýmsar nálarbeygjur með mismunandi skálengd.Með því að nota hefðbundna 3,9 mm skáskorpu var oddbeygjustuðull (DPR) í lofti og vatni 220 og 105 µm/W, í sömu röð.Þetta er hærra en ásasamhverfur 4 mm skásti oddurinn, sem gefur 180 og 80 µm/W DPR í lofti og vatni, í sömu röð.Þessi rannsókn undirstrikar mikilvægi sambandsins á milli beygjustífleika skálagómetrunnar í samhengi við mismunandi innsetningaraðferðir og getur því veitt innsýn í aðferðir til að stjórna skurðaðgerðum eftir göt með því að breyta skálagrófræði nálar, sem er mikilvægt.fyrir USeFNAB forrit er mikilvægt.
Fínnálarsogsvefjasýni (FNA) er aðferð til að fá vefjasýni vegna gruns um meinafræði1,2,3 með því að nota nál.Sýnt hefur verið fram á að Franseen oddurinn veitir meiri greiningargetu en hefðbundin lancet4 og Menghini5 odd.Einnig er lagt til að axsamhverfar (þ.e. ummálshallir) auki líkurnar á vefjameinafræðilega fullnægjandi sýnum.
Meðan á vefjasýni stendur er nál sett í gegnum húð- og vefjalög til að komast að grunsamlegum sárum.Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að ómskoðun getur dregið úr skarpskyggni sem þarf til að komast í mjúkvef7,8,9,10.Sýnt hefur verið fram á að rúmfræði nálarbeygjunnar hafi áhrif á nálarverkunarkrafta, til dæmis hefur verið sýnt fram á að lengri skábrautir hafi minni vefjagengskrafta11.Eftir að nálin hefur farið í gegnum yfirborð vefjarins, þ.e. eftir stungu, getur skurðkraftur nálarinnar verið 75% af víxlverkunarkrafti nálarinnar við vefinn12.Sýnt hefur verið fram á að í eftirstungunarfasa eykur ómskoðun (ómskoðun) skilvirkni greiningarvefjasýnis á mjúkvef.Aðrar ómskoðunarbætta beinvefjasýnisaðferðir hafa verið þróaðar til að taka harða vefjasýni, en engar niðurstöður hafa verið tilkynntar sem bæta afrakstur vefjasýnis.Fjölmargar rannsóknir hafa einnig staðfest að vélræn tilfærsla eykst þegar hún verður fyrir ultrasonic streitu16,17,18.Þó að það séu margar rannsóknir á axial (lengdar) truflanir í nálar-vef víxlverkun19,20, það eru takmarkaðar rannsóknir á tímabundnu gangverki og rúmfræði nálar bevel undir ultrasonic FNAB (USeFNAB).
Markmið þessarar rannsóknar var að kanna hvaða áhrif mismunandi ská rúmfræði hefur á hreyfingu nálaroddsins í nál sem knúin er áfram með úthljóðsbeygju.Sérstaklega könnuðum við áhrif inndælingarmiðilsins á beygingu nálarodds eftir stungu fyrir hefðbundnar nálarbeygjur (þ.e. USeFNAB nálar í ýmsum tilgangi eins og sértækri ásog eða upptöku mjúkvefja.
Ýmsar ská rúmfræði voru teknar með í þessari rannsókn.(a) Lancet forskriftin er í samræmi við ISO 7864:201636 þar sem \(\alpha\) er aðal skábrautin, \(\theta\) er snúningshorn efri skábrautarinnar og \(\phi\) er auka skábrautin. horn., þegar snúið er, í gráðum (\(^\circ\)).(b) Línulegar ósamhverfar einsþreps hallar (kallaðar „staðlaðar“ í DIN 13097:201937) og (c) Línulegar ássamhverfar (ummálslaga) einsþreps afskálar.
Nálgun okkar byrjar á því að móta breytinguna á beygjubylgjulengd meðfram beygjunni fyrir hefðbundnar lancet, ássamhverfar og ósamhverfar einsþrepa ská rúmfræði.Við reiknuðum síðan út parametric rannsókn til að kanna áhrif pípuhalla og lengdar á vélrænni vökva flutningsins.Þetta er nauðsynlegt til að ákvarða bestu lengdina til að búa til frumgerð nál.Byggt á uppgerðinni voru gerðar nálarfrumgerðir og einkenndist ómunarhegðun þeirra í tilraunaskyni með því að mæla spennuendurkaststuðla og reikna út aflflutningsnýtni í lofti, vatni og 10% (w/v) kúlulaga gelatíni, sem rekstrartíðni var ákvörðuð út frá. .Að lokum er háhraðamyndgreining notuð til að mæla beint sveigju beygjubylgjunnar á nálaroddinum í lofti og vatni, sem og til að áætla raforku sem afhent er við hvert skáhorn og rúmfræði sveigjuaflhlutfallsins ( DPR) í sprautaðan miðil..
Eins og sýnt er á mynd 2a, notaðu 21 gauge rör (0,80 mm OD, 0,49 mm ID, rörveggþykkt 0,155 mm, staðall veggur) til að skilgreina nálarrörið með rörlengd (TL) og skáhorni (BL) í samræmi við ISO 9626:201621) í 316 ryðfríu stáli (Young's modulus 205 \(\text {GN/m}^{2}\), þéttleiki 8070 kg/m\(^{3}\) og Poisson's hlutfall 0,275 ).
Ákvörðun á beygjubylgjulengd og stillingu endanlegra þátta líkansins (FEM) fyrir nálar- og jaðarskilyrði.(a) Ákvörðun á skálengd (BL) og pípulengd (TL).(b) Þrívítt (3D) endanlegt frumefnislíkan (FEM) sem notar harmónískan punktkraft \(\tilde{F}_y\vec {j}\) til að keyra nálina nærri, sveigja punktinn og mæla hraða við þjórfé (\ ( \tilde {u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\)) til að reikna út flutning vélræns vökva.\(\lambda _y\) er skilgreint sem beygjubylgjulengd miðað við lóðrétta kraftinn \(\tilde{F}_y\vec {j}\).(c) Skilgreiningar á þyngdarmiðju, þversniðsflatarmáli A og tregðumögnunum \(I_{xx}\) og \(I_{yy}\) um x- og y-ásinn, í sömu röð.
Eins og sýnt er á mynd.2b,c, fyrir óendanlegan (óendanlegan) geisla með þverskurðarflatarmál A og á bylgjulengd sem er stærri en þversniðsstærð geislans, er beygður (eða beygður) fasahraði \( c_{EI }\) ákvarðaður af 22 :
þar sem E er stuðull Young (\(\text {N/m}^{2}\)), \(\omega _0 = 2\pi f_0\) er horntíðni örvunar (rad/s), þar sem \( f_0 \ ) er línuleg tíðni (1/s eða Hz), I er tregðustund svæðisins í kringum áhugaásinn\((\text {m}^{4})\), \(m'=\ rho _0 A\ ) er massi á lengdareiningu (kg/m), þar sem \(\rho _0\) er þéttleiki\((\text {kg/m}^{3})\) og A er krossinn hluti geislasvæðisins (xy plan) (\(\ texti {m}^{2}\)).Þar sem krafturinn sem beitt er í dæminu okkar er samsíða lóðrétta y-ásnum, þ.e. \(\tilde{F}_y\vec {j}\), höfum við aðeins áhuga á svæðisbundnu tregðu augnablikinu í kringum lárétta x-ásinn, þ.e. \(I_{xx}\), svo:
Fyrir endanlegt frumeindalíkanið (FEM) er gert ráð fyrir hreinri harmoniskri tilfærslu (m), þannig að hröðunin (\(\text {m/s}^{2}\)) er gefin upp sem \(\partial ^2 \vec { u}/ \ hluta t^2 = -\omega ^2\vec {u}\) sem \(\vec {u}(x, y, z, t): = u_x\vec {i} + u_y\ vec {j } + u_z\vec {k}\) er þrívíður tilfærsluvigur sem gefinn er upp í staðbundnum hnitum.Í stað þess síðarnefnda, í samræmi við innleiðingu þess í COMSOL Multiphysics hugbúnaðarpakkanum (útgáfur 5.4-5.5, COMSOL Inc., Massachusetts, Bandaríkjunum), er endanlegt aflögun Lagrangian form skriðþungajafnvægislögmálsins gefið upp sem hér segir:
þar sem \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) er tensor fráviksoperator, \({\underline{\sigma}}\) er annar Piola-Kirchhoff streitutensor (annar röð, \(\ texti { N/ m}^{2}\)) og \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec {k} \) er líkamskraftsvigurinn (\(\text {N/m}^{3}\)) fyrir hvert aflagað rúmmál, og \(e^{j\phi }\) er fasahornsvigurinn\(\ phi \ ) (glaður).Í okkar tilviki er rúmmálskraftur líkamans núll, líkanið okkar gerir ráð fyrir rúmfræðilegri línuleika og lítilli hreinni teygjanlegri aflögun, þ.e. þar sem \({\underline{\varepsilon}}^{el}\) og \({\underline) {\varepsilon}}\) eru teygjanleg tognun og heildarþynning (annar röð, víddarlaus), í sömu röð.Hooke's constitutive isotropic elasticity tensor \(\underline{\underline{C}}\) er reiknaður með Youngs stuðuli E (\(\text {N/m}^{2}\)) og Poissons hlutfall v er ákvarðað, þ.e. \(\underline{\underline{C}}:=\underline{\underline{C}}(E,v)\) (fjórða röð).Þannig að streituútreikningurinn verður \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\).
Við útreikninginn er notað 10-hnúta tetrahedral frumefni með frumefnisstærð \(\le\) 8 µm.Nálin er gerð í lofttæmi og gildi yfirfærðrar vélrænni hreyfanleika (ms-1 N-1) er skilgreint sem \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec { j}|/ |\ tilde{F}_y\vec {j}|\)24, þar sem \(\tilde{v}_y\vec {j}\) er úttaksfléttuhraði handtækisins og \( \ tilde {F}_y\ vec {j }\) er flókinn drifkraftur sem staðsettur er við nærenda rörsins, eins og sýnt er á mynd 2b.Þýddu vélrænni vökva í desibel (dB) með hámarksgildi sem viðmiðun, þ.e. \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}|) \ ) .Allar FEM rannsóknir voru gerðar á tíðninni 29,75 kHz.
Hönnun nálarinnar (Mynd 3) samanstendur af hefðbundinni 21-gauge ísúðanál (Vörunúmer 4665643, Sterican\(^\circledR\), ytra þvermál 0,8 mm, lengd 120 mm, AISI 304 ryðfríu króm-nikkeli stál , B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Þýskalandi) búin Luer Lock-plasthylki úr pólýprópýleni í nærendanum og hæfilega breytt í endann.Nálarrörið er lóðað við bylgjuleiðarann eins og sýnt er á mynd 3b.Bylgjuleiðararnir voru prentaðir á ryðfríu stáli þrívíddarprentara (EOS 316L ryðfríu stáli á EOS M 290 þrívíddarprentara, 3D Formtech Oy, Jyväskylä, Finnlandi) og síðan fest við Langevin skynjarann með M4 boltum.Langevin skynjarinn samanstendur af 8 piezoelectric hringeiningum sem eru hlaðnir í báða enda með tveimur massa.
Fjórar gerðir oddanna (mynd), lancett (L) sem fæst í verslun og þrjár framleiddar ássamhverfar einsþrepa skábrautir (AX1-3) einkenndust af skálengd (BL) 4, 1,2 og 0,5 mm, í sömu röð.(a) Nærmynd af fullunnum nálaroddinum.(b) Sjónarmið ofan á fjóra pinna sem lóðaðir eru við þrívíddarprentaða bylgjuleiðarann og síðan tengdir við Langevin skynjarann með M4 boltum.
Framleiddir voru þrír ássamhverfar skáenda (mynd 3) (TAs Machine Tools Oy) með skálengd (BL, eins og skilgreint er á mynd 2a) 4,0, 1,2 og 0,5 mm, sem samsvarar \(\u.þ.b.) 2 \(^ \) circ\), 7\(^\circ\) og 18\(^\circ\) í sömu röð.Massi bylgjuleiðarans og nálarinnar er 3,4 ± 0,017 g (meðaltal ± sd, n = 4) fyrir skábrautir L og AX1-3, í sömu röð (Quintix\(^\circledR\) 224 Design 2, Sartorius AG, Göttingen, Þýskalandi) .Fyrir L og AX1-3 skábrautirnar á mynd 3b var heildarlengdin frá nálaroddinum að enda plasthylsunnar 13,7, 13,3, 13,3 og 13,3 cm, í sömu röð.
Fyrir allar nálarstillingar var lengdin frá nálaroddinum að bylgjuleiðaranum (þ.e. að suðusvæðinu) 4,3 cm og nálarrörið var beint með skurðinn upp (þ.e. samsíða Y-ásnum) , eins og sést á myndinni.c (mynd 2).
Sérsniðið handrit í MATLAB (R2019a, The MathWorks Inc., Massachusetts, Bandaríkjunum) sem keyrir á tölvu (Latitude 7490, Dell Inc., Texas, Bandaríkjunum) var notað til að mynda línulega sinusoidal sweepi frá 25 til 35 kHz í 7 sekúndur, framhjá Stafrænn í hliðstæða (DA) breytir (Analog Discovery 2, Digilent Inc., Washington, Bandaríkjunum) breytist í hliðrænt merki.Hliðræna merkið \(V_0\) (0,5 Vp-p) var síðan magnað með sérstökum útvarpsbylgjur (RF) magnara (Mariachi Oy, Turku, Finnlandi).Fallmagnuð spenna \({V_I}\) frá RF magnaranum með útgangsviðnám 50 ohm er færð í spenni sem er innbyggður í nálarbygginguna með inntaksviðnám 50 ohm.Langevin transducers (þungir fjöllaga piezoelectric transducrar að framan og aftan) eru notaðir til að mynda vélrænar bylgjur.Sérsniði RF magnarinn er búinn tvírása stöðubylgjuaflsmæli (SWR) sem skráir atvikið \({V_I}\) og endurspegla magnaða spennu\(V_R\) í analog-to-digital (AD) ham.með sýnatökutíðni 300 kHz Converter (hliðstæða Discovery 2).Örvunarmerkið er amplitude modulated í upphafi og í lok til að koma í veg fyrir ofhleðslu magnara inntak með skammvinnum.
Með því að nota sérsniðna forskrift útfærð í MATLAB var tíðnisvarsaðgerðin (FRF), þ.e. \(\tilde{H}(f)\), metin án nettengingar með því að nota tveggja rása sinusoidal sweep mælingaraðferð (mynd 4), sem gerir ráð fyrir línuleiki í tíma.óbreytt kerfi.Að auki er 20 til 40 kHz bandpasssía notuð til að fjarlægja óæskilega tíðni frá merkinu.Með vísan til kenningarinnar um flutningslínur, í þessu tilviki er \(\tilde{H}(f)\) jafngilt spennuendurkaststuðlinum, þ.e. \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I}\ ) \) minnkar í \({V_R}^ 2 /{V_I}^2\ ) jafngildir \(|\rho _{V}|^2\).Í þeim tilfellum þar sem krafist er algerra raforkugilda er innfallsafl \(P_I\) og endurkastsafl \(P_R\) afl (W) reiknað með því að taka rms gildi (rms) samsvarandi spennu, til dæmis.fyrir flutningslínu með sinusoidal örvun \( P = {V}^2/(2Z_0)\)26, þar sem \(Z_0\) er jafnt og 50 \(\Omega\).Hægt er að reikna út raforkuna sem hlaðið er \(P_T\) (þ.e. innsetta miðilinn) sem \(|P_I – P_R |\) (W RMS), sem og aflflutningsskilvirkni (PTE) og prósentu ( %) er hægt að ákvarða hvernig lögunin er gefin, svo 27:
Nálastartíðnin \(f_{1-3}\) (kHz) og samsvarandi aflflutningsstuðlar þeirra \(\text {PTE}_{1{-}3} \) eru síðan metnar með því að nota FRF.FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Hz) áætlað beint frá \(\text {PTE}_{1{-}3}\), frá töflu 1 A einhliða línulegt litróf fæst á lýstri mótaltíðni \(f_{1-3}\).
Mæling á tíðni svörun (AFC) nálarbygginga.Sinuslaga tveggja rása sveipmæling25,38 er notuð til að fá tíðnisvarsfallið \(\tilde{H}(f)\) og höggsvörun þess H(t).\({\mathcal {F}}\) og \({\mathcal {F}}^{-1}\) tákna Fourier umbreytingu stafrænnar styttingar og andhverfu þess, í sömu röð.\(\tilde{G}(f)\) þýðir afurð tveggja merkja í tíðnisviðinu, td \(\tilde{G}_{XrX}\) þýðir andhverfa skannaafurð\(\tilde{ X} r (f)\ ) og fallspennu \(\tilde{X}(f)\) í sömu röð.
Eins og sést á mynd 5 er háhraðamyndavélin (Phantom V1612, Vision Research Inc., NJ, USA) búin makrólinsu (MP-E 65mm, \(f\)/2.8, 1-5\).(\times\), Canon Inc., Tókýó, Japan), til að skrá oddbeygjur við beygjuörvun (ein tíðni, samfelld sinusoid) við tíðni 27,5-30 kHz.Til að búa til skuggakort var kældur þáttur af hvítum ljósdíóða með mikilli styrkleika (hlutanúmer: 4052899910881, hvítur ljósdíóða, 3000 K, 4150 lm, Osram Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, Þýskalandi) settur fyrir aftan nálaroddinn.
Framsýn af tilraunauppsetningunni.Dýpt er mæld frá yfirborði miðilsins.Nálarbyggingin er klemmd og fest á vélknúið flutningsborð.Notaðu háhraðamyndavél með mikilli stækkunarlinsu (5\(\x\)) til að mæla frávik skáhalla.Allar stærðir eru í millimetrum.
Fyrir hverja tegund af nálarbeygju tókum við upp 300 ramma af háhraða myndavél sem mælist 128 \(\x\) 128 dílar, hver með rúmupplausn 1/180 mm (\(\u.þ.b.) 5 µm), með tímabundin upplausn 310.000 rammar á sekúndu.Eins og sést á mynd 6 er hver rammi (1) klipptur (2) þannig að nálaroddurinn sé í síðustu línu (neðst) rammans og súlurit myndarinnar (3) er reiknað út, þannig að Canny Hægt er að ákvarða viðmiðunarmörk 1 og 2.Notaðu síðan Canny edge detection 28(4) með Sobel operator 3 \(\times\) 3 og reiknaðu stöður fyrir pixla sem ekki eru undir æð (merktir \(\mathbf {\times }\)) án kavitation 300 tímaskref.Til að ákvarða svið oddarbeygju, reiknaðu út afleiðuna (með því að nota miðlæga mismunalgrímið) (6) og ákvarðaðu rammann (7) sem inniheldur staðbundin öfgar (þ.e. hámark) beygjunnar.Eftir sjónræna skoðun á kavítunarlausu brúninni var valið par af ramma (eða tveir rammar með millibili hálfleiks) (7) og sveigjan oddsins mæld (táknað sem \(\mathbf {\times } \) ).Ofangreint er útfært í Python (v3.8, Python Software Foundation, python.org) með því að nota OpenCV Canny edge greiningaralgrímið (v4.5.1, opinn hugbúnaður tölvusjónasafn, opencv.org).Að lokum er sveigjuaflsstuðullinn (DPR, µm/W) reiknaður út sem hlutfall topps-til-topps sveigju og sends rafafls \(P_T\) (Wrms).
Notaðu 7 þrepa reiknirit (1-7), þar á meðal skurð (1-2), Canny edge uppgötvun (3-4), útreikning, mældu pixlastöðu oddarbeygjubrúnarinnar með því að nota röð ramma sem teknir eru úr há- hraðamyndavél við 310 kHz ( 5) og tímaafleiða hennar (6), og að lokum er svið oddbeygjunnar mælt á sjónrænt köflóttum rammapörum (7).
Mælt í lofti (22,4-22,9°C), afjónuðu vatni (20,8-21,5°C) og 10% (w/v) vatnskenndu ballistic gelatíni (19,7-23,0°C , \(\text {Honeywell}^{ \ text { TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) Nautgripa- og svínabeinagelatín fyrir tegund I ballistic Analysis, Honeywell International, Norður-Karólína, Bandaríkjunum).Hitastig var mældur með K-gerð hitaeiningamagnara (AD595, Analog Devices Inc., MA, Bandaríkjunum) og K-gerð hitamæli (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 type-K, Fluke Corporation, Washington, Bandaríkjunum).Notaðu lóðrétt vélknúið Z-ás stigi (8MT50-100BS1-XYZ, Standa Ltd., Vilnius, Litháen) til að mæla dýpt frá yfirborði fjölmiðla (sett sem uppruna Z-ássins) með 5 µm upplausn á hverju skrefi.
Þar sem úrtaksstærðin var lítil (n = 5) og ekki var hægt að gera ráð fyrir eðlilegu, var tveggja sýnis tvíhliða Wilcoxon raðsummuprófið (R, v4.0.3, R Foundation for Statistical Computing, r-project.org) notað. til að bera saman magn af afbrigðinálaroddi fyrir ýmsar skábrautir.Þrír samanburður var gerður fyrir hverja halla, þannig að Bonferroni leiðrétting var beitt með leiðréttu marktektarstigi 0,017 og villuhlutfalli upp á 5%.
Vísað er til mynd 7 hér að neðan.Við 29,75 kHz er bogin hálfbylgjulengd (\(\lambda _y/2\)) 21-gauge nálar \(\u.þ.b.) 8 mm.Beygjubylgjulengdin minnkar meðfram brekkunni þegar hún nálgast oddinn.Á oddinum \(\lambda _y/2\) eru þreplaga skáhallir sem eru 3, 1 og 7 mm, í sömu röð, fyrir venjulegar lansettur (a), ósamhverfar (b) og ássamhverfar (c).Þannig þýðir þetta að munurinn mun vera \(\u.þ.b.\) 5 mm (vegna þess að tvö plan lancetsins mynda punktinn 29,30), ósamhverfa hallinn mun vera breytilegur um 7 mm og samhverfa hallinn um 1 mm.Ásasamhverfar hallar (þyngdarmiðjan helst sú sama, þannig að aðeins veggþykktin breytist í raun eftir brekkunni).
Notkun FEM rannsóknarinnar við 29,75 kHz og jöfnuna.(1) Reiknaðu beygjuhálfbylgjubreytinguna (\(\lambda _y/2\)) fyrir lancet (a), ósamhverfa (b) og ássamhverfa (c) ská rúmfræði (eins og á mynd 1a,b,c).).Meðaltal \(\lambda_y/2\) fyrir lancet, ósamhverfar og ássamhverfar halla er 5,65, 5,17 og 7,52 mm, í sömu röð.Athugið að oddsþykkt fyrir ósamhverfar og ássamhverfar skábrautir er takmörkuð við \(\u.þ.b.) 50 µm.
Hámarkshreyfanleiki \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) er sambland af bestu rörlengd (TL) og hallalengd (BL) (mynd 8, 9).Fyrir hefðbundna lancet, þar sem stærð hennar er föst, er ákjósanlegur TL \(\u.þ.b.\) 29,1 mm (mynd 8).Fyrir ósamhverfar og ássamhverfar halla (mynd 9a, b, í sömu röð) tók FEM rannsóknin til BL frá 1 til 7 mm, þannig að ákjósanleg TL svið voru frá 26,9 til 28,7 mm (bil 1,8 mm) og frá 27,9 til 29,2 mm (bil 1,3 mm).) ), í sömu röð.Fyrir ósamhverfar brekkur (mynd 9a) jókst ákjósanlegur TL línulega, náði hásléttu við BL 4 mm og lækkaði síðan verulega úr BL 5 í 7 mm.Fyrir ássamhverfar halla (mynd 9b) eykst ákjósanlegur TL línulega með BL lengingu og verður loks stöðugur við BL frá 6 til 7 mm.Ítarleg rannsókn á ásasamhverfum hallum (mynd 9c) sýndi mismunandi sett af ákjósanlegum TLs staðsettum við \(\u.þ.b.) 35,1–37,1 mm.Fyrir öll BL er fjarlægðin milli tveggja setta af ákjósanlegum TLs \(\u.þ.b.\) 8 mm (jafngildir \(\lambda _y/2\)).
Lancet sendingarhreyfanleiki við 29,75 kHz.Nálarrörið var beygt á tíðninni 29,75 kHz, titringurinn var mældur í lokin og gefinn upp sem magn sendur vélrænni hreyfanleika (dB miðað við hámarksgildi) fyrir TL 26,5-29,5 mm (0,1 mm skref).
Parametriskar rannsóknir á FEM við tíðnina 29,75 kHz sýna að flutningshreyfanleiki ásasamhverfa oddsins verður minna fyrir áhrifum af breytingum á lengd slöngunnar en ósamhverfa hliðstæða þess.Kannanir á skálengd (BL) og pípulengd (TL) fyrir ósamhverfar (a) og ássamhverfar (b, c) ská rúmfræði í tíðnisviðsrannsóknum með því að nota FEM (jaðarskilyrði eru sýnd á mynd 2).(a, b) TL var á bilinu 26,5 til 29,5 mm (0,1 mm skref) og BL 1-7 mm (0,5 mm skref).(c) Lengri rannsókn á ássamhverfum skáhorni, þar með talið TL 25-40 mm (0,05 mm skref) og 0,1-7 mm (0,1 mm skref) sem sýnir æskilegt hlutfall \(\lambda_y/2\) Skilyrði fyrir lausa hreyfingu fyrir odd eru uppfyllt.
Nálarbyggingin hefur þrjár náttúrutíðnir \(f_{1-3}\) skipt í lág-, miðlungs- og hámótunarsvæði eins og sýnt er í töflu 1. PTE-stærðin er sýnd á mynd 10 og síðan greind á mynd 11. Hér að neðan eru Niðurstöður fyrir hvert form svæði:
Dæmigert skráð augnabliks aflflutningsskilvirkni (PTE) amplituda sem fæst með því að nota sinusoidal örvun með sóptíðni á 20 mm dýpi fyrir lansett (L) og ásasamhverfar halla AX1-3 í lofti, vatni og gelatíni.Einhliða litróf er sýnt.Mæld tíðni svörun (300 kHz sýnatökutíðni) var lágpassíusíað og síðan tekin niður um stuðulinn 200 fyrir mótagreiningu.Hlutfall merkis og hávaða er \(\le\) 45 dB.PTE fasinn (fjólublá punktalína) er sýndur í gráðum (\(^{\circ}\)).
Svörunargreiningin er sýnd á mynd 10 (meðaltal ± staðalfrávik, n = 5) fyrir L og AX1-3 brekkurnar í lofti, vatni og 10% gelatíni (20 mm dýpi) með (efri) þremur mótasvæðum (lágt) , miðlungs, hátt).), og samsvarandi tíðni þeirra\(f_{1-3}\) (kHz), (meðaltal) orkunýtni\(\text {PTE}_{1{-}3 }\) notar hönnunarjöfnur.(4) og (neðst) eru full breidd við hálfa hámarksmælda gildi \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Hz), í sömu röð.Athugaðu að þegar þú tekur upp lágan PTE, þ.e. þegar um er að ræða AX2 halla, er bandbreiddarmælingunni sleppt, \(\text {FWHM}_{1}\).\(f_2\) hamurinn er talinn hentugur til að bera saman sveigju hallaplana, þar sem hann sýnir mesta skilvirkni aflflutnings (\(\text {PTE}_{2}\)), allt að 99%.
Fyrsta formlega svæðið: \(f_1\) veltur ekki mikið á gerð efnisins sem sett er inn, heldur fer það eftir ská rúmfræðinni.\(f_1\) minnkar með minnkandi skálengd (27,1, 26,2 og 25,9 kHz fyrir AX1-3, í sömu röð, í lofti).Svæðismeðaltöl \(\text {PTE}_{1}\) og \(\text {FWHM}_{1}\) eru \(\approx\) 81% og 230 Hz í sömu röð.\(\text {FWHM}_{1}\) var hæst í gelatíni frá Lancet (L, 473 Hz).Athugaðu að ekki er hægt að áætla \(\text {FWHM}_{1}\) fyrir AX2 í gelatíni vegna lítillar stærðar tíðniviðbragða sem tilkynnt er um.
Annað mótasvæðið: \(f_2\) fer eftir tegund líma og skámiðils.Í lofti, vatni og gelatíni eru meðalgildin \(f_2\) 29,1, 27,9 og 28,5 kHz, í sömu röð.PTE fyrir þetta mótasvæði náði einnig 99%, hæsta meðal allra mælihópa, með svæðismeðaltal upp á 84%.Svæðismeðaltal \(\text {FWHM}_{2}\) er \(\approx\) 910 Hz.
Þriðja aðferðasvæðið: \(f_3\) Tíðnin fer eftir gerð innsetningarmiðils og skábrautar.Meðalgildi \(f_3\) eru 32,0, 31,0 og 31,3 kHz í lofti, vatni og gelatíni, í sömu röð.\(\text {PTE}_{3}\) hefur svæðismeðaltal upp á \(\u.þ.b.\) 74%, það lægsta af einhverju svæði.Svæðismeðaltalið \(\text {FWHM}_{3}\) er \(\u.þ.b.\) 1085 Hz, sem er hærra en fyrsta og annað svæði.
Eftirfarandi vísar til mynd.12 og töflu 2. Spýtan (L) sveigðist mest (með mikilli þýðingu fyrir alla odd, \(p<\) 0,017) bæði í lofti og vatni (mynd 12a), og náði hæsta DPR (allt að 220 µm/) W í lofti). 12 og töflu 2. Spýtan (L) sveigðist mest (með mikilli þýðingu fyrir alla odd, \(p<\) 0,017) bæði í lofti og vatni (mynd 12a), og náði hæsta DPR (allt að 220 µm/) W í lofti). Следующее относится к рисунку 12 и таблице 2. Ланцет (L) отклонялся больше всего для выснаюкой для с ов, \(p<\) 0,017) как в воздухе, так и в воде (рис. 12а), достигая самого высокого DPR . Eftirfarandi á við um mynd 12 og töflu 2. Lancet (L) sveigðist mest (með mikilli þýðingu fyrir alla odd, \(p<\) 0,017) bæði í lofti og vatni (Mynd 12a), og náði hæsta DPR.(gera 220 μm/W í lofti).Vísað er til mynd 12 og töflu 2 hér að neðan.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有高度意意义，\(0，)\(0Ｐ\)最高DPR （空气中高达220 µm/W）.柳叶刀(L) hefur mesta sveigju í lofti og vatni (图12a) (对所述尖端是对尖端是是电影,\(p<\) 0,017), og náði hæstu DPR (allt að µm/220) W í lofti). Ланцет (L) имеет наибольшее отклонение (весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) 0,017) á воздивос амого высокого DPR (að 220 мкм/Вт в воздухе). Lancet (L) hefur mesta frávikið (mjög marktækt fyrir alla odd, \(p<\) 0,017) í lofti og vatni (Mynd 12a), og nær hæsta DPR (allt að 220 µm/W í lofti). Í lofti sveigðist AX1, sem hafði hærra BL, hærra en AX2–3 (með marktekt, \(p<\) 0,017), en AX3 (sem hafði lægsta BL) sveigðist meira en AX2 með DPR upp á 190 µm/W. Í lofti sveigðist AX1, sem hafði hærra BL, hærra en AX2–3 (með marktekt, \(p<\) 0,017), en AX3 (sem hafði lægsta BL) sveigðist meira en AX2 með DPR upp á 190 µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL отклонялся выше, чем AX2–3 (со значимостью \(p<\) 0,017), мскада кон онялся больше, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. Í lofti sveigðist AX1 með hærra BL hærra en AX2–3 (með marktekt \(p<\) 0,017), en AX3 (með lægsta BL) sveigðist meira en AX2 með 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），转高于AX2-3（具有显着性，\(p<\) 0.017），转高显着怅转大于AX2，DPR 为190 µm/W. Í lofti er sveigjan AX1 með hærra BL meiri en AX2-3 (verulega \(p<\) 0,017), og sveigjan AX3 (með lægsta BL) er meiri en AX2, DPR er 190 µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL имеет большее отклонение, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) 0,017), мкагда (к ет большее отклонение, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. Í lofti hefur AX1 með hærra BL meiri frávik en AX2-3 (marktækt, \(p<\) 0,017), en AX3 (með lægsta BL) hefur meiri frávik en AX2 með DPR upp á 190 μm/W. Í vatni við 20 mm fannst enginn marktækur munur (\(p>\) 0,017) á sveigju og PTE fyrir AX1–3. Í vatni við 20 mm fannst enginn marktækur munur (\(p>\) 0,017) á sveigju og PTE fyrir AX1–3. В воде на глубине 20 мм достоверных различий (\(p>\) 0,017) по прогибу и ФТР для AX1–3 не обнаружено. Í vatni á 20 mm dýpi greindist marktækur munur (\(p>\) 0,017) á sveigju og FTR fyrir AX1–3.在20 mm 的水中，AX1-3 的挠度和PTE 没有显着差异(\(p>\) 0,017)。 Í 20 mm vatni var ekki marktækur munur á AX1-3 og PTE (\(p>\) 0,017). На глубине 20 мм прогиб и PTE AX1-3 существенно не отличались (\(p>\) 0,017). Á 20 mm dýpi var sveigjan og PTE AX1-3 ekki marktækur munur (\(p>\) 0,017).Magn PTE í vatni (90,2–98,4%) var almennt hærra en í lofti (56–77,5%) (Mynd 12c) og fyrirbæri kavitation kom fram í tilrauninni í vatni (Mynd 13, sjá einnig viðbót upplýsingar).
Mælingar á oddarbeygjumarki (meðaltal ± staðalfrávik, n = 5) fyrir L og AX1-3 skáhalla í lofti og vatni (dýpt 20 mm) leiddu í ljós áhrif þess að breyta ská rúmfræði.Mælingarnar eru fengnar með samfelldri eintíðni sinusoidal örvun.(a) Hámarksfrávik (\(u_y\vec {j}\)) við hornpunktinn, mæld við (b) mótaltíðni þeirra \(f_2\).(c) Aflflutningsnýtni (PTE, rms, %) sem jöfnu.(4) og (d) Fráviksaflsstuðull (DPR, µm/W) reiknaður sem hámarksfrávik og sendingarafl \(P_T\) (Wrms).
Dæmigert skuggamynd af háhraðamyndavél sem sýnir heildarbeygju odds oddsins (grænar og rauðar punktalínur) á oddinum (L) og ássamhverfa oddinn (AX1-3) í vatni (dýpt 20 mm), hálflotu, aksturstíðni \(f_2\) (tíðni 310 kHz sýnataka).Grátónamyndin sem tekin er hefur stærðina 128×128 pixla með pixlastærð \(\u.þ.b.) 5 µm.Myndband er að finna í viðbótarupplýsingum.
Þannig gerðum við líkan fyrir breytinguna á beygjubylgjulengd (Mynd 7) og reiknuðum út vélrænan hreyfanleika fyrir flutning fyrir hefðbundnar lanceolate, ósamhverfar og axial samsetningar rörlengdar og skábrautar (Mynd 8, 9).Samhverf ská rúmfræði.Byggt á því síðarnefnda áætluðum við að ákjósanlegasta fjarlægð frá þjórfé til suðu væri 43 mm (eða \(\u.þ.b.\) 2,75\(\lambda_y\) við 29,75 kHz) eins og sýnt er á mynd 5, og framleiddum þrjár ássamhverfar skábrautir með mismunandi skálengd.Við auðkenndum síðan tíðniviðbrögð þeirra samanborið við hefðbundnar spýtur í lofti, vatni og 10% (w/v) ballistic gelatíni (myndir 10, 11) og ákváðum besta tilvikið til að bera saman hallabeygjustillingu.Að lokum mældum við oddbeygju með því að beygja bylgju í lofti og vatni á 20 mm dýpi og mældum kraftflutningsskilvirkni (PTE, %) og sveigjuaflsstuðul (DPR, µm/W) sprautaðs miðils fyrir hverja halla.gerð (mynd 12).
Niðurstöðurnar sýna að hallaás rúmfræðinnar hefur áhrif á amplitudefrávik oddaássins.Spýtan hafði hæstu sveigjuna og einnig hæstu DPR miðað við ásasamhverfu skábrautina, en ássamhverfa skálínan var með minna meðalfrávik (mynd 12). Ássamhverfa 4 mm skálin (AX1) með lengstu skálengdina náði tölfræðilega marktækri hæstu sveigju í lofti (\(p < 0,017\), tafla 2), í samanburði við aðrar ássamhverfar nálar (AX2–3), en enginn marktækur munur sást, þegar nálin var sett í vatn. Ássamhverfa 4 mm skálin (AX1) með lengstu skálengdina náði tölfræðilega marktækri hæstu sveigju í lofti (\(p < 0,017\), tafla 2), í samanburði við aðrar ássamhverfar nálar (AX2–3), en enginn marktækur munur sást, þegar nálin var sett í vatn. Осесимметричный скос 4 мм (AX1), имеющий наибольшую длину скоса, достиг статистически значимого наивеголь p <0,017\), töflu 2) по сравнению с другими осесимметричными иглами (AX2–3). Axisymmetric bevel 4 mm (AX1), með lengstu skálengdina, náði tölfræðilega marktæku meiri fráviki í lofti (\(p < 0,017\), tafla 2) samanborið við aðrar ássamhverfar nálar (AX2–3).en marktækur munur sást ekki þegar nálin var sett í vatn.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) 在縰庰 在縰庰着的最高偏转(\(p < 0.017\)，表2)，但当将针头放入水中时，没有观察到显着差异。 Í samanburði við aðrar ássamhverfar nálar (AX2-3) hefur hún lengsta skáhornið 4 mm ássamhverft (AX1) í loftinu og það hefur náð tölfræðilega marktækri hámarkssveigju (\(p < 0,017\), tafla 2) , en þegar nálin var sett í vatn sást ekki marktækur munur. Осесимметричный скос 4 мм (AX1) с наибольшей длиной скоса обеспечивает статистически значимое максимальноз максимальн равнению с другими осесимметричными иглами (AX2-3) (\(p < 0,017\), töflur 2), но существенной ралонецы. Ássamhverfa hallinn með lengstu hallalengdina 4 mm (AX1) gaf tölfræðilega marktækt hámarksfrávik í lofti samanborið við hinar ássamhverfu hallana (AX2-3) (\(p < 0,017\), tafla 2), en það var engin verulegur munur.sést þegar nálin er sett í vatn.Þannig hefur lengri skálengd enga augljósa kosti hvað varðar hámarkssveigju.Að teknu tilliti til þessa kemur í ljós að hallarúmfræðin, sem er rannsökuð í þessari rannsókn, hefur meiri áhrif á amplitude sveigju en hallalengdin.Þetta getur tengst beygjustífleika, til dæmis, allt eftir því efni sem verið er að beygja og heildarþykkt byggingarnálarinnar.
Í tilraunarannsóknum er stærð endurkastaðrar beygjubylgju fyrir áhrifum af jaðarskilyrðum oddsins.Þegar nálaroddinum var stungið í vatn og gelatín var \(\text {PTE}_{2}\) að meðaltali \(\approx\) 95% og \(\text {PTE}_{2}\) meðaltal gildin eru 73% og 77% (\text {PTE}_{1}\) og \(\text {PTE}_{3}\), í sömu röð (mynd 11).Þetta gefur til kynna að hámarksflutningur á hljóðorku til steypumiðilsins (til dæmis vatn eða gelatín) á sér stað við \(f_2\).Svipuð hegðun kom fram í fyrri rannsókn þar sem notaðar voru einfaldari uppbyggingar tækja við tíðni á bilinu 41-43 kHz, þar sem höfundar sýndu fram á endurkaststuðulinn spennu sem tengist vélrænni stuðul hins innbyggða miðils.Skurðdýpt32 og vélrænir eiginleikar vefsins veita vélrænu álagi á nálina og er því búist við að þau hafi áhrif á ómunarhegðun UZeFNAB.Þess vegna er hægt að nota ómun mælingar reiknirit eins og 17, 18, 33 til að hámarka kraft hljóðsins sem kemur í gegnum pennann.
Beygjubylgjulengdarlíkan (Mynd 7) sýnir að ássamhverf hefur meiri burðarstífleika (þ.e. meiri beygjustífleiki) á oddinum en lancet og ósamhverf ská.Út frá (1) og með því að nota þekkt hraða-tíðni samband, áætlum við beygjustífleika lancetsins, ósamhverfa og ásasamhverfa enda sem halla \(\u.þ.b.) 200, 20 og 1500 MPa, í sömu röð.Þetta samsvarar (\lambda _y\) 5,3, 1,7 og 14,2 mm við 29,75 kHz, í sömu röð (Mynd 7a–c).Með hliðsjón af klínísku öryggi USeFNAB aðferðarinnar þarf að meta áhrif rúmfræði á stífleika skáhönnunar34.
Rannsóknin á breytum skábrautarinnar og lengd rörsins (mynd 9) sýndi að ákjósanlegasta TL-sviðið fyrir ósamhverfan (1,8 mm) var hærra en fyrir ássamhverfu skábrautina (1,3 mm).Að auki er hreyfanleikahásléttan á bilinu 4 til 4,5 mm og frá 6 til 7 mm fyrir ósamhverfa og ásasamhverfa halla, í sömu röð (mynd 9a, b).Hagnýtt mikilvægi þessarar niðurstöðu kemur fram í framleiðsluvikmörkum, til dæmis getur lægra svið ákjósanlegra TL gefið til kynna þörf fyrir meiri lengdarnákvæmni.Jafnframt veitir ávöxtunarpallinn meira vikmörk fyrir vali á lengd halla á tiltekinni tíðni án þess að hafa veruleg áhrif á afraksturinn.
Rannsóknin felur í sér eftirfarandi takmarkanir.Bein mæling á nálarbeygju með því að nota brúngreiningu og háhraðamyndgreiningu (Mynd 12) þýðir að við erum takmörkuð við sjónrænt gagnsæ efni eins og loft og vatn.Við viljum líka benda á að við notuðum ekki tilraunir til að prófa herma flutningshreyfanleika og öfugt, heldur notuðum FEM rannsóknir til að ákvarða bestu lengd framleiddu nálarinnar.Frá sjónarhóli hagnýtra takmarkana er lengd lansettu frá odd að ermi 0,4 cm lengri en aðrar nálar (AX1-3), sjá mynd.3b.Þetta kann að hafa haft áhrif á mótefnasvörun nálarbyggingarinnar.Að auki getur lögun og rúmmál bylgjuleiðara blýlóðmálms (sjá mynd 3) haft áhrif á vélræna viðnám pinnahönnunar, sem leiðir til villna í vélrænni viðnám og beygjuhegðun.
Að lokum höfum við sýnt með tilraunum að ská rúmfræðin hefur áhrif á magn sveigjunnar í USeFNAB.Í aðstæðum þar sem hærra sveigjumagn getur haft jákvæð áhrif á áhrif nálarinnar á vefinn, td skurðvirkni eftir stungu, er hægt að mæla með hefðbundnum lancet fyrir USeFNAB, þar sem það veitir mesta sveigjumagnið á meðan það heldur nægilegri stífni á toppi hönnunarinnar.Að auki hefur nýleg rannsókn sýnt að meiri sveigjanleiki á enda getur aukið líffræðileg áhrif eins og kavitation, sem getur hjálpað til við að þróa forrit fyrir lágmarks ífarandi skurðaðgerðir.Í ljósi þess að sýnt hefur verið fram á að aukið heildarhljóðafl eykur afrakstur vefjasýnis frá USeFNAB13, er þörf á frekari megindlegum rannsóknum á afköstum sýna og gæðum til að meta ítarlegan klínískan ávinning af rannsökuðu nálarrúmfræðinni.
Frable, WJ Fine needle aspiration biopsy: endurskoðun.Humph.Veikur.14:9-28.https://doi.org/10.1016/s0046-8177(83)80042-2 (1983).
Birtingartími: 13. október 2022