سوئی بیول جیومیٹری الٹراساؤنڈ-ایمپلیفائیڈ فائن نیڈل بایپسی میں موڑ کے طول و عرض کو متاثر کرتی ہے۔

Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ جس براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں اسے محدود CSS سپورٹ حاصل ہے۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس دوران، مسلسل تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے رینڈر کریں گے۔
حال ہی میں یہ ثابت ہوا ہے کہ الٹراساؤنڈ کا استعمال روایتی فائن سوئی کی خواہش (FNAB) کے مقابلے الٹراساؤنڈ کی مدد سے فائن سوئی کی خواہش (USeFNAB) میں ٹشو کی پیداوار کو بڑھاتا ہے۔آج تک، بیول جیومیٹری اور ٹپ موومنٹ کے درمیان تعلق کا اچھی طرح سے مطالعہ نہیں کیا گیا ہے۔اس مطالعے میں، ہم نے مختلف بیول لمبائی کے ساتھ مختلف سوئی بیول جیومیٹریوں کے لیے سوئی کی گونج اور انحطاط کے طول و عرض کی خصوصیات کی چھان بین کی۔روایتی 3.9 ملی میٹر بیولڈ لینسیٹ کا استعمال کرتے ہوئے، ہوا اور پانی میں ٹپ ڈیفلیکشن پاور فیکٹر (DPR) بالترتیب 220 اور 105 µm/W تھا۔یہ محوری 4mm بیولڈ ٹپ سے زیادہ ہے، جو ہوا اور پانی میں بالترتیب 180 اور 80 µm/W DPR فراہم کرتا ہے۔یہ مطالعہ داخل کرنے کے مختلف ذرائع کے تناظر میں بیول جیومیٹری کے موڑنے والی سختی کے درمیان تعلق کی اہمیت کو اجاگر کرتا ہے، اور اس وجہ سے سوئی بیول جیومیٹری کو تبدیل کرکے پوسٹ پیئرنگ کٹنگ ایکشن کو کنٹرول کرنے کے طریقوں کے بارے میں بصیرت فراہم کرسکتا ہے، جو اہم ہے۔USeFNAB درخواست کے لیے اہم ہے۔
فائن نیڈل ایسپریشن بایپسی (FNA) سوئی کا استعمال کرتے ہوئے مشتبہ پیتھالوجی 1,2,3 کے ٹشو کے نمونے حاصل کرنے کا ایک طریقہ ہے۔فرانسین ٹپ روایتی لینسیٹ 4 اور مینگھینی 5 ٹپس کے مقابلے میں اعلیٰ تشخیصی کارکردگی فراہم کرتی دکھائی گئی ہے۔ہسٹوپیتھولوجیکل طور پر مناسب نمونوں کے امکانات کو بڑھانے کے لیے محوری (یعنی گھماؤ والی) ڈھلوانیں بھی تجویز کی جاتی ہیں۔
بایپسی کے دوران، مشکوک گھاووں تک رسائی حاصل کرنے کے لیے ایک سوئی جلد اور بافتوں کی تہوں سے گزرتی ہے۔حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ الٹراساؤنڈ نرم بافتوں تک رسائی کے لیے درکار قوت کو کم کر سکتا ہے 7,8,9,10۔سوئی کے بیول جیومیٹری کو سوئی کے تعامل کی قوتوں کو متاثر کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے، مثال کے طور پر، لمبے بیولز کو کم بافتوں میں داخل ہونے کی قوتیں دکھائی گئی ہیں۔سوئی کے ٹشو کی سطح میں گھس جانے کے بعد، یعنی پنکچر کے بعد، سوئی کی کاٹنے کی قوت ٹشو کے ساتھ سوئی کے تعامل کی قوت کا 75% ہو سکتی ہے۔یہ دکھایا گیا ہے کہ پنکچر کے بعد کے مرحلے میں، الٹراساؤنڈ (الٹراساؤنڈ) تشخیصی نرم بافتوں کی بایپسی کی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔سخت بافتوں کے نمونے لینے کے لیے دیگر الٹراساؤنڈ بڑھا کر ہڈیوں کی بایپسی کی تکنیک تیار کی گئی ہے، لیکن بایپسی کی پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے کوئی نتائج سامنے نہیں آئے ہیں۔متعدد مطالعات نے اس بات کی بھی تصدیق کی ہے کہ الٹراسونک دباؤ کا نشانہ بننے پر مکینیکل نقل مکانی بڑھ جاتی ہے 16,17,18۔اگرچہ سوئی ٹشو کے تعاملات میں محوری (طول بلد) جامد قوتوں کے بارے میں بہت سے مطالعات ہیں 19,20، الٹراسونک FNAB (USeFNAB) کے تحت سوئی بیول کی وقتی حرکیات اور جیومیٹری پر محدود مطالعات ہیں۔
اس مطالعے کا مقصد الٹراسونک موڑنے سے چلنے والی سوئی میں سوئی کی نوک کی حرکت پر مختلف بیول جیومیٹریوں کے اثر کی تحقیقات کرنا تھا۔خاص طور پر، ہم نے روایتی سوئی بیولز (یعنی مختلف مقاصد کے لیے USeFNAB سوئیاں جیسے سلیکٹیو اسپیریشن یا نرم بافتوں کے حصول کے لیے پنکچر کے بعد انجیکشن میڈیم کے سوئی کے نوک کے انحراف پر اثر کی تحقیقات کی۔
اس مطالعے میں مختلف بیول جیومیٹریز کو شامل کیا گیا تھا۔(a) لینسیٹ تصریح ISO 7864:201636 کے مطابق ہے جہاں \(\alpha\) بنیادی بیول ہے، \(\theta\) سیکنڈری بیول کا گردشی زاویہ ہے، اور \(\phi\) ثانوی بیول ہے۔ زاویہ۔، جب گھومتا ہے، ڈگری میں (\(^\circ\))۔(b) لکیری غیر متناسب سنگل اسٹیپ چیمفرز (جسے DIN 13097:201937 میں "معیاری" کہا جاتا ہے) اور (c) لکیری محوری (حلقاتی) سنگل سٹیپ چیمفرز۔
ہمارا نقطہ نظر روایتی لینسیٹ، محوری، اور غیر متناسب سنگل سٹیج بیول جیومیٹریز کے لیے بیول کے ساتھ موڑنے والی طول موج میں تبدیلی کی ماڈلنگ سے شروع ہوتا ہے۔اس کے بعد ہم نے پیرامیٹرک اسٹڈی کا حساب لگایا تاکہ ٹرانسفر کی مکینیکل روانی پر پائپ کی ڈھلوان اور لمبائی کے اثر کو جانچے۔یہ ایک پروٹوٹائپ انجکشن بنانے کے لئے زیادہ سے زیادہ لمبائی کا تعین کرنے کے لئے ضروری ہے.تخروپن کی بنیاد پر، سوئی کے پروٹوٹائپس بنائے گئے تھے اور ان کے گونجنے والے رویے کو تجرباتی طور پر وولٹیج کی عکاسی کے گتانک کی پیمائش اور ہوا، پانی اور 10% (w/v) بیلسٹک جیلیٹن میں بجلی کی منتقلی کی کارکردگی کا حساب لگا کر خصوصیت دی گئی تھی، جس سے آپریٹنگ فریکوئنسی کا تعین کیا گیا تھا۔ .آخر میں، تیز رفتار امیجنگ کا استعمال ہوا اور پانی میں سوئی کی نوک پر موڑنے والی لہر کے انحراف کی براہ راست پیمائش کرنے کے ساتھ ساتھ ہر ترچھے زاویے پر فراہم کی جانے والی برقی طاقت اور انحراف کی طاقت کے تناسب کی جیومیٹری کا اندازہ لگانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ڈی پی آر) انجیکشن میڈیم تک۔.
جیسا کہ شکل 2a میں دکھایا گیا ہے، آئی ایس او کے مطابق ٹیوب کی لمبائی (TL) اور بیول اینگل (BL) کے ساتھ سوئی ٹیوب کی وضاحت کرنے کے لیے 21 گیج ٹیوب (0.80 ملی میٹر OD، 0.49 ملی میٹر ID، ٹیوب کی دیوار کی موٹائی 0.155 ملی میٹر، معیاری دیوار) استعمال کریں۔ 9626:201621) 316 سٹینلیس سٹیل میں (ینگز ماڈیولس 205 \(\text {GN/m}^{2}\)، کثافت 8070 kg/m\(^{3}\) اور پوسن کا تناسب 0.275)۔
موڑنے والی طول موج کا تعین اور سوئی اور باؤنڈری حالات کے لیے محدود عنصر ماڈل (FEM) کی ٹیوننگ۔(a) بیول کی لمبائی (BL) اور پائپ کی لمبائی (TL) کا تعین۔(b) سہ جہتی (3D) محدود عنصر کا ماڈل (FEM) ہارمونک پوائنٹ فورس کا استعمال کرتے ہوئے سوئی کو قریب سے چلانے کے لیے، نقطہ کو موڑنے، اور رفتار کی پیمائش کرنے کے لیے مکینیکل روانی کی منتقلی کا حساب لگانے کے لیے ٹپ (\ ( \tilde {u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\))۔\(\lambda _y\) کو عمودی قوت کے نسبت موڑنے والی طول موج کے طور پر بیان کیا گیا ہے \(\tilde{F}_y\vec {j}\)۔(c) مرکز ثقل کی تعریفیں، کراس سیکشنل ایریا A، اور inertia کے لمحات \(I_{xx}\) اور \(I_{yy}\) بالترتیب x اور y محور کے گرد۔
جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔2b,c، کراس سیکشنل ایریا A کے ساتھ لامحدود (لامحدود) بیم کے لیے اور بیم کے کراس سیکشنل سائز سے زیادہ طول موج پر، مڑی ہوئی (یا جھکی ہوئی) فیز کی رفتار \( c_{EI }\) کا تعین 22 سے ہوتا ہے۔ :
جہاں E ینگ کا ماڈیولس ہے (\(\text {N/m}^{2}\))، \(\omega _0 = 2\pi f_0\) حوصلہ افزائی کونیی فریکوئنسی (rad/s) ہے، جہاں \( f_0 \ ) لکیری تعدد ہے (1/s یا ہرٹز)، I دلچسپی کے محور کے ارد گرد کے علاقے کی جڑتا کا لمحہ ہے\((\text {m}^{4})\), \(m'=\ rho _0 A\ ) یونٹ کی لمبائی (kg/m) پر ماس ہے، جہاں \(\rho _0\) کثافت ہے\((\text {kg/m}^{3})\) اور A کراس ہے۔ بیم ایریا کا سیکشن (xy جہاز) (\(\ text {m}^{2}\))۔چونکہ ہماری مثال میں لاگو قوت عمودی y محور کے متوازی ہے، یعنی \(\tilde{F}_y\vec {j}\)، ہم صرف افقی ایکس محور کے ارد گرد جڑت کے علاقائی لمحے میں دلچسپی رکھتے ہیں، یعنی \(I_{xx}\)، تو:
محدود عنصر ماڈل (FEM) کے لیے، ایک خالص ہارمونک نقل مکانی (m) فرض کیا جاتا ہے، لہذا سرعت (\(\text {m/s}^{2}\)) کو \(\partial ^2\vec) کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ { u}/ \ جزوی t^2 = -\omega ^2\vec {u}\) بطور \(\vec {u}(x, y, z, t): = u_x\vec {i} + u_y\ vec {j } + u_z\vec {k}\) ایک تین جہتی نقل مکانی ویکٹر ہے جو مقامی نقاط میں دیا گیا ہے۔مؤخر الذکر کے بجائے، COMSOL ملٹی فزکس سافٹ ویئر پیکج (ورژن 5.4-5.5، COMSOL Inc.، Massachusetts, USA) میں اس کے نفاذ کے مطابق، مومینٹم بیلنس قانون کی محدود اخترتی Lagrangian شکل مندرجہ ذیل ہے:
جہاں \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) ٹینسر ڈائیورجینس آپریٹر ہے، \({\underline{\sigma}}\) دوسرا Piola-Kirchhoff اسٹریس ٹینسر ہے (دوسری ترتیب، \(\ text { N/ m}^{2}\)) اور \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec {k} \) ہر درست حجم کے لیے باڈی فورس ویکٹر (\(\text {N/m}^{3}\)) ہے، اور \(e^{j\phi }\) فیز اینگل ویکٹر ہے\(\ phi \) (خوشی)۔ہمارے معاملے میں، جسم کی حجم کی قوت صفر ہے، ہمارا ماڈل جیومیٹرک لکیریٹی اور ایک چھوٹی سی خالص لچکدار اخترتی کو فرض کرتا ہے، یعنی جہاں \({\underline{\varepsilon}}^{el}\) اور \({\underline {\varepsilon}}\) بالترتیب لچکدار تناؤ اور کل تناؤ (دوسری ترتیب، جہت کے بغیر) ہیں۔ہُک کا تشکیلاتی آئسوٹروپک لچکدار ٹینسر \(\underline{\underline{C}}\) ینگ کے ماڈیولس E (\(\text {N/m}^{2}\)) کا استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جاتا ہے اور Poisson کا تناسب v متعین ہوتا ہے، اس لیے \(\underline{\underline{C}}:=\underline{\underline{C}}(E,v)\) (چوتھا ترتیب)۔تو تناؤ کا حساب \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\) بن جاتا ہے۔
حساب میں 10 نوڈ ٹیٹراہیڈرل عنصر کا استعمال کیا گیا ہے جس کا عنصر سائز \(\le\) 8 µm ہے۔سوئی کا نمونہ ویکیوم میں بنایا گیا ہے، اور منتقل شدہ مکینیکل موبلٹی (ms-1 N-1) کی قدر کو \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec} کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ j} {F}_y\ vec {j }\) ایک پیچیدہ ڈرائیونگ فورس ہے جو ٹیوب کے قریبی سرے پر واقع ہے، جیسا کہ شکل 2b میں دکھایا گیا ہے۔زیادہ سے زیادہ قدر کو بطور حوالہ استعمال کرتے ہوئے ڈیسیبلز (dB) میں مکینیکل روانی کا ترجمہ کریں، یعنی \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}|) \ ) .تمام FEM مطالعات 29.75 kHz کی فریکوئنسی پر کی گئیں۔
سوئی کا ڈیزائن (تصویر 3) ایک روایتی 21 گیج کی ہائپوڈرمک سوئی (Cat. No. 4665643، Sterican\(^\circledR\)، بیرونی قطر 0.8 ملی میٹر، لمبائی 120 ملی میٹر، AISI 304 سٹینلیس کرومیم - پر مشتمل ہے۔ اسٹیل , B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany) قریبی سرے پر پولی پروپیلین سے بنی پلاسٹک Luer لاک آستین سے لیس اور آخر میں مناسب ترمیم کی گئی ہے۔انجکشن ٹیوب کو ویو گائیڈ پر سولڈر کیا جاتا ہے جیسا کہ تصویر 3b میں دکھایا گیا ہے۔ویو گائیڈز کو ایک سٹینلیس سٹیل 3D پرنٹر پر پرنٹ کیا گیا تھا (EOS M 290 3D پرنٹر پر EOS 316L سٹینلیس سٹیل، 3D Formtech Oy، Jyväskylä، Finland) اور پھر M4 بولٹ کا استعمال کرتے ہوئے Langevin سینسر سے منسلک کیا گیا تھا۔Langevin سینسر 8 پیزو الیکٹرک رنگ عناصر پر مشتمل ہوتا ہے جو دونوں سروں پر دو بڑے پیمانے پر بھرے ہوتے ہیں۔
چار قسم کے ٹپس (تصویر)، ایک تجارتی طور پر دستیاب لینسیٹ (L) اور تین تیار کردہ محوری سنگل اسٹیج بیولز (AX1-3) بالترتیب 4، 1.2 اور 0.5 ملی میٹر کے بیول کی لمبائی (BL) سے نمایاں تھے۔(a) تیار سوئی کی نوک کا کلوز اپ۔(b) 3D پرنٹ شدہ ویو گائیڈ میں سولڈرڈ اور پھر M4 بولٹ کے ساتھ لینگیوین سینسر سے جڑے ہوئے چار پنوں کا اوپری منظر۔
4.0، 1.2 اور 0.5 ملی میٹر کے بیول لمبائی (BL، جیسا کہ تصویر 2a میں بیان کیا گیا ہے) کے ساتھ تین محوری بیول ٹپس (تصویر 3) تیار کیے گئے (TAs Machine Tools Oy) \(\ تقریبا) 2 \(^ \ circ\)، 7\(^\circ\) اور 18\(^\circ\) بالترتیب۔ویو گائیڈ اور سوئی کا وزن بالترتیب L اور AX1-3 کے لیے 3.4 ± 0.017 g (مطلب ± sd، n = 4) ہے، (Quintix\(^\circledR\) 224 ڈیزائن 2، Sartorius AG، گوٹنگن، جرمنی) .شکل 3b میں L اور AX1-3 بیولز کے لیے، سوئی کی نوک سے پلاسٹک کی آستین کے آخر تک کل لمبائی بالترتیب 13.7، 13.3، 13.3، اور 13.3 سینٹی میٹر تھی۔
تمام سوئی کنفیگریشنز کے لیے، سوئی کی نوک سے ویو گائیڈ کی نوک تک (یعنی ویلڈ ایریا تک) کی لمبائی 4.3 سینٹی میٹر تھی، اور سوئی کی ٹیوب اوپر کی طرف کٹ کے ساتھ مبنی تھی (یعنی Y محور کے متوازی) جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔c (تصویر 2)۔
MATLAB (R2019a, The MathWorks Inc., Massachusetts, USA) میں ایک حسب ضرورت اسکرپٹ جو کمپیوٹر (Latitude 7490, Dell Inc., Texas, USA) پر چل رہا ہے 7 سیکنڈ کے لیے 25 سے 35 kHz تک ایک لکیری سائنوسائیڈل سویپ بنانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ ایک ڈیجیٹل سے اینالاگ (DA) کنورٹر (Analog Discovery 2، Digilent Inc.، Washington, USA) کو پاس کرنا ینالاگ سگنل میں تبدیل ہوتا ہے۔اینالاگ سگنل \(V_0\) (0.5 Vp-p) کو پھر ایک وقف شدہ ریڈیو فریکوئنسی (RF) یمپلیفائر (Mariachi Oy, Turku, Finland) کے ساتھ بڑھا دیا گیا۔50 اوہم کے آؤٹ پٹ مائبادی کے ساتھ RF ایمپلیفائر سے گرتے ہوئے ایمپلیفائیڈ وولٹیج کو 50 اوہم کے ان پٹ مائبادی کے ساتھ سوئی کے ڈھانچے میں بنائے گئے ٹرانسفارمر کو کھلایا جاتا ہے۔Langevin transducers (سامنے اور پیچھے ہیوی ڈیوٹی ملٹی لیئر پیزو الیکٹرک ٹرانسڈیوسرز) مکینیکل لہریں پیدا کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔حسب ضرورت RF یمپلیفائر ایک ڈوئل چینل سٹینڈ ویو پاور فیکٹر (SWR) میٹر سے لیس ہے جو واقعہ \({V_I}\) کو ریکارڈ کرتا ہے اور اینالاگ ٹو ڈیجیٹل (AD) موڈ میں ایمپلیفائیڈ وولٹیج\(V_R\) کو منعکس کرتا ہے۔300 kHz کنورٹر کے نمونے لینے کی شرح کے ساتھ (اینالاگ ڈسکوری 2)۔اتیجیت سگنل شروع میں اور آخر میں طول و عرض کو ماڈیول کیا جاتا ہے تاکہ عارضیوں کے ساتھ ایمپلیفائر ان پٹ کو زیادہ بوجھ سے بچایا جا سکے۔
MATLAB میں لاگو کردہ ایک حسب ضرورت اسکرپٹ کا استعمال کرتے ہوئے، فریکوئنسی رسپانس فنکشن (FRF)، یعنی \(\tilde{H}(f)\) کا تخمینہ آف لائن دو چینلز سائنوسائیڈل سویپ پیمائش کے طریقہ کار (تصویر 4) کا استعمال کرتے ہوئے لگایا گیا تھا، جو فرض کرتا ہے۔ وقت میں خطوطمتغیر نظام.اس کے علاوہ، ایک 20 سے 40 kHz بینڈ پاس فلٹر سگنل سے کسی بھی ناپسندیدہ تعدد کو ہٹانے کے لیے لگایا جاتا ہے۔ٹرانسمیشن لائنوں کے نظریہ کا حوالہ دیتے ہوئے، اس صورت میں \(\tilde{H}(f)\) وولٹیج ریفلیکشن گتانک کے برابر ہے، یعنی \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I}\ ) \) گھٹ کر \({V_R}^ 2 /{V_I}^2\ ) برابر \(|\rho _{V}|^2\)۔ایسی صورتوں میں جہاں مطلق الیکٹریکل پاور ویلیوز کی ضرورت ہوتی ہے، واقعہ کی طاقت \(P_I\) اور عکاسی طاقت \(P_R\) پاور (W) کو متعلقہ وولٹیج کی rms ویلیو (rms) لے کر شمار کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر۔sinusoidal excitation کے ساتھ ٹرانسمیشن لائن کے لیے \( P = {V}^2/(2Z_0)\)26، جہاں \(Z_0\) 50 \(\Omega\) کے برابر ہے۔لوڈ \(P_T\) (یعنی داخل کردہ میڈیم) کو فراہم کردہ برقی طاقت کا حساب \(|P_I – P_R |\) (W RMS) کے ساتھ ساتھ بجلی کی منتقلی کی کارکردگی (PTE) اور فیصد ( %) کا تعین کیا جا سکتا ہے کہ شکل کیسے دی جاتی ہے، لہذا 27:
ایککولر موڈل فریکوئنسی \(f_{1-3}\) (kHz) اور ان سے متعلقہ پاور ٹرانسفر فیکٹرز \(\text {PTE}_{1{-}3} \) کا تخمینہ پھر FRF کا استعمال کرتے ہوئے لگایا جاتا ہے۔FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Hz) کا تخمینہ براہ راست \(\text {PTE}_{1{-}3}\) سے لگایا گیا ہے، جدول 1 سے یک طرفہ لکیری سپیکٹرم بیان کردہ موڈل فریکوئنسی \(f_{1-3}\) پر حاصل کیا جاتا ہے۔
سوئی کے ڈھانچے کے فریکوئنسی رسپانس (اے ایف سی) کی پیمائش۔فریکوئنسی رسپانس فنکشن \(\tilde{H}(f)\) اور اس کے امپلس رسپانس H(t) کو حاصل کرنے کے لیے سائنوسائیڈل ٹو چینل سویپ پیمائش25,38 استعمال کی جاتی ہے۔\({\mathcal {F}}\) اور \({\mathcal {F}}^{-1}\) بالترتیب ڈیجیٹل ٹرنکیشن اور اس کے الٹا کی فوئیر ٹرانسفارم کی نمائندگی کرتے ہیں۔\(\tilde{G}(f)\) کا مطلب فریکوئنسی ڈومین میں دو سگنلز کی پیداوار ہے، جیسے \(\tilde{G}_{XrX}\) کا مطلب ہے الٹا اسکین پروڈکٹ\(\tilde{ X} r (f)\ ) اور ڈراپ وولٹیج بالترتیب \(\tilde{X}(f)\)۔
جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، تیز رفتار کیمرہ (Phantom V1612, Vision Research Inc., NJ, USA) ایک میکرو لینس (MP-E 65mm, \(f\)/2.8, 1-5\) سے لیس ہے۔(\times\), Canon Inc., Tokyo, Japan), 27.5-30 kHz کی فریکوئنسیوں پر موڑنے والے جوش (سنگل فریکوئنسی، مسلسل سائنوسائڈ) کے دوران ٹپ ڈیفلیکشن ریکارڈ کرنے کے لیے۔شیڈو میپ بنانے کے لیے، ایک اعلی شدت والی سفید ایل ای ڈی کا ٹھنڈا عنصر (حصہ نمبر: 4052899910881، سفید LED، 3000 K, 4150 lm, Osram Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, Germany) کو سوئی کی نوک کے پیچھے رکھا گیا تھا۔
تجرباتی سیٹ اپ کا سامنے کا منظر۔گہرائی درمیانے درجے کی سطح سے ماپا جاتا ہے۔سوئی کا ڈھانچہ موٹرائزڈ ٹرانسفر ٹیبل پر بند اور نصب کیا جاتا ہے۔ترچھا زاویہ انحراف کی پیمائش کرنے کے لیے ہائی میگنیفیکیشن لینس (5\(\x\)) کے ساتھ تیز رفتار کیمرہ استعمال کریں۔تمام جہتیں ملی میٹر میں ہیں۔
ہر قسم کی سوئی بیول کے لیے، ہم نے 128 \(\x\) 128 پکسلز کی پیمائش والے تیز رفتار کیمرے کے 300 فریم ریکارڈ کیے، ہر ایک کی مقامی ریزولوشن 1/180 ملی میٹر (\(\ تقریبا) 5 µm) کے ساتھ۔ 310,000 فریم فی سیکنڈ کی عارضی قرارداد۔جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے، ہر فریم (1) کو کاٹ دیا گیا ہے (2) اس طرح کہ سوئی کی نوک فریم کی آخری لائن (نیچے) میں ہے، اور تصویر کے ہسٹوگرام (3) کا حساب لگایا گیا ہے، لہذا کینی 1 اور 2 کی حد کا تعین کیا جا سکتا ہے۔پھر Sobel آپریٹر 3 \(\times\) 3 کے ساتھ Canny edge detection 28(4) کا اطلاق کریں اور غیر ہائپوٹینوز پکسلز (لیبل لگا ہوا \(\mathbf {\times }\)) کے لیے 300 ٹائم اسٹیپس کے بغیر پوزیشنز کی گنتی کریں۔نوک کے انحراف کی حد کا تعین کرنے کے لیے، مشتق کا حساب لگائیں (مرکزی فرق الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے) (6) اور فریم (7) کا تعین کریں جس میں انحراف کی مقامی انتہا (یعنی چوٹی) ہو۔cavitation سے پاک کنارے کے بصری معائنے کے بعد، فریموں کا ایک جوڑا (یا آدھے وقت کے وقفے کے ساتھ دو فریم) کو منتخب کیا گیا (7) اور نوک کے انحراف کی پیمائش کی گئی (\(\mathbf {\times } کے طور پر اشارہ کیا گیا) \))۔مندرجہ بالا کو OpenCV Canny edge detection algorithm (v4.5.1، اوپن سورس کمپیوٹر وژن لائبریری، opencv.org) کا استعمال کرتے ہوئے Python (v3.8, Python Software Foundation, python.org) میں لاگو کیا گیا ہے۔آخر میں، ڈیفلیکشن پاور فیکٹر (DPR, µm/W) کو منتقلی برقی طاقت \(P_T\) (Wrms) سے چوٹی سے چوٹی کے انحراف کے تناسب کے طور پر شمار کیا جاتا ہے۔
7-اسٹیپ الگورتھم (1-7) کا استعمال کرتے ہوئے، بشمول کراپنگ (1-2)، کینی ایج ڈٹیکشن (3-4)، کیلکولیشن، ہائی سے لیے گئے فریموں کی ایک سیریز کا استعمال کرتے ہوئے ٹپ ڈیفلیکشن ایج کی پکسل پوزیشن کی پیمائش کریں۔ اسپیڈ کیمرہ 310 kHz (5) پر اور اس کا ٹائم ڈیریویٹیو (6)، اور آخر میں، ٹپ ڈیفلیکشن کی حد کو فریموں کے بصری طور پر چیک کیے گئے جوڑوں پر ماپا جاتا ہے (7)۔
ہوا میں ماپا گیا (22.4-22.9°C)، دیونائزڈ پانی (20.8-21.5°C) اور 10% (w/v) آبی بیلسٹک جیلیٹن (19.7-23.0°C، \(\text {Honeywell}^{ \ text { TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) قسم I بیلسٹک تجزیہ، ہنی ویل انٹرنیشنل، نارتھ کیرولائنا، USA کے لیے بوائین اور پورک بون جیلیٹن)۔درجہ حرارت کی پیمائش K-type thermocouple amplifier (AD595, Analog Devices Inc., MA, USA) اور K-type thermocouple (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 type-K, Fluke Corporation, Washington, USA) سے کی گئی۔5 µm فی قدم کی ریزولوشن کے ساتھ میڈیا کی سطح (Z-axis کی اصل کے طور پر سیٹ) سے گہرائی کی پیمائش کرنے کے لیے عمودی موٹر والے Z-axis اسٹیج (8MT50-100BS1-XYZ، Standa Ltd., Vilnius, Lithuania) کا استعمال کریں۔
چونکہ نمونہ کا سائز چھوٹا تھا (n = 5) اور معمول کا اندازہ نہیں لگایا جا سکتا تھا، اس لیے دو نمونے والے دو دم والا ولکوکسن رینک سم ٹیسٹ (R, v4.0.3, R Foundation for Statistical Computing, r-project.org) استعمال کیا گیا تھا۔ مختلف بیولز کے لیے مختلف سوئی کی نوک کی مقدار کا موازنہ کرنے کے لیے۔ہر ڈھلوان کے لیے تین موازنہ کیے گئے تھے، اس لیے 0.017 کی ایڈجسٹ اہمیت کی سطح اور 5% کی غلطی کی شرح کے ساتھ بونفرونی تصحیح کا اطلاق کیا گیا۔
ذیل میں تصویر 7 کا حوالہ دیا گیا ہے۔29.75 kHz پر، 21 گیج کی سوئی کی خمیدہ نصف طول موج (\(\lambda _y/2\)) \(\تقریباً) 8 ملی میٹر ہے۔موڑنے والی طول موج ڈھلوان کے ساتھ کم ہوتی جاتی ہے کیونکہ یہ سرے کے قریب آتی ہے۔سرے پر \(\lambda _y/2\) عام نشتر (a)، غیر متناسب (b) اور محوری (c) کے لیے بالترتیب 3، 1 اور 7 ملی میٹر کے اسٹیپڈ بیولز ہیں۔اس طرح، اس کا مطلب یہ ہے کہ لینسیٹ میں \(\تقریباً\) 5 ملی میٹر کا فرق ہوگا (اس حقیقت کی وجہ سے کہ لینسیٹ کے دو طیارے 29.30 کا ایک نقطہ بناتے ہیں)، غیر متناسب ڈھلوان 7 ملی میٹر سے مختلف ہوگی، اور سڈول ڈھلوان 1 ملی میٹر کی طرف سے.محوری ڈھلوان (کشش ثقل کا مرکز ایک ہی رہتا ہے، لہذا صرف دیوار کی موٹائی دراصل ڈھال کے ساتھ بدلتی ہے)۔
29.75 kHz پر FEM مطالعہ کا اطلاق اور مساوات۔(1) لینسیٹ (a)، غیر متناسب (b) اور محوری (c) ترچھا جیومیٹری (جیسا کہ تصویر 1a,b,c میں ہے) کے لیے موڑنے والی نصف لہر کی تبدیلی (\(\lambda _y/2\)) کا حساب لگائیں۔)۔لینسیٹ، غیر متناسب، اور محوری ڈھلوان کے لیے اوسط \(\lambda_y/2\) بالترتیب 5.65، 5.17، اور 7.52 ملی میٹر ہے۔نوٹ کریں کہ غیر متناسب اور محوری بیولز کے لیے نوک کی موٹائی \(\تقریباً) 50 µm تک محدود ہے۔
چوٹی کی نقل و حرکت \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) بہترین ٹیوب کی لمبائی (TL) اور جھکاؤ کی لمبائی (BL) (تصویر 8, 9) کا مجموعہ ہے۔روایتی لینسیٹ کے لیے، چونکہ اس کا سائز مقرر ہے، اس لیے بہترین TL ہے \(\تقریباً\) 29.1 ملی میٹر (تصویر 8)۔غیر متناسب اور محوری ڈھلوانوں کے لیے (تصویر 9a، b، بالترتیب)، FEM مطالعہ میں BL کو 1 سے 7 ملی میٹر تک شامل کیا گیا، اس لیے TL کی بہترین حدود 26.9 سے 28.7 ملی میٹر (حد 1.8 ملی میٹر) اور 27.9 سے 29.2 ملی میٹر (رینج) تک تھیں۔ 1.3 ملی میٹر)۔)) بالترتیب۔غیر متناسب ڈھلوانوں کے لیے (تصویر 9a)، بہترین TL لکیری طور پر بڑھتا ہے، BL 4 mm پر سطح مرتفع تک پہنچتا ہے، اور پھر BL 5 سے 7 mm تک تیزی سے کم ہوتا ہے۔محوری ڈھلوانوں کے لیے (تصویر 9b)، بہترین TL BL کی لمبائی کے ساتھ لکیری طور پر بڑھتا ہے اور آخر میں BL پر 6 سے 7 ملی میٹر تک مستحکم ہوتا ہے۔محوری ڈھلوانوں کے ایک توسیعی مطالعہ (تصویر 9c) نے زیادہ سے زیادہ TLs کا ایک مختلف سیٹ دکھایا جو \(\تقریباً) 35.1–37.1 ملی میٹر پر واقع ہے۔تمام BLs کے لیے، بہترین TLs کے دو سیٹوں کے درمیان فاصلہ \(\تقریباً\) 8 ملی میٹر ہے (\(\lambda _y/2\) کے برابر)۔
لینسیٹ ٹرانسمیشن موبلیٹی 29.75 kHz پر۔سوئی کی ٹیوب کو 29.75 kHz کی فریکوئنسی پر موڑ دیا گیا تھا، کمپن کو آخر میں ماپا گیا تھا اور TL 26.5-29.5 mm (0.1 mm step) کے لیے منتقل شدہ مکینیکل موبلٹی (زیادہ سے زیادہ قدر کے نسبت dB) کی مقدار کے طور پر ظاہر کیا گیا تھا۔
29.75 kHz کی فریکوئنسی پر FEM کے پیرامیٹرک اسٹڈیز سے پتہ چلتا ہے کہ محوری ٹپ کی منتقلی کی نقل و حرکت اس کے غیر متناسب ہم منصب کے مقابلے ٹیوب کی لمبائی میں ہونے والی تبدیلیوں سے کم متاثر ہوتی ہے۔FEM کا استعمال کرتے ہوئے فریکوئنسی ڈومین اسٹڈیز میں غیر متناسب (a) اور محوری (b، c) بیول جیومیٹری کے لیے بیول کی لمبائی (BL) اور پائپ کی لمبائی (TL) اسٹڈیز (حد کی شرائط شکل 2 میں دکھائی گئی ہیں)۔(a, b) TL 26.5 سے 29.5 mm (0.1 mm step) اور BL 1-7 mm (0.5 mm step) تک ہے۔(c) توسیعی محوری ترچھا زاویہ مطالعہ بشمول TL 25-40mm (0.05mm step) اور 0.1-7mm (0.1mm step) جو مطلوبہ تناسب کو ظاہر کرتا ہے \(\lambda_y/2\) ٹپ کے لیے ڈھیلے حرکت پذیر باؤنڈری کے حالات مطمئن ہیں۔
سوئی کے ڈھانچے میں تین قدرتی تعدد \(f_{1-3}\) کو کم، درمیانے اور اعلی موڈل علاقوں میں تقسیم کیا گیا ہے جیسا کہ جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔ PTE سائز کو شکل 10 میں دکھایا گیا ہے اور پھر تصویر 11 میں تجزیہ کیا گیا ہے۔ ذیل میں درج ذیل ہیں۔ ہر موڈل علاقے کے نتائج:
عام ریکارڈ شدہ فوری بجلی کی منتقلی کی کارکردگی (PTE) طول و عرض جو ہوا، پانی اور جیلیٹن میں ایک لینسیٹ (L) اور محوری ڈھلوان AX1-3 کے لیے 20 ملی میٹر کی گہرائی میں سویپ فریکوئنسی کے ساتھ سائنوسائیڈل ایکسائٹیشن کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیے گئے ہیں۔ایک طرفہ سپیکٹرم دکھایا گیا ہے۔ماپا فریکوئنسی رسپانس (300 kHz نمونہ کی شرح) کم پاس فلٹر کیا گیا تھا اور پھر موڈل تجزیہ کے لیے 200 کے فیکٹر کے ذریعے نمونہ اتارا گیا تھا۔سگنل ٹو شور کا تناسب \(\le\) 45 dB ہے۔PTE مرحلہ (جامنی رنگ کی نقطوں والی لکیر) کو ڈگری (\(^{\circ}\)) میں دکھایا گیا ہے۔
موڈل ردعمل کا تجزیہ تصویر 10 میں دکھایا گیا ہے (مطلب ± معیاری انحراف، n = 5) ہوا، پانی میں L اور AX1-3 ڈھلوانوں کے لیے اور 10% جیلیٹن (20 ملی میٹر گہرائی) کے ساتھ (اوپر) تین موڈل ریجنز (کم ، درمیانہ، اعلی)۔)، اور ان کی متعلقہ موڈل فریکوئنسی\(f_{1-3}\) (kHz)، (اوسط) توانائی کی کارکردگی\(\text {PTE}_{1{-}3 }\) ڈیزائن مساوات کا استعمال کرتی ہے۔(4) اور (نیچے) بالترتیب نصف زیادہ سے زیادہ پیمائش شدہ قدر \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Hz) پر پوری چوڑائی ہیں۔نوٹ کریں کہ کم PTE ریکارڈ کرتے وقت، یعنی AX2 ڈھلوان کی صورت میں، بینڈوتھ کی پیمائش کو چھوڑ دیا جاتا ہے، \(\text {FWHM}_{1}\)۔\(f_2\) موڈ کو مائل طیاروں کے انحراف کا موازنہ کرنے کے لیے سب سے موزوں سمجھا جاتا ہے، کیونکہ یہ بجلی کی منتقلی کی کارکردگی کی اعلیٰ ترین سطح (\(\text {PTE}_{2}\)) کو ظاہر کرتا ہے۔ 99%
پہلا موڈل ریجن: \(f_1\) داخل کی گئی میڈیا کی قسم پر زیادہ انحصار نہیں کرتا، بلکہ بیول جیومیٹری پر منحصر ہے۔\(f_1\) بیول کی لمبائی میں کمی کے ساتھ (بالترتیب AX1-3 کے لیے 27.1، 26.2 اور 25.9 kHz، ہوا میں) کم ہوتی ہے۔علاقائی اوسط \(\text {PTE}_{1}\) اور \(\text {FWHM}_{1}\) بالترتیب \(\تقریبا\) 81% اور 230 Hz ہیں۔\(\text {FWHM}_{1}\) Lancet (L, 473 Hz) سے جیلیٹن میں سب سے زیادہ تھا۔نوٹ کریں کہ جیلیٹن میں AX2 کے لیے \(\text {FWHM}_{1}\) کا تخمینہ اطلاع کردہ تعدد ردعمل کی کم شدت کی وجہ سے نہیں لگایا جا سکتا۔
دوسرا موڈل ریجن: \(f_2\) پیسٹ اور بیول میڈیا کی قسم پر منحصر ہے۔ہوا، پانی اور جیلیٹن میں، اوسط \(f_2\) قدریں بالترتیب 29.1، 27.9 اور 28.5 kHz ہیں۔اس موڈل ریجن کے لیے PTE بھی 99% تک پہنچ گیا، جو تمام پیمائشی گروپوں میں سب سے زیادہ ہے، جس کی علاقائی اوسط 84% ہے۔رقبہ اوسط \(\text {FWHM}_{2}\) ہے \(\تقریبا\) 910 Hz۔
تیسرا موڈل ریجن: \(f_3\) فریکوئنسی داخل کرنے والے میڈیم اور بیول کی قسم پر منحصر ہے۔ہوا، پانی اور جیلیٹن میں اوسط \(f_3\) قدریں بالترتیب 32.0، 31.0 اور 31.3 kHz ہیں۔\(\text {PTE}_{3}\) کی علاقائی اوسط \(\تقریباً\) 74% ہے، جو کسی بھی خطے میں سب سے کم ہے۔علاقائی اوسط \(\text {FWHM}_{3}\) \(\تقریباً\) 1085 Hz ہے، جو پہلے اور دوسرے علاقوں سے زیادہ ہے۔
مندرجہ ذیل تصویر سے مراد ہے۔12 اور ٹیبل 2۔ لینسیٹ (L) نے ہوا اور پانی دونوں میں سب سے زیادہ (تمام نکات کے لیے اعلیٰ اہمیت کے ساتھ، \(p<\) 0.017) کو ہٹایا (تصویر 12a)، سب سے زیادہ DPR (220 µm/ تک) حاصل کیا۔ ہوا میں ڈبلیو)۔ 12 اور ٹیبل 2۔ لینسیٹ (L) نے ہوا اور پانی دونوں میں سب سے زیادہ (تمام نکات کے لیے اعلیٰ اہمیت کے ساتھ، \(p<\) 0.017) کو ہٹایا (تصویر 12a)، سب سے زیادہ DPR (220 µm/ تک) حاصل کیا۔ ہوا میں ڈبلیو)۔ Следующее относится к рисунку 12 и таблице 2. لانسیٹ (L) отклонялся больше всего (с высокой значимостью,<1\0p) 7) как в воздухе, так и воде (рис. 12а), достигая самого высокого DPR . مندرجہ ذیل کا اطلاق شکل 12 اور جدول 2 پر ہوتا ہے۔ لینسیٹ (L) نے ہوا اور پانی دونوں میں سب سے زیادہ (تمام نکات کے لیے اعلیٰ اہمیت کے ساتھ، \(p<\) 0.017) کو ہٹایا (تصویر 12a)، سب سے زیادہ DPR حاصل کیا۔(ہوا میں 220 μm/W کریں)۔ذیل میں تصویر 12 اور جدول 2 کا حوالہ دیا گیا ہے۔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端具有高度端具有高度意义，\0p PR （空气中高达220 µm/W）۔柳叶刀(L) میں ہوا اور پانی (图12a) (对所述尖端是对尖端是是电影,\(p<\) 0.017) میں سب سے زیادہ انحراف ہے، اور اس نے سب سے زیادہ DPR حاصل کیا (2µm/0 تک ہوا میں ڈبلیو)۔ لانسیٹ (L) имеет наибольшее отклонение (весьма значимое для всех наконечников, \(p<\) 0,017) воздухе и воздухе (воздухе) высокого DPR (220 мкм/Вт воздухе)۔ Lancet (L) میں ہوا اور پانی میں سب سے بڑا انحراف (تمام نکات کے لیے انتہائی اہم، \(p<\) 0.017) ہے (تصویر 12a)، سب سے زیادہ DPR تک پہنچتا ہے (ہوا میں 220 µm/W تک)۔ ہوا میں، AX1 جس کا BL زیادہ تھا، AX2–3 (اہمیت کے ساتھ، \(p<\) 0.017 سے زیادہ)، جب کہ AX3 (جس میں سب سے کم BL تھا) 190 µm/W کے DPR کے ساتھ AX2 سے زیادہ موڑ گیا۔ ہوا میں، AX1 جس کا BL زیادہ تھا، AX2–3 (اہمیت کے ساتھ، \(p<\) 0.017 سے زیادہ)، جب کہ AX3 (جس میں سب سے کم BL تھا) 190 µm/W کے DPR کے ساتھ AX2 سے زیادہ موڑ گیا۔ В воздухе AX1 с более высоким BL отклонялся выше, чем AX2–3 (со значимостью \(p<\) 0,017), тогда как AX3 (с) ше, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. ہوا میں، اعلی BL کے ساتھ AX1 AX2–3 (اہمیت کے ساتھ \(p<\) 0.017 سے زیادہ، جبکہ AX3 (سب سے کم BL کے ساتھ) DPR 190 µm/W کے ساتھ AX2 سے زیادہ موڑ گیا۔在空气中，具有较高BL 的 AX1 偏转高于AX2-3（具有显着性，\(p<\) AX2، DPR 为190 µm/W۔ ہوا میں، اعلی BL کے ساتھ AX1 کا انحراف AX2-3 (نمایاں طور پر، \(p<\) 0.017) سے زیادہ ہے، اور AX3 کا انحراف (کم ترین BL کے ساتھ) AX2 سے زیادہ ہے، DPR 190 ہے۔ µm/W В воздухе AX1 с более высоким BL имеет большее отклонение, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) 0,017), тогда как AX3 (с отклонение, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. ہوا میں، اعلی BL کے ساتھ AX1 AX2-3 (اہم، \(p<\) 0.017 سے زیادہ انحراف رکھتا ہے، جبکہ AX3 (سب سے کم BL کے ساتھ) 190 μm/W کے DPR کے ساتھ AX2 سے زیادہ انحراف رکھتا ہے۔ 20 ملی میٹر پر پانی میں، AX1–3 کے لیے انحراف اور PTE میں کوئی خاص فرق (\(p>\) 0.017) نہیں پایا گیا۔ 20 ملی میٹر پر پانی میں، AX1–3 کے لیے انحراف اور PTE میں کوئی خاص فرق (\(p>\) 0.017) نہیں پایا گیا۔ Воде на глубине 20 mm достоверных различий (\(p>\) 0,017) по по прогибу и ФТР для AX1–3 не обнаружено. 20 ملی میٹر کی گہرائی میں پانی میں، AX1–3 کے لیے انحراف اور FTR میں اہم فرق (\(p>\) 0.017) کا پتہ چلا۔20 ملی میٹر 水中，AX1-3 的挠度和PTE 没有显着差异(\(p>\) 0.017)۔ 20 ملی میٹر پانی میں، AX1-3 اور PTE (\(p>\) 0.017) کے درمیان کوئی خاص فرق نہیں تھا۔ 20 ملی میٹر پروگرام اور PTE AX1-3 کے بارے میں معلومات نہیں ہے (\(p>\) 0,017)۔ 20 ملی میٹر کی گہرائی میں انحراف اور PTE AX1-3 نمایاں طور پر مختلف نہیں تھے (\(p>\) 0.017)۔پانی میں PTE کی سطح (90.2–98.4%) عام طور پر ہوا میں (56–77.5%) (تصویر 12c) سے زیادہ تھی، اور پانی میں تجربے کے دوران cavitation کا رجحان نوٹ کیا گیا تھا (تصویر 13، اضافی بھی دیکھیں۔ معلومات)۔
ہوا اور پانی میں L اور AX1-3 چیمفرز (گہرائی 20 ملی میٹر) کے لیے ٹپ موڑنے والے طول و عرض کی پیمائش (مطلب ± معیاری انحراف، n = 5) نے چیمفر جیومیٹری کو تبدیل کرنے کا اثر ظاہر کیا۔پیمائش مسلسل سنگل فریکوئنسی سائنوسائیڈل اتیجیت کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہے۔(a) چوٹی انحراف (\(u_y\vec {j}\)) چوٹی پر، (b) ان کی متعلقہ موڈل فریکوئنسی \(f_2\) پر ماپا جاتا ہے۔(c) پاور ٹرانسمیشن کی کارکردگی (PTE, rms, %) بطور مساوات۔(4) اور (d) ڈیوی ایشن پاور فیکٹر (DPR, µm/W) کو چوٹی انحراف اور ٹرانسمٹ پاور \(P_T\) (Wrms) کے طور پر شمار کیا جاتا ہے۔
تیز رفتار کیمرے کا عام شیڈو پلاٹ جس میں لینسیٹ (L) کے لینسیٹ ٹِپ (سبز اور سرخ نقطے والی لکیروں) اور پانی میں محوری ٹِپ (AX1-3) (گہرائی 20 ملی میٹر)، نصف سائیکل، ڈرائیو فریکوئنسی کا کل انحراف دکھایا گیا ہے۔ \(f_2\) (تعدد 310 kHz نمونے لینے)۔کیپچر کی گئی گرے اسکیل تصویر میں 128×128 پکسلز کا سائز ہے جس کا پکسل سائز \(\تقریباً) 5 µm ہے۔ویڈیو اضافی معلومات میں مل سکتی ہے۔
اس طرح، ہم نے موڑنے والی طول موج (تصویر 7) میں تبدیلی کا نمونہ بنایا اور ٹیوب کی لمبائی اور بیول (تصویر 8، 9) کے روایتی لینسولیٹ، غیر متناسب، اور محوری امتزاج کے لیے منتقلی کے لیے مکینیکل نقل و حرکت کا حساب لگایا۔سڈول بیولڈ جیومیٹری۔مؤخر الذکر کی بنیاد پر، ہم نے اندازہ لگایا کہ ٹپ ٹو ویلڈ کا زیادہ سے زیادہ فاصلہ 43 ملی میٹر (یا \(\تقریبا\) 2.75\(\lambda_y\) 29.75 kHz پر ہے) جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، اور اس کے ساتھ تین محوری بیولز بنائے۔ مختلف بیول لمبائی.اس کے بعد ہم نے ہوا، پانی، اور 10٪ (w/v) بیلسٹک جیلیٹن (اعداد و شمار 10، 11) میں روایتی لینسٹس کے مقابلے میں ان کے تعدد کے ردعمل کو نمایاں کیا اور جھکاؤ کے انحراف موڈ کا موازنہ کرنے کے لیے بہترین صورت کا تعین کیا۔آخر میں، ہم نے 20 ملی میٹر کی گہرائی میں ہوا اور پانی میں موڑنے والی لہر کی طرف سے ٹپ انحراف کی پیمائش کی اور ہر جھکاؤ کے لیے انجیکشن میڈیم کے پاور ٹرانسفر ایفینسینسی (PTE، %) اور ڈیفلیکشن پاور فیکٹر (DPR, µm/W) کی مقدار درست کی۔قسم (تصویر 12)۔
نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جیومیٹری کا جھکاؤ محور نوک کے محور کے طول و عرض کے انحراف کو متاثر کرتا ہے۔لینسیٹ میں سب سے زیادہ گھماؤ تھا اور محوری بیول کے مقابلے میں سب سے زیادہ DPR بھی تھا، جب کہ محوری بیول میں ایک چھوٹا اوسط انحراف تھا (تصویر 12)۔ Axi-symmetric 4 mm bevel (AX1) جس میں سب سے طویل بیول کی لمبائی ہے، اس نے دیگر محوری ہموار سوئیاں (AX2–3) کے مقابلے میں ہوا میں اعداد و شمار کے لحاظ سے نمایاں سب سے زیادہ انحراف (\(p <0.017\)، ٹیبل 2) حاصل کیا۔ لیکن جب سوئی کو پانی میں رکھا گیا تو کوئی خاص فرق نہیں دیکھا گیا۔ Axi-symmetric 4 mm bevel (AX1) جس میں سب سے طویل بیول کی لمبائی ہے، اس نے دیگر محوری ہموار سوئیاں (AX2–3) کے مقابلے میں ہوا میں اعداد و شمار کے لحاظ سے نمایاں سب سے زیادہ انحراف (\(p <0.017\)، ٹیبل 2) حاصل کیا۔ لیکن جب سوئی کو پانی میں رکھا گیا تو کوئی خاص فرق نہیں دیکھا گیا۔ Осесимметричный скос 4 mm (AX1), имеющий наибольшую длину скоса, достиг статистически значимого наибольшего от \), таблица 2) по сравнению с другими осесимметричными иглами (AX2–3)۔ محوری بیول 4 ملی میٹر (AX1)، جس کی سب سے لمبی بیول لمبائی ہے، نے دیگر محوری سوئیاں (AX2–3) کے مقابلے ہوا میں شماریاتی لحاظ سے اہم زیادہ انحراف (\(p <0.017\)، جدول 2) حاصل کیا۔لیکن پانی میں انجکشن ڈالتے وقت اہم فرق نہیں دیکھا گیا۔与其他轴对称针(AX2-3) 相比，具有最长斜角长度的轴对称4 ملی میٹر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. دیگر محوری سڈول سوئیاں (AX2-3) کے مقابلے میں، اس کا ہوا میں 4 ملی میٹر محوری سڈول (AX1) کا سب سے لمبا ترچھا زاویہ ہے، اور اس نے شماریاتی لحاظ سے اہم زیادہ سے زیادہ انحراف (\(p <0.017\)، جدول 2) حاصل کیا ہے۔ لیکن جب سوئی کو پانی میں رکھا گیا تو کوئی خاص فرق نہیں دیکھا گیا۔ Осесимметричный скос 4 mm (AX1) с другими осесимметричными иглами (AX2-3) (\(p < 0,017\), таблица 2), но существенной разницы не было. 4 ملی میٹر (AX1) کی سب سے لمبی ڈھلوان کی لمبائی والی محوری ڈھلوان نے دیگر محوری ڈھلوانوں (AX2-3) (\(p <0.017\)، جدول 2 کے مقابلے میں ہوا میں اعدادوشمار کے لحاظ سے اہم زیادہ سے زیادہ انحراف فراہم کیا، لیکن وہاں کوئی نہیں تھا۔ اہم فرق.جب انجکشن کو پانی میں رکھا جاتا ہے تو مشاہدہ کیا جاتا ہے۔اس طرح، چوٹی کے نوک کے انحراف کے لحاظ سے ایک لمبی بیول لمبائی کا کوئی واضح فائدہ نہیں ہے۔اس کو مدنظر رکھتے ہوئے، یہ پتہ چلتا ہے کہ ڈھلوان جیومیٹری، جس کی اس تحقیق میں تحقیق کی گئی ہے، ڈھلوان کی لمبائی کے مقابلے طول و عرض کے انحراف پر زیادہ اثر ڈالتی ہے۔اس کا تعلق موڑنے کی سختی سے ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر، موڑنے والے مواد اور تعمیراتی سوئی کی مجموعی موٹائی پر منحصر ہے۔
تجرباتی مطالعات میں، جھلکنے والی لچکدار لہر کی شدت نوک کی حدود کی حالتوں سے متاثر ہوتی ہے۔جب سوئی کی نوک کو پانی اور جیلیٹن میں ڈالا گیا تو، \(\text {PTE}_{2}\) اوسطا \(\approx\) 95% اور \(\text {PTE}_{2}\) اوسط بالترتیب 73% اور 77% (\text {PTE}_{1}\) اور \(\text {PTE}_{3}\) ہیں (تصویر 11)۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ صوتی توانائی کی زیادہ سے زیادہ منتقلی کاسٹنگ میڈیم (مثال کے طور پر پانی یا جیلیٹن) \(f_2\) پر ہوتی ہے۔41-43 kHz کی فریکوئنسیوں پر آسان ڈیوائس ڈھانچے کا استعمال کرتے ہوئے پچھلے مطالعہ میں اسی طرح کا برتاؤ دیکھا گیا تھا، جہاں مصنفین نے انٹرکیلیٹڈ میڈیم کے مکینیکل ماڈیولس سے وابستہ وولٹیج ریفلیکشن گتانک کا مظاہرہ کیا۔دخول کی گہرائی 32 اور بافتوں کی مکینیکل خصوصیات سوئی پر مکینیکل بوجھ فراہم کرتی ہیں اور اس وجہ سے UZeFNAB کے گونج والے رویے پر اثر انداز ہونے کی توقع کی جاتی ہے۔لہذا، 17، 18، 33 جیسے گونج سے باخبر رہنے والے الگورتھم کو اسٹائلس کے ذریعے فراہم کی جانے والی آواز کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
موڑنے والی طول موج کی ماڈلنگ (تصویر 7) سے پتہ چلتا ہے کہ محور میں لینسیٹ اور غیر متناسب بیول کے مقابلے میں سرے پر زیادہ ساختی سختی (یعنی زیادہ موڑنے والی سختی) ہوتی ہے۔(1) سے ماخوذ اور معلوم رفتار-تعدد تعلق کا استعمال کرتے ہوئے، ہم لینسیٹ کے موڑنے کی سختی کا تخمینہ لگاتے ہیں، غیر متناسب اور محوری اشارے بطور ڈھلوان \(\تقریباً) 200، 20 اور 1500 MPa، بالترتیب۔یہ بالترتیب 29.75 kHz پر (\lambda _y\) 5.3، 1.7 اور 14.2 ملی میٹر کے مساوی ہے (تصویر 7a–c)۔USeFNAB طریقہ کار کی طبی حفاظت پر غور کرتے ہوئے، بیول ڈیزائن کی سختی پر جیومیٹری کے اثر و رسوخ کا جائزہ لینے کی ضرورت ہے۔
بیول کے پیرامیٹرز اور ٹیوب کی لمبائی (تصویر 9) کے مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ غیر متناسب (1.8 ملی میٹر) کے لئے زیادہ سے زیادہ TL رینج محوری بیول (1.3 ملی میٹر) سے زیادہ ہے۔اس کے علاوہ، متحرک سطح مرتفع بالترتیب 4 سے 4.5 ملی میٹر اور غیر متناسب اور محوری جھکاؤ کے لیے 6 سے 7 ملی میٹر تک ہے (تصویر 9a، b)۔اس تلاش کی عملی مطابقت مینوفیکچرنگ رواداری میں ظاہر ہوتی ہے، مثال کے طور پر، زیادہ سے زیادہ TL کی کم رینج زیادہ لمبائی کی درستگی کی ضرورت کو ظاہر کر سکتی ہے۔ایک ہی وقت میں، پیداوار کا پلیٹ فارم پیداوار کو نمایاں طور پر متاثر کیے بغیر ایک دی گئی فریکوئنسی پر ڈھلوان کی لمبائی کے انتخاب کے لیے زیادہ رواداری فراہم کرتا ہے۔
مطالعہ میں درج ذیل حدود شامل ہیں۔کنارے کا پتہ لگانے اور تیز رفتار امیجنگ (شکل 12) کا استعمال کرتے ہوئے سوئی کے انحراف کی براہ راست پیمائش کا مطلب ہے کہ ہم آپٹیکل طور پر شفاف میڈیا جیسے ہوا اور پانی تک محدود ہیں۔ہم یہ بھی بتانا چاہیں گے کہ ہم نے نقلی منتقلی کی نقل و حرکت اور اس کے برعکس جانچنے کے لیے تجربات کا استعمال نہیں کیا، بلکہ تیار کردہ سوئی کی زیادہ سے زیادہ لمبائی کا تعین کرنے کے لیے FEM مطالعات کا استعمال کیا۔عملی حدود کے نقطہ نظر سے، نوک سے آستین تک لینسیٹ کی لمبائی دوسری سوئیوں (AX1-3) سے 0.4 سینٹی میٹر لمبی ہے، انجیر دیکھیں۔3b.اس نے ایکیکولر ڈھانچے کے موڈل ردعمل کو متاثر کیا ہے۔اس کے علاوہ، ویو گائیڈ لیڈ سولڈر کی شکل اور حجم (شکل 3 دیکھیں) پن ڈیزائن کے مکینیکل رکاوٹ کو متاثر کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں مکینیکل رکاوٹ اور موڑنے والے رویے میں خرابیاں پیدا ہوتی ہیں۔
آخر میں، ہم نے تجرباتی طور پر یہ ثابت کیا ہے کہ بیول جیومیٹری USeFNAB میں انحراف کی مقدار کو متاثر کرتی ہے۔ایسی حالتوں میں جہاں زیادہ انحطاط کا طول و عرض ٹشو پر سوئی کے اثر پر مثبت اثر ڈال سکتا ہے، مثال کے طور پر، پنکچر کے بعد کارکردگی کاٹنا، USeFNAB کے لیے ایک روایتی لینسیٹ کی سفارش کی جا سکتی ہے، کیونکہ یہ کافی سختی کو برقرار رکھتے ہوئے سب سے بڑا انحراف طول و عرض فراہم کرتا ہے۔ ڈیزائن کی چوٹی پر۔اس کے علاوہ، ایک حالیہ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ زیادہ سے زیادہ ٹپ انحراف حیاتیاتی اثرات کو بڑھا سکتا ہے جیسے کیویٹیشن، جو کم سے کم حملہ آور جراحی مداخلتوں کے لیے ایپلی کیشنز تیار کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔یہ دیکھتے ہوئے کہ USeFNAB13 سے بائیوپسی کی پیداوار میں اضافہ کرنے کے لیے کل صوتی طاقت میں اضافہ دکھایا گیا ہے، مطالعہ شدہ سوئی جیومیٹری کے تفصیلی طبی فائدہ کا اندازہ لگانے کے لیے نمونے کی پیداوار اور معیار کے مزید مقداری مطالعات کی ضرورت ہے۔
فریبل، ڈبلیو جے فائن سوئی اسپائریشن بایپسی: ایک جائزہ۔ہمفبیمار14:9-28۔https://doi.org/10.1016/s0046-8177(83)80042-2 (1983)۔