Dankon pro vizito de Nature.com.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Montras karuselon de tri diapozitivoj samtempe.Uzu la butonojn Antaŭa kaj Sekva por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe, aŭ uzu la glitilbutonojn ĉe la fino por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe.
Lastatempe estis pruvite, ke la uzo de ultrasono povas plibonigi histan rendimenton en ultrason-plifortigita fajna pinglo-aspira biopsio (USeFNAB) kompare al konvencia fajna pinglo-aspira biopsio (FNAB).La rilato inter bevelgeometrio kaj pintpinta ago ankoraŭ ne estis esplorita.En ĉi tiu studo, ni esploris la ecojn de pinglo-resonanco kaj deklina amplitudo por diversaj nadlaj bevelgeometrioj kun malsamaj bevellongoj.Uzante konvencian lanceton kun 3.9 mm tranĉo, la pinta deklina potencofaktoro (DPR) estis 220 kaj 105 µm/W en aero kaj akvo, respektive.Ĉi tio estas pli alta ol la akssimetria 4mm bevelpinto, kiu atingis DPR de 180 kaj 80 µm/W en aero kaj akvo, respektive.Ĉi tiu studo elstarigas la gravecon de la rilato inter la fleksadrigideco de la bevelgeometrio en la kunteksto de malsamaj enmethelpoj, kaj tiel povas disponigi sciojn pri metodoj por kontrolado de tranĉa ago post trapikado ŝanĝante la pinglobevelgeometrion, kiu estas grava por USeFNAB.Apliko gravas.
Bela pinglo-aspira biopsio (FNAB) estas tekniko en kiu kudrilo estas uzata por akiri specimenon de histo kiam nenormaleco estas suspektita1,2,3.Franseen-tipaj konsiletoj pruviĝis havigi pli altan diagnozan rendimenton ol tradiciaj Lancet4 kaj Menghini5-konsiletoj.Aksimetriaj (t.e. cirkonferencaj) beveloj ankaŭ estis proponitaj por pliigi la verŝajnecon de adekvata specimeno por histopatologio6.
Dum biopsio, pinglo estas trapasita tra tavoloj de haŭto kaj histo por riveli suspektindan patologion.Lastatempaj studoj montris, ke ultrasona aktivigo povas redukti la trapikan forton necesan por aliri molajn histojn7,8,9,10.Oni pruvis ke la geometrio de nadla bevelo influas nadlajn interagadfortojn, ekz. pli longaj beveloj pruviĝis havi pli malaltajn histajn penetrfortojn 11 .Oni sugestis, ke post kiam la kudrilo penetris la histan surfacon, t.e. post trapikado, la tranĉforto de la kudrilo povas esti 75% de la totala pinglo-histo-interaga forto12.Ultrasono (Usono) pruviĝis plibonigi la kvaliton de diagnoza molhista biopsio en la post-pika fazo13.Aliaj metodoj por plibonigi ostan biopsion estis evoluigitaj por malmola histoprovado14,15 sed neniuj rezultoj estis raportitaj kiuj plibonigas biopsian kvaliton.Pluraj studoj ankaŭ trovis, ke mekanika movo pliiĝas kun kreskanta tensio de ultrasona disko16,17,18.Kvankam ekzistas multaj studoj pri aksaj (longitudaj) senmovaj fortoj en kudrilo-histo-interagoj19,20, studoj pri la tempa dinamiko kaj nadla bevelgeometrio en ultrasona plifortigita FNAB (USeFNAB) estas limigitaj.
La celo de ĉi tiu studo estis esplori la efikon de malsamaj bevelgeometrioj sur pinglopinta ago pelita de nadla fleksado ĉe ultrasonaj frekvencoj.Aparte, ni esploris la efikon de la injekta medio sur nadpinta deklino post trapiko por konvenciaj nadlaj beveloj (ekz., lancetoj), aksimetriaj kaj nesimetriaj ununuraj bevelgeometrioj (Fig. Por faciligi la disvolviĝon de USeFNAB-pingloj por diversaj celoj kiel elekta suĉo). aliro aŭ molhistaj kernoj.
Diversaj bevelgeometrioj estis inkluditaj en ĉi tiu studo.(a) Lancetoj konformaj al ISO 7864:201636 kie \(\alpha\) estas la primara bevelangulo, \(\theta\) estas la sekundara bevelrotacia angulo, kaj \(\phi\) estas la sekundara bevelangulo en gradoj , en gradoj (\(^\circ\)).(b) liniaj nesimetriaj unupaŝaj chamfers (nomitaj "normo" en DIN 13097:201937) kaj (c) liniaj aksimetriaj (cirkonferencaj) unupaŝaj chamfers.
Nia aliro estas unue modeligi la ŝanĝon en la fleksa ondolongo laŭ la deklivo por konvenciaj lancetaj, aksimetriaj, kaj nesimetriaj unufazaj deklivogeometrioj.Ni tiam kalkulis parametrikan studon por ekzameni la efikon de bevelangulo kaj tublongo sur transportmekanismo movebleco.Ĉi tio estas farita por determini la optimuman longon por fari prototipan kudrilon.Surbaze de la simulado, pingloprototipoj estis faritaj kaj ilia resonanca konduto en aero, akvo, kaj 10% (w/v) balistika gelateno estis eksperimente karakterizita per mezurado de la tensio-reflektadkoeficiento kaj kalkulado de la potenctransiga efikeco, de kiu la funkciiga frekvenco estis determinita..Finfine, altrapida bildigo estas uzata por rekte mezuri la deklinon de la fleksa ondo ĉe la pinto de la kudrilo en aero kaj akvo, kaj por taksi la elektran potencon transdonitan per ĉiu kliniĝo kaj la deklina potencofaktoro (DPR) geometrio de la injektita. mediumo.
Kiel montrite en Figuro 2a, uzu n-ro 21 pipon (0,80 mm OD, 0,49 mm ID, 0,155 mm pipo murdikeco, norma muro kiel specifita en ISO 9626:201621) farita el 316 neoksidebla ŝtalo ( Modulo de Young 205).\(\text {GN/m}^{2}\), denseco 8070 kg/m\(^{3}\), rilatumo de Poisson 0,275).
Determino de la fleksa ondolongo kaj agordado de la finhava elemento modelo (FEM) de la kudrilo kaj limkondiĉoj.(a) Determino de bevellongo (BL) kaj tublongo (TL).(b) Tridimensia (3D) finhava elemento modelo (FEM) uzante harmonian punktforton \(\tilde{F}_y\vec{j}\) por eksciti la pinglon ĉe la proksima fino, deviigi la punkton, kaj mezuri rapidecon po pinto (\( \tilde{u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\)) por kalkuli la mekanisman transportmoveblecon.\(\lambda _y\) estas difinita kiel la fleksa ondolongo asociita kun la vertikala forto \(\tilde{F}_y\vec {j}\).(c) Determinu la pezocentron, sekcan areon A kaj inercimomentojn \(I_{xx}\) kaj \(I_{yy}\) ĉirkaŭ la x-akso kaj y-akso respektive.
Kiel montrite en fig.2b,c, por senfina (senfina) trabo kun sekca areo A kaj je granda ondolongo kompare kun la grandeco de la sekco de la trabo, la fleksa (aŭ fleksa) faza rapideco \(c_{EI}\ ) estas difinita kiel 22:
kie E estas la modulo de Young (\(\text {N/m}^{2}\)), \(\omega _0 = 2\pi f_0\) estas la ekscita angula frekvenco (rad/s), kie \( f_0 \ ) estas la lineara frekvenco (1/s aŭ Hz), I estas la momento de inercio de la areo ĉirkaŭ la interesa akso \((\text {m}^{4})\) kaj \(m'=\ rho _0 A \) estas la maso sur unuolongo (kg/m), kie \(\rho _0\) estas la denseco \((\text {kg/m}^{3})\) kaj A estas la kruco -sekca areo de la trabo (xy-ebeno) (\ (\text {m}^{2}\)).Ĉar en nia kazo la aplikata forto estas paralela al la vertikala y-akso, t.e. \(\tilde{F}_y\vec {j}\), ni interesiĝas nur pri la momento de inercio de la areo ĉirkaŭ la horizontala x- akso, t.e. \(I_{xx} \), do:
Por la finelementa modelo (FEM), pura harmonia delokiĝo (m) estas supozita, do la akcelo (\(\text {m/s}^{2}\)) estas esprimita kiel \(\partial ^2 \vec { u}/ \ parta t^2 = -\omega ^2\vec {u}\), ekz. \(\vec {u}(x, y, z, t) := u_x\vec {i} + u_y \vec {j }+ u_z\vec {k}\) estas tridimensia movovektoro difinita en spacaj koordinatoj.Anstataŭigi ĉi-lastan kun la finhave deformebla Lagrangiana formo de la impetbalanca leĝo23, laŭ ĝia efektivigo en la programpakaĵo COMSOL Multiphysics (versioj 5.4-5.5, COMSOL Inc., Masaĉuseco, Usono), donas:
Kie \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) estas la tensora diverĝoperatoro, kaj \({\underline{\sigma}}\) estas la dua Piola-Kirchhoff streĉa tensoro (dua ordo, \(\ teksto) { N /m}^{2}\)), kaj \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec { k} \) estas la vektoro de la korpoforto (\(\text {N/m}^{3}\)) de ĉiu deformebla volumeno, kaj \(e^{j\phi }\) estas la fazo de la korpoforto, havas fazanngulon \(\ phi\) (rad).En nia kazo, la volumena forto de la korpo estas nula, kaj nia modelo supozas geometrian linearecon kaj malgrandajn pure elastajn deformadojn, t.e. \({\underline{\varepsilon}}^{el} = {\underline{\varepsilon}}\ ), kie \({\underline{\varepsilon}}^{el}\) kaj \({\underline{ \varepsilon}}\) – elasta deformado kaj totala deformado (sendimensia de la dua ordo), respektive.La konsistiga izotropa elastectensoro de Hooke \(\underline {\underline {C))\) estas akirita uzante la modulon de Young E(\(\text{N/m}^{2}\)) kaj la rilatumo de Poisson v estas difinita, tiel ke \ (\substreki{\underline{C}}:=\substreku{\substreku{C}}(E,v)\) (kvara ordo).Do la streĉa kalkulo fariĝas \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\).
La kalkuloj estis faritaj per 10-nodaj kvaredraj elementoj kun elementa grandeco \(\le\) 8 μm.La kudrilo estas modeligita en vakuo, kaj la mekanika movebleca transiga valoro (ms-1 H-1) estas difinita kiel \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec { j} |/|\ tilde{F}_y\vec {j}|\)24, kie \(\tilde{v}_y\vec {j}\) estas la produkta kompleksa rapideco de la manpeco, kaj \( \tilde{ F} _y\vec {j }\) estas kompleksa mova forto situanta ĉe la proksima fino de la tubo, kiel montrite en Fig. 2b.Transdona mekanika moviĝeblo estas esprimita en decibeloj (dB) uzante la maksimuman valoron kiel referencon, t.e. \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}| )\ ) , Ĉiuj FEM-studoj estis faritaj ĉe frekvenco de 29.75 kHz.
La dezajno de la kudrilo (Fig. 3) konsistas el konvencia 21-mezura hipodermia nadlo (katalonombro: 4665643, Sterican\(^\circledR\), kun ekstera diametro de 0,8 mm, longo de 120 mm, farita el AISI. krom-nikela neoksidebla ŝtalo 304., B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germanio) metis plastan Luer Lock manikon farita el polipropileno proksimala kun responda pinto modifo.La pinglotubo estas lutita al la ondgvidilo kiel montrite en Fig. 3b.La ondgvidilo estis presita sur neoksidebla ŝtalo 3D printilo (EOS Stainless Steel 316L sur EOS M 290 3D printilo, 3D Formtech Oy, Jyväskylä, Finnlando) kaj tiam fiksita al la Langevin-sensilo uzante M4-riglilojn.La Langevin-transduktilo konsistas el 8 piezoelektraj ringelementoj kun du pezoj ĉe ĉiu fino.
La kvar specoj de pintoj (bildigitaj), komerce havebla lanceto (L), kaj tri fabrikitaj aksimetriaj unufazaj beveloj (AX1-3) estis karakterizitaj per bevellongoj (BL) de 4, 1.2, kaj 0.5 mm, respektive.(a) Deproksima foto de la finita pinto de pinto.(b) Supra vido de kvar pingloj lutitaj al 3D presita ondgvidilo kaj poste konektitaj al la Langevin-sensilo per M4-rigliloj.
Tri akssimetriaj bevelpintoj (Fig. 3) (TAs Machine Tools Oy) estis fabrikitaj kun bevellongoj (BL, determinita en Fig. 2a) de 4.0, 1.2 kaj 0.5 mm, egalrilatante al \(\approx\) 2\ (^\ circ\), 7\(^\circ\) kaj 18\(^\circ\).La ondgvidilo kaj grifelo-pezoj estas 3,4 ± 0,017 g (meznombro ± SD, n = 4) por bevelo L kaj AX1–3, respektive (Quintix\(^\circledR\) 224 Design 2, Sartorius AG, Göttingen, Germanio) .La totala longo de la pinto de la kudrilo ĝis la fino de la plasta maniko estas 13,7, 13,3, 13,3, 13,3 cm por la bevelo L kaj AX1-3 en Figuro 3b, respektive.
Por ĉiuj pinglokonfiguracioj, la longo de la pinto de la pinto ĝis la pinto de la ondgvidilo (t.e., luta areo) estas 4.3 cm, kaj la pinglotubo estas orientita tiel ke la bevelo estas turnita supren (t.e., paralela al la Y-akso). ).), kiel en (Fig. 2).
Propra manuskripto en MATLAB (R2019a, The MathWorks Inc., Masaĉuseco, Usono) funkcianta per komputilo (Latitude 7490, Dell Inc., Teksaso, Usono) estis uzata por generi linian sinusoidan svingon de 25 ĝis 35 kHz en 7 sekundoj, transformite al analoga signalo per cifereca-al-analoga (DA) transformilo (Analog Discovery 2, Digilent Inc., Vaŝingtono, Usono).La analoga signalo \(V_0\) (0,5 Vp-p) tiam estis plifortigita per diligenta radiofrekvenca (RF) amplifilo (Mariachi Oy, Turku, Finnlando).La falanta amplifa tensio \({V_I}\) estas eligita de la RF-amplifilo kun eliga impedanco de 50 \(\Omega\) al transformilo konstruita en la pinglostrukturon kun eniga impedanco de 50 \(\Omega)\) Langevin-transduktilo (antaŭaj kaj malantaŭaj plurtavolaj piezoelektraj transduktiloj, ŝarĝitaj kun maso) estas uzataj por generi mekanikajn ondojn.La kutima RF-amplifilo estas ekipita per dukanala konstanta ondo-potencfaktoro (SWR) mezurilo kiu povas detekti okazaĵan \({V_I}\) kaj reflektitan plifortigitan tension \(V_R\) per 300 kHz analog-al-cifereca (AD). ) konvertilo (Analog Discovery 2).La ekscitsignalo estas amplitudomodulita komence kaj ĉe la fino por malhelpi troŝarĝi la amplifilenigaĵon kun transient.
Uzante kutiman skripton efektivigitan en MATLAB, la frekvencresponda funkcio (AFC), te supozas linearan senmovan sistemon.Ankaŭ, apliku 20 ĝis 40 kHz-bandan pasafiltrilon por forigi ajnajn nedeziratajn frekvencojn de la signalo.Rilate al teorio de transmisilinio, \(\tilde{H}(f)\) ĉi-kaze estas ekvivalenta al la tensio-reflekta koeficiento, t.e. \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I} \)26 .Ĉar la elira impedanco de la amplifilo \(Z_0\) respondas al la enira impedanco de la enkonstruita transformilo de la konvertilo, kaj la reflekta koeficiento de elektra potenco \({P_R}/{P_I}\) estas reduktita al \ ({V_R }^ 2/{V_I}^2\ ), tiam estas \(|\rho _{V}|^2\).En la kazo kie la absoluta valoro de elektra potenco estas postulata, kalkulu la okazantan \(P_I\) kaj reflektitan\(P_R\) potencon (W) prenante la radikan mezkvadratan valoron (rms) de la ekvivalenta tensio, ekzemple, por transmisiolinio kun sinusoida ekscito, \(P = {V}^2/(2Z_0)\)26, kie \(Z_0\) egalas 50 \(\Omega\).La elektra potenco liverita al la ŝarĝo \(P_T\) (t.e. la enigita medio) povas esti kalkulita kiel \(|P_I – P_R |\) (W RMS) kaj la potencotransiga efikeco (PTE) povas esti difinita kaj esprimita kiel procento (%) tiel donas 27:
La frekvencrespondo tiam estas uzata por taksi la modalajn frekvencojn \(f_{1-3}\) (kHz) de la grifelo-dezajno kaj la ekvivalentan potencotransigan efikecon, \(\text {PTE}_{1{-}3} \ ).FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Hz) estas taksita rekte el \(\text {PTE}_{1{-}3}\), el Tabelo 1 frekvencoj \(f_{1-3}\) priskribitaj en .
Metodo por mezuri la frekvencrespondon (AFC) de acikula strukturo.Dukanala balaa-sinuso-mezurado25,38 estas uzata por akiri la frekvencrespondan funkcion \(\tilde{H}(f)\) kaj ĝian impulsrespondon H(t).\({\mathcal {F}}\) kaj \({\mathcal {F}}^{-1}\) indikas la nombran senpintigitan transformon de Fourier kaj la inversan transforman operacion, respektive.\(\tilde{G}(f)\) signifas, ke la du signaloj estas multobligitaj en la frekvenca domajno, ekz. \(\tilde{G}_{XrX}\) signifas inversan skanadon\(\tilde{X} r( f )\) kaj tensiofalo signalo \(\tilde{X}(f)\).
Kiel montrite en fig.5, altrapida fotilo (Phantom V1612, Vision Research Inc., Nov-Ĵerzejo, Usono) ekipita per makrolenso (MP-E 65mm, \(f)/2.8, 1-5 \ (\times\), Canon Inc. . . , Tokio, Japanio) kutimis registri la deklinon de pinto de pinto submetita al fleksa ekscito (ununura frekvenco, kontinua sinusoido) ĉe frekvenco de 27.5-30 kHz.Por krei ombromapon, malvarmetigita elemento de alta intenseco blanka LED (partnumero: 4052899910881, White Led, 3000 K, 4150 lm, Osram Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, Germanio) estis metita malantaŭ la bevelo de la kudrilo.
Fronta vido de la eksperimenta aranĝo.Profundo estas mezurita de la amaskomunikila surfaco.La pinglostrukturo estas fiksita kaj muntita sur motorizita transiga tablo.Uzu altrapidan fotilon kun alta pligrandiga lenso (5\(\times\)) por mezuri la deklinon de la bevelita pinto.Ĉiuj dimensioj estas en milimetroj.
Por ĉiu speco de kudrila bevelo, ni registris 300 altrapidajn fotilkadrojn de 128 \(\x\) 128 pikseloj, ĉiu kun spaca rezolucio de 1/180 mm (\(\ĉ.) 5 µm), kun tempa rezolucio de 310,000 kadroj je sekundo.Kiel montrite en Figuro 6, ĉiu kadro (1) estas tondita (2) tiel ke la pinto estas en la lasta linio (malsupro) de la kadro, kaj tiam la histogramo de la bildo (3) estas kalkulita, do Canny sojloj 1 kaj 2 povas esti determinita.Poste apliku Canny28(4) randan detekton uzante la Sobel-funkciigiston 3 \(\times\) 3 kaj kalkulu la pikselan pozicion de la ne-cavitational hipotenuzo (etikedita \(\mathbf {\times }\)) por ĉiuj 300-oblaj paŝoj. .Por determini la interspacon de la deklino ĉe la fino, la derivaĵo estas kalkulita (uzante la centra diferenco-algoritmo) (6) kaj la kadro enhavanta la lokan ekstrema (te pinto) de la deklino (7) estas identigita.Post vide inspekto de la ne-kavita rando, paro da kadroj (aŭ du kadroj apartigitaj per duona tempoperiodo) (7) estis elektita kaj la pintodeklino mezurita (etikedita \(\mathbf {\times} \ ) Ĉi-supra estis efektivigita en Python (v3.8, Python Software Foundation, python.org) uzante la OpenCV Canny-randan detekto-algoritmon (v4.5.1, malfermfonteca komputilvida biblioteko, opencv.org). elektra potenco \ (P_T \) (W, rms) .
Konsildeklino estis mezurita uzante serion de kadroj prenitaj de altrapida fotilo je 310 kHz uzante 7-paŝan algoritmon (1-7) inkluzive de enkadrigo (1-2), Canny-randa detekto (3-4), piksela lokrando. kalkulo (5) kaj iliaj tempoderivaĵoj (6), kaj finfine pinto-al-pinta pintodeklino estis mezurita sur vide inspektitaj paroj de kadroj (7).
Mezuradoj estis faritaj en aero (22.4-22.9°C), dejonigita akvo (20.8-21.5°C) kaj balistika gelateno 10% (w/v) (19.7-23.0°C, \(\text {Honeywell}^{ \text) { TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) Bova kaj Porka Osta Gelatino por Tipo I Balistika Analizo, Honeywell International, Norda Karolino, Usono).Temperaturo estis mezurita per K-tipa termopar-amplifilo (AD595, Analog Devices Inc., MA, Usono) kaj K-tipa termopar (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 tipo-K, Fluke Corporation, Vaŝingtono, Usono).De la meza Profundo estis mezurita de la surfaco (metita kiel la origino de la z-akso) uzante vertikalan motorizitan z-akson stadion (8MT50-100BS1-XYZ, Standa Ltd., Vilno, Litovio) kun rezolucio de 5 µm.po paŝo.
Ĉar la specimena grandeco estis malgranda (n = 5) kaj normaleco ne povus esti supozita, du-prova duvosta Wilcoxon-ranga sumotesto (R, v4.0.3, R Foundation for Statistical Computing, r-project .org) estis uzita por kompari la kvanton de varianca pinto por malsamaj bevels.Ekzistis 3 komparoj per deklivo, do Bonferroni-korekto estis aplikita kun alĝustigita signifonivelo de 0.017 kaj erarprocento de 5%.
Ni nun turnu nin al Fig.7.Je frekvenco de 29,75 kHz, la fleksa duona ondo (\(\lambda_y/2\)) de 21-mezurila kudrilo estas \(\proksimume) 8 mm.Ĉar oni alproksimiĝas al la pinto, la fleksa ondolongo malpliiĝas laŭ la oblikva angulo.Ĉe la pinto \(\lambda _y/2\) \(\proksimume\) estas ŝtupoj de 3, 1 kaj 7 mm por la kutima lanceola (a), malsimetria (b) kaj aksimetria (c) deklivo de ununura kudrilo. , respektive.Tiel, tio signifas, ke la intervalo de la lanceto estas \(\proksimume) 5 mm (pro la fakto ke la du ebenoj de la lanceto formas ununuran punkton29,30), la malsimetria bevelo estas 7 mm, la malsimetria bevelo estas 1 mm.Aksimetriaj deklivoj (la pezocentro restas konstanta, do nur la tuba murdikeco fakte ŝanĝiĝas laŭ la deklivo).
FEM-studoj kaj apliko de ekvacioj ĉe frekvenco de 29.75 kHz.(1) Kiam oni kalkulas la variadon de la fleksa duon-ondo (\(\lambda_y/2\)) por lanceta (a), malsimetria (b) kaj aksimetria (c) bevelgeometrioj (kiel en Fig. 1a,b,c). ).La averaĝa valoro \(\lambda_y/2\) de la lanceto, nesimetria, kaj aksimetria bevelo estis 5.65, 5.17, kaj 7.52 mm, respektive.Notu ke pintodikeco por nesimetriaj kaj aksimetriaj beveloj estas limigita al \(\approx) 50 µm.
Pinta moviĝeblo \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) estas la optimuma kombinaĵo de tublongo (TL) kaj bevellongo (BL) (Fig. 8, 9).Por konvencia lanceto, ĉar ĝia grandeco estas fiksa, la optimuma TL estas \(\proksimume) 29.1 mm (Fig. 8).Por nesimetriaj kaj aksimetriaj beveloj (Fig. 9a, b, respektive), FEM-studoj inkludis BL de 1 ĝis 7 mm, do la optimuma TL estis de 26,9 ĝis 28,7 mm (gamo 1,8 mm) kaj de 27,9 ĝis 29,2 mm (gamo). 1,3 mm), respektive.Por la nesimetria deklivo (Fig. 9a), la optimuma TL pliiĝis lineare, atingis altebenaĵon ĉe BL 4 mm, kaj tiam akre malpliiĝis de BL 5 ĝis 7 mm.Por aksimetria bevelo (Fig. 9b), la optimuma TL pliiĝis lineare kun pliiĝanta BL kaj finfine stabiliĝis ĉe BL de 6 ĝis 7 mm.Plilongigita studo de akssimetria kliniĝo (Fig. 9c) rivelis malsaman aron de optimumaj TLoj je \(\approx) 35.1–37.1 mm.Por ĉiuj BLoj, la distanco inter la du plej bonaj TLoj estas \(\approx\) 8mm (ekvivalenta al \(\lambda_y/2\)).
Lanceta dissenda moviĝeblo ĉe 29.75 kHz.La kudrilo estis flekseble ekscitita ĉe frekvenco de 29.75 kHz kaj vibrado estis mezurita ĉe la pinto de la kudrilo kaj esprimita kiel la kvanto de elsendita mekanika moviĝeblo (dB relative al la maksimuma valoro) por TL 26.5-29.5 mm (en 0.1 mm pliigoj) .
Parametrikaj studoj de la FEM ĉe frekvenco de 29.75 kHz montras ke la transiga moviĝeblo de aksimetria pinto estas malpli trafita per ŝanĝo en la longo de la tubo ol sia malsimetria ekvivalento.Bevellongo (BL) kaj tublongo (TL) studoj de malsimetriaj (a) kaj aksimetriaj (b, c) bevelgeometrioj en la frekvenca domajna studo uzante FEM (limkondiĉoj estas montritaj en Fig. 2).(a, b) TL variis de 26,5 ĝis 29,5 mm (0,1 mm paŝo) kaj BL 1-7 mm (0,5 mm paŝo).(c) Plilongigitaj akssimetriaj kliniĝstudoj inkluzive de TL 25-40 mm (en 0.05 mm pliigoj) kaj BL 0.1-7 mm (en 0.1 mm pliigoj) montrante ke \(\lambda_y/2\) devas renkonti la postulojn de la pinto.movantaj limkondiĉoj.
La kudrila agordo havas tri proprajn frekvencojn \(f_{1-3}\) dividitajn en malaltajn, mezajn kaj altajn reĝimajn regionojn kiel montrite en Tabelo 1. La PTE-grandeco estis registrita kiel montrite en fig.10 kaj poste analizita en Fig. 11. Malsupre estas la trovoj por ĉiu modala areo:
Tipaj registritaj tujaj potenctransiga efikeco (PTE) amplitudoj akiritaj kun balaita-frekvenca sinusoida ekscito por lanceto (L) kaj aksimetria bevelo AX1-3 en aero, akvo kaj gelateno je profundo de 20 mm.Unuflankaj spektroj estas montritaj.La laŭmezura frekvencrespondo (provizita ĉe 300 kHz) estis malalt-enirpermesila filtrita kaj tiam malgrandigita je faktoro de 200 por modala analizo.La signalo-bruo-proporcio estas \(\le\) 45 dB.PTE-fazoj (purpuraj punktlinioj) estas montritaj en gradoj (\(^{\circ}\)).
La modala respondanalizo (meznombro ± norma devio, n = 5) montrita en Fig. 10, por deklivoj L kaj AX1-3, en aero, akvo kaj 10% gelateno (profundo 20 mm), kun (supraj) tri modalaj regionoj ( malalta, meza kaj alta) kaj iliaj ekvivalentaj modalaj frekvencoj\(f_{1-3 }\) (kHz), (averaĝa) energiefikeco \(\text {PTE}_{1{-}3}\) Kalkulita uzante ekvivalentojn .(4) kaj (malsupre) plena larĝo je duono de maksimumaj mezuroj \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Hz), respektive.Notu ke la mezurado de larĝo de la bando estis preterlasita kiam malalta PTE estis registrita, t.e. \(\text {FWHM}_{1}\) en kazo de AX2-deklivo.La reĝimo \(f_2\) estis trovita esti la plej taŭga por kompari deklivdeklinojn, ĉar ĝi montris la plej altan nivelon de potencotransiga efikeco (\(\text {PTE}_{2}\)), ĝis 99%.
Unua modala regiono: \(f_1\) ne multe dependas de la speco de medio enmetita, sed dependas de la geometrio de la deklivo.\(f_1\) malpliiĝas kun malkreskanta bevellongo (27.1, 26.2 kaj 25.9 kHz en aero por AX1-3, respektive).La regionaj mezumoj \(\text {PTE}_{1}\) kaj \(\text {FWHM}_{1}\) estas \(\approx\) 81% kaj 230 Hz respektive.\(\text {FWHM}_{1}\) havas la plej altan gelatenan enhavon en la Lanceto (L, 473 Hz).Notu ke \(\text {FWHM}_{1}\) AX2 en gelateno ne povus esti taksita pro la malalta registrita FRF-amplitudo.
La dua modala regiono: \(f_2\) dependas de la speco de amaskomunikilaro enigita kaj la bevelo.Averaĝaj valoroj \(f_2\) estas 29.1, 27.9 kaj 28.5 kHz en aero, akvo kaj gelateno, respektive.Ĉi tiu modala regiono ankaŭ montris altan PTE de 99%, la plej altan el iu ajn grupo mezurita, kun regiona mezumo de 84%.\(\text {FWHM}_{2}\) havas regionan mezumon de \(\proksimume\) 910 Hz.
Tria reĝima regiono: frekvenco \(f_3\) dependas de la amaskomunikilaro kaj bevelo.Mezaj \(f_3\) valoroj estas 32.0, 31.0 kaj 31.3 kHz en aero, akvo kaj gelateno, respektive.La \(\text {PTE}_{3}\) regiona mezumo estis \(\proksimume\) 74%, la plej malalta el iu ajn regiono.La regiona mezumo \(\text {FWHM}_{3}\) estas \(\proksimume\) 1085 Hz, kio estas pli alta ol la unua kaj dua regionoj.
La sekvanta rilatas al Fig.12 kaj Tabelo 2. La lanceto (L) deturnis la plej grandan parton (kun alta signifo al ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en kaj aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/). W en aero). 12 kaj Tabelo 2. La lanceto (L) deturnis la plej grandan parton (kun alta signifo al ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en kaj aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/). W en aero). Следующее относится к рисунку 12 и таблице 2. Ланцет (L) отклонялся больше всего и таблице 2. Ланцет (L) отклонялся больше всего и таблице высосонь сех наконечников, \(p<\) 0,017) как в воздухе, так и в воде (рис. 12а), достигая самого высокого высоког . La sekvanta validas por Figuro 12 kaj Tabelo 2. Lanceto (L) deturnita plej (kun alta signifo por ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en ambaŭ aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR .(faru 220 μm/W en aero).Smt.Figuro 12 kaj Tabelo 2 sube.柳叶刀(L) 在空气和水中偏转最多（对所有尖端具有高显着性，\(p<\) 0.017（導（12（12）高DPR （在空气中高达220 µm/W）。柳叶刀(L) havas la plej altan deklinon en aero kaj akvo (对所记尖端可以高电影性,\(p<\) 0.017) (图12a), kaj atingis la plej altan DPR (ĝis 220 µm/W in aero). Ланцет (L) отклонялся больше всего (высокая значимость для всех наконечников, \(p<\) вусод 0,017) вхо17) . 12а), достигая наибольшего DPR (до 220 мкм/Вт в воздухе). Lanceto (L) deviis la plej (alta signifo por ĉiuj pintoj, \(p<\) 0.017) en aero kaj akvo (Fig. 12a), atingante la plej altan DPR (ĝis 220 µm/W en aero). En aero, AX1 kiu havis pli altan BL, deviigis pli alte ol AX2-3 (kun signifo, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kiu havis plej malsupran BL) deviigis pli ol AX2 kun DPR de 190 µm/W. En aero, AX1 kiu havis pli altan BL, deviigis pli alte ol AX2-3 (kun signifo, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kiu havis plej malsupran BL) deviigis pli ol AX2 kun DPR de 190 µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL отклонялся выше, чем AX2–3 (со значимостью \(p<\) 0,017 сонг AX), (со мостью \(p<\) 0,017 сонг AX), (со мостью им BL) отклонялся больше, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. En aero, AX1 kun pli alta BL deviis pli alte ol AX2-3 (kun signifo \(p<\) 0.017), dum AX3 (kun plej malsupra BL) deviis pli ol AX2 kun DPR 190 µm/W.在空气中，具有更高BL 的AX1 比AX2-3 偏转更高（具有显着性，\(p<\) 0.017，AX2-3 偏转更高（具有显着性，\(p<\) 0.017，AX2-3（具有显着性，偏转大于AX2，DPR 为190 µm/W 。 En aero, la deklino de AX1 kun pli alta BL estas pli alta ol tiu de AX2-3 (signife, \(p<\) 0.017), kaj la deklino de AX3 (kun plej malalta BL) estas pli granda ol tiu de AX2, DPR estas 190. µm/W. В воздухе AX1 с более высоким BL отклоняется больше, чем AX2-3 (значимо, \(p<\) 0,017), тогачимо (p<\) 0,017), тогасдамк BL) отклоняется больше, чем AX2 с DPR 190 мкм/Вт. En aero, AX1 kun pli alta BL deviigas pli ol AX2-3 (signifa, \(p<\) 0.017), dum AX3 (kun plej malsupra BL) deviigas pli ol AX2 kun DPR 190 µm/W.Je 20 mm akvo, la deklino kaj PTE AX1-3 ne estis signife malsamaj (\(p>\) 0.017).La niveloj de PTE en akvo (90,2–98,4%) estis ĝenerale pli altaj ol en aero (56–77,5%) (Fig. 12c), kaj la fenomeno de kavitacio estis notita dum la eksperimento en akvo (Fig. 13, vidu ankaŭ plian). informoj).
La kvanto de pintodeklino (mezumo ± SD, n = 5) mezurita por bevelo L kaj AX1-3 en aero kaj akvo (profundo 20 mm) montras la efikon de ŝanĝado de bevelgeometrio.La mezuradoj estis akiritaj uzante kontinuan unufrekvencan sinusoidan eksciton.(a) Pinto al pinto devio (\(u_y\vec {j}\)) ĉe la pinto, mezurita ĉe (b) iliaj respektivaj modalaj frekvencoj \(f_2\).(c) Potenca transiga efikeco (PTE, RMS, %) de la ekvacio.(4) kaj (d) Deklina potencofaktoro (DPR, µm/W) kalkulita kiel devio pinto-al-pinta kaj elsendita elektra potenco \(P_T\) (Wrms).
Tipa altrapida fotila ombrointrigo montranta la pint-al-pintan devion (verdaj kaj ruĝaj punktlinioj) de lanceto (L) kaj aksimetria pinto (AX1-3) en akvo (20 mm profundo) dum duonciklo.ciklo, ĉe ekscita frekvenco \(f_2\) (prova frekvenco 310 kHz).La kaptita grizskala bildo havas grandecon de 128×128 pikseloj kaj pikselan grandecon de \(\approx\) 5 µm.Vidbendo troveblas en pliaj informoj.
Tiel, ni modeligis la ŝanĝon en la fleksebla ondolongo (Fig. 7) kaj kalkulis la transdoneblan mekanikan moveblecon por kombinaĵoj de tublongo kaj chamfer (Fig. 8, 9) por konvencia lanceto, nesimetriaj kaj aksimetriaj chamfers de geometriaj formoj.Surbaze de ĉi-lasta, ni taksis la optimuman distancon de 43 mm (aŭ \(\proksimume) 2.75\(\lambda _y\) je 29.75 kHz) de la pinto ĝis la veldo, kiel montrite en Fig. 5, kaj faris Tri akssimetriajn beveloj kun malsamaj bevellongoj.Ni tiam karakterizis ilian frekvencan konduton en aero, akvo, kaj 10% (w/v) balistika gelateno kompare kun konvenciaj lancetoj (Figures 10, 11) kaj determinis la reĝimon plej taŭgan por beveldeklina komparo.Fine, ni mezuris pinto-deklinon per fleksado de ondo en aero kaj akvo je profundo de 20 mm kaj kvantigis la potenco-transigan efikecon (PTE, %) kaj deklinan potencofaktoron (DPR, µm/W) de la enmeta medio por ĉiu bevelo.angula tipo (Fig. 12).
Pindbevelgeometrio estis montrita influi la kvanton de pinglodeklino.La lanceto atingis la plej altan deflankiĝon kaj la plej altan DPR kompare kun la aksimetria bevelo kun pli malalta averaĝa deklino (Fig. 12).La 4 mm aksimetria bevelo (AX1) kun la plej longa bevelo atingis statistike signifan maksimuman deklinon en aero kompare kun la aliaj aksimetriaj nadloj (AX2-3) (\(p < 0.017\), Tablo 2), sed ekzistis neniu signifa diferenco. .observita kiam la kudrilo estas metita en akvon.Tiel, ekzistas neniu evidenta avantaĝo al havado de pli longa bevellongo laŭ pintdeklino ĉe la pinto.Konsiderante ĉi tion, ŝajnas, ke la bevelgeometrio studita en ĉi tiu studo havas pli grandan efikon al deklino ol la longo de la bevelo.Tio povas ŝuldiĝi al fleksa rigideco, ekzemple depende de la totala dikeco de la materialo estanta fleksita kaj la dezajno de la kudrilo.
En eksperimentaj studoj, la grandeco de la reflektita fleksa ondo estas trafita per la limkondiĉoj de la pinto.Kiam la pinto de la pinto estas enmetita en akvon kaj gelatenon, \(\text {PTE}_{2}\) estas \(\proksimume\) 95%, kaj \(\text {PTE}_{ 2}\) estas \ (\text {PTE}_{ 2}\) la valoroj estas 73% kaj 77% por (\text {PTE}_{1}\) kaj \(\text {PTE}_{3}\), respektive (Fig. 11).Tio indikas ke la maksimuma translokigo de akustika energio al la ĵetmedio, t.e. akvo aŭ gelateno, okazas ĉe \(f_2\).Simila konduto estis observita en antaŭa studo31 uzante pli simplan aparatan agordon en la 41-43 kHz-frekvenca gamo, en kiu la aŭtoroj montris la dependecon de la tensio-reflekta koeficiento sur la mekanika modulo de la enkonstrua medio.La penetra profundo32 kaj la mekanikaj propraĵoj de la histo disponigas mekanikan ŝarĝon sur la nadlo kaj tial estas atenditaj influi la resonancan konduton de la UZEFNAB.Tiel, resonancaj spuraj algoritmoj (ekz. 17, 18, 33) povas esti uzataj por optimumigi la akustikan potencon liveritan tra la kudrilo.
Simulado ĉe fleksado de ondolongoj (Fig. 7) montras ke la aksimetria pinto estas strukture pli rigida (t.e., pli rigida en fleksado) ol la lanceto kaj malsimetria bevelo.Surbaze de (1) kaj uzante la konatan rapid-frekvencan rilaton, ni taksas la fleksadrigidecon ĉe la pinto de la kudrilo kiel \(\ĉirkaŭ\) 200, 20 kaj 1500 MPa por lancetaj, nesimetriaj kaj aksaj klinitaj ebenoj, respektive.Ĉi tio respondas al \(\lambda_y\) de \(\proksimume\) 5.3, 1.7, kaj 14.2 mm, respektive, je 29.75 kHz (Fig. 7a–c).Konsiderante klinikan sekurecon dum USeFNAB, la efiko de geometrio sur la struktura rigideco de la klinita ebeno devus esti taksita34.
Studo de la bevel-parametroj rilate al la tublongo (Fig. 9) montris, ke la optimuma dissenda intervalo estis pli alta por la nesimetria bevelo (1.8 mm) ol por la aksimetria bevelo (1.3 mm).Krome, la movebleco estas stabila je \(\proksimume) de 4 ĝis 4,5 mm kaj de 6 ĝis 7 mm por nesimetriaj kaj aksimetriaj kliniĝoj, respektive (Fig. 9a, b).La praktika signifo de tiu eltrovaĵo estas esprimita en produktadtoleremoj, ekzemple, pli malalta gamo de optimuma TL povas signifi ke pli granda longoprecizeco estas postulata.En la sama tempo, la moviĝeblo-altebenaĵo disponigas pli grandan toleremon por elektado de la longo de la trempsaŭco ĉe antaŭfiksita frekvenco sen signifa efiko al moviĝeblo.
La studo inkluzivas la sekvajn limojn.Rekta mezurado de pinglodeklino uzante rand-detekto kaj altrapida bildigo (Figuro 12) signifas, ke ni estas limigitaj al optike travideblaj amaskomunikiloj kiel aero kaj akvo.Ni ankaŭ ŝatus atentigi, ke ni ne uzis eksperimentojn por testi la simulitan translokigan moveblecon kaj inverse, sed uzis FEM-studojn por determini la optimuman longon por nadla fabrikado.Koncerne praktikajn limigojn, la longo de la lanceto de pinto ĝis maniko estas \(\proksimume) 0,4 cm pli longa ol aliaj pingloj (AX1-3), vidu fig.3b.Tio povas influi la modalan respondon de la pinglodezajno.Krome, la formo kaj volumeno de lutaĵo ĉe la fino de ondgvidstifto (vidu Figuro 3) povas influi la mekanikan impedancon de la pinglodezajno, enkondukante erarojn en la mekanika impedanco kaj fleksa konduto.
Finfine, ni pruvis, ke la eksperimenta bevelgeometrio influas la kvanton de deklino en USeFNAB.Se pli granda deklino havus pozitivan efikon al la efiko de la pinglo sur histo, kiel ekzemple tranĉado de efikeco post trapikado, tiam konvencia lanceto povas esti rekomendita en USeFNAB ĉar ĝi disponigas maksimuman deklinon konservante adekvatan rigidecon de la struktura pinto..Plie, lastatempa studo35 montris, ke pli granda deflankiĝo de pinto povas plibonigi biologiajn efikojn kiel kavitacio, kiu povas faciligi la evoluon de minimume enpenetraj kirurgiaj aplikoj.Surbaze de ke kreskanta totala akustika potenco pruviĝis pliigi la nombron da biopsioj en USeFNAB13, pliaj kvantaj studoj de provaĵokvanto kaj kvalito estas necesaj por taksi la detalajn klinikajn avantaĝojn de la studita pinglogeometrio.
Afiŝtempo: Jan-06-2023