Spas ji bo serdana Nature.com.Hûn guhertoyek gerokek bi piştgirîya CSS-ya sînorkirî bikar tînin.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Wekî din, ji bo ku piştgirîya domdar misoger bike, em malperê bêyî şêwaz û JavaScript nîşan didin.
Sliders her slayd sê gotaran nîşan dide.Bişkojkên paş û paşê bikar bînin da ku di nav slaytan de bigerin, an jî bişkokên kontrolkerê slideyê yên li dawiyê bikar bînin da ku di her slaytê de bigerin.
Di van demên dawî de hate destnîşan kirin ku karanîna ultrasound dikare di biopsiya aspirasyona derziya xweşik a bi ultrasound-pêşvekirî de (USeFNAB) li gorî biopsiya aspirasyona derziya xweşik a kevneşopî (FNAB) hilberîna tevnê çêtir bike.Têkiliya di navbera geometriya bevel û çalakiya tîpa derziyê de hîn nehatiye lêkolîn kirin.Di vê lêkolînê de, me taybetmendiyên rezonansa derziyê û mezinahiya guheztinê ji bo geometrîyên cûrbecûr yên guhê derziyê yên bi dirêjiyên belî yên cihê vekolîn.Bi karanîna lancetek kevneşopî ya bi qutiyek 3,9 mm, faktora hêza guheztina tîpê (DPR) di hewa û avê de bi rêzê 220 û 105 μm / W bû.Ev ji tîrêja bevel 4mm a axisymmetric bilindtir e, ku DPR-ya 180 û 80 μm/W, bi rêzê, di hewa û avê de bi dest xist.Vê lêkolînê girîngiya pêwendiya di navbera hişkbûna geometrî ya bevelê de di çarçoweya alîkariyên cihêreng ên têketinê de ronî dike, û bi vî rengî dibe ku têgihîştinek li ser rêbazên kontrolkirina çalakiya birrîna piştî qutkirinê bi guheztina geometrîya berika derziyê, ya ku ji bo USeFNAB-ê girîng e, peyda bike.Serlêdan girîng e.
Biopsiya aspirasyona derziyê ya baş (FNAB) teknîkek e ku tê de derziyek ji bo wergirtina nimûneyek tevnê dema ku gumanbariyek nenormalî tê kirin tê bikar anîn1,2,3.Serişteyên celebê Franseen hatine destnîşan kirin ku ji serişteyên kevneşopî yên Lancet4 û Menghini5 performansa tespîtkirinê bilindtir peyda dikin.Di heman demê de xêzikên eksîsimetrîk (ango derdorê) hatine pêşniyar kirin ku îhtîmala nimûneyek têr ji bo hîstopatolojiyê zêde bikin6.
Di dema biopsiyê de, derziyek di nav qatên çerm û tevnê re derbas dibe da ku patholojiya gumanbar eşkere bike.Lêkolînên vê dawîyê destnîşan kirin ku çalakkirina ultrasonic dikare hêza qulikê ya ku ji bo gihîştina tevnên nerm hewce dike kêm bike7,8,9,10.Hate xuya kirin ku geometrîya girêka derzîyê bandorê li hêzên danûstendina derziyê dike, p.ex.Tê pêşnîyar kirin ku piştî derzî derbasî rûyê tevneyê bû, ango piştî qulandinê, dibe ku hêza birrîna derziyê %75ê tevaya hêza pêwendiya derzî-tewle be12.Ultrasound (DY) hate destnîşan kirin ku di qonaxa piştî quncikê de kalîteya biopsiya tevna nerm a tespîtkirî baştir dike13.Rêbazên din ên ji bo baştirkirina kalîteya biopsiya hestî ji bo nimûneya tevna hişk hatine pêşve xistin14,15 lê ti encam nehatine ragihandin ku kalîteya biopsiyê baştir bike.Gelek lêkolînan jî dît ku jicîhûwarkirina mekanîkî bi zêdebûna voltaja ajokera ultrasound16,17,18 zêde dibe.Her çend gelek lêkolîn li ser hêzên statîk ên axial (dirêj) di danûstendinên derzî-tiştê de hene19,20, lêkolînên li ser dînamîkên demkî û geometrîya bevel derzî di FNAB-ya zêdekirî ya ultrasonic (USeFNAB) de tixûbdar in.
Armanca vê lêkolînê lêkolîna bandora geometrîyên cihêreng ên li ser çalakiya tîrêja derzîyê bû ku ji hêla vekêşana derziyê ve li frekansên ultrasonic ve hatî rêve kirin.Bi taybetî, me bandora navgîna derzîlêdanê li ser guheztina serê derzîyê piştî qulandinê ji bo pêlên derziyê yên konvansiyonel (mînak, lancet), geometrîyên yekane yên asîmetrîk û asimetrîk (Hêjîr. Ji bo hêsankirina pêşkeftina derziyên USeFNAB ji bo mebestên cihêreng ên wekî şûştina hilbijartî gihîştin an navokên tevna nerm.
Di vê lêkolînê de geometrîyên cûrbecûr yên bevel hatin girtin.(a) Lancetên ku li gorî ISO 7864:201636 tevdigerin ku \(\alpha\) goşeya paşîn a seretayî ye, \(\theta\) goşeya zivirîna çolê ya duyemîn e, û \(\phi\) goşeya zivirîna paçikê ya duyemîn e. derece, bi derece (\(^\circ\)).(b) xêzikên yek gavê yên asimetrîk ên xêzkirî (di DIN 13097:201937 de jê re "standard" tê gotin) û (c) xêzikên yek gavê yên eksîsimetrîk (dorberî).
Nêzîkatiya me ev e ku em pêşî modela guheztina dirêjahiya pêlê ya li tenişta pêlê ji bo geometrîyên pêlên yek-qonaxê yên adetî, axisymmetric û asymmetric model bikin.Dûv re me lêkolînek parametrîkî hesab kir da ku bandora goşeya bevel û dirêjahiya boriyê li ser tevgera mekanîzmaya veguheztinê lêkolîn bike.Ev ji bo destnîşankirina dirêjahiya çêtirîn ji bo çêkirina derziyek prototîpê tête kirin.Li ser bingeha simulasyonê, prototîpên derziyê hatin çêkirin û tevgera wan a resonant a di hewa, av û 10% (w/v) gelatîna balîstîk de bi pîvandina hevsengiya refleksa voltaja û hesabkirina karbidestiya veguheztina hêzê, ku jê re frekansa xebitandinê hate destnîşan kirin, bi ezmûnî hate diyar kirin. jidil..Di dawiyê de, wênekêşiya leza bilind tê bikar anîn da ku rasterast pîvaza pêla guheztinê ya li serê derziyê di hewa û avê de were pîvandin, û ji bo texmînkirina hêza elektrîkê ya ku ji hêla her tilikê ve hatî veguheztin û geometrîya faktora hêza guheztinê (DPR) ya derzîlêdanê tê bikar anîn. medya.
Wekî ku di jimar 2a de tê xuyang kirin, boriya jimare 21 bikar bînin (0,80 mm OD, 0,49 mm ID, 0,155 mm qalindahiya dîwarê boriyê, dîwarê standard ku di ISO 9626:201621 de hatî destnîşan kirin) ji pola zengarnegir 316 (Modula Young 205) hatî çêkirin.\(\text {GN/m}^{2}\), tîrbûn 8070 kg/m\(^{3}\), rêjeya Poisson 0,275).
Tesbîtkirina dirêjahiya pêlê û ahenga modela hêmanên dawî (FEM) yên şert û mercên derzî û sînor.(a) Diyarkirina dirêjahiya bevel (BL) û dirêjahiya boriyê (TL).(b) Modela hêmanên dawîn ên sê-alî (3D) (FEM) bi karanîna hêza xala ahengsaz \(\tilde{F}_y\vec{j}\) ji bo ku derziyê li dawiya nêzik heyecan bike, xalê bizivirîne û lezê bipîve. per tîp (\( \tilde{u}_y\vec {j}\), \(\tilde{v}_y\vec {j}\)) ji bo jimartina livîna veguheztina mekanîkî.\(\lambda _y\) wekî dirêjahiya pêlê ya ku bi hêza vertîkal ve girêdayî ye \(\tilde{F}_y\vec {j}\) tê pênase kirin.(c) Navenda gravîtasyonê, qada xaça A, û ​​kêliyên bêhêziyê \(I_{xx}\) û \(I_{yy}\) li dora tebeqeya x û y-xebatê diyar bikin.
Wekî ku di jimarê de tê nîşandan.2b,c, ji bo tîrêjek bêsînor (bêdawî) bi qada xaça A û bi dirêjahiya pêlê ya mezin li gorî mezinahiya beşa xaça tîrêjê, leza qonaxê ya çîqandinê (an jî rijandinê) \(c_{EI}\ ) wekî 22 tê pênase kirin:
cihê ku E modula Young e (\(\text {N/m}^{2}\)), \(\omega _0 = 2\pi f_0\) frekansa goşeyê heyecanê ye (rad/s), li wir \( f_0 \ ) frekansa xêzikî ye (1/s an Hz), I dema bêhêziya devera li dora teşeya balkêş \((\text {m}^{4})\) û \(m'=\ rho _0 A \) girseya li ser dirêjahiya yekîneyê ye (kg/m), ku \(\rho _0\) tîrbûna \((\text {kg/m}^{3})\) û A xaçê ye. -qada beşê ya tîrêjê (firoka xy) (\ (\text {m}^{2}\)).Ji ber ku di rewşa me de hêza sepandin paralel e bi tebeqeya y ya vertîkal, ango \(\tilde{F}_y\vec {j}\), me tenê dema bêhêziya devera li dora x-ya horizontî eleqedar dike. eksê, ango \(I_{xx} \), Ji ber vê yekê:
Ji bo modela hêmanên dawîn (FEM), veguheztinek ahengek safî (m) tê texmîn kirin, ji ber vê yekê leza (\(\text {m/s}^{2}\)) wekî \(\partî ^2 \vec tê nîşandan. { u}/ \ qismî t^2 = -\omega ^2\vec {u}\), mînak \(\vec {u}(x, y, z, t) := u_x\vec {i} + u_y \vec {j }+ u_z\vec {k}\) vektoreke jicîhûwarkirinê ya sê-alî ye ku di koordînatên mekan de hatiye diyarkirin.Li şûna ya paşîn bi forma Lagrangiyanî ya bêdawî ya deformable ya qanûna hevsengiya momentumê23, li gorî pêkanîna wê di pakêta nermalava COMSOL Multiphysics (guhertoyên 5.4-5.5, COMSOL Inc., Massachusetts, USA), dide:
Li ku \(\vec {\nabla}:= \frac{\partial}}{\partial x}\vec {i} + \frac{\partial}}{\partial y}\vec {j} + \frac{ \partial }{\partial z}\vec {k}\) operatora cihêrengiya tensorê ye, û \({\underline{\sigma}}\) tensora stresê ya duyemîn a Piola-Kirchhoff e (rêza duyemîn, \(\ nivîsar { N /m}^{2}\)), û \(\vec {F_V}:= F_{V_x}\vec {i}+ F_{V_y}\vec {j}+ F_{V_z}\vec { k} \) vektora hêza laş e (\(\text {N/m}^{3}\)) ya her cildê deformable, û \(e^{j\phi }\) qonaxa hêza laş, goşeya qonaxê \(\ phi\) (rad) heye.Di rewşa me de, hêza qebareya laş sifir e, û modela me rêzika geometrîkî û deformasyonên piçûk ên tenê elastîk digire, ango \({\underline{\varepsilon}}^{el} = {\underline{\varepsilon}}\ ), ku bi rêzê ve \({\ underline{\varepsilon}}^{el}\) û \({\underline{ \varepsilon}}\) - bi rêzê ve deformasyona elastîk û deformasyona tevahî (ji rêza duyemîn bê pîvan).Tensora elasticîteya îzotropîk a avaker a Hooke \(\ underline {\ underline {C))\) bi modula Young E(\(\text{N/m}^{2}\)) tê wergirtin û rêjeya Poisson v tête diyar kirin. \ (\ underline{\ underline{C}}:=\ underline{\ underline{C}}(E,v)\) (rêza çarem).Ji ber vê yekê hesabkirina stresê dibe \({\underline{\sigma}} := \underline{\underline{C}}:{\underline{\varepsilon}}\).
Hesab bi hêmanên tetrahedral ên 10-girêk bi mezinahiya elementê \(\le\) 8 μm hatin kirin.Derzî di valahiyê de tê model kirin, û nirxa veguheztina tevgera mekanîkî (ms-1 H-1) wekî \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|= |\tilde{v}_y\vec { j} tê pênase kirin. |/|\ tilde{F}_y\vec {j}|\)24, ku \(\tilde{v}_y\vec {j}\) leza tevlihev a derana destikê ye, û \( \tilde{ F} _y\vec {j}\) hêzeke ajotinê ya tevlihev e ku li dawiya nêzîkê boriyê ye, wekî ku di jimar 2b de tê nîşandan.Tevgera mekanîkî ya veguhestinê bi decibel (dB) bi karanîna nirxa herî zêde wekî referans tête diyar kirin, ango \(20\log _{10} (|\tilde{Y}|/ |\tilde{Y}_{max}| )\ ) , Hemî lêkolînên FEM bi frekansa 29,75 kHz hatine kirin.
Sêwirana derziyê (Hêjîra 3) ji derziyek 21 gauge ya hîpodermîk (hejmara katalogê: 4665643, Sterîcan\(^\circledR\), bi dirêjahiya derve 0,8 mm, dirêjahiya 120 mm, ji AISI hatî çêkirin pêk tê. polayê zengarnegir krom-nîkel 304., B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Almanya) qefesek Luer Lock a plastîk a ku ji polîpropîlenê proximal hatî çêkirin û bi guheztinek tîpek têkildar bi cîh kir.Boriya derziyê li ser pêlêkê tê zeliqandin wek ku di jimar 3b de tê nîşandan.Rêvebir li ser çaperek 3D ya pola zengarnegir (EOS Stainless Steel 316L li ser çapkerek EOS M 290 3D, 3D Formtech Oy, Jyväskylä, Finland) hate çap kirin û dûv re bi karanîna pêlên M4 bi senzora Langevin ve hate girêdan.Veguhezera Langevin ji 8 hêmanên zengila piezoelektrîk pêk tê ku li her dawiya wan du giran hene.
Çar cureyên tîpan (wêne), lansetek bazirganî (L), û sê kelûpelên axisymmetric yek-qonaxê yên hatine çêkirin (AX1-3) bi rêzê ve bi dirêjahiya belek (BL) 4, 1.2, û 0.5 mm ve hatine destnîşan kirin.(a) Nêzîkî tiliya derziyê ya qediyayî.(b) Dîtina jorîn a çar pinên ku bi pêlekek çapkirî ya 3D ve hatî firotan kirin û dûv re bi pêlên M4 ve bi sensora Langevin ve girêdayî ye.
Sê tiliyên mêşên axîn (Hêjî. 3) (TAs Amûrên Makîneyê Oy) bi dirêjahiya belî (BL, di jimar 2a de hatiye diyarkirin) 4.0, 1.2 û 0.5 mm, bi \(\nêzîkî\) 2\ (^\) hatine çêkirin. circ\), 7\(^\circ\) û 18\(^\circ\).Giraniya pêlêk û stîlusê bi rêzdarî 3,4 ± 0,017 g (navgîn ± SD, n = 4) ji bo bevel L û AX1–3 in (Quintix\(^\circledR\) 224 Design 2, Sartorius AG, Göttingen, Almanya) .Dirêjahiya tevayî ji serê derziyê heya dawiya qalikê plastîk ji bo xêzika L û AX1-3 bi rêzê ve 13,7, 13,3, 13,3, 13,3 cm e.
Ji bo hemî konfigurasyona derziyê, dirêjahiya ji serê derziyê heya serê pêlêkê (ango, qada lêdanê) 4,3 cm ye, û lûleya derzîyê bi vî rengî ye ku çîp ber bi jor ve ye (ango, paralelî teşeya Yê ).), wekî (Hêjîrê. 2).
Nivîsarek xwerû ya di MATLAB (R2019a, The MathWorks Inc., Massachusetts, USA) ku li ser komputerek (Latitude 7490, Dell Inc., Texas, USA) tê xebitandin hate bikar anîn da ku di 7 çirkeyan de ji 25 heta 35 kHz xêzek sinusoidal çêbike, ji hêla veguhezkarek dîjîtal-an-analog (DA) ve hatî veguheztin nîşanek analog (Analog Discovery 2, Digilent Inc., Washington, USA).Dûv re sînyala analog \(V_0\) (0.5 Vp-p) bi amplifikatorek frekansa radyoyê (RF) ve hate zêdekirin (Mariachi Oy, Turku, Finlandiya).Voltaja zêdeker a daketî \({V_I}\) ji amplifikatora RF ya bi impedansek derketinê ya 50 \(\Omega\) derdikeve ber transformerek ku di nav avahiya derziyê de bi impedansek têketinê 50 \(\Omega)\) hatî çêkirin. Veguhezerê Langevin (veguhezerên piezoelektrîkî yên pirreng ên pêş û paşîn, bi girseyê ve têne barkirin) ji bo hilberîna pêlên mekanîkî têne bikar anîn.Amplifikatora RF-ya xwerû bi metreyek faktora hêza pêla rawestayî ya du-kanal (SWR) heye ku dikare bûyera \({V_I}\) û voltaja zêdekirî \(V_R\) bi navgîniya 300 kHz analog-bo-dîjîtal (AD) tespît bike. ) veguherîner (Analog Discovery 2).Nîşana heyecanê di destpêkê û di dawiyê de bi amplitudê tê modul kirin da ku pêşî li barkirina têketina amplifikatorê bi derbaskeran bigire.
Bi karanîna skrîptek xwerû ya ku di MATLAB-ê de hatî bicîh kirin, fonksiyona bersiva frekansê (AFC), ango pergalek rawestî ya xêzkirî digire.Di heman demê de, parzûnek derbasbûna bandê ya 20 heta 40 kHz bicîh bikin da ku frekansên nedilxwaz ji sînyalê derxînin.Li gorî teoriya xeta veguheztinê, \(\tilde{H}(f)\) di vê rewşê de hevwateya tîrêjê ya voltaja ye, ango \(\rho _{V} \equiv {V_R}/{V_I} \)26. .Ji ber ku împedansa derketinê ya amplifikatorê \(Z_0\) bi impedansê têketinê yê veguherînera çêkirî ya veguherîner re têkildar e, û rêjeya refleksê ya hêza elektrîkê \({P_R}/{P_I}\) kêm dibe \ ({V_R }^ 2/{V_I}^2\ ), paşê \(|\rho _{V}|^2\) ye.Di rewşê de ku nirxa mutleq ya hêza elektrîkê hewce ye, bûyera \(P_I\) û hêza xuyangkirî (P_R\) (W) bihejmêre, bi girtina nirxa çargoşeya navîn (rms) ya voltaja têkildar, mînakî, ji bo xeteke ragihandinê ya bi heyecaneke sinusoidal, \(P = {V}^2/(2Z_0)\)26, ku \(Z_0\) dibe 50 \(\Omega\).Hêza elektrîkê ya ku ji barkêşê \(P_T\) re tê şandin (ango navgîniya têxe) dikare wekî \(|P_I - P_R |\) (W RMS) were hesibandin û karbidestiya veguheztina hêzê (PTE) dikare wekî yek were destnîşan kirin û diyar kirin. sedî (%) bi vî rengî 27 dide:
Dûv re bersiva frekansê ji bo texmînkirina frekansên modal \(f_{1-3}\) (kHz) yên sêwirana stîlûsê û kargêriya veguhestina hêzê ya têkildar tê bikar anîn, \(\text {PTE}_{1{-}3} \ ).FWHM (\(\text {FWHM}_{1{-}3}\), Hz) rasterast ji \(\text {PTE}_{1{-}3}\), ji tabloya 1 tê texmîn kirin frekansên \(f_{1-3}\) di .
Rêbazek ji bo pîvandina berteka frekansê (AFC) a avahiyek acîkî.Pîvana swept-sine ya du-kanal25,38 ji bo bidestxistina fonksiyona berteka frekansê \(\tilde{H}(f)\) û bersiva wê ya impulsê H(t) tê bikar anîn.\({\mathcal {F}}\) û \({\mathcal {F}}^{-1}\) veguherîna Fourier ya qutkirî ya hejmarî û operasyona veguherîna berevajî nîşan didin.\(\ tilde{G}(f)\) tê wateya ku du îşaret di qada frekansê de têne zêdekirin, mînak \(\tilde{G}_{XrX}\) tê wateya lêgerîna berevajî\(\tilde{X} r( f )\) û sînyala daketina voltaja \(\tilde{X}(f)\).
Wekî ku di jimarê de tê nîşandan.5, kameraya leza bilind (Phantom V1612, Vision Research Inc., New Jersey, USA) bi lensek makro (MP-E 65mm, \(f)/2.8, 1-5 \ (\cars\), Canon Inc. ., Tokyo, Japonya) ji bo tomarkirina guheztina tiliya derziyê ya ku di bin heyecana guheztinê de ye (frekansa yekane, sinusoida domdar) bi frekansa 27,5-30 kHz hatine bikar anîn.Ji bo afirandina nexşeyek siyê, hêmanek sar a LED-a spî ya bi tundî ya bilind (hejmara beşê: 4052899910881, White Led, 3000 K, 4150 lm, Osram Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, Almanya) li pişta derziyê hate danîn.
Dîtina pêşîn a sazkirina ceribandinê.Kûrahî ji rûyê medyayê tê pîvandin.Struktura derziyê li ser maseya veguheztina motorîzekirî tê girtin û hilanîn.Kamerayek bilez a bi lensek mezinkirina bilind (5\(\car\)) bikar bînin da ku guheztina tîrêja çîpkirî bipîvin.Hemî pîvan di millimeteran de ne.
Ji bo her cure belek derziyê, me 300 çarçeweyên kameraya bilez ên 128 \(\x\) 128 pixel tomar kirin, ku her yek bi vebirrînek cîhê 1/180 mm (\(\nêzîkî) 5 μm), bi çareseriyek demkî. ji 310.000 frames per second.Wekî ku di jimar 6 de tê xuyang kirin, her çarçoveyek (1) tê qut kirin (2) da ku tîp di rêza paşîn (jêr) ya çarçovê de be, û dûv re histograma wêneyê (3) tê hesibandin, ji ber vê yekê Canny bendavên 1 û 2 dikare were destnîşankirin.Dûv re bi karanîna operatora Sobel 3 \(\times\) 3 vedîtina devê Canny28(4) bicîh bikin û ji bo hemî gavên 300 qatî pozîsyona pîxelê ya hîpotenûza ne-kavîtasyonî (bi etîketa \(\mathbf {\times }\)) hesab bikin. .Ji bo tesbîtkirina dirêjahiya veqetandinê di dawiyê de, jêder tê hesab kirin (bi algorîtmaya cudahiya navendî) (6) û çarçoveya ku ekstramaya herêmî (ango lûtkeya) veqetandinê (7) vedihewîne tê nasîn.Piştî vekolîna dîtbarî li kêleka ne-kavîtîkî, cotek çarçove (an du çarçeweyên ku bi nîvê heyamê ji hev veqetandî) (7) hatin hilbijartin û guheztina tîpê hate pîvandin (bi nîşankirin \(\mathbf {\times} \ ) Ya jor hate bicîh kirin. di Python de (v3.8, Weqfa Nermalava Python, python.org) bi karanîna algorîtmaya vedîtina keviya OpenCV (v4.5.1, pirtûkxaneya dîtina komputerê ya çavkaniya vekirî, opencv.org) (W, rms) .
Veguhastina tîpê bi karanîna rêzek çarçoveyên ku ji kamerayek bilez a bi 310 kHz hatine girtin bi karanîna algorîtmayek 7-gavekî (1-7) tê pîvandin, di nav de çarçovekirin (1-2), tespîtkirina keviya Canny (3-4), keviya cîhê pixel. hesabkirin (5) û demançeyên wan ên dema (6), û di dawiyê de guheztina tîpa lûtkeya lûtkeyê li ser cotên çarçoveyên bi dîtbarî hatine kontrol kirin (7) hate pîvandin.
Pîvandin li hewayê (22,4-22,9°C), ava deyonîzekirî (20,8-21,5°C) û gelatîna balîstîk 10% (w/v) (19,7-23,0°C, \(\text {Honeywell}^{ \text hatin girtin { TM}}\) \(\text {Fluka}^{\text {TM}}\) Gelatîn Bone Bovine û Pork Bone Analysis Type I, Honeywell International, North Carolina, USA).Germahî bi amplifikatorek termcouple ya tîpa K (AD595, Analog Devices Inc., MA, USA) û termocopêlek tîpa K (Fluke 80PK-1 Bead Probe No. 3648 type-K, Fluke Corporation, Washington, USA) hate pîvandin.Ji navîn Kûrahî ji rûxê hate pîvandin (wek eslê z-xebatê hatî destnîşan kirin) bi karanîna qonaxek eksê z-ya motorîzekirî ya vertical (8MT50-100BS1-XYZ, Standa Ltd., Vilnius, Lîtvanya) bi çareseriya 5 μm.her gav.
Ji ber ku mezinahiya nimûneyê piçûk bû (n = 5) û normalbûn nedihat texmîn kirin, testek berhevoka rêza Wilcoxon-ê du-nimûne (R, v4.0.3, R Weqfa Ji bo Hesabkirina Statîstîk, r-project .org) hate bikar anîn. ji bo berawirdkirina mîqdara tîrêja derziyê ya cudahiyê ji bo bexşên cihêreng.Li her hêlekê 3 danberhevî hebûn, ji ber vê yekê rastkirinek Bonferroni bi asta girîngiya verastkirî ya 0.017 û rêjeya xeletiya 5% hate sepandin.
Ka em niha vegerin ser Fig.7.Di frekansa 29,75 kHz de, nîv-pêla hilkişînê (\(\lambda_y/2\)) ya derziyek 21-gauge \(\ bi qasî) 8 mm e.Her ku mirov nêzikî tîrê dibe, dirêjahiya pêlê li ser goşeya berbikê kêm dibe.Li serê \(\lambda _y/2\) \(\nêzîkî\) gavên 3, 1 û 7 mm hene ji bo meyldariya lanceolate (a), asymmetric (b) û axisymmetric (c) ya yek derziyê. , bi rêzê ve.Ji ber vê yekê, ev tê vê wateyê ku rêjeya lancetê \(\nêzîkî) 5 mm e (ji ber vê yekê ku her du balafirên lancetê xalek yekane pêk tînin29,30), çîçika asîmetrîk 7 mm e, keviya asîmetrîk 1 e. mm.Xalên eksîsymmetrîk (navenda giraniyê domdar dimîne, ji ber vê yekê tenê stûrahiya dîwarê boriyê bi rastî li teniştê diguhere).
Lêkolînên FEM û sepandina hevkêşan li frekansa 29,75 kHz.(1) Dema ku guhêrbariya pêla nîv-pêl (\(\lambda_y/2\)) ji bo geometrîyên bevelê yên lancet (a), asymmetric (b) û axisymmetric (c) tê hesibandin (wek Fig. 1a,b,c. ) .Nirxa navînî \(\lambda_y/2\) ya lûleyên lancet, asymmetric, û axisymmetric bi rêzê 5,65, 5,17, û 7,52 mm bû.Bala xwe bidinê ku stûrahiya tîrêja ji bo çîpên asîmetrîk û eksîsimetrîk bi \(\nêzîkî) 50 μm sînorkirî ye.
Herikîna lûtkeyê \(|\tilde{Y}_{v_yF_y}|\) berhevoka herî baş a dirêjahiya boriyê (TL) û dirêjahiya lûkê (BL) ye (Hêj. 8, 9).Ji bo lancetek kevneşopî, ji ber ku mezinahiya wê sabît e, TL ya çêtirîn \(\nêzîkî) 29,1 mm e (Hêl. 8).Ji bo çîpên asymmetric û axisymmetric (Hêjîr. 9a, b, bi rêzê ve), lêkolînên FEM BL ji 1 heta 7 mm tê de, ji ber vê yekê TL-ya çêtirîn ji 26,9 heta 28,7 mm (binavbera 1,8 mm) û ji 27,9 heta 29 ,2 mm (range) bû. 1,3 mm), bi rêzê ve.Ji bo şibaka asîmetrîk (Hêl. 9a), TLya optîmal bi rêkûpêk zêde bû, li BL 4 mm gihîşt deştek, û dûv re bi tundî ji BL 5 daket 7 mm.Ji bo belek aksîmetrîk (Hêl. 9b), TLya optîmal bi zêdebûna BL re bi xêzikî zêde bû û di dawiyê de li BL ji 6 ber 7 mm stabîl bû.Lêkolînek berfereh ya tilta axisymmetric (Hêl. 9c) komek cûda ya TL-yên çêtirîn li \(\nêzîkî) 35,1-37,1 mm eşkere kir.Ji bo hemî BL-yan, dûrahiya di navbera her du TLyên çêtirîn \(\nêzîkî\) 8 mm e (wekhevî \(\lambda_y/2\)).
Tevgera veguhestina Lancet li 29,75 kHz.Derzî di frekansa 29,75 kHz de bi nermî bi heyecan bû û lerizîn di serê derziyê de hate pîvandin û wekî mîqdara tevgera mekanîkî ya ku hatî veguheztin (dB li gorî nirxa herî zêde) ji bo TL 26,5-29,5 mm (bi zêdekirina 0,1 mm) hate diyar kirin. .
Lêkolînên Parametrîk ên FEM-ê di frekansa 29,75 kHz de destnîşan dikin ku tevgera veguheztina tîpek eksîsimetrîk ji guherîna dirêjahiya boriyê ji hevtayê wê yê asimetrîk kêmtir bandor dibe.Di lêkolîna qada frekansê de bi karanîna FEM-ê vekolînên dirêjahiya bevel (BL) û dirêjahiya boriyê (TL) yên asimetrîk (a) û eksîsymmetrîk (b, c) geometricên bevelê (şertên sînorî di jimar 2 de têne xuyang kirin).(a, b) TL ji 26,5 heta 29,5 mm (gaveka 0,1 mm) û BL 1-7 mm (gavek 0,5 mm) bû.(c) Lêkolînên tîrêjê yên eksîsimetrîk ên berfereh di nav de TL 25–40 mm (bi zêdebûnên 0,05 mm) û BL 0,1–7 mm (bi zêdebûnên 0,1 mm) tê de destnîşan dikin ku \(\lambda_y/2\ ) divê hewcedariyên tîpê bicîh bîne.şert û mercên sînor diherikin.
Veavakirina derziyê sê frekansên taybetmendiyê hene \(f_{1-3}\) li herêmên moda nizm, navîn û bilind wekî ku di tabloya 1-ê de têne xuyang kirin. Mezinahiya PTE wekî ku di jimarê de tê xuyang kirin hate tomar kirin.10 û paşê di Xiflteya 11-ê de hatiye analîz kirin. Li jêr ji bo her qada modal lêgerîn hene:
Amplitudên kargêriya veguheztina hêzê ya tavilê ya tomarkirî (PTE) ku bi heyecana sinusoidal a frekansa şepirze ji bo lancet (L) û belek eksîmetrîk AX1-3 di hewa, av û gelatîn de di kûrahiya 20 mm de têne wergirtin.Spektrên yek alî têne xuyang kirin.Bersiva frekansê ya pîvandî (li 300 kHz hate nimûne) bi derbasbûna nizm hate fîltrekirin û dûv re ji bo analîza modal bi faktorek 200 kêm bû.Rêjeya sînyala-dengê \(\le\) 45 dB ye.Qonaxên PTE (xêzên xalî yên binefşî) bi dereceyan (\(^{\circ}\)) têne xuyang kirin.
Analîza bersiva modal (navgîn ± veqetandina standard, n = 5) ku di Fig. 10-ê de tê xuyang kirin, ji bo pêlên L û AX1-3, di hewa, av û 10% jelatîn (kûrahiya 20 mm), bi (jor) sê herêmên modal ( nizm, navîn û bilind) û frekansên modal ên wan ên têkildar\(f_{1-3 }\) (kHz), (navînî) enerjiya enerjiyê \(\text {PTE}_{1{-}3}\) Bi karanîna hevkêşan têne hesibandin .(4) û (jêr) firehiya tevayî li nîvê pîvana herî zêde \(\text {FWHM}_{1{-}3}\) (Hz), bi rêzê.Bala xwe bidinê ku dema ku PTE-ya nizm hat tomarkirin, pîvandina bandê hate paşguh kirin, ango \(\text {FWHM}_{1}\) di rewşa slopa AX2 de.Moda \(f_2\) hate dîtin ku ji bo berhevdana guheztinên çolê ya herî guncaw e, ji ber ku ew asta herî bilind a kargêriya veguheztina hêzê (\(\text {PTE}_{2}\)), heya 99% nîşan da.
Herêma modal a yekem: \(f_1\) zêde bi celebê navgîniya ku tê vedan ve girêdayî nîne, lê bi geometrîya xêzikê ve girêdayî ye.\(f_1\) bi kêmbûna dirêjahiya belî (27,1, 26,2 û 25,9 kHz li hewa ji bo AX1-3, bi rêzê ve) kêm dibe.Navgînên herêmî \(\text {PTE}_{1}\) û \(\text {FWHM}_{1}\) bi rêzê \(\nêzîkî\) 81% û 230 Hz ne.\(\text {FWHM}_{1}\) di Lancet de (L, 473 Hz) naveroka jelatînê ya herî bilind heye.Bala xwe bidinê ku \(\text {FWHM}_{1}\) AX2 di gelatin de ji ber amplîtuda kêm a FRF ya tomarkirî nekare were nirxandin.
Navçeya modal a duyemîn: \(f_2\) bi celebê medyaya ku tê veqetandin û bevel ve girêdayî ye.Nirxên navîn \(f_2\) di hewa, av û gelatin de bi rêzê 29,1, 27,9 û 28,5 kHz ne.Vê devera modal di heman demê de PTE-ya bilind ya 99% nîşan da, ya herî bilind a her komê hatî pîvandin, bi navgîniya herêmî ya 84%.\(\text {FWHM}_{2}\) navgîniya herêmî ya \(\nêzîkî\) 910 Hz heye.
Herêma moda sêyem: frekansa \(f_3\) bi cureya medyayê û belek ve girêdayî ye.Nirxên navînî yên \(f_3\) di hewa, av û gelatin de bi rêzê 32.0, 31.0 û 31.3 kHz ne.Rêjeya \(\text {PTE}_{3}\) navçeyî \(\nêzîkî\) %74 bû, ya herî nizim ji her herêmê.Navîniya herêmî \(\text {FWHM}_{3}\) \(\nêzîkî\) 1085 Hz e, ku ji herêmên yekem û duyemîn bilindtir e.
       Ya jêrîn behsa Fig.12 û Tablo 2. Lancet (L) herî zêde (ji bo hemî şîretan, \(p<\) 0.017) di hewa û avê de (Hêjîr. 12a) herî zêde xwe xirav kir (Hêz 220 μm/). W di hewayê de). 12 û Tablo 2. Lancet (L) herî zêde (ji bo hemî şîretan, \(p<\) 0.017) di hewa û avê de (Hêjîr. 12a) herî zêde xwe xirav kir (Hêz 220 μm/). W di hewayê de). Следующще К Рисунку К Рисунку Рисунку рисунку рисклонялся Больше Всего (С Высокой значиков, \ (p << всех наконечников, \ е, Так и в в в воде (рис. 12а), Достигая Самого Высокого DPR . Ya jêrîn ji bo jimar 12 û tablo 2 derbasdar e. Lancet (L) herî zêde (ji bo hemî serişteyan, \(p<\) 0.017) di hewa û avê de (Hêjî. 12a) herî zêde xwe xwar kir (Hêjîr. 12a), û gihîşt asta herî bilind.(di hewayê de 220 μm/W bikin).Smt.Wêne 12 û Tabloya 2 li jêr.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）），，，，高DPR （在空气中高达220 µm/W）.柳叶刀(L) di hewa û avê de xwedan guheztina herî bilind e (对所记尖端可以高电影性, \(p<\) 0.017) (图12a), û DPR-ya herî bilind (heta 220 μm/W) bi dest xist. hewa). Lancet (L) ji bo herkesî pirtir e (ji bo her kesê/a hewayê, \(p<\) 0,017) di hewayê û avê de (ris. 12a), bilindahiya zêde ya DPR (heta 220 mkm/Vt li hewa). Lancet (L) di hewa û avê de (Hêjî. 12a) ya herî zêde (ji bo hemî tîpan girîngiya bilind, \(p<\) 0.017) xirav kir (Hêjîrê. 12a), gihîşt asta DPR ya herî bilind (heta 220 μm/W di hewayê de). Di hewayê de, AX1 ku xwedan BL bilindtir bû, ji AX2-3 (bi girîngî, \(p<\) 0,017) bilindtir dizivirî, dema ku AX3 (ku BL-ya herî kêm bû) bi DPR-ya 190 μm/W ji AX2-ê bêtir xwe davêje. Di hewayê de, AX1 ku xwedan BL bilindtir bû, ji AX2-3 (bi girîngî, \(p<\) 0,017) bilindtir dizivirî, dema ku AX3 (ku BL-ya herî kêm bû) bi DPR-ya 190 μm/W ji AX2-ê bêtir xwe davêje. Di hewaya AX1 de ji bo BL-ê ji bloka zêdetir, ji bo AX2–3 (bi qasê \(p<\) 0,017), an jî AX3 (ji hêla BL-ê ya herî kêm) ji zêdetirî 190 DPR, ji bo AX2 ji DPR. Di hewayê de, AX1 bi BL-ya bilindtir ji AX2-3 (bi girîngiya \(p<\) 0,017) bilind bû, lê AX3 (bi BL-ya herî hindik) bi DPR 190 μm/W ji AX2-ê pirtir dizivirî.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，］，）））的偏转大于AX2，DPR 为190 μm/W . Di hewayê de, guheztina AX1 bi BL bilindtir ji ya AX2-3 (bi girîngî, \(p<\) 0.017) bilindtir e, û vekêşana AX3 (bi BL-ya herî kêm) ji ya AX2 mezintir e, DPR 190 e. µm/W. Di hewaya AX1 de ji bo BL zêde dibe, ji bo AX2-3 (navdêr, \(p<\) 0,017), heta ku AX3 (ji BL-ê kêmtir e) ji zêdetirî, ji AX190 bi DPR. Di hewayê de, AX1 bi BL-ya bilindtir ji AX2-3 (girîng, \(p<\) 0.017) bêtir dizivire, lê AX3 (bi BL-ya herî hindik) ji AX2-ê bi DPR 190 μm/W bêtir vediqete.Di 20 mm avê de, guheztin û PTE AX1-3 bi girîngî cûda nebû (\(p>\) 0.017).Asta PTE di avê de (90,2-98,4%) bi gelemperî ji hewayê (56-77,5%) bilindtir bû (Wêne. 12c), û diyardeya cavitation di dema ceribandina di avê de hate destnîşan kirin (Wêne. 13, her weha binêre. agahî).
Rêjeya guheztina tîpê (navgîn ± SD, n = 5) ku ji bo bevel L û AX1-3 di hewa û avê de tê pîvandin (kûrahiya 20 mm) bandora guheztina geometrîya bevel nîşan dide.Pîvan bi karanîna heyecana sinusoidal a frekansê ya domdar hatine wergirtin.(a) Guherîna lûtkeya lûtkeyê (\(u_y\vec {j}\)) di serî de, li (b) frekansên modal ên wan ên têkildar \(f_2\) tê pîvandin.(c) Karbidestiya veguhestina hêzê (PTE, RMS, %) ya hevkêşeyê.(4) û (d) Faktora hêza guheztinê (DPR, µm/W) ku wekî lûtkeya lûtkeyê veqetandî û hêza elektrîkî ya veguheztî \(P_T\) (Wrms) tê hesibandin.
Pîvana sîbera kameraya bilez a tîpîk ku di nîv çerçoveyê de guheztina lûtkeya lûtkeyê (xêzên xalî yên kesk û sor) a lancetê (L) û tîrêja eksîmetrîk (AX1-3) di nav avê de (kurahiya 20 mm) nîşan dide.çerxa, li frekansa heyecanê \(f_2\) (frekansa nimûneyê 310 kHz).Wêneya gewr a ku hatiye kişandin xwedan mezinahiya 128×128 pixel û mezinahiya pikselê \(\nêzîkî\) 5 μm ye.Vîdyo dikare di agahdariya zêde de were dîtin.
Bi vî rengî, me modela guherîna dirêjahiya pêlê (Hêl. 7) kir û livîna mekanîkî ya veguhêzbar ji bo kombînasyona dirêjahiya boriyê û kevçîyê (Hêjîr. 8, 9) ji bo şaneyên adetî, asîmetrîk û eksîsimetrîk ên şeklên geometrîkî hesab kir.Li ser bingeha ya paşîn, me dûrahiya optîmal ya 43 mm (an \(\nêzîkî) 2,75\(\lambda _y\) li 29,75 kHz) ji serê berbi weldê, wekî ku di Fig. 5 de tê xuyang kirin, texmîn kir û sê axisymmetric çêkir. bevels bi dirêjahiya bevel cuda.Dûv re me tevgera wan a frekansa di hewa, av, û 10% (w/v) gelatîna balîstîk de li gorî lebatên kevneşopî diyar kir (Wêne 10, 11) û moda herî maqûl ji bo berhevdana guheztina bevel diyar kir.Di dawiyê de, me guheztina tîpê bi guheztina pêlê di hewa û avê de li kûrahiyek 20 mm pîva û jêhatîbûna veguheztina hêzê (PTE, %) û faktora hêza veguheztinê (DPR, μm / W) ya navgîna ketina navgînê ji bo her belek pîvandî kir.cureyê goşeyî (Hêjîrê 12).
Erdnîgariya bevelê derzîyê hate destnîşan kirin ku bandorê li ser mîqdara guheztina serê derziyê dike.Lancet li gorî bejna axisymmetric bi guheztina navînî ya nizm re gihandina herî bilind û DPR-ya herî bilind bi dest xist (Hêjîrêka 12).Kûçika eksêsymmetrîk a 4 mm (AX1) ya ku dirêjtirîn bejna wê ye, di hewayê de li gorî derziyên din ên axisymmetric (AX2-3) guheztinek herî girîng a îstatîstîkî bi dest xist (\(p <0.017\), Tablo 2), lê cûdahiyek girîng tune. .dema ku derzî di avê de tê dîtin.Ji ber vê yekê, di warê guheztina lûtkeyê de di serî de çu feydeyek eşkere tune ku dirêjiya belek dirêjtir be.Bi vê di hişê xwe de, xuya ye ku geometrîya bevelê ya ku di vê lêkolînê de hatî lêkolîn kirin ji dirêjahiya bevelê bêtir bandorek li ser vekêşanê heye.Dibe ku ev ji ber hişkbûna çîqandinê be, mînakî li gorî stûrbûna giştî ya maddeya ku tê çikandin û sêwirana derziyê ve girêdayî ye.
Di lêkolînên azmûnî de, mezinahiya pêla felqê ya ronîkirî ji hêla şert û mercên sînorî yên tîpê ve tê bandor kirin.Dema ku serê derziyê têxe nav av û gelatînê, \(\text {PTE}_{2}\) \(\nêzîkî\) 95%, û \(\text {PTE}_{ 2}\) ye \ (\text {PTE}_{ 2}\) nirx ji bo (\text {PTE}_{1}\) û \(\text {PTE}_{3}\) 73% û 77% in, bi rêzê ve (Hêjî. 11).Ev nîşan dide ku herî zêde veguheztina enerjiya dengbêjiyê ber bi navgîna avêtinê, ango av an jelatîn, di \(f_2\) de pêk tê.Bûyerek wusa di lêkolînek berê de31 hate dîtin ku bi karanîna mîhengek amûrek hêsan a di navbera frekansa 41-43 kHz de, ku tê de nivîskaran girêdayîbûna rêjeya refleksê ya voltajê bi modula mekanîkî ya navgîna vegirtinê nîşan didin.Kûrahiya têketinê32 û taybetmendiyên mekanîkî yên tevnê barek mekanîkî li ser derziyê peyda dike û ji ber vê yekê tê çaverê kirin ku bandorê li tevgera resonant a UZEFNAB bike.Bi vî rengî, algorîtmayên şopandina rezonansê (mînak 17, 18, 33) dikarin werin bikar anîn da ku hêza dengbêjî ya ku bi derziyê ve hatî radest kirin xweşbîn bikin.
Simulasyona di dirêjahiya pêlan de (Hêl. 7) nîşan dide ku tîrêja eksîsimetrîk ji hêla avahîsaziyê ve hişktir e (ango, di çîqandinê de hişktir) ji lingê û beleka asîmetrîk.Li ser bingeha (1) û bi karanîna pêwendiya bilez-frekansê ya naskirî, em serhişkiya kêşanê ya li serê derziyê wekî \(\nêzîkî\) 200, 20 û 1500 MPa ji bo firokeyên meyldar ên lancet, asymmetric û axial texmîn dikin.Ev bi \(\lambda_y\) ya \(\nêzîkî\) 5.3, 1.7, û 14.2 mm, bi rêzê, li 29.75 kHz (Hêl. 7a–c) re têkildar e.Bi berçavgirtina ewlehiya klînîkî ya di dema USeFNAB de, divê bandora geometriyê li ser hişkiya strukturî ya balafira meylî were nirxandin34.
Lêkolînek li ser parametreyên belek ên li gorî dirêjahiya boriyê (Hêl. 9) nîşan da ku rêjeya veguheztinê ya herî baş ji bo keviya asîmetrîk (1.8 mm) ji ya axsîmetrîk (1.3 mm) mezintir bû.Ji bilî vê, livbazî li \(\nêzîkî) ji 4 heta 4,5 mm û ji 6 heta 7 mm ji bo tiliyên asymmetric û axisymmetric, bi rêzê, bi îstîqrar e (Wêne. 9a, b).Girîngiya pratîkî ya vê vedîtinê di toleransên hilberînê de tê diyar kirin, mînakî, rêjeyek kêmtir a TL-ya çêtirîn dikare were vê wateyê ku rastbûna dirêjahiya mezintir hewce dike.Di heman demê de, deşta tevgerê ji bo hilbijartina dirêjahiya dilopê li frekansek diyar bêyî bandorek girîng li ser tevgerê toleransek mezintir peyda dike.
Di lêkolînê de sînorên jêrîn hene.Pîvandina rasterast a guheztina derzîyê bi karanîna vedîtina devê û wênekêşana bilez (Wêne 12) tê vê wateyê ku em bi medyaya optîkî ya zelal ên wekî hewa û av ve sînordar in.Di heman demê de em dixwazin destnîşan bikin ku me ceribandinan bikar neanîn da ku livîna veguheztina simulated ceribandin û berevajî vê yekê, lê lêkolînên FEM bikar anîn da ku dirêjahiya çêtirîn ji bo çêkirina derziyê diyar bikin.Di derbarê tixûbên pratîkî de, dirêjahiya lancetê ji seriyê heta lingê \(\nêzîkî) 0,4 cm ji derziyên din (AX1-3) dirêjtir e, li Fig.3b.Ev dikare bandorê li bersiva modal a sêwirana derziyê bike.Digel vê yekê, şekl û qebareya lêdanê ya li dawiya pîneyek rêvebirê (binihêre Figure 3) dikare bandorê li impedansa mekanîkî ya sêwirana pinê bike, di berbelavbûna mekanîkî û behremendiyê de xeletiyan derxe holê.
Di dawiyê de, me destnîşan kir ku geometriya bevelê ya ceribandinê bandorê li ser mîqdara guheztinê li USeFNAB dike.Ger guheztinek mezintir dê bandorek erênî li ser bandora derzîyê ya li ser tevneyê bike, wek karbidestiya birrîna piştî qulandinê, wê hingê di USeFNAB-ê de lancetek kevneşopî dikare were pêşniyar kirin ji ber ku ew di heman demê de hişkbûna têr a tîrêja avahîsaziyê diparêze vekêşana herî zêde peyda dike..Wekî din, lêkolînek vê dawîyê35 destnîşan kir ku guheztina tîrêja mezintir dikare bandorên biyolojîkî yên wekî cavitation zêde bike, ku dibe ku beşdarî pêşkeftina serîlêdanên cerrahî yên hindiktirîn dagîrker bibe.Ji ber ku zêdekirina hêza akustîk a tevahî hate destnîşan kirin ku di USeFNAB13 de hilberîna biopsiyê zêde dike, ji bo nirxandina feydeyên klînîkî yên hûrgulî yên geometriya derziyê ya lêkolînkirî lêkolînên hêjmarî yên din ên hilberîn û kalîteyê hewce ne.