Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Koulis ki montre twa atik pou chak glisad.Sèvi ak bouton dèyè yo ak bouton kap vini yo pou w deplase nan glisad yo, oswa bouton kontwolè glisad yo nan fen pou deplase nan chak glisad.
Ki baze sou entèseksyon entèdisiplinè nan fizik ak syans lavi, estrateji dyagnostik ak terapetik ki baze sou medikaman presizyon dènyèman te atire atansyon konsiderab akòz aplikab pratik nan nouvo metòd jeni nan plizyè domèn nan medikaman, espesyalman nan nkoloji.Nan kad sa a, itilizasyon ultrason pou atake selil kansè nan timè yo nan lòd yo ka lakòz domaj mekanik posib sou divès echèl ap atire plis atansyon nan men syantis atravè mond lan.Lè w ap pran faktè sa yo an kont, ki baze sou solisyon distribisyon elastodinamik ak simulation nimerik, nou prezante yon etid preliminè nan simulation òdinatè nan pwopagasyon ultrason nan tisi yo nan lòd yo chwazi frekans apwopriye ak pouvwa pa iradyasyon lokal yo.Nouvo platfòm dyagnostik pou teknoloji laboratwa On-Fibre, ki rele zegwi lopital la e ki deja patante.Yo kwè ke rezilta yo nan analiz la ak Sur biofizik ki gen rapò ta ka ouvri wout la pou nouvo entegre apwòch dyagnostik ak terapetik ki ta ka jwe yon wòl santral nan aplikasyon an nan medikaman presizyon nan tan kap vini an, desen soti nan jaden yo nan fizik.Yon sinèrji k ap grandi ant byoloji ap kòmanse.
Avèk optimize yon gwo kantite aplikasyon klinik, bezwen diminye efè segondè sou pasyan piti piti yo te kòmanse parèt.Pou sa ka fèt, medikaman presizyon 1, 2, 3, 4, 5 te vin tounen yon objektif estratejik pou diminye dòz medikaman yo bay pasyan yo, esansyèlman swiv de apwòch prensipal yo.Premye a baze sou yon tretman ki fèt dapre pwofil jenomik pasyan an.Dezyèm lan, ki ap vin estanda lò nan nkoloji, gen pou objaktif pou evite pwosedi livrezon dwòg sistemik pa eseye lage yon ti kantite dwòg, pandan y ap ogmante presizyon nan itilizasyon terapi lokal yo.Objektif final la se elimine oswa omwen minimize efè negatif anpil apwòch terapetik, tankou chimyoterapi oswa administrasyon sistemik radyonukleid.Tou depan de kalite kansè, kote, dòz radyasyon, ak lòt faktè, menm terapi radyasyon ka gen yon gwo risk nannan nan tisi ki an sante.Nan tretman an nan glioblastoma6,7,8,9 operasyon avèk siksè retire kansè ki kache, men menm nan absans metastaz, anpil ti enfiltre kansè ka prezan.Si yo pa konplètman retire, nouvo mas kansè ka grandi nan yon peryòd de tan relativman kout.Nan kontèks sa a, estrateji medikaman presizyon mansyone anwo yo difisil pou aplike paske enfiltre sa yo difisil pou detekte epi gaye sou yon gwo zòn.Baryè sa yo anpeche rezilta definitif nan anpeche nenpòt repetition ak medikaman presizyon, kidonk metòd livrezon sistemik yo pi pito nan kèk ka, byenke dwòg yo itilize ka gen nivo trè wo nan toksisite.Pou simonte pwoblèm sa a, apwòch tretman ideyal la ta dwe sèvi ak estrateji minim pwogrese ki ka oaza atake selil kansè yo san yo pa afekte tisi ki an sante.Nan limyè diskisyon sa a, itilizasyon vibrasyon ultrasons yo, ki te montre yo afekte selil kansè ak sante yo yon fason diferan, tou de nan sistèm iniselilè ak nan grap etewojèn mezoskal, sanble tankou yon solisyon posib.
Soti nan yon pwen de vi mekanik, selil ki an sante ak kansè aktyèlman gen diferan frekans sonan natirèl.Pwopriyete sa a ki asosye ak chanjman onkogenik nan pwopriyete mekanik estrikti sitoskelèt selil kansè yo12,13, pandan y ap selil timè yo, an mwayèn, plis deformab pase selil nòmal yo.Kidonk, ak yon chwa optimal nan frekans ultrason pou eksitasyon, vibrasyon pwovoke nan zòn chwazi yo ka lakòz domaj nan estrikti k ap viv kansè, minimize enpak la sou anviwònman an sante nan lame a.Efè sa yo ki poko konprann konplètman ka gen ladan destriksyon sèten eleman estriktirèl selilè akòz vibrasyon wo-frekans pwovoke pa ultrason (nan prensip trè menm jan ak lithotripsy14) ak domaj selilè akòz yon fenomèn ki sanble ak fatig mekanik, ki an vire ka chanje estrikti selilè. .pwogramasyon ak mekanobioloji.Malgre ke solisyon teyorik sa a sanble yo trè apwopriye, malerezman li pa ka itilize nan ka kote estrikti byolojik anekoik anpeche aplikasyon an dirèk nan ultrason, pou egzanp, nan aplikasyon entrakranyen akòz prezans nan zo, ak kèk mas timè tete yo sitiye nan adipoz. tisi.Atenuasyon ka limite sit la nan efè potansyèl terapetik.Pou simonte pwoblèm sa yo, ultrason yo dwe aplike lokalman ak transducteurs ki fèt espesyalman ki ka rive nan sit la iradyasyon kòm mwens anvayisan ke posib.Nan lide sa a, nou te konsidere posiblite pou nou sèvi ak lide ki gen rapò ak posibilite pou kreye yon platfòm teknolojik inovatè ki rele "lopital zegwi"15.Konsèp "Lopital nan zegwi a" enplike nan devlopman yon enstriman medikal minim pwogrese pou aplikasyon dyagnostik ak terapetik, ki baze sou konbinezon an nan divès fonksyon nan yon sèl zegwi medikal.Kòm diskite an plis detay nan seksyon Zegwi Lopital la, aparèy kontra enfòmèl ant sa a se sitou ki baze sou avantaj ki genyen nan 16, 17, 18, 19, 20, 21 sond fib optik, ki, akòz karakteristik yo, yo apwopriye pou ensèsyon nan estanda 20. zegwi medikal, 22 lumèn.Swiv fleksibilite teknoloji Lab-on-Fiber (LOF)23 bay, fib ap vin efektivman yon platfòm inik pou aparèy dyagnostik ak terapetik miniaturize ak pare pou itilize, ki gen ladan aparèy byopsi likid ak byopsi tisi.nan deteksyon biomolekilè24,25, limyè-gide livrezon dwòg lokal26,27, segondè-presizyon lokal ultrasons D '28, terapi tèmik29,30 ak spectroskopi ki baze sou idantifikasyon tisi kansè31.Nan konsèp sa a, lè l sèvi avèk yon apwòch lokalizasyon ki baze sou aparèy "zegwi nan lopital la", nou mennen ankèt sou posibilite pou optimize eksitasyon lokal nan estrikti byolojik rezidan yo lè l sèvi avèk pwopagasyon vag ultrason atravè zegwi pou eksite vag ultrason nan rejyon enterè a..Kidonk, ltrason terapetik ki ba-entansite ka aplike dirèkteman nan zòn nan risk ak envazivite minim pou selil sonikan ak ti fòmasyon solid nan tisi mou, tankou nan ka a nan operasyon an entrakranyen susmansyone, yon ti twou nan zo bwa tèt la dwe mete ak yon. zegwi.Enspire pa dènye rezilta teyorik ak eksperimantal ki sijere ke ultrason ka sispann oswa retade devlopman nan sèten kansè,32,33,34 apwòch yo pwopoze a ka ede adrese, omwen nan prensip, konpwomi kle yo ant efè agresif ak guérison.Avèk konsiderasyon sa yo nan tèt ou, nan papye prezan an, nou mennen ankèt sou posibilite pou w sèvi ak yon aparèy zegwi nan lopital pou terapi ultrasound minim pwogrese pou kansè.Plis jisteman, nan analiz la gaye nan mas timè esferik pou estime seksyon frekans ultrason depandan kwasans, nou itilize metòd elastodinamik ki byen etabli ak teyori gaye acoustic pou predi gwosè timè solid esferik ki grandi nan yon mwayen elastik.rèd ki fèt ant timè a ak tisi lame akòz kwasans ki pwovoke renovasyon nan materyèl la.Lè nou te dekri sistèm nou an, ke nou rele seksyon "Lopital nan zegwi a", nan seksyon "Lopital nan zegwi a", nou analize pwopagasyon vag ultrasons atravè zegwi medikal nan frekans yo prevwa ak modèl nimerik yo irradie anviwònman an pou etidye. prensipal paramèt jewometrik (dyamèt enteryè aktyèl la, longè ak précision zegwi a), ki afekte transmisyon pouvwa acoustic enstriman an.Etandone nesesite pou devlope nouvo estrateji jeni pou medikaman presizyon, yo kwè ke etid yo pwopoze a ta ka ede devlope yon nouvo zouti pou tretman kansè ki baze sou itilizasyon ultrason ki delivre atravè yon platfòm teragnostik entegre ki entegre ultrason ak lòt solisyon.Konbine, tankou livrezon dwòg vize ak dyagnostik an tan reyèl nan yon sèl zegwi.
Efikasite bay estrateji mekanistik pou tretman timè solid lokalize lè l sèvi avèk eksitasyon ultrasons (ultrason) se te objektif plizyè papye ki fè fas tou de teyorikman ak eksperimantal ak efè vibrasyon ultrasons ba-entansite sou sistèm sèl selil 10, 11, 12. , 32, 33, 34, 35, 36 Sèvi ak modèl viscoelastik, plizyè envestigatè yo te demontre ke timè ak selil ki an sante montre repons frekans diferan ki karakterize pa pik sonans diferan nan seri US 10,11,12.Rezilta sa a sijere ke, nan prensip, selil timè yo ka oaza atake pa stimuli mekanik ki prezève anviwònman an lame.Konpòtman sa a se yon konsekans dirèk nan prèv kle ke, nan pifò ka yo, selil timè yo pi pèrmeabl pase selil ki an sante, pètèt amelyore kapasite yo nan pwopagasyon ak emigre37,38,39,40.Dapre rezilta yo jwenn ak modèl selil sèl, pa egzanp nan mikwoskal la, selektivite selil kansè yo te demontre tou nan mezoskal la atravè etid nimerik nan repons amonik nan total selil eterojèn.Bay yon pousantaj diferan nan selil kansè yo ak selil ki an sante, total miltiselilè dè santèn de mikromèt nan gwosè yo te bati yerarchikman.Nan nivo granula sa yo, gen kèk karakteristik mikwoskopik nan enterè yo konsève akòz aplikasyon dirèk prensipal eleman estriktirèl ki karakterize konpòtman mekanik selil sèl.An patikilye, chak selil itilize yon achitekti ki baze sou tensegrite pou imite repons divès estrikti cytoskeletal prestress, kidonk afekte rèd jeneral yo12,13.Prediksyon teyorik ak eksperyans in vitro nan literati ki anwo yo te bay rezilta ankourajan, ki endike nesesite pou etidye sansiblite mas timè a ltrason ki ka geri ba-entansite (LITUS), ak evalyasyon frekans iradyasyon mas timè enpòtan anpil.pozisyon LITUS pou aplikasyon sou plas.
Sepandan, nan nivo tisi a, deskripsyon submacroscopic nan eleman endividyèl la inevitableman pèdi, ak pwopriyete yo nan tisi timè a ka trase lè l sèvi avèk metòd sekans yo swiv kwasans lan mas ak pwosesis renovasyon estrès-pwovoke, pran an kont efè yo makroskopik nan. kwasans.-pwovoke chanjman nan elastisite tisi sou yon echèl 41.42.Vreman vre, kontrèman ak sistèm iniselilè ak total, mas timè solid grandi nan tisi mou akòz akimilasyon gradyèl nan estrès rezidyèl aberan, ki chanje pwopriyete mekanik natirèl yo akòz yon ogmantasyon nan frigidité a an jeneral entratumoral, ak skleroz timè souvan vin tounen yon faktè detèminan nan. deteksyon timè.
Avèk konsiderasyon sa yo nan tèt ou, isit la nou analize repons sonodinamik spheroids timè modle kòm enklizyon elastik esferik k ap grandi nan yon anviwònman tisi nòmal.Plis jisteman, pwopriyete elastik ki asosye ak etap timè a te detèmine ki baze sou rezilta teyorik ak eksperimantal ke kèk otè te jwenn nan travay anvan yo.Pami yo, yo te etidye evolisyon nan spheroids timè solid ki grandi nan vivo nan medya etewojèn lè yo aplike modèl mekanik ki pa lineyè 41,43,44 an konbinezon ak dinamik interspecies pou predi devlopman mas timè ak estrès entratumoral ki asosye.Kòm mansyone pi wo a, kwasans (egzanp, presrechman inelastik) ak estrès rezidyèl lakòz pwogresif renovasyon nan pwopriyete yo nan materyèl timè a, kidonk tou chanje repons acoustic li yo.Li enpòtan sonje ke nan ref.41 ko-evolisyon kwasans ak estrès solid nan timè yo te demontre nan kanpay eksperimantal nan modèl bèt.An patikilye, yon konparezon nan rèd nan mas timè tete reseck nan diferan etap ak rèd la jwenn nan repwodwi kondisyon ki sanble nan silico sou yon modèl esferik eleman fini ak menm dimansyon yo ak pran an kont jaden an prevwa estrès rezidyèl konfime metòd la pwopoze a. validite modèl..Nan travay sa a, yo te itilize rezilta teyorik ak eksperimantal yo te jwenn deja pou devlope yon nouvo estrateji terapetik devlope.An patikilye, gwosè yo prevwa ak pwopriyete evolisyonè rezistans korespondan yo te kalkile isit la, ki te konsa itilize yo estime ranje frekans yo ki mas timè entegre nan anviwònman an lame yo pi sansib.Pou sa ka fèt, nou konsa envestige konpòtman an dinamik nan mas timè a nan diferan etap, pran nan diferan etap, pran an kont endikatè acoustic an akò ak prensip la jeneralman aksepte nan gaye an repons a stimuli ultrasons ak mete aksan sou fenomèn sonan posib nan spheroid la. .depann sou timè ak lame Diferans ki depann de kwasans nan rèd ant tisi yo.
Se konsa, mas timè yo te modle kòm esfè elastik nan reyon \(a\) nan anviwònman an elastik ki antoure nan lame a ki baze sou done eksperimantal ki montre ki jan ankonbran estrikti malfezan grandi in situ nan fòm esferik.An referans a Figi 1, lè l sèvi avèk kowòdone esferik \(\{ r,\theta ,\varphi \}\) (kote \(\theta\) ak \(\varphi\) reprezante ang anomali ak ang azimit respektivman), la domèn timè okipe Rejyon ki entegre nan espas ki an sante \({\mathcal {V}}_{T}=\{ (r,\theta ,\varphi ):r\le a\}\) rejyon san limit \({\mathcal { V} }_{H} = \{ (r,\theta,\varphi):r > a\}\).An referans a Enfòmasyon Siplemantè (SI) pou yon deskripsyon konplè sou modèl matematik la ki baze sou baz elastodinamik ki byen etabli rapòte nan anpil literati45,46,47,48, nou konsidere isit la yon pwoblèm ki karakterize pa yon mòd osilasyon aksymetrik.Sipozisyon sa a implique ke tout varyab ki nan timè a ak zòn ki an sante yo endepandan de kowòdone azimutal \(\varphi\) e ke pa gen okenn distòsyon ki fèt nan direksyon sa a.An konsekans, deplasman ak estrès jaden yo ka jwenn nan de potansyèl eskalè \(\phi = \hat{\phi}\left({r,\theta} \right)e^{{ – i \omega {\kern 1pt } t }}\) ak \(\chi = \hat{\chi }\left({r,\theta } \right)e^{{ – i\omega {\kern 1pt} t }}\), yo se respektivman ki gen rapò ak yon onn longitudinal ak yon onn taye, tan konyensidans t ant vag la \(\theta \) ak ang ki genyen ant direksyon onn ensidan an ak vektè pozisyon \({\mathbf {x))\) ( jan yo montre nan figi 1) ak \(\omega = 2\pi f\) reprezante frekans angilè a.An patikilye, jaden ensidan an modle pa onn avyon an \(\phi_{H}^{(nan)}\) (tou prezante nan sistèm SI a, nan ekwasyon (A.9)) pwopaje nan volim nan kò a. dapre ekspresyon lalwa a
kote \(\phi_{0}\) se paramèt anplitid la.Ekspansyon esferik yon onn plan ensidan (1) lè l sèvi avèk yon fonksyon onn esferik se agiman estanda:
Kote \(j_{n}\) se fonksyon Bessel esferik premye kalite lòd \(n\), ak \(P_{n}\) se polinòm Legendre.Pati nan vag ensidan an nan esfè envestisman an gaye nan mwayen ki antoure a ak sipèpoze jaden ensidan an, pandan y ap lòt pati a gaye andedan esfè a, kontribye nan Vibration li yo.Pou fè sa, solisyon amonik ekwasyon vag \(\nabla^{2} \hat{\phi } + k_{1}^{2} {\mkern 1mu} \hat{\phi } = 0\,\ ) ak \ (\ nabla^{2} {\mkern 1mu} \hat{\chi } + k_{2}^{2} \hat{\chi } = 0\), bay pa egzanp Eringen45 (gade tou SI ) ka endike timè ak zòn ki an sante.An patikilye, vag ekspansyon gaye ak onn izovolumik ki te pwodwi nan mwayen lame \(H\) admèt enèji potansyèl respektif yo:
Pami yo, yo itilize fonksyon Hankel esferik premye kalite \(h_{n}^{(1)}\) pou konsidere vag ki gaye sortan an, ak \(\alpha_{n}\) ak \(\beta_{ n}\ ) se koyefisyan enkoni yo.nan ekwasyon an.Nan ekwasyon (2)–(4), tèm \(k_{H1}\) ak \(k_{H2}\) endike nimewo vag rarasyon ak onn transverse nan zòn prensipal kò a, respektivman ( gade SI).Jaden konpresyon andedan timè a ak chanjman yo gen fòm nan
Kote \(k_{T1}\) ak \(k_{T2}\) reprezante nimewo onn longitudinal ak transverse nan rejyon timè a, ak koyefisyan enkoni yo se \(\gamma_{n} {\mkern 1mu}\), \(\ eta_{n} {\mkern 1mu}\).Dapre rezilta sa yo, konpozan deplasman radial ak sikonferans ki pa zewo yo se karakteristik rejyon an sante yo nan pwoblèm yo konsidere yo, tankou \(u_{Hr}\) ak \(u_{H\theta}\) (\(u_{ H\ varphi }\ ) sipozisyon simetri a pa nesesè ankò) — ka jwenn nan relasyon \(u_{Hr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi ) } \right) + k_}^{2 } {\mkern 1mu} r\chi\) ak \(u_{H\theta} = r^{- 1} \partial_{\theta} \left({\phi + \partial_{r } (r\chi) } \right)\) lè w fòme \(\phi = \phi_{H}^{(nan)} + \phi_{H}^{(s)}\) ak \ (\chi = \chi_ {H}^ {(s)}\) (gade SI pou derivasyon matematik detaye).Menm jan an tou, ranplase \(\phi = \phi_{T}^{(s)}\) ak \(\chi = \chi_{T}^{(s)}\) retounen {Tr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi)} \right) + k_{T2}^{2} {\mkern 1mu} r\chi\) ak \(u_{T\theta} = r^{-1}\partial _{\theta}\left({\phi +\partial_{r}(r\chi)}\right)\).
(Agòch) Jeyometri yon timè esferik grandi nan yon anviwonman ki an sante kote yon jaden ensidan pwopaje, (adwat) Evolisyon ki koresponn nan rapò rèd timè-lame a kòm yon fonksyon reyon timè, rapòte done (adapte de Carotenuto et al. 41) soti nan nan tès konpresyon vitro yo te jwenn nan timè tete solid vaksinen ak selil MDA-MB-231.
Sipoze materyèl lineyè elastik ak izotwòp, konpozan estrès ki pa zewo nan rejyon an sante ak timè, sa vle di \(\sigma_{Hpq}\) ak \(\sigma_{Tpq}\) - obeyi lwa Hooke jeneralize a, paske gen yo diferan modil Lamé , ki karakterize lame ak elastisite timè, ki endike kòm \(\{ \mu_{H},\,\lambda_{H} \}\) ak \(\{ \mu_{T},\, \lambda_ {T} \ }\) (gade Ekwasyon (A.11) pou ekspresyon konplè eleman estrès yo reprezante nan SI).An patikilye, dapre done yo nan referans 41 ak prezante nan Figi 1, timè k ap grandi te montre yon chanjman nan konstan elastisite tisi yo.Kidonk, deplasman ak estrès nan rejyon lame ak timè yo detèmine konplètman jiska yon seri konstan enkoni \({{ \varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \alpha_{n} ,{\mkern 1mu } \ beta_{ n} {\mkern 1mu} \gamma_{n} ,\eta_{n} \}\ ) gen dimansyon teyorikman enfini.Pou jwenn vektè koyefisyan sa yo, yo prezante entèfas apwopriye ak kondisyon fwontyè ant timè a ak zòn ki an sante yo.Sipoze pafè obligatwa nan koòdone timè-lame \(r = a\), kontinwite deplasman ak estrès mande kondisyon sa yo:
Sistèm (7) fòme yon sistèm ekwasyon ak solisyon enfini.Anplis de sa, chak kondisyon fwontyè pral depann de anomali \(\theta\).Pou redwi pwoblèm valè fwontyè a nan yon pwoblèm aljebrik konplè ak \(N\) ansanm sistèm fèmen, yo chak nan enkoni \({{\varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \alpha_ {n},{ \mkern 1mu} \beta_{n} {\mkern 1mu} \gamma_{n}, \eta_{n} \}_{n = 0,…,N}\) (avèk \ ( N \ to \infty \), teyorikman), epi pou elimine depandans ekwasyon yo sou tèm trigonometrik yo, kondisyon koòdone yo ekri nan yon fòm fèb lè l sèvi avèk ortogonalite polinòm Legendre yo.An patikilye, ekwasyon (7)1,2 ak (7)3,4 miltipliye pa \(P_{n} \left({\cos \theta} \right)\) ak \(P_{n}^{ 1} \left( { \cos\theta}\right)\) epi answit entegre ant \(0\) ak \(\pi\) lè l sèvi avèk idantite matematik:
Kidonk, kondisyon koòdone (7) retounen yon sistèm ekwasyon aljebrik kwadratik, ki ka eksprime sou fòm matris kòm \({\mathbb{D}}_{n} (a) \cdot {{\varvec{\upxi }} } _{ n} = {\mathbf{q}}_{n} (a)\) epi jwenn enkoni \({{\varvec{\upxi}}}_{n}\ ) lè w rezoud règ Cramer la.
Pou estime flux enèji gaye nan esfè a epi jwenn enfòmasyon sou repons acoustic li yo ki baze sou done sou jaden an gaye pwopagasyon nan mwayen lame a, yon kantite acoustic se nan enterè, ki se yon seksyon transvèsal nòmalize bistatik gaye.An patikilye, seksyon transvèsal la gaye, ki deziye \(s), eksprime rapò ki genyen ant pouvwa acoustic transmèt pa siyal la gaye ak divizyon enèji ki pote pa vag ensidan an.Nan sans sa a, grandè fonksyon fòm \(\left| {F_{\infty} \left(\theta \right)} \right|^{2}\) se yon kantite yo itilize souvan nan etid mekanis acoustic. entegre nan yon likid oswa solid Simaye objè nan sediman an.Plis jisteman, anplitid fonksyon fòm lan defini kòm seksyon transvèsal diferansye \(ds\) pou chak inite zòn, ki diferan pa nòmal nan direksyon pwopagasyon vag ensidan an:
kote \(f_{n}^{pp}\) ak \(f_{n}^{ps}\) vle di fonksyon modal la, ki refere a rapò pouvwa vag longitudinal la ak vag ki gaye an parapò ak vag la. ensidan P-ond nan mwayen k ap resevwa a, respektivman, yo bay ekspresyon sa yo:
Fonksyon vag pasyèl (10) yo ka etidye poukont yo an akò ak teyori a gaye sonan (RST) 49,50,51,52, ki fè li posib yo separe elastisite sib la soti nan jaden an total pèdi lè etidye mòd diferan.Dapre metòd sa a, fonksyon fòm modal la ka dekonpoze an yon sòm de pati egal, sètadi \(f_{n} = f_{n}^{(res)} + f_{n}^{(b)}\ ) yo gen rapò ak anplitid background sonan ak nonresonant, respektivman.Fonksyon an fòm nan mòd nan sonan se ki gen rapò ak repons lan nan sib la, pandan y ap background nan anjeneral ki gen rapò ak fòm nan epapiye a.Pou detekte premye formant sib la pou chak mòd, anplitid fonksyon fòm sonorite modal la \(\left| {f_{n}^{(res)} \left( \theta \right)} \right|\ ) se kalkile sipoze yon background difisil, ki fòme ak esfè inpénétrabl nan yon materyèl lame elastik.Ipotèz sa a motive pa lefèt ke, an jeneral, tou de rèd ak dansite ogmante ak kwasans lan nan mas timè a akòz estrès la konpresiv rezidyèl.Kidonk, nan yon nivo kwasans grav, rapò enpedans \(\rho_{T} c_{1T} /\rho_{H} c_{1H}\) espere pi gran pase 1 pou pifò timè solid makwoskopik devlope nan mou. tisi yo.Pou egzanp, Krouskop et al.53 rapòte yon rapò kansè nan modil nòmal nan apeprè 4 pou tisi pwostat, pandan y ap valè sa a ogmante a 20 pou echantiyon tisi tete.Relasyon sa yo inevitableman chanje enpedans acoustic nan tisi a, jan tou demontre pa analiz elastografi 54,55,56, epi yo ka gen rapò ak epesman tisi lokalize ki te koze pa ipèproliferasyon timè.Diferans sa a te tou obsève eksperimantal ak tès konpresyon senp nan blòk timè tete grandi nan diferan etap32, ak renovasyon nan materyèl la ka byen swiv ak modèl prediksyon kwa-espès nan timè ki pa lineyè k ap grandi43,44.Done rèd yo jwenn yo gen rapò dirèkteman ak evolisyon modil Young nan timè solid selon fòmil \(E_{T} = S\left( {1 – \nu ^{2} } \right)/a\sqrt \ varepsilon\ )( esfè ki gen reyon \(a\), rèd \(S\) ak rapò Poisson \(\nu\) ant de plak rijid 57, jan yo montre nan Figi 1).Kidonk, li posib pou jwenn mezi enpedans acoustic timè a ak lame a nan diferan nivo kwasans.An patikilye, an konparezon ak modil la nan tisi nòmal egal a 2 kPa nan Fig. 1, modil elastik nan timè nan tete nan seri a volim nan apeprè 500 a 1250 mm3 te lakòz yon ogmantasyon soti nan apeprè 10 kPa a 16 kPa, ki se. ki konsistan avèk done yo rapòte.an referans 58, 59 li te jwenn ke presyon an nan echantiyon tisi tete se 0.25-4 kPa ak prekonpresyon disparisyon.Epitou sipoze ke rapò Poisson a nan yon tisi prèske enkonpresib se 41.60, ki vle di ke dansite nan tisi a pa chanje siyifikativman kòm volim nan ogmante.An patikilye, yo itilize dansite popilasyon mas mwayèn \(\rho = 945\,{\text{kg}}\,{\text{m}}^{ – 3}\)61.Avèk konsiderasyon sa yo, rèd ka pran yon mòd background lè l sèvi avèk ekspresyon sa a:
Ki kote konstan enkoni \(\widehat{{{\varvec{\upxi))))_{n} = \{\delta_{n} ,\upsilon_{n} \}\) ka kalkile an konsiderasyon kontinwite a. patipri (7)2,4, sa vle di, lè w rezoud sistèm aljebrik la \(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) \cdot \widehat{({\varvec{\upxi}} } } _{n } = \widehat{{\mathbf{q}}}_{n} (a)\) ki enplike minè\(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) = \ { { \ mathbb{D}}_{n} (a)\}_{{\{ (1,3),(1,3)\} }}\) ak vektè kolòn senplifye ki koresponn lan\(\widehat {{\mathbf {q}}}_{n} (а)\ Ofri konesans de baz nan ekwasyon (11), de anplitid nan fonksyon mod resonans \(\left| {f_{n}^{{). \left({res} \right)\,pp}} \left( \theta \right)} \right| = \left|{f_{n}^{pp} \left( \theta \right) – f_{ n}^{pp(b)} \left(\theta \right)} \right|\) ak \( \left|{f_{n}^{{\left({res} \right)\,ps} } \left( \theta \right)} \right|= \left|{f_{n}^{ps} \left( \theta \right) – f_{n}^{ps(b)} \left( \ theta \right)} \right|\) refere a eksitasyon onn P ak refleksyon onn P ak onn S, respektivman.Pli lwen, yo te estime premye anplitid la kòm \(\theta = \pi\), epi dezyèm anplitid la te estime kòm \(\theta = \pi/4\).Pa chaje divès kalite pwopriyete konpozisyon.Figi 2 montre ke karakteristik yo sonan nan spheroids timè jiska apeprè 15 mm an dyamèt yo sitou konsantre nan gwoup la frekans nan 50-400 kHz, ki endike posiblite pou itilize ultrason ba-frekans pwovoke eksitasyon timè sonan.selil yo.Anpil.Nan gwoup frekans sa a, analiz RST la te revele fòmatè sèl-mòd pou mòd 1 a 6, make nan Figi 3. Isit la, tou de vag pp- ak ps-disperse montre fòmatè nan premye kalite a, ki rive nan frekans ki ba anpil, ki ogmante soti nan apeprè 20 kHz pou mòd 1 a apeprè 60 kHz pou n = 6, ki pa montre okenn diferans enpòtan nan reyon esfè a.Fonksyon ps la sonan Lè sa a, dekonpoze, pandan y ap konbinezon an nan gwo anplitid fòman pp bay yon peryodikite nan apeprè 60 kHz, ki montre yon chanjman frekans ki pi wo ak nimewo mòd ogmante.Tout analiz yo te fèt ak lojisyèl Mathematica®62.
Fonksyon fòm backscatter yo jwenn nan modil la nan timè tete nan diferan gwosè yo montre nan Fig. 1, kote gwoup yo gaye ki pi wo yo make pran an kont sipèpozisyon mòd.
Rezonans nan mòd chwazi soti nan \(n = 1\) rive nan \(n = 6\), kalkile sou eksitasyon ak refleksyon nan onn P nan diferan gwosè timè (koub nwa soti nan \(\left | {f_{ n} ^ {{\ left({res} \right)\,pp}} \left( \pi \right)} \right| = {f_{n}^{pp} \left (\pi \ right) –. f_{n }^{pp(b)} \left( \pi \right)} \right|\)) ak eksitasyon onn P ak refleksyon onn S (koub gri bay pa fonksyon fòm modal \( \left | { f_{n }^{{\left({res} \right)\,ps}} \left({\pi /4} \right)} \right = {f_{n} ^{ ps}. \left( {\pi /4} \right) – f_{n}^{ps(b)} \left({\pi /4} \right)} \right |\)).
Rezilta yo nan analiz preliminè sa a lè l sèvi avèk kondisyon pwopagasyon byen lwen jaden ka gide seleksyon an nan kondwi-espesifik frekans kondwi nan simulation nimerik sa yo pou etidye efè estrès mikrovibrasyon sou mas.Rezilta yo montre ke kalibrasyon an nan frekans optimal yo ka espesifik etap pandan kwasans timè epi yo ka detèmine lè l sèvi avèk rezilta yo nan modèl kwasans yo etabli estrateji byomekanik yo itilize nan terapi maladi yo kòrèkteman predi renovasyon tisi.
Pwogrè siyifikatif nan nanoteknoloji ap kondwi kominote syantifik la jwenn nouvo solisyon ak metòd pou devlope aparèy medikal miniaturize ak minim pwogrese pou aplikasyon an vivo.Nan kontèks sa a, teknoloji LOF te montre yon kapasite remakab pou elaji kapasite fib optik yo, sa ki pèmèt devlopman nouvo aparèy fib optik minimòm pwogrese pou aplikasyon syans lavi21, 63, 64, 65. Lide a nan entegre materyèl 2D ak 3D. ak vle pwodui chimik, byolojik, ak pwopriyete optik sou kote sa yo 25 ak / oswa fini 64 nan fib optik ak kontwòl espasyal konplè nan nanoskal la mennen nan Aparisyon nan yon nouvo klas nan nanooptod fib optik.gen yon pakèt fonksyon dyagnostik ak terapetik.Enteresan, akòz pwopriyete jewometrik ak mekanik yo (ti koup transvèsal, gwo rapò aspè, fleksibilite, pwa ki ba) ak biocompatibility nan materyèl (anjeneral vè oswa polymère), fib optik yo byen adapte pou ensèsyon nan zegwi ak katetè.Aplikasyon medikal20, pave wout la pou yon nouvo vizyon nan "lopital zegwi" (gade Figi 4).
An reyalite, akòz degre yo nan libète akòde pa teknoloji LOF, lè w itilize entegrasyon nan mikwo- ak nanostruktur ki fèt ak divès kalite materyèl metalik ak / oswa dyelèktrik, fib optik ka byen fonksyonalize pou aplikasyon espesifik souvan sipòte eksitasyon mòd sonans., Jaden limyè a 21 fòtman pozisyone.Kontinasyon limyè sou yon echèl subwavelength, souvan nan konbinezon ak pwosesis chimik ak/oswa byolojik63 ak entegrasyon materyèl sansib tankou polymers entelijan65,66 ka amelyore kontwòl sou entèraksyon limyè ak matyè, ki ka itil pou rezon teranostik.Chwa a nan kalite ak gwosè nan eleman entegre / materyèl evidamman depann de paramèt fizik, byolojik oswa chimik yo dwe detekte21,63.
Entegrasyon nan sond LOF nan zegwi medikal ki dirije nan sit espesifik nan kò a pral pèmèt likid lokal ak byopsi tisi nan vivo, sa ki pèmèt similtane tretman lokal, diminye efè segondè ak ogmante efikasite.Opòtinite potansyèl yo enkli deteksyon divès kalite biomolekil sikile, ki gen ladan kansè.biomakè oswa mikroRNAs (miRNAs)67, idantifikasyon tisi kansè yo lè l sèvi avèk espektroskopi lineyè ak ki pa lineyè tankou spèktroskopi Raman (SERS)31, imaj fotoacoustic wo rezolisyon22,28,68, operasyon lazè ak ablasyon69, ak medikaman lokal ki sèvi ak limyè27 ak gid otomatik zegwi nan kò imen an20.Li se vo anyen ke byenke itilize nan fib optik evite dezavantaj yo tipik nan metòd "klasik" ki baze sou eleman elektwonik, tankou bezwen an pou koneksyon elektrik ak prezans nan entèferans elektwomayetik, sa a pèmèt divès kalite detèktè LOF yo dwe efektivman entegre nan la. sistèm.yon sèl zegwi medikal.Atansyon patikilye dwe peye pou diminye efè danjere tankou polisyon, entèferans optik, obstak fizik ki lakòz efè crosstalk ant diferan fonksyon.Sepandan, se vre tou ke anpil nan fonksyon mansyone yo pa oblije aktif an menm tan.Aspè sa a fè li posib omwen diminye entèferans, kidonk limite enpak negatif sou pèfòmans chak pwofonde ak presizyon nan pwosedi a.Konsiderasyon sa yo pèmèt nou wè konsèp "zegwi nan lopital la" kòm yon vizyon senp pou mete yon fondasyon solid pou pwochen jenerasyon zegwi terapetik nan syans lavi yo.
Konsènan aplikasyon an espesifik diskite nan papye sa a, nan pwochen seksyon an nou pral nimerik envestige kapasite nan yon zegwi medikal dirije vag ultrasons nan tisi imen lè l sèvi avèk pwopagasyon yo sou aks li yo.
Pwopagasyon vag ultrasons atravè yon zegwi medikal ki te ranpli avèk dlo epi antre nan tisi mou (gade dyagram nan Fig. 5a) te modle lè l sèvi avèk lojisyèl komèsyal Comsol Multiphysics ki baze sou metòd eleman fini (FEM)70, kote zegwi a ak tisi yo modle. kòm anviwònman lineyè elastik.
An referans a Figi 5b, zegwi a modle kòm yon silenn kre (ki rele tou yon "kanil") ki fèt ak asye pur, yon materyèl estanda pou zegwi medikal71.An patikilye, li te modle ak modil Young a E = 205 GPa, rapò Poisson a ν = 0.28, ak dansite ρ = 7850 kg m -372.73.Jeyometrik, zegwi a karakterize pa yon longè L, yon dyamèt entèn D (yo rele tou "clearance") ak yon epesè miray t.Anplis de sa, pwent zegwi a konsidere kòm enkline nan yon ang α ki gen rapò ak direksyon longitudinal (z).Volim dlo esansyèlman koresponn ak fòm rejyon enteryè zegwi a.Nan analiz preliminè sa a, zegwi a te sipoze konplètman benyen nan yon rejyon nan tisi (sipoze pwolonje endefiniman), modle kòm yon esfè nan reyon rs, ki te rete konstan nan 85 mm pandan tout simulation.Nan plis detay, nou fini rejyon an esferik ak yon kouch pafètman matche (PML), ki omwen diminye vag vle reflete nan limit "imajinè".Lè sa a, nou te chwazi reyon rs la pou mete fwontyè domèn nan esferik ase lwen zegwi a pa afekte solisyon an enfòmatik, ak ti ase pa afekte pri a enfòmatik nan simulation la.
Yon chanjman longitudinal amonik nan frekans f ak anplitid A aplike nan fwontyè ki pi ba nan jeyometri stylus la;sitiyasyon sa a reprezante yon estimilis opinyon aplike nan jeyometri a simulation.Nan limit ki rete nan zegwi a (an kontak ak tisi ak dlo), yo konsidere modèl la aksepte gen ladan yon relasyon ant de fenomèn fizik, youn nan yo ki gen rapò ak mekanik estriktirèl (pou zòn nan nan zegwi a), ak lòt la nan mekanik estriktirèl.(pou rejyon acicular), se konsa kondisyon korespondan yo enpoze sou acoustics la (pou dlo ak rejyon an acicular)74.An patikilye, ti vibrasyon aplike nan chèz zegwi a lakòz ti perturbasyon vòltaj;konsa, sipoze zegwi a konpòte li tankou yon mwayen elastik, yo ka estime vektè deplasman U a apati ekwasyon ekilib elastodinamik (Navier)75.Osilasyon estriktirèl zegwi a lakòz chanjman nan presyon dlo andedan li (konsidere kòm estasyonè nan modèl nou an), kòm yon rezilta ki vag son pwopaje nan direksyon longitudinal zegwi a, esansyèlman obeyi ekwasyon an Helmholtz76.Finalman, sipoze ke efè ki pa lineyè nan tisi yo neglijab e ke anplitid la nan vag yo taye pi piti anpil pase anplitid la nan vag presyon yo, ekwasyon an Helmholtz ka itilize tou pou modèl pwopagasyon vag acoustic nan tisi mou.Apre apwoksimasyon sa a, tisi a konsidere kòm yon likid77 ak yon dansite 1000 kg/m3 ak yon vitès son nan 1540 m/s (inyore efè frekans-depandan tranpaj).Pou konekte de jaden fizik sa yo, li nesesè asire kontinwite mouvman nòmal nan fwontyè solid la ak likid, ekilib estatik ant presyon ak estrès pèpandikilè ak fwontyè solid la, ak estrès tanjansyèl nan fwontyè a. likid dwe egal a zewo.75 .
Nan analiz nou an, nou envestige pwopagasyon vag acoustic sou yon zegwi nan kondisyon estasyonè, konsantre sou enfliyans nan jeyometri zegwi a sou emisyon vag andedan tisi a.An patikilye, nou envestige enfliyans nan dyamèt enteryè zegwi D la, longè L ak ang bizote α a, kenbe epesè t fiks nan 500 µm pou tout ka yo etidye.Valè sa a nan t se tou pre tipik epesè miray estanda 71 pou zegwi komèsyal yo.
San yo pa pèt jeneralite, frekans f deplasman Harmony aplike nan baz zegwi a te pran egal a 100 kHz, ak anplitid A te 1 μm.An patikilye, yo te mete frekans nan 100 kHz, ki konsistan avèk estimasyon analyse yo bay nan seksyon "Analiz gaye mas timè esferik pou estime frekans ultrason depandan kwasans", kote yo te jwenn yon konpòtman ki sanble ak sonorite nan mas timè. ranje frekans 50-400 kHz, ak pi gwo anplitid dispèsyon konsantre nan pi ba frekans alantou 100-200 kHz (gade Fig. 2).
Premye paramèt etidye se dyamèt entèn D zegwi a.Pou konvenyans, li defini kòm yon fraksyon antye nan longè vag acoustic nan kavite zegwi a (sa vle di, nan dlo λW = 1.5 mm).Vreman vre, fenomèn pwopagasyon vag nan aparèy ki karakterize pa yon jeyometri bay (pa egzanp, nan yon gid ond) souvan depann de gwosè karakteristik jeyometri yo itilize an konparezon ak longèdonn vag pwopagasyon an.Anplis de sa, nan premye analiz la, yo nan lòd yo pi byen mete aksan sou efè a nan dyamèt D la sou pwopagasyon vag acoustic nan zegwi a, nou konsidere kòm yon pwent plat, mete ang la α = 90 °.Pandan analiz sa a, longè zegwi L te fikse nan 70 mm.
Sou fig.6a montre entansite son an mwayèn kòm yon fonksyon nan paramèt echèl SD la, sa vle di D = λW/SD evalye nan yon esfè ak yon reyon 10 mm santre sou pwent zegwi ki koresponn lan.Paramèt dekale SD la chanje soti nan 2 a 6, sa vle di nou konsidere D valè sòti nan 7.5 mm a 2.5 mm (nan f = 100 kHz).Ranje a gen ladan tou yon valè estanda 71 pou zegwi medikal asye pur.Kòm espere, dyamèt enteryè zegwi a afekte entansite son ki emèt pa zegwi a, ak yon valè maksimòm (1030 W/m2) ki koresponn ak D = λW/3 (sa vle di D = 5 mm) ak yon tandans diminye ak diminye. dyamèt.Li ta dwe pran an kont ke dyamèt D a se yon paramèt jewometrik ki afekte tou envazivite nan yon aparèy medikal, kidonk aspè kritik sa a pa ka inyore lè w ap chwazi valè a pi bon.Se poutèt sa, byenke diminisyon nan D rive akòz transmisyon ki pi ba nan entansite acoustic nan tisi yo, pou etid sa yo, dyamèt D = λW/5, sa vle di D = 3 mm (korespondan ak estanda 11G71 nan f = 100 kHz) , konsidere kòm yon konpwomi rezonab ant entrizyon aparèy ak transmisyon entansite son (mwayèn sou 450 W / m2).
Entansite mwayèn son ki emèt pa pwent zegwi a (konsidere plat), tou depann de dyamèt enteryè zegwi a (a), longè (b) ak ang bizote α (c).Longè nan (a, c) se 90 mm, ak dyamèt nan (b, c) se 3 mm.
Pwochen paramèt pou analize a se longè zegwi L la. Dapre etid ka anvan an, nou konsidere yon ang oblik α = 90° epi longè a mezire kòm yon miltip longèdonn nan dlo, sa vle di konsidere L = SL λW. .Paramèt echèl SL la chanje soti nan 3 pa 7, kidonk estime entansite mwayèn son ki emèt pa pwent zegwi a nan ranje longè ki soti nan 4.5 a 10.5 mm.Ranje sa a gen ladan valè tipik pou zegwi komèsyal yo.Rezilta yo montre nan fig.6b, ki montre ke longè zegwi a, L, gen yon gwo enfliyans sou transmisyon entansite son nan tisi yo.Espesyalman, optimize paramèt sa a te fè li posib amelyore transmisyon an pa apeprè yon lòd nan grandè.An reyalite, nan seri longè analize a, entansite son an mwayèn pran yon maksimòm lokal 3116 W/m2 nan SL = 4 (sa vle di, L = 60 mm), ak lòt la koresponn ak SL = 6 (sa vle di, L = 90). mm).
Apre analize enfliyans dyamèt la ak longè zegwi a sou pwopagasyon ultrason nan jeyometri silendrik, nou konsantre sou enfliyans ang bizote sou transmisyon entansite son nan tisi yo.Entansite mwayèn son ki soti nan pwent fib la te evalye kòm yon fonksyon nan ang α a, chanje valè li soti nan 10 ° (pwent byen file) a 90 ° (pwent plat).Nan ka sa a, reyon an nan esfè a entegre alantou pwent la konsidere nan zegwi a te 20 mm, se konsa ke pou tout valè nan α, pwent la nan zegwi a te enkli nan volim nan kalkile nan mwayèn nan.
Jan yo montre nan fig.6c, lè pwent an file, sa vle di, lè α diminye kòmanse soti nan 90 °, entansite a nan son an transmèt ogmante, rive nan yon valè maksimòm de apeprè 1.5 × 105 W / m2, ki koresponn ak α = 50 °, ieie, 2 se yon lòd nan grandè ki pi wo parapò ak eta a plat.Avèk plis file pwent la (sa vle di, nan α pi ba pase 50 °), entansite son an gen tandans diminye, rive nan valè ki konparab ak yon pwent aplati.Sepandan, byenke nou konsidere yon pakèt ang bizo pou simulation nou an, li vo konsidere ke file pwent la nesesè pou fasilite ensèsyon zegwi a nan tisi a.An reyalite, yon ang bizo ki pi piti (apeprè 10 °) ka diminye fòs 78 ki nesesè pou antre nan tisi.
Anplis de valè entansite son ki transmèt nan tisi a, ang bizote a afekte tou direksyon pwopagasyon vag, jan yo montre nan graf nivo presyon son yo montre nan Figi 7a (pou pwent plat la) ak 3b (pou 10°). ).pwent bizote), paralèl Se direksyon longitudinal evalye nan plan simetri a (yz, cf. Fig. 5).Nan ekstrèm de konsiderasyon sa yo, nivo presyon son an (ki refere kòm 1 µPa) konsantre sitou nan kavite zegwi a (sa vle di nan dlo a) epi li gaye nan tisi a.Nan plis detay, nan ka a nan yon pwent plat (figi 7a), distribisyon an nan nivo presyon son an se parfe simetrik ak respè direksyon longitudinal la, ak vag kanpe ka distenge nan dlo a ranpli kò a.Se vag la oryante longitudinal (z-aks), anplitid la rive nan valè maksimòm li nan dlo (apeprè 240 dB) ak diminye transverse, ki mennen nan yon diminisyon nan apeprè 20 dB nan yon distans 10 mm soti nan sant la nan zegwi a.Kòm espere, entwodiksyon an nan yon pwent pwenti (Fig. 7b) kraze simetri sa a, ak antinods yo nan vag kanpe yo "devye" dapre pwent zegwi a.Aparamman, asimetri sa a afekte entansite radyasyon pwent zegwi a, jan sa dekri pi bonè (Fig. 6c).Pou pi byen konprann aspè sa a, yo te evalye entansite acoustic la sou yon liy koupe orthogonal ak direksyon longitudinal zegwi a, ki te lokalize nan plan simetri zegwi a epi ki sitiye nan yon distans 10 mm soti nan pwent zegwi a ( rezilta nan Figi 7c).Plis espesyalman, distribisyon entansite son evalye nan ang oblik 10 °, 20 ° ak 30 ° (liy solid ble, wouj ak vèt, respektivman) yo te konpare ak distribisyon an toupre fen plat la (koub pwentiye nwa).Distribisyon entansite ki asosye ak zegwi plat yo parèt simetrik sou sant zegwi a.An patikilye, li pran yon valè apeprè 1420 W/m2 nan sant la, yon debòde apeprè 300 W/m2 nan yon distans ~ 8 mm, ak Lè sa a, diminye nan yon valè apeprè 170 W / m2 nan ~ 30 mm. .Kòm pwent la vin pwente, lòb santral la divize an plis lob ki varye entansite.Plis espesyalman, lè α te 30 °, twa petal yo te kapab byen distenge nan pwofil la mezire nan 1 mm soti nan pwent zegwi a.Yon sèl santral la se prèske nan sant la nan zegwi a e li gen yon valè estime a 1850 W / m2, ak youn nan pi wo sou bò dwat la se apeprè 19 mm soti nan sant la ak rive nan 2625 W / m2.Nan α = 20°, gen 2 lòb prensipal: youn pou chak -12 mm nan 1785 W/m2 ak youn pou chak 14 mm nan 1524 W/m2.Lè pwent la vin pi file ak ang lan rive nan 10 °, yon maksimòm de 817 W/m2 rive nan apeprè -20 mm, ak twa lòt lob nan entansite yon ti kras pi piti yo vizib sou pwofil la.
Nivo presyon son nan plan simetri y–z yon zegwi ki gen yon bout plat (a) ak yon bizote 10° (b).(c) Distribisyon entansite acoustic estime sou yon liy koupe pèpandikilè ak direksyon longitudinal zegwi a, nan yon distans 10 mm soti nan pwent zegwi a ak kouche nan plan simetri yz la.Longè L se 70 mm ak dyamèt D se 3 mm.
Ansanm, rezilta sa yo demontre ke zegwi medikal yo ka efektivman itilize pou transmèt ultrason nan 100 kHz nan tisi mou.Entansite son emèt la depann de jeyometri zegwi a epi yo ka optimize (sijè a limit yo enpoze pa anvayisman nan aparèy la fen) jiska valè nan seri a nan 1000 W / m2 (nan 10 mm).aplike nan pati anba a nan zegwi a 1. Nan ka a nan yon konpanse mikromèt, yo konsidere zegwi a yo dwe konplètman mete nan tisi mou an enfiniman pwolonje.An patikilye, ang lan bizote fòtman afekte entansite ak direksyon pwopagasyon vag son nan tisi a, ki prensipalman mennen nan orthogonality nan koupe a nan pwent zegwi a.
Pou sipòte devlopman nouvo estrateji tretman timè ki baze sou itilizasyon teknik medikal ki pa pwogrese, yo te analize pwopagasyon ltrason ba-frekans nan anviwònman timè a analiz ak enfòmatik.An patikilye, nan premye pati etid la, yon solisyon elastodinamik tanporè te pèmèt nou etidye simaye vag ultrasons nan spheroids timè solid nan gwosè li te ye ak rèd yo nan lòd yo etidye sansiblite frekans nan mas la.Lè sa a, frekans nan lòd la nan dè santèn de kilohertz yo te chwazi, ak aplikasyon lokal la nan estrès Vibration nan anviwònman an timè lè l sèvi avèk yon kondwi zegwi medikal te modle nan simulation nimerik pa etidye enfliyans nan paramèt prensipal konsepsyon ki detèmine transfè a nan acoustic la. pouvwa enstriman an nan anviwònman an.Rezilta yo montre ke zegwi medikal yo ka efektivman itilize pou iradyasyon tisi ak ultrason, ak entansite li se pre relasyon ak paramèt jeyometrik zegwi a, ki rele longèdonn acoustic k ap travay.An reyalite, entansite iradyasyon nan tisi a ogmante ak ogmante dyamèt entèn zegwi a, rive nan yon maksimòm lè dyamèt la se twa fwa longèdonn lan.Longè zegwi a tou bay kèk degre libète pou optimize ekspoze.Dènye rezilta a se tout bon maksimize lè longè zegwi a mete nan yon sèten miltip nan longèdonn opere a (espesyalman 4 ak 6).Enteresan, pou ranje frekans nan enterè, dyamèt optimize ak valè longè yo pre sa yo souvan itilize pou zegwi komèsyal estanda.Ang bizote a, ki detèmine netteté zegwi a, tou afekte emisivite a, pik nan apeprè 50 ° ak bay bon pèfòmans nan apeprè 10 °, ki se souvan itilize pou zegwi komèsyal yo..Rezilta simulation yo pral itilize pou gide aplikasyon ak optimize platfòm dyagnostik intraneedle lopital la, entegre ultrason dyagnostik ak terapetik ak lòt solisyon ki ka geri nan aparèy ak reyalize entèvansyon kolaborasyon medikaman presizyon.
Koenig IR, Fuchs O, Hansen G, von Mutius E. ak Kopp MV Ki sa ki medikaman ak presizyon?Eur, etranje.Jounal 50, 1700391 (2017).
Collins, FS ak Varmus, H. Nouvo inisyativ nan medikaman presizyon.N. eng.J. Medsin.372, 793–795 (2015).
Hsu, W., Markey, MK ak Wang, MD.Byomedikal Imaging enfòmatik nan epòk la medsin presizyon: Reyalizasyon, defi, ak opòtinite.Konfiti.remèd.enfòme.Asistan Pwofesè.20(6), 1010–1013 (2013).
Garraway, LA, Verweij, J. & Ballman, KV Precision nkoloji: yon revizyon.J. Klinik.Oncol.31, 1803–1805 (2013).
Wiwatchaitawee, K., Quarterman, J., Geary, S., ak Salem, A. Amelyorasyon nan terapi glioblastoma (GBM) lè l sèvi avèk yon sistèm livrezon ki baze sou nanopartikul.AAPS PharmSciTech 22, 71 (2021).
Aldape K, Zadeh G, Mansouri S, Reifenberger G ak von Daimling A. Glioblastoma: patoloji, mekanis molekilè ak makè.Akta neropatoloji.129 (6), 829–848 (2015).
Bush, NAO, Chang, SM ak Berger, MS Estrateji aktyèl ak fiti pou tretman gliom.nerochiriji.Ed.40, 1–14 (2017).