Išsami-Akustinės sklaidos, mikro-ėsdinimo ir polimerinės dangos vizualizavimo mechanizmų analizė

https://www.nature.com/articles/s41598-024-72620-8

Taiechogeninės adatosultragarsu atrodo kaip ryškios linijos, o ne „nematomos“, atsirandančios dėl tyčinės akustinės sąsajos projektavimo ir medžiagų modifikavimo. Norint suprasti principą, pirmiausia reikia suprastiakustinės varžos neatitikimas​ ir veidrodinio atspindžio apribojimas: varžos skirtumas tarp metalo ir minkštųjų audinių yra didžiulis, -teoriškai sukuriantis stiprų atspindį-, tačiau lygus cilindrinis adatos paviršius grąžina aptinkamą aidą tik tada, kai ultragarso spindulys yra beveik statmenas. Įterpimo kampui padidėjus (dažnai plokštumos punkcijai iš-iš-), atsispindėjusi banga nukrypsta nuo zondo angos pagal vienodų kritimo / atspindžio kampų dėsnį, sukeldama dalinį arba visišką adatos atvaizdo praradimą-kliniškai pažįstamą "adatos iškritimą"{6}}.

1 mechanizmas: mechaninis mikro-ėsdinimas / mikro- įdubimas (mikro-įdubimas / ėsdinimas lazeriu)

Gamintojai naudoja precizišką CNC arba lazerinį apdorojimą, kad ant adatos galo ir iš anksto nustatytos veleno vizualizacijos zonos sukurtų reguliariai išdėstytas mikro- dydžio duobutes, griovelius arba korio matricas. Šios mikroskopinės geometrinės ypatybės suardo ištisinį veidrodžio paviršių, todėl krintantis ultragarsas difrakuoja ir išsisklaido keliuose taškuose, o dalis energijos sklinda visomis kryptimis -įskaitant atgal į zondą. Gerai -sukurtas mikro-ėsdinimas išlaiko aiškų aidą dideliais 30–70 laipsnių nuokrypio kampais, o dvigubai sustiprintas antgalio ėsdinimas sukuria ryškų tašką, palengvinantį gylio nustatymą. Nedidelis šiurkštumo padidėjimas yra teorinis trūkumas; pavieniuose pranešimuose minimas minimaliai padidėjęs audinių pasipriešinimas, nors klinikinis poveikis paprastai yra nereikšmingas.

2 mechanizmas: polimerinė danga su mikroburbuliukais / keraminėmis mikrosferomis (polimerinė echogeninė danga)

Medicininiai poliuretano arba silikono -pagrindo polimerai sumaišomi su uždarais mikroburbulais (mikro-oro-burbuliukais), tuščiaviduriais stiklo mikrosferomis arba didelės -impedanso keramikos dalelėmis ir vienodai padengiami adatos velenu (dažniausiai vizualizacijos segmente). Daugybė mikro{5}}sąsajų dangoje sukuria didelius akustinės varžos nutrūkimus; krintančios bangos sukuria intensyvią atgalinę sklaidą, paversdamos veleną kaip ištisinę ryškią ultragarso liniją. Tipiškos komercinės technologijos apima Cook Medical EchoTip® seriją ir Encapson Sono-Coat™. Dengimo metodas nepažeidžia pagrindo, gali būti naudojamas adatoms su šoninėmis angomis / mėginio įpjovomis, o mikroburbuliukų dydis / tankis gali būti optimizuotas taikinio gyliui, -mažesni, tankesni burbuliukai sekliems objektams (smulki ryški linija), didesni burbuliukai gilesniems objektams (sustiprintas aidas, galbūt su šešėliavimu).

3 mechanizmas: masinės medžiagos / sudėtinės konstrukcijos modifikavimas (rečiau)

Tyrimo-etapų metodai apima akyto metalo sukepinimą arba sudėtinį įterpimą, kad adatos korpusas galėtų sklaidytis, tačiau dabartinė masinė gamyba orientuota į išgraviruotus ir dengtus derinius.

Pagrindiniai kintamieji, turintys įtakos matomumui:

• Įdėjimo kampas:​ Mažesni kampai (beveik{0}}lygiagrečiai spinduliui) suteikia tam tikrą matomumą net ir su paprastomis adatomis; statesni kampai labai priklauso nuo echogeninio patobulinimo-mikro-graviravimas rodo didesnį pranašumą esant dideliems kampams.
• Zondo dažnis:​ Aukšto dažnio žemo -dažnio išgaubtam matricai (2–5 MHz) giliems organams reikia stipresnių sklaidos dangų.
• Adatos matuoklis:Stambių spyglių (14–18G) skerspjūviai yra didesni ir lengviau matomi; Smulkios adatos (22–25G) labai priklauso nuo aukštos kokybės echogeninio gydymo.
• Audinių fonas:​ Riebalų-įsiskverbusios kepenys arba retroperitoninis hiperechoinis fonas sumažina kontrastą, todėl reikalauja didesnio dangos atspindžio.
• Klinikinis patarimas:​ Net naudojant echogenines adatas, geriausia praktika išlieka veleno laikymas ultragarsinio skenavimo plokštumoje (-plokštumos technika); ne-iš-plokštumos technikoje pasikliaukite sustiprintu antgalio aido tašku, kad įvertintumėte gylį. Naujesni zondai su adatos valdymo / spindulio valdymo funkcija gali dar labiau kompensuoti.

Apibendrinant galima pasakyti, kad echogeninė adatos vizualizacija nėra „stebuklinga“, o valdomos akustinės sklaidos inžinerijos -mikro-duobelės suskaido veidrodį į išsklaidytus šaltinius, mikroburbulinės polimerinės dangos suteikia gausias atgalinės sklaidos sąsajas, o atskirai arba kartu jos padaro kitaip „dingstančią adatą ant ekrano ir labai blyškia spalva“. realaus laiko erdvinės lokalizacijos ženklai.