Геометрия скоса иглы влияет на величину изгибного отклонения при ультразвуковом исследовании.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 17096 (2022) Цитировать эту статью

945 Доступов

Подробности о метриках

Недавно было продемонстрировано, что использование ультразвука увеличивает выход ткани при тонкоигольной аспирационной биопсии с ультразвуковым усилением (USeFNAB) по сравнению с традиционной тонкоигольной аспирационной биопсией (FNAB). На сегодняшний день связь между геометрией скоса и действием кончика иглы широко не изучена. В этом исследовании мы изучили резонансные характеристики иглы и величину отклонения иглы с различной геометрией и длиной скоса. У обычного ланцета со скосом длиной 3,9 мм отношение отклонения кончика к мощности (DPR) на воздухе и в воде составляло 220 и 105 мкм/Вт соответственно. Это было выше по сравнению с осесимметричным наконечником с длиной скоса 4 мм, который достигал DPR 180 и 80 мкм/Вт в воздухе и воде соответственно. В этом исследовании подчеркивается важность взаимосвязи между изгибной жесткостью геометрии скоса в контексте различных средств введения и, таким образом, может обеспечить понимание подходов к управлению режущим действием после прокола путем изменения геометрии скоса иглы, что важно для применения USeFNAB.

Тонкоигольная аспирационная биопсия (ТНАБ) – это метод, в котором используются иглы для получения образца ткани при подозрении на патологию1,2,3. Было показано, что наконечники типа Франсена обеспечивают более высокую диагностическую эффективность, чем обычный ланцет4 и наконечник Менгини5. Также предполагается, что осесимметричные (т.е. окружные) скосы повышают вероятность получения гистопатологически адекватного образца6.

Во время биопсии игла проникает через кожу и слои тканей для доступа к предполагаемой патологии. Недавние исследования показывают, что ультразвуковая активация может уменьшить необходимую силу прокола мягких тканей7,8,9,10. Было показано, что геометрия скоса иглы влияет на силы взаимодействия иглы, например, было показано, что более длинные скосы вызывают меньшие силы прокола ткани11. Было высказано предположение, что после того, как игла проникла в поверхность ткани, т.е. после прокола, режущая сила иглы может составлять до 75% от общей силы взаимодействия иглы с тканью12. Было продемонстрировано, что на постпункционных стадиях ультразвуковое исследование (УЗИ) может повысить эффективность диагностической биопсии мягких тканей13. Другие методы с ультразвуковым усилением биопсии кости были разработаны для отбора проб твердых тканей14,15, но никаких результатов по улучшению выхода биопсии не сообщалось. В многочисленных исследованиях также было установлено, что механическое смещение увеличивается с увеличением возбуждающего напряжения ультразвука16,17,18. Несмотря на то, что существует множество исследований, касающихся осевых (продольных) статических сил при взаимодействии иглы с тканью19,20, исследования временной динамики и геометрии скоса иглы при FNAB с ультразвуковым усилением (USEFNAB) были ограничены.

Целью данного исследования было изучение роли различной геометрии скоса на действие кончика иглы в игле, приводимой в действие при изгибе на ультразвуковой частоте. Более конкретно, мы изучали после пункции влияние среды для введения на отклонение кончика иглы для обычной иглы с фаской (т.е. ланцета), аксиально-симметричной и а-симметричной одноступенчатой ​​геометрии фаски (рис. 1). . Понимание того, как контролируется действие кончика иглы, может быть полезным при разработке игл USeFNAB для различных целей, таких как выборочное получение аспирата или кернов мягких тканей.

В это исследование включены различные геометрии фасок. (a) Ланцет со спецификациями в соответствии со стандартом ISO 7864:201636, где \(\alpha\) — основной угол скоса, \(\theta\) — угол поворота вторичного скоса, а \(\phi\) — вторичный скос. угол при повороте измеряется в градусах (\(^\circ\)). (b) линейная а-симметричная одноступенчатая фаска (в стандарте DIN 13097:201937 называется «стандартной») и (c) линейная осесимметричная (по окружности) одноступенчатая фаска.