इकोोजेनिक सुई युक्तियों के ध्वनिक विज़ुअलाइज़ेशन सिद्धांत की विस्तृत व्याख्या

आधारशिला प्रभाव और माइक्रोबबल स्कैटरिंग तंत्र

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

सामान्य स्टेनलेस स्टील सुई अल्ट्रासाउंड के तहत "गायब" क्यों हो जाती हैं? यह ध्वनिक प्रतिबाधा और स्पेक्युलर प्रतिबिंब से शुरू होता है। मानव कोमल ऊतक और धातु के बीच एक बड़ा ध्वनिक प्रतिबाधा अंतर है; सैद्धांतिक रूप से, धातु को बहुत "उज्ज्वल" दिखना चाहिए। हालाँकि, एक चिकनी बेलनाकारसुईसतह एक उत्तल दर्पण की तरह काम करती है, {{0}जब अल्ट्रासाउंड किरण (आमतौर पर त्वचा के लंबवत घटना) सुई की धुरी के साथ एक छोटा कोण बनाती है (जैसे कि 15 डिग्री -30 डिग्री बाहर की ओर {{3}विमान पंचर), स्पेक्युलर प्रतिबिंब तरंग जांच के प्राप्त क्षेत्र से भटक जाती है, प्रतिध्वनि लगभग शून्य होती है, और स्क्रीन खाली हो जाती है। इसे "स्पेक्युलर रिफ्लेक्शन विफलता" के रूप में जाना जाता है।

इकोोजेनिक सुइयों का समाधान दृष्टिकोण स्पेक्युलर प्रतिबिंब को फैलाना बिखरने में परिवर्तित करना है। दो मुख्य कार्यान्वयन पथ हैं:

① ज्यामितीय सूक्ष्म संरचना संशोधन (सूक्ष्म -नक़्क़ाशी/डिम्पलिंग/आधारशिला प्रभाव)

निर्माता सुई की सतह पर हजारों माइक्रोन स्केल गड्ढों, खांचे, या 90 डिग्री आंतरिक कोनों (कॉर्नरस्टोन/कॉर्नर क्यूब एरेज़) को संसाधित करने के लिए नैनोसेकंड लेजर या सटीक रासायनिक नक़्क़ाशी का उपयोग करते हैं। जब अल्ट्रासाउंड इन समकोण खांचे में प्रवेश करता है, तो यह दो ऑर्थोगोनल प्रतिबिंबों से गुजरता है जो ऊर्जा को जांच के मूल पथ के साथ (या उसके करीब) वापस मोड़ देता है। यह "आधारशिला प्रभाव" है, जो यातायात परावर्तक बिल्ली की आंखों के सिद्धांत के समान है। हनीकॉम्ब माइक्रो ग्रिड ऐरे ±40 डिग्री घटना कोण सीमा के भीतर निरंतर मजबूत गूँज बनाए रख सकते हैं, जिससे वे उच्च अंत तंत्रिका ब्लॉक सुइयों के लिए मुख्यधारा समाधान बन जाते हैं। इस उपचार से सुई का बाहरी व्यास नहीं बदलता है और कोटिंग अलग होने का कोई जोखिम नहीं होता है, लेकिन सुई बेवल टिप क्षेत्र में सबसे अधिक प्रसंस्करण कठिनाई के साथ, महत्वपूर्ण उपकरण निवेश की आवश्यकता होती है।

② माइक्रोबबल्स युक्त पॉलिमर कोटिंग (इकोोजेनिक पॉलिमर कोटिंग)

मेडिकल पॉलीयुरेथेन/सिलोक्सेन पॉलिमर को बंद सूक्ष्म बुलबुले (वायु या अक्रिय गैस) के साथ मिलाया जाता है या जिंक ऑक्साइड/टाइटेनियम डाइऑक्साइड जैसे उच्च प्रतिबाधा कणों के साथ मिलाया जाता है, फिर डिप कोटिंग और सुखाने की प्रक्रियाओं के माध्यम से सुई के शरीर पर लेपित किया जाता है। एक बार ऊतक में, ऊतक द्रव और कोटिंग के बीच अनगिनत छोटे ध्वनिक प्रतिबाधा इंटरफेस बन जाते हैं; माइक्रोबबल्स मजबूत बिखरने वाले स्रोतों के रूप में कार्य करते हैं, जिससे स्कैनिंग विमान में पूरी सुई शाफ्ट चमकीली हो जाती है। कुक मेडिकल की इकोटिप® श्रृंखला इस तकनीक का उपयोग करती है। इसका लाभ बायोप्सी नॉच पर भी पूरी तरह से दृश्यमान दृश्यता के साथ पूर्ण लंबाई कवरेज है; दोष यह है कि बार-बार पोंछने, अल्कोहल कीटाणुशोधन, या उच्च तापमान नसबंदी से बुलबुला परत को नुकसान हो सकता है, और कुछ उत्पाद केवल एकल उपयोग के लिए नामित हैं।

③ सैंडब्लास्टिंग / एनोडाइजिंग रफनिंग

उप-{0}माइक्रोन-स्तर की असमानता बनाने के लिए कोरंडम एयरफ्लो प्रभाव का उपयोग करना{{2}सबसे कम लागत वाला विकल्प है, लेकिन प्रतिध्वनि की तीव्रता कोण के साथ बहुत भिन्न होती है, और गहरे{3}ऊतक दृश्यावलोकन पहले दो तरीकों की तुलना में कमजोर है, जिसका उपयोग ज्यादातर प्रवेश स्तर के उत्पादों में किया जाता है।

विज़ुअलाइज़ेशन गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों में शामिल हैं: अल्ट्रासाउंड आवृत्ति (उच्च आवृत्ति रैखिक सरणी जांच सतही तंत्रिका ब्लॉकों के लिए अच्छा दृश्य प्रदान करती है; कम आवृत्ति उत्तल सरणी गहरे अंगों के लिए उपयुक्त होती है लेकिन कम रिज़ॉल्यूशन के साथ), लाभ सेटिंग्स (अत्यधिक उच्च लाभ सुई की छाया को शोर में डुबो देता है; उचित रूप से कम लाभ सुई टिप को पहचानने में आसान बनाता है), और पंचर प्लेन (अंदर से सुई की नोक को पहचानना आसान हो जाता है), और पंचर प्लेन (अंदर के अंदर पूरे शाफ्ट को ट्रैक करने की अनुमति देता है, बाहर का प्लेन केवल टिप दिखाता है। डॉट, इसलिए टिप सुदृढीकरण आवश्यक है)।

हाल के शोध में सक्रिय स्थिति अंकन के लिए सुई की नोक पर पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर या प्रतिबाधा संवेदन को एकीकृत करने का भी प्रयास किया गया है, लेकिन इसका अभी तक बड़े पैमाने पर व्यावसायीकरण नहीं किया गया है। कुल मिलाकर, "माइक्रोस्ट्रक्चर डिफ्यूज़ स्कैटरिंग बनाम कोटिंग बबल स्कैटरिंग" के दो प्रमुख स्कूलों को समझने से परिदृश्य के आधार पर नैदानिक ​​​​चयन में मदद मिलती है। सतही तंत्रिका ब्लॉक नक्काशीदार प्रकार (टिकाऊ, स्पष्ट युक्तियाँ) का पक्ष लेते हैं, जबकि गहरी बायोप्सी और जल निकासी लेपित प्रकार (पूर्ण लंबाई चमक, पायदान दृश्यता) की ओर जाती है।