Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com.Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo leh taageero CSS xaddidan.Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer).Intaa waxaa dheer, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan ku tusineynaa goobta aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Sliders oo muujinaya saddex maqaal sawirkiiba.Isticmaal badhamada dambe iyo kuwa xiga si aad ugu dhex gudubto boggaga, ama badhamada kantaroolaha slide ee dhamaadka si aad ugu gudubto sawir kasta.
Iyada oo ku saleysan isgoysyada cilmu-nafsiga ee fiisigiska iyo cilmiga nolosha, istiraatijiyadaha ogaanshaha iyo daweynta ee ku saleysan daawaynta saxda ah ayaa dhawaan soo jiidatay dareen la taaban karo iyadoo ay ugu wacan tahay ku-dhaqanka la taaban karo ee hababka injineernimada cusub ee dhinacyo badan oo daawada ah, gaar ahaan oncology.Qaab-dhismeedkan dhexdiisa, isticmaalka ultrasound si loo weeraro unugyada kansarka ee burooyinka si ay u keento dhaawac farsamo oo suurtagal ah oo miisaanno kala duwan ah ayaa soo jiidanaya dareenka sii kordhaya ee saynisyahannada adduunka oo dhan.Iyadoo la tixgelinayo arrimahan, oo ku saleysan xalalka elastodynamic ee waqtiga iyo jilitaanka tirooyinka, waxaan soo bandhignaa daraasad horudhac ah oo ku saabsan jilitaanka kumbuyuutarka ee faafinta ultrasound ee unugyada si loo doorto wareegyo iyo awood ku habboon by shucaaca maxalliga ah.Madal cusub oo lagu ogaanayo shaybaadhka Tignoolajiyada On-Fiber, oo loo yaqaan irbadda cisbitaalka oo mar horeba la shatiyeeyay.Waxaa la rumeysan yahay in natiijooyinka falanqaynta iyo aragtiyada biophysical ee laxiriira ay u furi karaan dariiqa cusub ee ogaanshaha iyo habab daweyn oo isku dhafan kuwaas oo door dhexe ka ciyaari kara adeegsiga daawada saxda ah mustaqbalka, iyagoo ka soo qaadanaya dhinacyada fiisigiska.Is-dhexgalka sii kordhaya ee u dhexeeya bayoolaji ayaa bilaabmaya .
Iyada oo la wanaajinayo tiro badan oo codsiyo caafimaad ah, baahida loo qabo in la yareeyo waxyeelada bukaanka ayaa si tartiib tartiib ah u bilowday.Si taas loo gaaro, daawada saxda ah1, 2, 3, 4, 5 waxay noqotay yoolal istiraatijiyadeed si loo dhimo qiyaasta daawooyinka la keeno bukaanka, asal ahaan iyadoo la raacayo laba hab oo waaweyn.Midda kowaad waxay ku salaysan tahay daawaynta loo qaabeeyey iyadoo loo eegayo astaanta genome ee bukaanka.Midda labaad, oo noqonaysa heerka dahabka ee oncology, ujeedadeedu tahay in laga fogaado hababka gudbinta daroogada habaysan iyada oo la isku dayayo in la sii daayo qadar yar oo daroogo ah, isla markaana kordhinaysa saxnaanta iyada oo loo marayo isticmaalka daaweynta maxaliga ah.Hadafka ugu dambeeya waa in la baabi'iyo ama ugu yaraan la yareeyo saameynta xun ee habab badan oo daweyn ah, sida kiimoterabiga ama maamulka nidaamka radionuclides.Iyadoo ku xiran nooca kansarka, goobta, qiyaasta shucaaca, iyo arrimo kale, xitaa daaweynta shucaaca waxay yeelan kartaa khatar sare oo dabiici ah oo ku wajahan unug caafimaad qaba.Daaweynta glioblastoma6,7,8,9 qalliinka si guul leh ayaa looga saarayaa kansarka hoose, laakiin xitaa maqnaanshaha metastases, qaar badan oo kansar ah oo yaryar ayaa laga yaabaa inay joogaan.Haddii aan si buuxda loo saarin, tiro cusub oo kansar ah ayaa ku kori kara muddo gaaban gudaheed.Xaaladdan oo kale, xeeladaha daawaynta saxda ah ee aan soo sheegnay way adag tahay in la dabaqo sababtoo ah kuwan soo dhex galay way adagtahay in la ogaado oo ku faafo aag ballaaran.Caqabadahani waxay ka hortagayaan natiijooyin la taaban karo si looga hortago soo noqnoqoshada daawada saxda ah, markaa hababka gudbinta habaysan ayaa la doorbidaa xaaladaha qaarkood, inkastoo daawooyinka la isticmaalo ay yeelan karaan heerar aad u sarreeya oo sun ah.Si looga gudbo dhibaatadan, habka ugu habboon ee daawaynta ayaa noqon doonta in la isticmaalo xeeladaha ugu yar ee weerarka ah kuwaas oo si xushmad leh u weerari kara unugyada kansarka iyada oo aan waxyeello u geysan unugyada caafimaadka qaba.Marka la eego dooddan, isticmaalka gariirrada ultrasonic, kuwaas oo lagu muujiyay inay saameeyaan unugyada kansarka iyo kuwa caafimaadka qaba si kala duwan, labadaba nidaamyada unugyada iyo qaybaha mesoscale heterogeneous, waxay u muuqdaan xal suurtagal ah.
Marka laga eego dhinaca makaanikada, unugyada caafimaadka qaba iyo kansarka runtii waxay leeyihiin soo noqnoqosho dabiici ah oo kala duwan.Hantidani waxay la xiriirtaa isbeddelada oncogenic ee sifooyinka farsamada ee qaabka cytoskeletal ee unugyada kansarka12,13, halka unugyada burooyinka ay yihiin, celcelis ahaan, aad u qallafsan marka loo eego unugyada caadiga ah.Sidaa darteed, xulashada ugu fiican ee soo noqnoqoshada ultrasound ee kicinta, gariirrada ka dhasha aagagga la doortay waxay sababi karaan dhaawac ku yimaada dhismayaasha kansarka nool, iyagoo yareynaya saameynta deegaanka caafimaadka leh ee martida loo yahay.Saamayntan aan weli si buuxda loo fahmin waxaa ka mid noqon kara burburinta qaybo ka mid ah qaab-dhismeedka gacanta oo ay ugu wacan tahay gariir aad u sarreeya oo ay keento ultrasound (mabda' ahaan aad ugu eg lithotripsy14) iyo dhaawaca unugga oo ay ugu wacan tahay dhacdo la mid ah daalka farsamada, taas oo iyana beddeli karta qaab-dhismeedka gacanta. .barnaamijyada iyo makaanobioloji.Inkasta oo xalkan aragtiyeed uu u muuqdo mid aad u habboon, nasiib daro looma isticmaali karo kiisaska qaab-dhismeedka bayoolojiga anechoic ka hortagaya codsiga tooska ah ee ultrasound, tusaale ahaan, codsiyada intracranial sababtoo ah joogitaanka lafaha, iyo qaar ka mid ah burooyinka naaska ayaa ku yaala adipose. nudaha.Attenuation ayaa laga yaabaa inay xaddiddo goobta saameynta daawaynta ee suurtagalka ah.Si loo xaliyo dhibaatooyinkan, ultrasound waa in lagu dabaqaa gudaha gudaha iyada oo la adeegsanayo transducers si gaar ah loo habeeyay kuwaas oo gaadhi kara goobta la ildaran sida ugu yar ee suurtogalka ah.Anigoo tan maskaxda ku hayna, waxaan tixgelinay suurtagalnimada isticmaalka fikradaha la xiriira suurtagalnimada abuurista madal teknoloji oo cusub oo loo yaqaan "cisbitaalka irbadda"15.Fikradda "Isbitaalka Irbada" waxay ku lug leedahay horumarinta qalab caafimaad oo ugu yar ee loogu talagalay ogaanshaha iyo codsiyada daaweynta, oo ku salaysan isku-darka hawlaha kala duwan ee hal irbad caafimaad.Sida si faahfaahsan loogu falanqeeyay qaybta Irbada Cisbitaalka, qalabkan cufan wuxuu ugu horreyn ku salaysan yahay faa'iidooyinka 16, 17, 18, 19, 20, 21 fiber optic probes, kuwaas oo, sababo la xiriira sifooyinkooda, ku habboon in la geliyo heerka 20. irbado caafimaad, 22 lumen.Ka faa'iidaysiga dabacsanaanta ay bixiso teknoolojiyadda Lab-on-Fiber (LOF) 23, fiberku wuxuu si wax ku ool ah u noqonayaa madal u gaar ah oo la yareeyey oo diyaar u ah in la isticmaalo ogaanshaha iyo aaladaha daweynta, oo ay ku jiraan biopsy biopsy iyo aaladaha biopsy unugyada.in biomolecular detection24,25, gaarsiinta daawada maxaliga ah ee iftiinka lagu hago26,27, saxnaanta sare ee ultrasound imaging28, thermal therapy29,30 iyo aqoonsiga unugyada kansarka ku salaysan spectroscopy31.Fikradan dhexdeeda, iyada oo la adeegsanayo hab deegaan oo ku salaysan qalabka "cirbadda isbitaalka", waxaan baarnaa suurtogalnimada in la wanaajiyo kicinta maxalliga ah ee dhismayaasha noolaha iyada oo la adeegsanayo faafinta mowjadaha ultrasound iyada oo loo marayo cirbadaha si loo kiciyo mowjadaha ultrasound gudaha gobolka xiisaha..Sidaa darteed, ultrasound-ka-daweynta ee xoogga-yar ayaa si toos ah loogu dabaqi karaa aagga khatarta ah ee ugu yar ee loogu talagalay unugyada sonicating iyo qaababka adag ee yaryar ee unugyada jilicsan, sida kiiska qalliinka intracranial ee kor ku xusan, dalool yar oo madaxa ah waa in la geliyo a Irbad.Waxaa dhiirigeliyay natiijooyinkii ugu dambeeyay ee aragtiyo iyo tijaabo ah oo soo jeedinaya in ultrasound uu joojin karo ama dib u dhigi karo horumarinta kansarrada qaarkood, 32,33,34 habka la soo jeediyay ayaa laga yaabaa inuu caawiyo wax ka qabashada, ugu yaraan mabda'a, ganacsiga muhiimka ah ee u dhexeeya saameynta gardarrada iyo daaweynta.Iyadoo tixgalintan maskaxda lagu hayo, warqadda xaadirka ah, waxaanu baadhnay suurtogalnimada isticmaalka qalabka irbadda ee isbitaalka ee daaweynta ultrasound ugu yar ee kansarka.Si sax ah, Falanqaynta Kala-firdhinta ee Massyada Burada Spherical ee Qiyaasta Kobaca-Ku-tiirsanaanta Qaybta Soo noqnoqda ee Ultrasound, waxaanu isticmaalnaa hababka elastodynamic si fiican loo aasaasay iyo aragtida kala firdhinta dhawaaqa si loo saadaaliyo xajmiga burooyinka adag ee spherical ee koray dhexdhexaad ah.qallafsanaanta ka dhacda inta u dhaxaysa burada iyo unugga martida loo yahay sababtoo ah dib-u-qaabaynta korriinka ee alaabta.Markaan sharaxnay nidaamkayaga, kaas oo aan ugu yeerno "Isbitaalka Irbada", qaybta "Isbitaalka Irbada", waxaan falanqeyneynaa faafinta mowjadaha ultrasonic iyada oo loo marayo cirbadaha caafimaadka ee soo noqnoqoshada la saadaaliyay iyo qaabkooda tirooyinka ayaa iftiiminaya deegaanka si ay wax u bartaan. cabbirada joomatari ee ugu muhiimsan (dhexroorka dhabta ah ee gudaha , dhererka iyo fiiqan ee irbadda), saameynaya gudbinta awoodda codka ee qalabka.Marka la eego baahida loo qabo in la horumariyo xeeladaha injineernimada cusub ee daawada saxda ah, waxaa la aaminsan yahay in daraasadda la soo jeediyay ay gacan ka geysan karto horumarinta qalab cusub oo loogu talagalay daaweynta kansarka oo ku salaysan isticmaalka ultrasound ee la keeno iyada oo loo marayo qalab daaweyneed oo isku dhafan oo isku dhafan ultrasound iyo xalal kale.Isku darka, sida gaarsiinta daroogada la beegsaday iyo ogaanshaha waqtiga-dhabta ah ee hal irbad gudaheeda.
Wax ku oolnimada bixinta xeeladaha makaanikada ee daaweynta burooyinka adag ee deegaanka iyadoo la adeegsanayo kicinta ultrasonic (ultrasound) waxay ahayd hadafka waraaqo dhowr ah oo ka hadlaya aragti ahaan iyo tijaabo ahaan labadaba saamaynta gariirada ultrasonic-ka hooseeya ee hababka hal-unugyada 10, 11, 12 .Natiijadu waxay soo jeedinaysaa, mabda'a ahaan, unugyada burooyinka waxaa si xushmad leh u weerari kara kicinta farsamada ee ilaaliya deegaanka martida loo yahay.Dabeecaddani waa natiijo toos ah oo caddaynta muhiimka ah, in kiisaska intooda badan, unugyada burooyinka ay aad uga jilicsan yihiin unugyada caafimaadka qaba, laga yaabo inay kor u qaadaan awoodda ay u leeyihiin inay bataan oo ay u haajiraan37,38,39,40.Iyada oo ku saleysan natiijooyinka laga helay hal nooc oo unug ah, tusaale ahaan microscale, xulashada unugyada kansarka ayaa sidoo kale lagu muujiyay mesoscale iyada oo loo marayo daraasado tirooyin ah oo jawaabaha iswaafajinta ee isku-darka unugyada kala duwan.Bixinta boqolkiiba kala duwan ee unugyada kansarka iyo unugyada caafimaadka qaba, isku-darka unugyada-badan ee boqollaal mikromitir cabbirkooda ayaa si heersare ah loo dhisay.Marka la eego mesolevel ee isku-darka kuwan, qaar ka mid ah sifooyinka yar yar ee xiisaha ayaa la ilaaliyaa iyada oo ay ugu wacan tahay hirgelinta tooska ah ee qaybaha ugu muhiimsan ee qaab dhismeedka kuwaas oo tilmaamaya habdhaqanka farsamada ee hal unug.Gaar ahaan, unug kastaa waxa uu isticmaalaa qaab-dhismeed ku-salaysan culayska si uu u ekaado jawaabta qaab-dhismeedyada cytoskeletal ee kala duwan ee hore loo adkeeyey, taas oo saamaynaysa guud ahaan qallafsanaantooda12,13.Saadaasha aragtida iyo tijaabooyinka in vitro ee suugaanta kor ku xusan waxay bixiyeen natiijooyin dhiirigelin leh, taas oo muujinaysa baahida loo qabo in la barto dareenka cufnaanta buro ee ultrasound-ka daaweynta ee hooseeya (LITUS), iyo qiimeynta inta jeer ee shucaaca burooyinka burooyinka ayaa muhiim ah.booska LITUS ee codsiga goobta.
Si kastaba ha ahaatee, heerka nudaha, sharaxaadda submacroscopic ee qaybta shakhsi ahaaneed ayaa si lama filaan ah u luntay, sifooyinka unugyada burooyinka waxaa lagu raadin karaa iyadoo la adeegsanayo habab isdaba-joog ah si ay ula socdaan kobaca ballaaran iyo hababka dib-u-qaabaynta walaaca, iyadoo la tixgelinayo saameynta macroscopic ee koritaanka.-isbeddellada ku yimaadda barti nudaha ee cabbirka 41.42.Runtii, si ka duwan nidaamyada unugyada unugyada iyo isku-darka, cufnaanta burooyinka adag waxay ku koraan unugyo jilicsan sababtoo ah si tartiib tartiib ah u ururinta culeysyada haraaga ah ee aberrant, taas oo beddeleysa sifooyinka farsamada dabiiciga ah sababtoo ah kororka guud ahaan qallafsanaanta intratumoral, iyo burooyinka sclerosis inta badan waxay noqdaan arrin go'aaminaya. ogaanshaha burada.
Iyadoo tixgalintan maskaxda lagu hayo, halkan waxaan ku falanqeyneynaa jawaabta sonodynamic ee burooyinka burooyinka oo loo qaabeeyey sida isku-darka laastikada ee ku koraya jawiga unugyada caadiga ah.Si sax ah, sifooyinka laastikada ee la xidhiidha marxaladda burada ayaa lagu go'aamiyay iyadoo lagu saleynayo natiijooyinka aragtida iyo tijaabada ah ee ay heleen qaar ka mid ah qorayaasha shaqada hore.Waxaa ka mid ah, horumarinta burooyinka adag ee spheroids ee ku koray in vivo ee warbaahinta kala duwan ayaa lagu bartay iyadoo la adeegsanayo moodooyinka farsamada ee aan tooska ahayn 41,43,44 oo ay weheliyaan isbeddellada isdhexgalka si loo saadaaliyo horumarinta cufnaanta burooyinka iyo cadaadiska intratumoral ee la xidhiidha.Sida kor ku xusan, korriinka (tusaale, prestretching aan dabacsanayn) iyo walbahaarka haraaga ah waxay sababaan dib-u-qaabayn horudhac ah oo lagu sameeyo sifooyinka maaddada burada, taas oo sidoo kale beddeleysa jawaab celinteeda codka.Waxaa muhiim ah in la ogaado in tixraac.41 kobcinta kobaca koritaanka iyo walbahaarka adag ee burooyinka ayaa lagu muujiyay ololeyaal tijaabo ah oo ku saabsan noocyada xayawaanka.Gaar ahaan, isbarbardhigga qallafsanaanta buro naasaha ayaa lagu soo rogay heerar kala duwan iyada oo qallafsanaanta la helay iyada oo la soo saarayo xaalado la mid ah silico oo ku saabsan qaabka element spherical finite oo leh cabbir isku mid ah iyo iyada oo la tixgelinayo goobta cadaadiska haraaga ah ee la saadaaliyay ayaa xaqiijiyay habka la soo jeediyay. ansaxnimada model.Shaqadan, natiijooyin aragtiyo iyo tijaabo ah oo hore loo helay ayaa loo isticmaalaa si loo horumariyo istaraatiijiyad daweyn oo cusub oo horumarsan.Gaar ahaan, cabbirrada la saadaaliyay ee leh sifooyinka iska caabbinta kobaca ee u dhigma ayaa lagu xisaabiyay halkan, kuwaas oo sidaas loo isticmaalay si loo qiyaaso inta jeer ee tirada burooyinka ee ku dhex jira deegaanka martida loo yahay ay aad u nugul yihiin.Si taas loo gaaro, waxaan sidaas baaray habdhaqanka firfircoon ee cufnaanta burada marxalado kala duwan, oo lagu qaaday heerar kala duwan, iyadoo la tixgelinayo tilmaamayaasha acoustic si waafaqsan mabda'a guud ee la aqbalay ee kala firdhiyey jawaab u ah kiciyeyaasha ultrasonic iyo muujinta suurtagalnimada ifafaale resonant ee spheroid ah. .iyadoo ku xiran buro iyo kala duwanaanshiyaha Kobaca ku tiirsan ee martida loo yahay ee qallafsanaanta unugyada.
Sidaa darteed, tirada burooyinka waxaa loo qaabeeyey sidii goobo laastiig ah ee radius \(a \) ee ku hareeraysan deegaanka laastiga ah ee martida loo yahay iyadoo lagu salaynayo xogta tijaabada ah ee muujinaysa sida dhismayaasha xunxun ay ugu koraan goobta iyagoo qaabab wareegsan.Iyadoo la tixraacayo jaantuska 1, iyadoo la adeegsanayo isku-duwayaasha wareega \(\{r,\theta,\varphi \}\) (halka \(\theta \) iyo \(\varphi \) u taagan yihiin xagasha aan caadiga ahayn iyo xagasha azimuth siday u kala horreeyaan), tumor domain occupies Gobol ku guntan boos caafimaad qaba \({\mathcal {V}}_{T}=\{(r,\theta,\varphi):r\le a\}\) gobol aan xuduud lahayn \({\mathcal { V}}_{H} = \{(r,\theta,\varphi):r > a\}\).U tixraacida Macluumaadka Dheeraadka ah (SI) ee sifaynta dhamaystiran ee qaabka xisaabeed ee ku salaysan saldhigga si fiican loo aasaasay ee elastodynamic ee laga soo sheegay qoraallo badan45,46,47,48, waxaanu halkan ku tixgelinaynaa dhibaato lagu garto qaabka oscillation axisymmetric.Malahani waxa uu tusinayaa in dhammaan doorsoomayaasha ku jira burada iyo meelaha caafimaadka qaba ay ka madax banaan yihiin isku duwaha azimuthal \(\varphi\)Sidaa darteed, barokaca iyo meelaha walaaca waxaa laga heli karaa laba awoodood oo scalar \ (\phi = \ koofiyadda \\ phi} \ bidix ( {r, \ theta} \ right) e ^ { { - i \omega {\kern 1pt } t }} \) iyo \(\chi = \ koofiyadda {\chi } \ bidix ( {r,\theta} \right)e^{{- i\omega {\kern 1pt} t }} \) , waa siday u kala horreeyaan oo la xidhiidha mowjadda dhaadheer iyo mawjada xiirid, wakhtiga isku beegay t ee u dhexeeya qulqulka \(\theta \) iyo xagasha u dhaxaysa jihada mawjada dhacdada iyo booska booska \({\mathbf {x)) \) sida ku cad shaxanka 1) iyo \(\omega = 2\pi f \) waxay ka dhigan tahay inta jeer ee xagal.Gaar ahaan, goobta dhacdada waxaa qaabeeyay mowjadda diyaaradda \(\phi_{H}^{(in)}\) (sidoo kale lagu soo bandhigay nidaamka SI, isla'egta (A.9)) oo ku faafineysa mugga jirka sida uu qabo muujinta sharciga
meesha \(\phi_{0}\) ay tahay cabbirka baaxadda.Balaadhinta wareega ee mowjadda diyaaradda shilka (1) iyadoo la adeegsanayo shaqada hirarka wareega waa doodda caadiga ah:
Meesha \ (j_{n}\) ay tahay shaqada Bessel spherical ee nooca ugu horreeya ee amarka \(n\), iyo \(P_{n}\) waa halbeegga Legendre.Qayb ka mid ah mawjadda dhacdada ee wareegga maalgashiga ayaa ku firirsan dhexdhexaadka ku hareeraysan waxayna ku dul wareegaysaa goobta dhacdada, halka qaybta kale ay ku firirsan tahay gudaha goobta, taas oo gacan ka geysaneysa gariirkeeda.Si taas loo sameeyo, xalalka iswaafajinta ee isla'egta hirarka \(\nabla^{2} \hat{\phi } + k_{1}^{2} {\mkern 1mu} \hat{\phi } = 0\,\ ) iyo \ (\ nabla^{2} {\mkern 1mu} \hat{\chi} + k_{2}^{2} \hat{\chi} = 0\), oo uu bixiyay tusaale Eringen45 (sidoo kale eeg SI ) waxay muujin kartaa buro iyo meelo caafimaad qaba.Gaar ahaan, mowjadaha fidinta ee kala firdhiyey iyo hirarka isovolumic ee ka dhex abuurmay dhexdhexaadiyaha martida loo yahay \(H\) waxay qiraan tamartooda iman karta:
Waxaa ka mid ah, shaqada spherical Hankel ee nooca koowaad \(h_{n}^{(1)}\) waxaa loo isticmaalaa in lagu tixgeliyo hirarka kala firdhisan ee baxaya, iyo \(\alpha_{n}\) iyo \(\beta_{ n}\ ) waa isku-beegyada aan la garanayn.ee isla'egta.Isla'egyada (2)–(4), ereyada \(k_{H1}\) iyo \(k_{H2}\) waxay muujinayaan tirooyinka mawjadaha dhif iyo naadirka ah iyo mowjadaha is rogaya ee aagga ugu weyn ee jidhka, siday u kala horreeyaan ( eeg SI).Goobaha cadaadiska ee gudaha burada iyo isbeddelada ayaa leh qaab
Halka \ (k_{T1} \(\ eta_{n} {\mkern 1mu} \).Iyada oo ku saleysan natiijooyinkaan, qaybaha barakicinta ee aan eber ahayn iyo kuwa wareega wareega ayaa sifo u ah gobolada caafimaadka qaba ee dhibaatada la tixgalinayo, sida \(u_{Hr}\) iyo \(u_{H\theta}\) (\(u_{) H\ varphi } } \right) + k_}^{2} {\mkern 1mu} r\chi \) iyo \(u_{H\theta} = r^{- 1} \partial_{\theta} \bidix({\phi + \ partial_{r } ( r \ chi ) } \right) \) adoo samaynaya \(\phi = \phi_{H}^{(in)} + \phi_{H}^{(s)} \) iyo \ (\chi = \chi_ {H}^ {(s)}\) (fiiri SI si aad u hesho soosaarid xisaabeed oo faahfaahsan).Sidoo kale, bedelida \(\phi = \ phi_{T}^{(s)}\) iyo \(\chi = \chi_{T}^{(s)}\) waxay soo noqotaa {Tr} = \ qayb_{r} \bidix r^{-1}\qayb _{\theta}\bidix({\phi +\partial_{r}(r\chi )}\right)\).
(Bidix) Joometri ee buro spherical ah oo ku kortay deegaan caafimaad qaba oo ay dhacdo goob ku faafto, (midig) Kobcinta u dhiganta ee saamiga qallafsanaanta burada-martigeliyaha sida shaqada radius burada, xogta la soo sheegay (laga soo xigtay Carotenuto et al. 41) laga soo bilaabo tijaabooyinka cadaadiska vitro ayaa laga helay burooyinka naasaha adag ee lagu tallaalay unugyada MDA-MB-231.
Iyadoo loo maleynayo in walxaha laastikada toosan iyo isotropic, qaybaha walwalka aan eber ahayn ee gobollada caafimaadka leh iyo burooyinka, ie \ (\sigma_{Hpq} \) iyo \ (\ sigma_{Tpq} \) - addeeci sharciga guud ee Hooke, marka loo eego inay jiraan way kala duwan yihiin Lamé moduli , kuwaas oo tilmaamaya martida iyo bartinimada burada, oo lagu tilmaamay sida \(\{ \mu_{H},\,\lambda_{H} \}\) iyo \(\{ \mu_{T},\, \lambda_ {T} \ } \) (eeg isla'egta (A.11) ee muujinta buuxda ee qaybaha walbahaarka ee lagu matalo SI).Gaar ahaan, marka loo eego xogta tixraaca 41 oo lagu soo bandhigay jaantuska 1, burooyinka sii kordhaya waxay muujiyeen isbeddel ku yimaada barti unugyada.Haddaba, barokaca iyo walbahaarka ka jira gobollada martida loo yahay iyo burooyinka ayaa si buuxda loo go'aamiyaa ilaa xad aan la garanayn oo joogto ah \({{ \varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \ alpha_{n} ,{\mkern 1mu } \ beta_{ n} {\mkern 1mu} \gamma_{n} ,\eta_{n} \}\ ) wuxuu leeyahay cabbirro aan xad lahayn.Si loo helo vector-yaashan isku-dhafka ah, is-dhexyaal ku habboon iyo xaaladaha xuduudaha u dhexeeya buro iyo meelaha caafimaadka leh ayaa la soo bandhigay.Iyadoo loo maleynayo in si fiican loogu xirayo isdhexgalka burooyinka-hosting \(r = a \), sii wadida barakaca iyo walbahaarka waxay u baahan yihiin xaaladaha soo socda:
Nidaamka (7) wuxuu sameeyaa nidaam isla'eg oo leh xalal aan dhammaad lahayn.Intaa waxaa dheer, xaalad kasta oo xuduudeed waxay ku xirnaan doontaa cilladda \(\ theta \).Si loo dhimo dhibaatada qiimaha xuduudka oo loo dhigo mushkilad aljabra oo dhammaystiran oo leh \(N \) nidaamyo xidhan, kuwaas oo mid walba uu ku jiro aan la garanayn \({{\varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \ alpha_ {n},{ \mkern 1mu} \beta_{n} {\mkern 1mu} \gamma_{n}, \eta_{n} \}_{n = 0,…,N} \) (oo leh \ ( N \) to \ infty \), aragti ahaan), iyo in la baabi'iyo ku tiirsanaanta isla'egta ereyada trigonometric, shuruudaha interface waxaa lagu qoraa qaab daciif ah iyadoo la adeegsanayo qaab-dhismeedka hal-abuurka ee Legendre polynomials.Gaar ahaan, isla'egta (7)1,2 iyo (7)3,4 waxaa lagu dhuftey \(P_{n} \bidix( {\cos \theta} \right)\) iyo \(P_{n}^{) 1} \bidix( {\cos\theta}\right) \) ka dibna dhexgal \(0\) iyo \(\pi \) adoo isticmaalaya aqoonsi xisaabeed:
Haddaba, xaaladda interface (7) waxay soo celisaa nidaamka isla'egta aljabrada quadratic, kaas oo lagu muujin karo qaab matrix ah sida \({\mathbb{D}}_{n} (a) \cdot {{\varvec{\upxi}} } _{n} = {\mathbf{q}}_{n} (a)\) oo hel waxa aan la garanayn \({{\varvec{\upxi}}}}_{n}\) adoo xalinaya qaanuunka Cramer's.
Si loo qiyaaso qulqulka tamarta ee kala firirsan goobta iyo helitaanka macluumaadka ku saabsan jawaabteeda acoustic ee ku saleysan xogta ku saabsan faafinta goobta firidhsan ee dhexdhexaadiyaha martida loo yahay, tirada acoustic waa xiisaha, taas oo ah qaybta kala firdhisanaanta bistatic caadiga ah.Gaar ahaan, qaybta kala firdhisan, ee lagu tilmaamo \(s), waxay muujinaysaa saamiga u dhexeeya awoodda dhawaaqa ee ay gudbiso calaamadda kala firdhisan iyo qaybinta tamarta ee ay qaado hirarka dhacdada.Marka la eego, baaxadda shaqada qaabka \ (\ bidix ku dhex milmay dareere ama adkaha Kala firdhinta walxaha ku jira wasakhda.Si sax ah, baaxadda shaqada qaabka waxaa lagu qeexaa sida kala firdhisanaanta kala firdhisanaanta iskutallaabtu \(ds \) halkii unug, taas oo ka duwan sida caadiga ah jihada fidinta hirarka dhacdada:
halka \ (f_{n}^{pp} Dhacdada P-mowjadaha ee dhexdhexaadiyaha helaya, siday u kala horreeyaan, waxaa lagu bixiyaa tibaaxaha soo socda:
Hawlaha mawjada qayb ka mid ah (10) waxaa loo baran karaa si madaxbannaan iyada oo la raacayo aragtida fidinta resonant (RST) 49,50,51,52, taas oo suurtogal ka dhigaysa in la kala saaro bartinimada bartilmaameedka ah ee wadarta guud ee duurka marka la baranayo hababka kala duwan.Marka loo eego habkan, qaabka qaab-dhismeedka waxa loo kala qaybin karaa wadar ahaan laba qaybood oo siman, kuwaas oo kala ah \(f_{n} = f_{n}^{(res)} + f_{n}^{(b)}\ ) waxay la xiriiraan baaxadda asalka ee resonant iyo kuwa aan dhawaaq lahayn, siday u kala horreeyaan.Shaqada qaabka qaabka resonant waxay la xiriirtaa jawaabta bartilmaameedka, halka asalka uu caadi ahaan la xiriiro qaabka firdhinta.Si loo ogaado qaabka ugu horreeya ee bartilmaameedka ee hab kasta, baaxadda qaabka resonance qaabka shaqada \(\bidix| {f_{n}^{(res)} \bidix( \theta \right)} \right|\ ) waxaa loo xisaabiyaa iyada oo loo malaynayo asal adag, oo ka kooban qaybo aan la dafiri karin oo ah walxo laastikada ah.Mala-awaalkan waxaa dhiirigeliyay xaqiiqda ah in, guud ahaan, adkaanta iyo cufnaanta labadaba ay kordhiyaan koritaanka cufnaanta burada sababtoo ah cadaadiska cadaadiska haraaga ah.Sidaa darteed, heerka korriinka ba'an, saamiga impedance \ (\rho_{T} c_{1T} /\rho_{H} c_{1H} \) ayaa la filayaa inuu ka weyn yahay 1 inta badan burooyinka adag ee macroscopic ee ka soo baxa jilicsan unugyo.Tusaale ahaan, Krouskop et al.53 ayaa sheegay saamiga kansar iyo modules-ka caadiga ah ee qiyaastii 4 ee unugyada qanjirka 'prostate', halka qiimahani uu kordhay 20 saamiga nudaha naaska.Cilaaqaadyadani waxay si lama filaan ah u beddelaan xannibaadda codka ee unugga, sida sidoo kale lagu muujiyey falanqaynta elastography54,55,56, waxaana laga yaabaa inay la xiriirto dhumucyada unugyada gudaha ee ay keento burooyinka hyperproliferation.Kala duwanaanshiyahan ayaa sidoo kale lagu arkay tijaabo tijaabo fudud oo cadaadis ah oo ku saabsan buro naasaha oo ku koray marxalado kala duwan32, iyo dib u habeynta walxaha si fiican ayaa loola socon karaa moodooyinka noocyada kala duwan ee saadaasha ee burooyinka aan tooska ahayn ee koraya43,44.Xogta qallafsanaanta la helay waxay si toos ah ula xiriirtaa kobaca unugyada dhallinta ee burooyinka adag sida waafaqsan qaacidada \(E_{T} = S\bidix( {1 – \nu ^{2}} \right)/a\sqrt \ varepsilon \ )( goobo leh radius \(a \), qallafsanaanta \(S \) iyo saamiga Poisson \(\nu \) inta u dhaxaysa laba taarikada adag 57, sida ku cad sawirka 1).Sidaa darteed, waxaa suurtagal ah in la helo cabbirada dhawaaqa impedance ee burada iyo martida loo yahay heerarka koritaanka kala duwan.Gaar ahaan, marka la barbardhigo modules-ka unugyada caadiga ah oo la mid ah 2 kPa ee Jaantuska 1, moodooyinka jilicsan ee burooyinka naaska ee qiyaasta mugga ee ku saabsan 500 ilaa 1250 mm3 waxay keentay koror ku saabsan 10 kPa ilaa 16 kPa, taas oo ah waafaqsan xogta la soo sheegay.Tixraacyada 58, 59 waxaa la ogaaday in cadaadiska shaybaarka nudaha naaska uu yahay 0.25-4 kPa oo leh horudhac hore oo baaba'aya.Sidoo kale ka soo qaad in saamiga Poisson ee nudaha aan la isku dhejin karin uu yahay 41.60, taas oo macnaheedu yahay in cufnaanta unuggu aanu si weyn isbeddelin marka mugga uu kordho.Gaar ahaan, celceliska cufnaanta dadwaynaha \(\rho = 945 \,{\text{kg}}\,{\text{m}}^{-3}\)61 ayaa la isticmaalaa.Tixgelintan, qallafsanaantu waxay qaadan kartaa qaabka asalka ah iyadoo la adeegsanayo tibaaxaha soo socda:
Meesha aan la garanayn ee joogtada ah \(\ widehat{{\varvec{\upxi))))_{n} = \{\delta_{n} ,\upsilon_{n} \}\) lagu xisaabin karo iyadoo la tixgalinayo sii socoshada eexda ( 7 )2,4, taas oo ah, iyadoo la xalinayo habka aljabrada \(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) \cdot \ widehat{({\varvec{\upxi}} } } _{n } = \widehat{{\mathbf{q}}}_{n} (a)\) ku lug leh carruurta aan qaan-gaarin\(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) = \ {{ \ mathbb{D}}_{n} (a)\}_{{\{(1,3),(1,3)\}}}\) iyo qaybta tiirka la fududeeyey ee u dhigma {\mathbf {q}}}_{n} (а) \) Wuxuu bixiyaa aqoonta aasaasiga ah ee isla'egta (11) \bidix n}^{pp(b)} \bidix( \theta \right)} \right|\) iyo \( \left|{f_{n}^{{\bidix( {res} \right)\,ps} } \bidix( \theta \right)} \right|= \bidix|{f_{n}^{ps} \bidix( \theta \right) – f_{n}^{ps(b)} \bidix( \ theta \right)} \right|\) waxa loola jeedaa xamaasadda P-wave iyo P- iyo S-mawjada, siday u kala horreeyaan.Intaa waxaa dheer, baaxadda koowaad waxaa lagu qiyaasay sida \ (\ theta = \ pi \), iyo baaxadda labaad waxaa lagu qiyaasay sida \ (\ theta = \ pi / 4 \).Iyada oo la raraynayo sifooyinka kala duwan.Jaantuska 2 wuxuu muujinayaa in astaamaha resonant ee burooyinka burooyinka ilaa 15 mm dhexroorku ay inta badan ku urursan yihiin xadiga soo noqnoqda ee 50-400 kHz, taas oo muujinaysa suurtogalnimada isticmaalka ultrasound-soo noqnoqda hoose si ay u keento kicinta burada resonant.unugyo.Wax badan oo ka mid ah.Qaybtan soo noqnoqota ah, falanqaynta RST waxay daaha ka qaaday qaabab hal-hal ah oo loogu talagalay qaababka 1 ilaa 6, oo lagu muujiyey Jaantuska 3. Halkan, labadaba pp- iyo ps-fikradda mawjadaha waxay muujinayaan qaababka nooca ugu horreeya, oo ku dhaca xaddi aad u hooseeya, kuwaas oo kor u kaca qiyaastii 20 kHz ee qaabka 1 ilaa 60 kHz ee n = 6, taas oo muujinaysa wax farqi ah oo la taaban karo oo u dhexeeya radius sphere.Shaqada resonant ps ka dib way qudhuntaa, halka isku darka baaxada weyn ee qaabeeyayaasha pp ay bixiso wakhti wakhti ah oo ku saabsan 60 kHz, taas oo muujinaysa isbeddel soo noqnoqonaya oo sarreeya oo leh nambarka qaabka sii kordhaya.Dhammaan falanqaynta waxaa lagu sameeyay xisaabinta Mathematica®62.
Hawlaha qaab-dhismeedka dhabarka ee laga helay cutubka burooyinka naasaha ee cabbirrada kala duwan ayaa lagu muujiyay sawirka 1, halkaas oo kooxaha kala firdhisan ee ugu sarreeya la iftiimiyay iyada oo la tixgelinayo habka superposition.
Dhawaaqyada qaababka la doortay ee \(n = 1 \) ilaa \(n = 6\), lagu xisaabiyay xamaasad iyo milicsiga mowjadda P-mawjadaha cabbirrada kala duwan {{\ bidix( {res} \right)\,pp}} \bidix( \pi \right)} \right| = \ bidix|. {f_{n}^{pp} \bidix ( \pi \ right) - f_{n }^{pp(b)} \bidix( \pi \right)} \right|\)) iyo P-wave excitation iyo S-mowjadaha milicsiga (qalloocyada cawl oo lagu bixiyo qaabka qaabka modal \( \ bidix | { f_{n }^{{\bidix( {res} \right)\,ps}} \bidix( {\pi /4} \right)} \right| = \left| \bidix( {\pi /4} \right) – f_{n}^{ps(b)} \bidix( {\pi /4} \right)} \right |\)).
Natiijooyinka falanqayntan hordhaca ah iyadoo la adeegsanayo xaaladaha faafinta fog-fog waxay hagi kartaa xulashada inta jeer ee darawalnimada gaarka ah ee jilitaanka tirooyinka soo socda si loo barto saameynta diiqada microvibration ee cufka.Natiijooyinku waxay muujinayaan in isbarbardhigga isbeddellada ugu wanaagsan ay noqon karaan marxalad gaar ah inta lagu jiro koritaanka burooyinka waxaana lagu go'aamin karaa iyadoo la adeegsanayo natiijooyinka moodooyinka koritaanka si loo dhiso xeeladaha biomechanical ee loo isticmaalo daaweynta cudurrada si sax ah loo saadaaliyo dib u habeynta unugyada.
Horumarka la taaban karo ee nanotechnology ayaa u horseedaya bulshada sayniska si ay u helaan xalal cusub iyo habab si ay u horumariyaan qalab caafimaad oo la yareeyey iyo kuwa ugu yar ee gudaha codsiyada vivo.Xaaladdan oo kale, tignoolajiyada LOF waxay muujisay awood cajiib ah oo lagu ballaarinayo awoodda fiilooyinka indhaha, taasoo awood u siinaysa horumarinta qalabka cusub ee fiber optic-ga ugu yar ee codsiyada sayniska nolosha21, 63, 64, 65. Fikradda isku-dhafka 2D iyo 3D leh kiimikaad la doonayo, bayooloji, iyo sifooyin muuqaal ah oo ku yaal dhinacyada 25 iyo/ama dhamaata 64 ee fiilooyinka indhaha oo leh koontarool buuxa oo nanoscale ah waxay keenaysaa soo bixitaanka heer cusub oo fiber optic nanooptodes ah.waxay leedahay hawlo ogaanshaha iyo daawaynta oo balaadhan.Waxa xiiso leh, iyada oo ay ugu wacan tahay sifooyinkooda joomatari iyo makaanikada (qayb yar oo iskutallaab ah, saamiga weyn ee dhinaca, dabacsanaanta, miisaanka yar) iyo biocompatibility walxaha (sida caadiga ah galaaska ama polymers), fiilooyinka indhaha ayaa si fiican ugu habboon galinta cirbadaha iyo tuubooyinka.Application Medical20, oo u gogol xaaraya aragti cusub oo ah "cisbitaalka irbada" (eeg sawirka 4).
Dhab ahaantii, iyada oo ay ugu wacan tahay darajooyinka xorriyadda ay bixiso tignoolajiyada LOF, iyada oo la adeegsanayo is-dhexgalka micro-iyo nanostructures laga sameeyay qalabyo kala duwan oo macdan ah iyo / ama dielectric, fiilooyinka indhaha ayaa si habboon loogu shaqeyn karaa codsiyada gaarka ah inta badan taageeraya kicinta habka resonant., Goobta iftiinka 21 si xoog leh ayaa loo dhigay.Xakamaynta iftiinka ee miisaanka dhererka hoose, inta badan marka lagu daro kiimiko iyo / ama farsamaynta bayooloji63 iyo isdhexgalka walxaha xasaasiga ah sida polymers smart65,66 waxay kor u qaadi kartaa xakamaynta isdhexgalka iftiinka iyo walxaha, taas oo faa'iido u yeelan karta ujeedooyinka daaweynta.Doorashada nooca iyo cabbirka qaybaha/qalabka isku dhafan waxay si cad ugu xidhan tahay cabbirrada jireed, bayooloji ama kiimikaad ee la ogaanayo21,63.
Isku-dhafka LOF ee cirbadaha caafimaadka ee lagu hagayo goobo gaar ah oo jirka ah ayaa awood u siin doona dheecaanka deegaanka iyo unugyada unugyada vivo, taas oo u oggolaanaysa daaweynta gudaha ee isku mar ah, yaraynta waxyeellooyinka iyo kordhinta waxtarka.Fursadaha suurtagalka ah waxaa ka mid ah ogaanshaha biomolecules kala duwan ee wareegaya, oo uu ku jiro kansar.biomarkers ama microRNAs (miRNAs) 67, aqoonsiga unugyada kansarka iyadoo la adeegsanayo spectroscopy toosan iyo kuwa aan toos ahayn sida Raman spectroscopy (SERS) 31, sawir-qaadis heer sare ah oo sawir-qaadis ah22,28,68, qalliin laser iyo ablation69, iyo dawooyinka gaarsiinta maxalliga ah iyadoo la adeegsanayo light27 iyo hagid toos ah oo irbado jidhka bini'aadamka ah.Waxaa xusid mudan in inkasta oo isticmaalka fiilooyinka indhaha ay ka fogaato faa'iido darrada caadiga ah ee hababka "classical" ee ku saleysan qaybaha elektaroonigga ah, sida baahida loo qabo isku xirka korantada iyo joogitaanka faragelinta korantada, tani waxay u oggolaaneysaa dareemayaasha kala duwan ee LOF si wax ku ool ah loogu daro nidaamka.hal irbad daawo.Waa in fiiro gaar ah loo yeesho si loo dhimo waxyeelada waxyeelada leh sida wasakhowga, faragelinta indhaha, xannibaadaha jireed ee sababa saamaynta isdhaafsiga ee u dhexeeya hawlo kala duwan.Si kastaba ha ahaatee, sidoo kale waa run in qaar badan oo ka mid ah hawlaha la sheegay inaysan ahayn inay noqdaan kuwo firfircoon isku mar.Dhinacani waxa uu suurtogal ka dhigayaa in ugu yaraan la yareeyo faragelinta, taas oo xaddidaysa saameynta xun ee waxqabadka baaritaan kasta iyo saxnaanta nidaamka.Tixgelintan ayaa noo ogolaanaysa inaan aragno fikradda "cirbadda cisbitaalka" sida aragti sahlan si loo dhigo aasaas adag oo loogu talagalay jiilka soo socda ee cirbadaha daweynta ee sayniska nolosha.
Marka la eego codsiga gaarka ah ee looga hadlay warqadan, qaybta soo socota waxaan si tirooyin ah u baari doonaa awoodda irbad caafimaad si ay ugu toosiso hirarka ultrasonic ee unugyada bini'aadamka iyadoo la adeegsanayo faafintooda dhinaca dhidibka.
Faafinta mowjadaha ultrasonic iyada oo loo marayo irbad caafimaad oo biyo ka buuxo oo la geliyo unugyo jilicsan (eeg jaantuska shaxanka 5a) ayaa loo qaabeeyey iyadoo la adeegsanayo software-ka Comsol Multiphysics software ee ku salaysan habka curiyaha xaddidan (FEM) 70, halkaasoo irbadda iyo nudaha lagu qaabeeyey. sida deegaanka laastikada toosan.
Iyadoo la tixraacayo Jaantuska 5b, irbadda waxaa loo qaabeeyey sidii dhululubo godan (sidoo kale loo yaqaan "cannula") oo ka samaysan bir aan lahayn, qalab caadi ah oo loogu talagalay cirbadaha caafimaadka71.Gaar ahaan, waxaa lagu qaabeeyey moodeelka dhallinta E = 205 GPa, saamiga Poisson ν = 0.28, iyo cufnaanta ρ = 7850 kg m -372.73.Juquraafi ahaan, irbadda waxaa lagu gartaa dherer L, dhexroor gudaha D (sidoo kale loo yaqaan "clearance") iyo dhumucda gidaarka t.Intaa waxaa dheer, cidhifka cirbadda waxaa loo tixgeliyaa in ay u janjeerto xagal α marka loo eego jihada dhererka (z).Mugga biyaha ayaa asal ahaan u dhigma qaabka gobolka gudaha ee irbadda.Falanqayntan horudhaca ah, irbadda waxaa loo qaatay in si buuxda loogu dhex milmay gobol unug ah (oo loo malaynayo in ay sii dheeraynayso), oo loo qaabeeyey sidii goob ka mid ah radius rs, kaas oo si joogto ah ugu sii jiray 85 mm intii lagu jiray dhammaan jilitaanka.Faahfaahin dheeraad ah, waxaan ku dhammeyneynaa gobolka wareega leh lakab si fiican u dhigma (PML), kaas oo ugu yaraan yareynaya mowjadaha aan loo baahnayn ee ka muuqda xuduudaha "male-awaal".Waxaan markaa dooranay radius rs si aan u dhigno xudduudaha wareega ee meel fog oo ku filan cirbadda si aysan u saameynin xallinta xisaabinta, oo yar oo ku filan oo aan saameyn ku yeelan qiimaha xisaabinta ee jilitaanka.
Isbeddel dhererka iswaafajinta ah ee inta jeer ee f iyo baaxadda A ayaa lagu dabaqayaa soohdinta hoose ee joomatari stylus;xaaladdani waxay ka dhigan tahay kicinta wax gelinta ah ee lagu dabaqay joomatari la ekaaday.Xuduudaha haray ee irbadda (xidhiidh la leh nudaha iyo biyaha), qaabka la aqbalay waxaa loo tixgeliyaa inuu ku jiro xiriirka ka dhexeeya laba muuqaal oo muuqaal ah, mid ka mid ah kuwaas oo la xidhiidha makaanikada qaab dhismeedka (aagga irbadda), iyo Midda kale makaanik-dhismeedka.(gobolka acicular), markaa shuruudaha u dhigma ayaa lagu soo rogay acoustics (biyaha iyo gobolka acicular)74.Gaar ahaan, gariir yar oo lagu dabaqo kursiga cirbadda ayaa sababa qalqal yar oo danab ah;Haddaba, iyada oo loo malaynayo in cirbaddu u dhaqmayso sida dhexdhexaad ah oo laastiig ah, vectorka barakaca U waxa lagu qiyaasi karaa isla'egta elastodynamic equilibrium (Navier)75.Dhaqdhaqaaqa qaab dhismeedka irbadda ayaa sababa isbeddel ku yimaada cadaadiska biyaha ee ku dhex jira (oo loo arko in uu ku taagan yahay moodelkeena), taas oo ay sabab u tahay in mowjadaha dhawaaqa ay ku faafiyaan jihada dheer ee irbadda, iyaga oo u hoggaansamaya isla'egta Helmholtz76.Ugu dambeyntii, iyada oo loo maleynayo in saameynta aan tooska ahayn ee unugyadu ay yihiin kuwo aan fiicneyn iyo in baaxadda hirarka xiiridu ay aad uga yar tahay baaxadda hirarka cadaadiska, isla'egta Helmholtz ayaa sidoo kale loo isticmaali karaa in lagu qaabeeyo faafinta hirarka dhawaaqa ee unugyada jilicsan.Qiyaastan ka dib, nudaha waxa loo tixgalinayaa dareere77 leh cufnaanta 1000 kg/m3 iyo xawaarihiisa 1540 m/s (iyaga oo iska indha tiraya saamaynta qoyaanka ku tiirsan ee soo noqnoqda).Si loo xidho labadan beerood ee jirka ah, waxaa lagama maarmaan ah in la hubiyo sii socoshada dhaqdhaqaaqa caadiga ah ee soohdinta adag iyo dareeraha, dheellitirka joogtada ah ee u dhexeeya cadaadiska iyo walbahaarka ee xuduudaha adag, iyo cadaadiska tangential ee soohdinta dareeruhu waa inuu la siman yahay eber.75 .
Falanqayntayada, waxaanu baadhnaa faafinta hirarka dhawaaqa teedsan irbadda xaaladaha taagan, annagoo diiradda saarayna saamaynta joomatari ee irbadda ee qiiqa hirarka gudaha unugyada.Gaar ahaan, waxaan baarnay saameynta dhexroorka gudaha ee irbadda D, dhererka L iyo xagasha bevel α, anagoo ilaalinayna dhumucda t ee 500 µm dhammaan kiisaska la bartay.Qiimahan t wuxuu ku dhow yahay dhumucda caadiga ah ee gidaarka 71 ee cirbadaha ganacsiga.
Iyadoo aan la lumin guud ahaan, inta jeer ee f ee barokaca iswaafajinta ee lagu dabaqay saldhigga irbadda ayaa la siman yahay 100 kHz, xajmiga A wuxuu ahaa 1 μm.Gaar ahaan, inta jeer ee la dhigay 100 kHz, taas oo la jaan qaadaya qiyaasaha falanqaynta ee lagu bixiyay qaybta "Falanqaynta falanqaynta tirada burooyinka spherical si loo qiyaaso soo noqnoqoshada ultrasound-ku-tiirsanaanta", halkaas oo habdhaqan u eg oo ka mid ah tirada burooyinka laga helay inta jeer ee inta jeer ee 50-400 kHz, oo leh baaxadda ugu weyn ee kala firdhiso oo ku urursan inta jeer ee hoose ee 100-200 kHz (eeg sawirka 2).
Halbeegga ugu horreeya ee la darsay wuxuu ahaa dhexroorka gudaha D ee irbadda.Si loo fududeeyo, waxaa lagu qeexaa sida jajab isugeyn ah oo dhererka hirarka acoustic ee daloolka irbadda (ie, biyaha λW = 1.5 mm).Runtii, ifafaalaha fidinta mawjadaha ee aaladaha lagu garto joomatari la bixiyay (tusaale ahaan, waveguide) waxay inta badan ku xidhan yihiin cabbirka sifada ee joomatari marka loo eego dhererka hirarka fidinta hirarka.Intaa waxaa dheer, falanqaynta ugu horreysa, si loo xoojiyo saameynta dhexroorka D ee faafinta hirarka dhawaaqa iyada oo loo marayo irbadda, waxaan tixgelinnay caarad fidsan, oo dejinaya xagasha α = 90 °.Inta lagu jiro falanqayntan, dhererka cirbadda L ayaa lagu hagaajiyay 70 mm.
On berde.6a waxay tusinaysaa celceliska xoojinta dhawaaqa iyada oo ka shaqaynaysa cabbirka cabbirka aan cabbirka lahayn ee SD, ie D = λW/SD lagu qiimeeyay goob leh radius 10 mm oo ku salaysan caarada irbadda u dhiganta.Halbeegga cabbirka SD wuxuu ka beddelayaa 2 ilaa 6, tusaale ahaan, waxaan tixgelineynaa qiimaha D ee u dhexeeya 7.5 mm ilaa 2.5 mm (at f = 100 kHz).Kala duwanaanshaha sidoo kale waxaa ku jira qiimaha caadiga ah ee 71 ee cirbadaha caafimaadka ee birta ah.Sida la filayo, dhexroorka gudaha ee irbaddu waxay saamaysaa xoogga dhawaaqa ka soo baxaya cirbadda, oo leh qiimaha ugu sarreeya (1030 W/m2) oo u dhiganta D = λW/3 (ie D = 5 mm) iyo isbeddelka hoos u dhaca ee hoos u dhaca dhexroorkaWaa in la tixgeliyo in dhexroorka D uu yahay jaangooyo joomatari oo sidoo kale saameynaya soo-galitaanka aaladda caafimaadka, markaa dhinacan muhiimka ah lama iska indho tiri karo marka la dooranayo qiimaha ugu fiican.Sidaa darteed, inkasta oo hoos u dhaca D ay ku dhacdo gudbinta hoose ee xoojinta codka ee unugyada, daraasadaha soo socda, dhexroorka D = λW / 5, ie D = 3 mm (waxay u dhigantaa heerka 11G71 ee f = 100 kHz) , waxaa loo arkaa tanaasul macquul ah oo u dhexeeya faragelinta aaladda iyo gudbinta xoojinta dhawaaqa (celcelis ahaan qiyaastii 450 W/m2).
Celceliska xoojinta dhawaaqa ka soo baxaya cidhifka cirbadda (la tixgaliyay fidsan), taas oo ku xidhan dhexroorka gudaha ee irbadda (a), dhererka (b) iyo xagasha garoorka α (c).Dhererka gudaha (a, c) waa 90 mm, dhexroorka gudaha (b, c) waa 3 mm.
Halbeegga soo socda ee la falanqeynayo waa dhererka irbadda L. Sida ku cad daraasaddii hore, waxaan tixgelineynaa xagal qallafsan α = 90 ° dhererka ayaa loo miisaamaa sida dhowr ka mid ah hirarka biyaha, tusaale ahaan tixgeli L = SL λW .Halbeegga cabbirka aan cabbirka lahayn ee SL ayaa laga beddelay 3 illaa 7, sidaas awgeed waxaa la qiyaasayaa celceliska xoojinta codka ka soo baxaya cidhifka cirbadda dhererkiisuna yahay 4.5 ilaa 10.5 mm.Kala duwanaanshahan waxaa ku jira qiyamka caadiga ah ee cirbadaha ganacsiga.Natiijooyinka waxaa lagu muujiyay fig.6b, oo muujinaysa in dhererka cirbadda, L, ay saameyn weyn ku leedahay gudbinta xoojinta codka ee unugyada.Gaar ahaan, hagaajinta halbeeggaan ayaa suurtagelisay in la hagaajiyo gudbinta iyadoo loo eegayo sida ay u kala horreeyaan.Dhab ahaantii, qiyaasta dhererka la falanqeeyay, celceliska xoojinta dhawaaqa wuxuu qaadanayaa ugu badnaan 3116 W/m2 SL = 4 (ie, L = 60 mm), kan kalena wuxuu u dhigmaa SL = 6 (ie, L = 90). mm).
Ka dib markii aan falanqeynay saameynta dhexroorka iyo dhererka cirbadda ee faafinta ultrasound ee joomatari cylindrical, waxaan diirada saarnay saameynta xagasha bevel ee gudbinta xoojinta dhawaaqa unugyada.Celceliska xoojinta dhawaaqa ka soo baxaya caarada fiber-ka ayaa lagu qiimeeyay shaqada xagasha α, iyadoo laga beddelayo qiimaheeda 10° (caarada fiiqan) ilaa 90° (caarada fidsan).Xaaladdan oo kale, radius ee wareegga isdhexgalka ee ku wareegsan caarada la tixgeliyey ee cirbadda waxay ahayd 20 mm, sidaas darteed dhammaan qiyamka α, caarada cirbadda ayaa lagu daray mugga laga xisaabiyay celceliska.
Sida ku cad fig.6c, marka caarada la afeeyo, ie, marka α hoos u dhacdo laga bilaabo 90 °, xoojinta codka la gudbiyo ayaa kordha, isagoo gaaraya qiimaha ugu sarreeya ee ku saabsan 1.5 × 105 W/m2, taas oo u dhiganta α = 50 °, ie, 2 waa amar ka sarreeya marka loo eego gobolka fidsan.Iyadoo la sii afaysanayo caarada (ie, α ee ka hooseeya 50 °), xoojinta dhawaaqu wuxuu u janjeeraa inuu yaraado, isagoo gaaro qiyam la barbardhigi karo caarada fidsan.Si kastaba ha ahaatee, inkasta oo aan u tixgelinay noocyo kala duwan oo xaglo bevel ah oo loogu talagalay jilitaankeena, waxaa habboon in la tixgeliyo in fidinta caarada ay lagama maarmaan tahay si loo fududeeyo gelinta irbadda ee nudaha.Dhab ahaantii, xagal yar oo bir ah (qiyaastii 10°) ayaa yarayn karta xoogga 78 ee loo baahan yahay si uu u galo nudaha.
Marka lagu daro qiimaha xoogga dhawaaqa lagu kala qaado gudaha unugyada, xagasha bevel sidoo kale waxay saamaysaa jihada fidinta hirarka, sida ku cad garaafyada heerka cadaadiska dhawaaqa ee lagu muujiyay sawirka 7a (carada fidsan) iyo 3b (10 °) ).caarada go'doonsan), barbar socota jihada dheer waxaa lagu qiimeeyaa diyaaradda summeeyaha (yz, cf. Jaantuska. 5).Darafyada labadan arrimood, heerka cadaadiska dhawaaqa (oo loo yaqaan 1 µPa) wuxuu inta badan ku urursan yahay godka cirbadda (sida biyaha dhexdiisa) oo u soo ifbaxaya nudaha.Faahfaahin dheeraad ah, marka la eego caarada fidsan (Jaantus. 7a), qaybinta heerka cadaadiska dhawaaqa ayaa si fiican u siman marka loo eego jihada dhererka, iyo hirarka taagan ayaa lagu kala saari karaa biyaha buuxinaya jirka.Mawjadu waxay ku jihaysan tahay si qoto dheer (z-axis), ballaciisu wuxuu gaaraa qiimaha ugu sarreeya ee biyaha (qiyaastii 240 dB) oo hoos u dhac ku yimaada, taas oo keenta hoos u dhac ku saabsan 20 dB meel fog 10 mm u jirta bartamaha irbadda.Sida la filayo, soo bandhigida caarada fiiqan (Jaantus. 7b) waxay jebisaa summayntan, iyo antinodes ee hirarka taagan "waxay u leexdaan" iyadoo loo eegayo caarada irbadda.Sida muuqata, asymmetry-kani wuxuu saameeyaa xoojinta shucaaca cidhifka cirbadda, sida hore loogu sharraxay (Jaantus. 6c).Si aad si fiican u fahamto dhinacan, xoojinta acoustic waxaa lagu qiimeeyay iyada oo la raacayo xariiqda la gooyey ee loo yaqaan 'orthogonal line' ilaa jihada dheer ee irbadda, taas oo ku taal diyaaradda cirbadaha cirbadda oo ku yaal meel fog 10 mm cidhifka irbadda ( natiijooyinka sawirka 7c).Si gaar ah, qaybinta xoojinta dhawaaqa oo lagu qiimeeyay 10°, 20° iyo 30° xaglaha qallafsan (buluug, cas iyo khadadka cagaarka ah, siday u kala horreeyaan) ayaa la barbardhigay qaybinta u dhow cidhifka gurigu (qalloocyada dhibco madow).Qaybinta xoojinta ee la xiriirta cirbadaha caarada fidsan waxay u muuqataa mid siman oo ku saabsan bartamaha irbadda.Gaar ahaan, waxay ku qaadataa qiimaha qiyaastii 1420 W/m2 ee xarunta, qulqulka qiyaastii 300 W / m2 fogaan ah ~ 8 mm, ka dibna hoos u dhigaya qiimaha qiyaastii 170 W / m2 ee ~ 30 mm .Marka caaradu noqoto mid farta lagu fiiqay, xudunta dhexe waxay u qaybsantaa lafo badan oo kala duwanaansho leh.Si gaar ah, marka α uu ahaa 30 °, saddex tufaax ayaa si cad loogu kala saari karaa astaanta lagu cabbiray 1 mm cidhifka irbadda.Midda dhexe waxay ku dhowdahay bartamaha irbadda waxaana lagu qiyaasaa 1850 W / m2, kan sare ee midig wuxuu u jiraa qiyaastii 19 mm bartamaha wuxuuna gaaraa 2625 W / m2.At α = 20 °, waxaa jira 2 lobes waaweyn: hal per -12 mm at 1785 W/m2 iyo hal per 14 mm at 1524 W/m2.Marka cidhifku sii fiiqan yahay oo xagalku gaadho 10°, ugu badnaan 817 W/m2 ayaa la gaarey ilaa -20 mm, iyo saddex lakab oo kale oo xoogaa ka yar ayaa ka muuqda astaanta.
Heerka cadaadiska dhawaaqa ee diyaaradda summeeyaha y-z ee irbadda leh cidhif fidsan (a) iyo 10° bevel (b).(c) Qaybinta xoogga Acoustic oo lagu qiyaasay iyada oo ay weheliso xariiq la jaray oo toosan jihada dheer ee irbadda, fogaan ah 10 mm cidhifka irbadda oo jiifa diyaaradda summadaha yz.Dhererka L waa 70 mm dhexroorka D waa 3 mm.
Isku soo wada duuboo, natiijooyinkani waxay muujinayaan in cirbadaha caafimaadka si wax ku ool ah loo isticmaali karo si loogu gudbiyo ultrasound ee 100 kHz ilaa unug jilicsan.Xoojinta codka la sii daayay waxay kuxirantahay joomatari cirbadda waana la wanaajin karaa (iyadoo ku xiran xaddidnaanta ay soo rogtay soo-galitaanka aaladda dhamaadka) ilaa qiimayaasha u dhexeeya 1000 W/m2 (10 mm).lagu daboolay gunta hoose ee cirbadda 1. Xaaladda mikrometer-ka, irbadda waxaa loo tixgeliyaa in si buuxda loo geliyo unugyada jilicsan ee aan dhammaadka lahayn.Gaar ahaan, xagasha bevel waxay si xoog leh u saamaysaa xoogga iyo jihada faafinta mowjadaha dhawaaqa ee nudaha, taas oo ugu horrayn u horseedda orthogonality ee goynta caarada cirbadda.
Si loo taageero horumarinta xeeladaha daaweynta cusub ee burooyinka oo ku salaysan isticmaalka farsamooyinka caafimaad ee aan fiicneyn, faafinta ultrasound-ka hooseeya ee deegaanka burooyinka ayaa lagu falanqeeyay si falanqayn iyo xisaabin.Gaar ahaan, qaybta hore ee daraasadda, xal elastodynamic ku meel gaar ah ayaa noo ogolaatay inaan barano kala firdhinta hirarka ultrasonic ee burooyinka adag ee buro ee cabbirka iyo qallafsanaanta si loo barto dareenka soo noqnoqda ee mass.Kadibna, inta jeer ee nidaamka boqollaal kilohertz ayaa la doortay, iyo codsiga maxalliga ah ee diiqada gariirka ee deegaanka burooyinka iyadoo la adeegsanayo darawalka irbad caafimaad ayaa loo qaabeeyey jilitaanka tirooyinka iyadoo la baranayo saameynta cabbirrada naqshadda ugu weyn ee go'aaminaya wareejinta acoustic awoodda qalabku u leeyahay deegaanka.Natiijooyinku waxay muujinayaan in cirbadaha caafimaadka si wax ku ool ah loo isticmaali karo in lagu iftiimiyo unugyo leh ultrasound, xooggeeduna wuxuu si dhow ula xiriiraa cabbirka joomatari ee irbadda, oo loo yaqaan 'wavelength acoustic work'.Dhab ahaantii, xoojinta shucaaca iyada oo loo marayo nudaha waxay kordhisaa dhexroorka gudaha ee sii kordhaya ee irbadda, taasoo gaareysa ugu badnaan marka dhexroorku yahay saddex jeer mawjada.Dhererka cirbadda waxay sidoo kale bixisaa xoogaa xorriyad ah si kor loogu qaado soo-gaadhista.Natiijooyinka dambe runtii waa la kordhiyey marka dhererka cirbadda lagu dhejiyo dhowr jeer oo dhererka dhererka hawlgalka (gaar ahaan 4 iyo 6).Waxa xiiso leh, inta jeer ee xiisaha, dhexroorka la hagaajiyay iyo qiimaha dhererka ayaa ku dhow kuwa sida caadiga ah loo isticmaalo cirbadaha ganacsiga caadiga ah.Xagasha goysa, taas oo go'aamisa af-dheeraanta cirbadda, waxay sidoo kale saamaysaa qiiqa hawada, oo kor u kaca ilaa 50 ° oo bixiya waxqabad wanaagsan oo ku saabsan 10 °, taas oo inta badan loo isticmaalo cirbadaha ganacsiga..Natiijooyinka jilitaanka ayaa loo isticmaali doonaa in lagu hago hirgelinta iyo hagaajinta goobta cisbitaalka ee cidhifka, isku dhafka baadhista iyo ultrasound-ka daweynta iyo xalalka kale ee daaweynta ee qalabka iyo xaqiijinta waxqabadyada saxda ah ee daawada iskaashiga ah.
Koenig IR, Fuchs O, Hansen G, von Mutius E. iyo Kopp MV Waa maxay daawada saxda ah?Eur, ajnabi.Wargeyska 50, 1700391 (2017).
Collins, FS iyo Varmus, H. Hindisaha cusub ee daawada saxda ah.N. Eng.J. Daawo372, 793-795 (2015).
Hsu, W., Markey, MK iyo Wang, MD.Xog-yaqaannada Sawir-Biyoomedical-ka ee Xilliga Daawada Saxda ah: Guulaha, Caqabadaha, iyo Fursadaha.Jam.daawo.wargelin.Caawiye borofisar.20 (6), 1010-1013 (2013).
Garraway, LA, Verweij, J. & Ballman, KV Precision Oncology: dib u eegis.J. Clinical.Oncol.31, 1803-1805 (2013).
Wiwatchaitawee, K., Quarterman, J., Geary, S., iyo Salem, A. Horumarinta glioblastoma (GBM) daawaynta iyada oo la adeegsanayo nidaamka gudbinta ku salaysan nanoparticle.AAPS PharmSciTech 22, 71 (2021).
Aldape K, Zadeh G, Mansouri S, Reifenberger G iyo von Daimling A. Glioblastoma: pathology, hababka molecular iyo calaamadaha.Acta Neuropathology.129 (6), 829-848 (2015).
Bush, NAO, Chang, SM iyo Berger, MS Istaraatiijiyadaha hadda iyo mustaqbalka ee daaweynta glioma.qalliinka neerfaha.Ed.40, 1–14 (2017).