Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર.તમે મર્યાદિત CSS સપોર્ટ સાથે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો.શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટ કરેલ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો).વધુમાં, ચાલુ સમર્થનની ખાતરી કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ બતાવીએ છીએ.
સ્લાઇડર્સ સ્લાઇડ દીઠ ત્રણ લેખો દર્શાવે છે.સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે પાછળના અને આગળના બટનોનો ઉપયોગ કરો અથવા દરેક સ્લાઇડમાંથી આગળ વધવા માટે અંતે સ્લાઇડ કંટ્રોલર બટનોનો ઉપયોગ કરો.
ભૌતિકશાસ્ત્ર અને જીવન વિજ્ઞાનના આંતરશાખાકીય આંતરછેદ પર આધારિત, ચોકસાઇ દવા પર આધારિત નિદાન અને ઉપચારાત્મક વ્યૂહરચનાઓ તાજેતરમાં દવાના ઘણા ક્ષેત્રોમાં, ખાસ કરીને ઓન્કોલોજીમાં નવી ઇજનેરી પદ્ધતિઓના વ્યવહારિક ઉપયોગને કારણે નોંધપાત્ર ધ્યાન આકર્ષિત કરી છે.આ માળખામાં, વિવિધ ભીંગડા પર સંભવિત યાંત્રિક નુકસાન પહોંચાડવા માટે ગાંઠોમાં કેન્સરના કોષો પર હુમલો કરવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકોનું ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યું છે.આ પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, ઇલાસ્ટોડાયનેમિક ટાઇમિંગ સોલ્યુશન્સ અને સંખ્યાત્મક અનુકરણોના આધારે, અમે સ્થાનિક ઇરેડિયેશન દ્વારા યોગ્ય ફ્રીક્વન્સીઝ અને શક્તિઓ પસંદ કરવા માટે પેશીઓમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રચારના કમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશનનો પ્રારંભિક અભ્યાસ રજૂ કરીએ છીએ.લેબોરેટરી ઓન-ફાઈબર ટેક્નોલોજી માટે નવું ડાયગ્નોસ્ટિક પ્લેટફોર્મ, જેને હોસ્પિટલની સોય કહેવાય છે અને પહેલેથી જ પેટન્ટ છે.એવું માનવામાં આવે છે કે વિશ્લેષણ અને સંબંધિત બાયોફિઝિકલ આંતરદૃષ્ટિના પરિણામો નવા સંકલિત નિદાન અને ઉપચારાત્મક અભિગમો માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે જે ભવિષ્યમાં, ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રોમાંથી ડ્રોઇંગ કરીને, ચોક્કસ દવાના ઉપયોગ માટે કેન્દ્રીય ભૂમિકા ભજવી શકે છે.જીવવિજ્ઞાન વચ્ચે વધતી જતી તાલમેલ શરૂ થઈ રહી છે.
મોટી સંખ્યામાં ક્લિનિકલ એપ્લિકેશનના ઑપ્ટિમાઇઝેશન સાથે, દર્દીઓ પર આડઅસર ઘટાડવાની જરૂરિયાત ધીમે ધીમે બહાર આવવા લાગી.આ માટે, ચોકસાઇ દવા1, 2, 3, 4, 5 દર્દીઓને આપવામાં આવતી દવાઓની માત્રા ઘટાડવાનું વ્યૂહાત્મક ધ્યેય બની ગયું છે, આવશ્યકપણે બે મુખ્ય અભિગમોને અનુસરીને.પ્રથમ દર્દીના જિનોમિક પ્રોફાઇલ અનુસાર રચાયેલ સારવાર પર આધારિત છે.બીજું, જે ઓન્કોલોજીમાં ગોલ્ડ સ્ટાન્ડર્ડ બની રહ્યું છે, તેનો હેતુ દવાની થોડી માત્રા છોડવાનો પ્રયાસ કરીને પ્રણાલીગત દવા ડિલિવરી પ્રક્રિયાઓને ટાળવાનો છે, જ્યારે તે જ સમયે સ્થાનિક ઉપચારના ઉપયોગ દ્વારા સચોટતા વધારવાનો છે.અંતિમ ધ્યેય ઘણા રોગનિવારક અભિગમોની નકારાત્મક અસરોને દૂર કરવાનો અથવા ઓછામાં ઓછો ઘટાડવાનો છે, જેમ કે કીમોથેરાપી અથવા રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સના પ્રણાલીગત વહીવટ.કેન્સરના પ્રકાર, સ્થાન, કિરણોત્સર્ગની માત્રા અને અન્ય પરિબળોના આધારે, રેડિયેશન થેરાપી પણ તંદુરસ્ત પેશીઓ માટે ઉચ્ચ સ્વાભાવિક જોખમ ધરાવે છે.ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા 6,7,8,9 ની સારવારમાં શસ્ત્રક્રિયા અંતર્ગત કેન્સરને સફળતાપૂર્વક દૂર કરે છે, પરંતુ મેટાસ્ટેસિસની ગેરહાજરીમાં પણ, ઘણા નાના કેન્સરયુક્ત ઘૂસણખોરો હાજર હોઈ શકે છે.જો તેઓ સંપૂર્ણપણે દૂર કરવામાં ન આવે તો, નવા કેન્સરગ્રસ્ત લોકો પ્રમાણમાં ટૂંકા ગાળામાં વિકાસ કરી શકે છે.આ સંદર્ભમાં, ઉપરોક્ત ચોકસાઇવાળી દવા વ્યૂહરચનાઓ લાગુ કરવી મુશ્કેલ છે કારણ કે આ ઘૂસણખોરોને શોધવા અને મોટા વિસ્તારમાં ફેલાયેલા છે.આ અવરોધો ચોકસાઇ દવા સાથે કોઈપણ પુનરાવૃત્તિને અટકાવવામાં નિશ્ચિત પરિણામોને અટકાવે છે, તેથી કેટલાક કિસ્સાઓમાં પ્રણાલીગત વિતરણ પદ્ધતિઓ પસંદ કરવામાં આવે છે, જો કે ઉપયોગમાં લેવાતી દવાઓમાં ઝેરીતાના ખૂબ ઊંચા સ્તરો હોઈ શકે છે.આ સમસ્યાને દૂર કરવા માટે, આદર્શ સારવાર અભિગમ એ ન્યૂનતમ આક્રમક વ્યૂહરચનાઓનો ઉપયોગ કરવાનો છે જે તંદુરસ્ત પેશીઓને અસર કર્યા વિના કેન્સરના કોષો પર પસંદગીયુક્ત રીતે હુમલો કરી શકે છે.આ દલીલના પ્રકાશમાં, અલ્ટ્રાસોનિક સ્પંદનોનો ઉપયોગ, જે કેન્સરગ્રસ્ત અને સ્વસ્થ કોષોને અલગ રીતે અસર કરે છે તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે, યુનિસેલ્યુલર સિસ્ટમ્સ અને મેસોસ્કેલ હેટરોજીનિયસ ક્લસ્ટર્સમાં, એક સંભવિત ઉકેલ જેવું લાગે છે.
યાંત્રિક દૃષ્ટિકોણથી, તંદુરસ્ત અને કેન્સરગ્રસ્ત કોષો વાસ્તવમાં વિવિધ કુદરતી રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ ધરાવે છે.આ ગુણધર્મ કેન્સર કોશિકાઓના સાયટોસ્કેલેટલ માળખાના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ઓન્કોજેનિક ફેરફારો સાથે સંકળાયેલ છે 12,13, જ્યારે ગાંઠ કોશિકાઓ, સરેરાશ, સામાન્ય કોષો કરતાં વધુ વિકૃત હોય છે.આમ, ઉત્તેજના માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફ્રીક્વન્સીની શ્રેષ્ઠ પસંદગી સાથે, પસંદ કરેલા વિસ્તારોમાં પ્રેરિત કંપનો જીવતા કેન્સરગ્રસ્ત માળખાને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, યજમાનના સ્વસ્થ વાતાવરણ પરની અસરને ઘટાડી શકે છે.આ હજુ સુધી સંપૂર્ણ રીતે સમજાયું નથી તેવી અસરોમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પ્રેરિત ઉચ્ચ-આવર્તન સ્પંદનોને કારણે અમુક સેલ્યુલર માળખાકીય ઘટકોનો વિનાશ (સિદ્ધાંતમાં લિથોટ્રિપ્સી14 જેવી જ) અને યાંત્રિક થાક જેવી ઘટનાને કારણે સેલ્યુલર નુકસાનનો સમાવેશ થઈ શકે છે, જે બદલામાં સેલ્યુલર માળખું બદલી શકે છે. .પ્રોગ્રામિંગ અને મિકેનોબાયોલોજી.જો કે આ સૈદ્ધાંતિક ઉકેલ ખૂબ જ યોગ્ય લાગે છે, કમનસીબે તેનો ઉપયોગ એવા કિસ્સાઓમાં કરી શકાતો નથી કે જ્યાં એનીકોઈક જૈવિક રચનાઓ અલ્ટ્રાસાઉન્ડના સીધા ઉપયોગને અટકાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, અસ્થિની હાજરીને કારણે ઇન્ટ્રાકાર્નિયલ એપ્લિકેશનમાં, અને કેટલાક સ્તન ગાંઠો એડિપોઝમાં સ્થિત છે. પેશીએટેન્યુએશન સંભવિત રોગનિવારક અસરની સાઇટને મર્યાદિત કરી શકે છે.આ સમસ્યાઓને દૂર કરવા માટે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્થાનિક રીતે ખાસ ડિઝાઇન કરેલા ટ્રાન્સડ્યુસર સાથે લાગુ કરવું આવશ્યક છે જે શક્ય તેટલી ઓછી આક્રમક રીતે ઇરેડિયેટેડ સાઇટ પર પહોંચી શકે છે.આને ધ્યાનમાં રાખીને, અમે “નીડલ હોસ્પિટલ”15 નામના નવીન તકનીકી પ્લેટફોર્મ બનાવવાની સંભાવના સાથે સંબંધિત વિચારોનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને ધ્યાનમાં લીધી."હોસ્પિટલ ઇન ધ નીડલ" વિભાવનામાં એક તબીબી સોયમાં વિવિધ કાર્યોના સંયોજનના આધારે, નિદાન અને ઉપચારાત્મક એપ્લિકેશનો માટે ન્યૂનતમ આક્રમક તબીબી સાધનના વિકાસનો સમાવેશ થાય છે.હોસ્પિટલ નીડલ વિભાગમાં વધુ વિગતવાર ચર્ચા કર્યા મુજબ, આ કોમ્પેક્ટ ઉપકરણ મુખ્યત્વે 16, 17, 18, 19, 20, 21 ફાઈબર ઓપ્ટિક પ્રોબ્સના ફાયદા પર આધારિત છે, જે તેમની લાક્ષણિકતાઓને કારણે ધોરણ 20 માં દાખલ કરવા માટે યોગ્ય છે. તબીબી સોય, 22 લ્યુમેન્સ.લેબ-ઓન-ફાઇબર (LOF)23 ટેક્નોલૉજી દ્વારા આપવામાં આવતી લવચીકતાનો લાભ લેતા, ફાઇબર પ્રવાહી બાયોપ્સી અને ટીશ્યુ બાયોપ્સી ઉપકરણો સહિત નાના અને ઉપયોગમાં લેવા માટે તૈયાર ડાયગ્નોસ્ટિક અને થેરાપ્યુટિક ઉપકરણો માટે અસરકારક રીતે એક અનન્ય પ્લેટફોર્મ બની રહ્યું છે.બાયોમોલેક્યુલર ડિટેક્શન 24,25, લાઇટ-ગાઇડેડ સ્થાનિક ડ્રગ ડિલિવરી 26,27, ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સ્થાનિક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇમેજિંગ28, થર્મલ થેરાપી 29,30 અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી-આધારિત કેન્સર પેશી ઓળખ 31.આ ખ્યાલની અંદર, "હોસ્પિટલમાં સોય" ઉપકરણ પર આધારિત સ્થાનિકીકરણ અભિગમનો ઉપયોગ કરીને, અમે રસના ક્ષેત્રમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને ઉત્તેજિત કરવા માટે સોય દ્વારા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોના પ્રસારનો ઉપયોગ કરીને નિવાસી જૈવિક રચનાઓની સ્થાનિક ઉત્તેજનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની સંભાવનાની તપાસ કરીએ છીએ..આમ, ઓછી-તીવ્રતાના રોગનિવારક અલ્ટ્રાસાઉન્ડને સોનિકેટીંગ કોશિકાઓ અને સોફ્ટ પેશીઓમાં નાની ઘન રચનાઓ માટે ન્યૂનતમ આક્રમકતા સાથે સીધા જોખમ વિસ્તાર પર લાગુ કરી શકાય છે, જેમ કે ઉપરોક્ત ઇન્ટ્રાક્રેનિયલ સર્જરીના કિસ્સામાં, ખોપરીમાં એક નાનું છિદ્ર દાખલ કરવું આવશ્યક છે. સોયતાજેતરના સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક પરિણામોથી પ્રેરિત છે જે સૂચવે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ચોક્કસ કેન્સરના વિકાસને અટકાવી શકે છે અથવા વિલંબિત કરી શકે છે, 32,33,34 સૂચિત અભિગમ ઓછામાં ઓછા સૈદ્ધાંતિક રીતે, આક્રમક અને ઉપચારાત્મક અસરો વચ્ચેના મુખ્ય ટ્રેડ-ઓફને સંબોધવામાં મદદ કરી શકે છે.આ બાબતોને ધ્યાનમાં રાખીને, વર્તમાન પેપરમાં, અમે કેન્સર માટે ન્યૂનતમ આક્રમક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ થેરાપી માટે ઇન-હોસ્પિટલ સોય ઉપકરણનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાની તપાસ કરીએ છીએ.વધુ સ્પષ્ટ રીતે, વૃદ્ધિ-આશ્રિત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આવર્તન વિભાગના અંદાજ માટે ગોળાકાર ગાંઠના સ્કેટરિંગ વિશ્લેષણમાં, અમે સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમમાં ઉગાડવામાં આવેલા ગોળાકાર ઘન ગાંઠોના કદની આગાહી કરવા માટે સુસ્થાપિત ઇલાસ્ટોડાયનેમિક પદ્ધતિઓ અને એકોસ્ટિક સ્કેટરિંગ થિયરીનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.સામગ્રીના વૃદ્ધિ-પ્રેરિત રિમોડેલિંગને કારણે ગાંઠ અને યજમાન પેશી વચ્ચે થતી જડતા."હોસ્પિટલ ઇન ધ નીડલ" વિભાગમાં, "હોસ્પિટલ ઇન ધ નીડલ" વિભાગમાં, અમારી સિસ્ટમનું વર્ણન કર્યા પછી, અમે આગાહી કરેલ ફ્રીક્વન્સીઝ પર તબીબી સોય દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોના પ્રસારનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ અને તેમનું સંખ્યાત્મક મોડેલ અભ્યાસ કરવા માટે પર્યાવરણને ઉત્તેજિત કરે છે. મુખ્ય ભૌમિતિક પરિમાણો (વાસ્તવિક આંતરિક વ્યાસ, લંબાઈ અને સોયની તીક્ષ્ણતા), સાધનની એકોસ્ટિક શક્તિના પ્રસારણને અસર કરે છે.ચોકસાઇ દવા માટે નવી ઇજનેરી વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવવાની જરૂરિયાતને જોતાં, એવું માનવામાં આવે છે કે સૂચિત અભ્યાસ અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગના આધારે કેન્સરની સારવાર માટે એક નવું સાધન વિકસાવવામાં મદદ કરી શકે છે જે અલ્ટ્રાસાઉન્ડને અન્ય ઉકેલો સાથે સંકલિત કરે છે.સંયુક્ત, જેમ કે એક જ સોયની અંદર લક્ષિત દવાની ડિલિવરી અને રીઅલ-ટાઇમ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ.
અલ્ટ્રાસોનિક (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ) સ્ટીમ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને સ્થાનિક નક્કર ગાંઠોની સારવાર માટે મિકેનિસ્ટિક વ્યૂહરચના પૂરી પાડવાની અસરકારકતા એ સિંગલ-સેલ સિસ્ટમ્સ 10, 11, 12 પર ઓછી-તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક સ્પંદનોની અસર સાથે સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક બંને રીતે વ્યવહાર કરતા ઘણા પેપરનો ધ્યેય છે. , 32, 33, 34, 35, 36 વિસ્કોએલાસ્ટીક મોડલ્સનો ઉપયોગ કરીને, કેટલાક તપાસકર્તાઓએ વિશ્લેષણાત્મક રીતે દર્શાવ્યું છે કે ગાંઠ અને તંદુરસ્ત કોષો યુએસ 10,11,12 શ્રેણીમાં અલગ અલગ રેઝોનન્ટ શિખરો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ વિવિધ આવર્તન પ્રતિભાવો દર્શાવે છે.આ પરિણામ સૂચવે છે કે, સૈદ્ધાંતિક રીતે, ગાંઠ કોષો પર પસંદગીયુક્ત રીતે યાંત્રિક ઉત્તેજના દ્વારા હુમલો કરી શકાય છે જે યજમાન પર્યાવરણને સાચવે છે.આ વર્તણૂક એ મુખ્ય પુરાવાનું સીધું પરિણામ છે કે, મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, ગાંઠ કોષો તંદુરસ્ત કોષો કરતાં વધુ ક્ષીણ હોય છે, સંભવતઃ 37,38,39,40 ફેલાવવાની અને સ્થળાંતર કરવાની તેમની ક્ષમતાને વધારવા માટે.સિંગલ સેલ મોડેલો સાથે મેળવેલા પરિણામોના આધારે, દા.ત. માઇક્રોસ્કેલ પર, કેન્સર કોશિકાઓની પસંદગી પણ મેસોસ્કેલ પર વિજાતીય કોષ એકત્રીકરણના હાર્મોનિક પ્રતિભાવોના આંકડાકીય અભ્યાસ દ્વારા દર્શાવવામાં આવી છે.કેન્સરના કોષો અને સ્વસ્થ કોષોની અલગ ટકાવારી પૂરી પાડતા, મલ્ટિસેલ્યુલર એગ્રીગેટ્સ સેંકડો માઇક્રોમીટર કદના વંશવેલો બાંધવામાં આવ્યા હતા.આ એકત્રીકરણના મેસોલેવલ પર, મુખ્ય માળખાકીય ઘટકોના સીધા અમલીકરણને કારણે રસની કેટલીક માઇક્રોસ્કોપિક સુવિધાઓ સાચવવામાં આવે છે જે એક કોશિકાઓના યાંત્રિક વર્તણૂકને લાક્ષણિકતા આપે છે.ખાસ કરીને, દરેક કોષ વિવિધ પ્રેસ્ટ્રેસ્ડ સાયટોસ્કેલેટલ સ્ટ્રક્ચર્સના પ્રતિભાવની નકલ કરવા માટે ટેન્સેગ્રિટી-આધારિત આર્કિટેક્ચરનો ઉપયોગ કરે છે, જેનાથી તેમની એકંદર જડતા 12,13 પર અસર થાય છે.સૈદ્ધાંતિક આગાહીઓ અને ઉપરોક્ત સાહિત્યના ઇન વિટ્રો પ્રયોગોએ પ્રોત્સાહક પરિણામો આપ્યા છે, જે ઓછી-તીવ્રતાના રોગનિવારક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (એલઆઇટીયુએસ) માટે ગાંઠની જનતાની સંવેદનશીલતાનો અભ્યાસ કરવાની જરૂરિયાત સૂચવે છે, અને ગાંઠના લોકોના ઇરેડિયેશનની આવૃત્તિનું મૂલ્યાંકન નિર્ણાયક છે.ઑન-સાઇટ એપ્લિકેશન માટે LITUS ની સ્થિતિ.
જો કે, પેશીના સ્તરે, વ્યક્તિગત ઘટકનું સબમેક્રોસ્કોપિક વર્ણન અનિવાર્યપણે ખોવાઈ જાય છે, અને મેક્રોસ્કોપિક અસરોને ધ્યાનમાં લેતા, સામૂહિક વૃદ્ધિ અને તાણ-પ્રેરિત રિમોડેલિંગ પ્રક્રિયાઓને ટ્રૅક કરવા માટે અનુક્રમિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ટ્યુમર પેશીઓના ગુણધર્મો શોધી શકાય છે. વૃદ્ધિ- 41.42 ના સ્કેલ પર પેશીઓની સ્થિતિસ્થાપકતામાં પ્રેરિત ફેરફારો.ખરેખર, યુનિસેલ્યુલર અને એકંદર પ્રણાલીઓથી વિપરીત, નક્કર ગાંઠોનો સમૂહ નરમ પેશીઓમાં ધીમે ધીમે અવ્યવસ્થિત અવશેષ તણાવના સંચયને કારણે વધે છે, જે એકંદર ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ કઠોરતામાં વધારો થવાને કારણે કુદરતી યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરે છે, અને ટ્યુમર સ્ક્લેરોસિસ ઘણીવાર નિર્ણાયક પરિબળ બની જાય છે. ગાંઠની શોધ.
આ વિચારણાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, અહીં અમે સામાન્ય પેશી વાતાવરણમાં વૃદ્ધિ પામતા સ્થિતિસ્થાપક ગોળાકાર સમાવિષ્ટો તરીકે નમૂનારૂપ ટ્યુમર સ્ફેરોઇડ્સના સોનોડાયનેમિક પ્રતિભાવનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.વધુ સ્પષ્ટ રીતે, ગાંઠના તબક્કા સાથે સંકળાયેલ સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો અગાઉના કાર્યમાં કેટલાક લેખકો દ્વારા મેળવેલા સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક પરિણામોના આધારે નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા.તેમાંથી, વિજાતીય માધ્યમોમાં વિવોમાં ઉગાડવામાં આવતા ઘન ટ્યુમર સ્ફેરોઇડ્સના ઉત્ક્રાંતિનો અભ્યાસ ગાંઠના સમૂહ અને સંકળાયેલ ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ તણાવના વિકાસની આગાહી કરવા આંતરજાતીય ગતિશીલતા સાથે સંયોજનમાં બિન-રેખીય યાંત્રિક મોડલ 41,43,44 લાગુ કરીને કરવામાં આવ્યો છે.ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, વૃદ્ધિ (દા.ત., સ્થિતિસ્થાપક પ્રીસ્ટ્રેચિંગ) અને અવશેષ તણાવ ગાંઠ સામગ્રીના ગુણધર્મોના પ્રગતિશીલ પુનઃનિર્માણનું કારણ બને છે, જેનાથી તેના એકોસ્ટિક પ્રતિભાવમાં પણ ફેરફાર થાય છે.એ નોંધવું અગત્યનું છે કે સંદર્ભમાં.41 ગાંઠોમાં વૃદ્ધિ અને નક્કર તાણની સહ-ઉત્ક્રાંતિ પ્રાણી મોડેલોમાં પ્રાયોગિક ઝુંબેશમાં દર્શાવવામાં આવી છે.ખાસ કરીને, સમાન પરિમાણો સાથે ગોળાકાર મર્યાદિત તત્વ મોડેલ પર સિલિકોમાં સમાન પરિસ્થિતિઓનું પુનઃઉત્પાદન કરીને અને અનુમાનિત અવશેષ તણાવ ક્ષેત્રને ધ્યાનમાં લઈને વિવિધ તબક્કામાં સ્તનની ગાંઠના સમૂહની જડતાની તુલનાએ સૂચિત પદ્ધતિની પુષ્ટિ કરી. મોડેલ માન્યતા..આ કાર્યમાં, અગાઉ પ્રાપ્ત સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક પરિણામોનો ઉપયોગ નવી વિકસિત ઉપચારાત્મક વ્યૂહરચના વિકસાવવા માટે થાય છે.ખાસ કરીને, અનુરૂપ ઉત્ક્રાંતિ પ્રતિકાર ગુણધર્મો સાથે અનુમાનિત કદની અહીં ગણતરી કરવામાં આવી હતી, જેનો ઉપયોગ આ રીતે યજમાન વાતાવરણમાં એમ્બેડ કરાયેલ ગાંઠના સમૂહો વધુ સંવેદનશીલ હોય છે તે આવર્તન રેન્જનો અંદાજ કાઢવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.આ માટે, અમે આ રીતે અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્તેજનાના પ્રતિભાવમાં છૂટાછવાયાના સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત સિદ્ધાંત અનુસાર એકોસ્ટિક સૂચકાંકોને ધ્યાનમાં લેતા અને ગોળાકારની સંભવિત રેઝોનન્ટ ઘટનાને હાઇલાઇટ કરીને વિવિધ તબક્કામાં ગાંઠના સમૂહના ગતિશીલ વર્તનની તપાસ કરી. .ગાંઠ અને યજમાનના આધારે પેશીઓ વચ્ચેની જડતામાં વૃદ્ધિ-આધારિત તફાવત.
આમ, ગાંઠના સમૂહને યજમાનની આસપાસના સ્થિતિસ્થાપક વાતાવરણમાં ત્રિજ્યાના સ્થિતિસ્થાપક ગોળા તરીકે મોડલ કરવામાં આવ્યું હતું જે દર્શાવે છે કે કેવી રીતે વિશાળ જીવલેણ માળખું ગોળાકાર આકારમાં પરિસ્થિતિમાં વધે છે.આકૃતિ 1 નો સંદર્ભ લેતા, ગોળાકાર કોઓર્ડિનેટ્સનો ઉપયોગ કરીને \(\{ r,\theta,\varphi \}\) (જ્યાં \(\theta\) અને \(\varphi\) અનુક્રમે વિસંગતતા કોણ અને અઝીમથ કોણ દર્શાવે છે), ટ્યુમર ડોમેન તંદુરસ્ત જગ્યામાં જડિત પ્રદેશ પર કબજો કરે છે \({\mathcal {V}}_{T}=\{ (r,\theta ,\varphi):r\le a\}\) અનબાઉન્ડેડ પ્રદેશ \({\mathcal { V} }_{H} = \{ (r,\theta,\varphi):r > a\}\).ઘણા સાહિત્ય45,46,47,48 માં નોંધાયેલા સુસ્થાપિત ઇલાસ્ટોડાયનેમિક આધાર પર આધારિત ગાણિતિક મોડલના સંપૂર્ણ વર્ણન માટે પૂરક માહિતી (SI) નો સંદર્ભ લેતા, અમે અહીં અક્ષીય સમપ્રમાણ ઓસિલેશન મોડ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ સમસ્યાને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.આ ધારણા સૂચવે છે કે ગાંઠ અને તંદુરસ્ત વિસ્તારોની અંદરના તમામ ચલો એઝિમુથલ કોઓર્ડિનેટ \(\varphi\)થી સ્વતંત્ર છે અને આ દિશામાં કોઈ વિકૃતિ થતી નથી.પરિણામે, વિસ્થાપન અને તણાવ ક્ષેત્રો બે સ્કેલર પોટેન્શિયલ \(\phi = \hat{\phi}\left( {r,\theta} \right)e^{{ – i \omega {\kern 1pt } માંથી મેળવી શકાય છે. t }}\) અને \(\chi = \hat{\chi }\left( {r,\theta } \right)e^{{ – i\omega {\kern 1pt} t }}\), તેઓ છે અનુક્રમે રેખાંશ તરંગ અને શીયર તરંગ સાથે સંબંધિત છે, સર્જ \(\theta \) અને ઘટના તરંગની દિશા અને સ્થિતિ વેક્ટર વચ્ચેના કોણ વચ્ચેનો સંયોગ સમય \({\mathbf {x))\) ( આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે) અને \(\omega = 2\pi f\) કોણીય આવર્તન દર્શાવે છે.ખાસ કરીને, ઘટના ક્ષેત્રને પ્લેન વેવ \(\phi_{H}^{(in)}\) (SI સિસ્ટમમાં પણ રજૂ કરવામાં આવે છે, સમીકરણમાં (A.9)) શરીરના જથ્થામાં પ્રસારિત થાય છે. કાયદાની અભિવ્યક્તિ અનુસાર
જ્યાં \(\phi_{0}\) કંપનવિસ્તાર પરિમાણ છે.ગોળાકાર તરંગ કાર્યનો ઉપયોગ કરીને ઘટના વિમાન તરંગ (1) નું ગોળાકાર વિસ્તરણ પ્રમાણભૂત દલીલ છે:
જ્યાં \(j_{n}\) એ પ્રથમ પ્રકારના ક્રમનું ગોળાકાર બેસલ કાર્ય છે \(n\), અને \(P_{n}\) એ લિજેન્ડ્રે બહુપદી છે.ઇન્વેસ્ટમેન્ટ ક્ષેત્રની ઘટના તરંગનો એક ભાગ આસપાસના માધ્યમમાં વિખરાયેલો છે અને ઘટના ક્ષેત્રને ઓવરલેપ કરે છે, જ્યારે બીજો ભાગ ગોળાની અંદર વિખરાયેલો છે, જે તેના વાઇબ્રેશનમાં ફાળો આપે છે.આ કરવા માટે, તરંગ સમીકરણના હાર્મોનિક ઉકેલો \(\nabla^{2} \hat{\phi } + k_{1}^{2} {\mkern 1mu} \hat{\phi } = 0\,\ ) અને \ (\ nabla^{2} {\mkern 1mu} \hat{\chi } + k_{2}^{2} \hat{\chi } = 0\), ઉદાહરણ તરીકે Eringen45 દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે (SI પણ જુઓ ) ગાંઠ અને તંદુરસ્ત વિસ્તારો સૂચવી શકે છે.ખાસ કરીને, વિખરાયેલા વિસ્તરણ તરંગો અને યજમાન માધ્યમ \(H\) માં પેદા થતા આઇસોવોલ્યુમિક તરંગો તેમની સંબંધિત સંભવિત શક્તિઓને સ્વીકારે છે:
તેમાંથી, પ્રથમ પ્રકારનું ગોળાકાર હેન્કેલ ફંક્શન \(h_{n}^{(1)}\) નો ઉપયોગ આઉટગોઇંગ સ્કેટર્ડ વેવને ધ્યાનમાં લેવા માટે થાય છે, અને \(\alpha_{n}\) અને \(\beta_{ n}\ ) અજ્ઞાત ગુણાંક છે.સમીકરણમાંસમીકરણો (2)–(4), શબ્દો \(k_{H1}\) અને \(k_{H2}\) અનુક્રમે શરીરના મુખ્ય વિસ્તારમાં વિરલ તરંગો અને ત્રાંસા તરંગોની સંખ્યા દર્શાવે છે ( જુઓ SI).ગાંઠ અને પાળીની અંદર કમ્પ્રેશન ફીલ્ડનું સ્વરૂપ હોય છે
જ્યાં \(k_{T1}\) અને \(k_{T2}\) ગાંઠ પ્રદેશમાં રેખાંશ અને ત્રાંસી તરંગ સંખ્યાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને અજ્ઞાત ગુણાંક છે \(\gamma_{n} {\mkern 1mu}\) , \(\ eta_{n} {\mkern 1mu}\).આ પરિણામોના આધારે, બિન-શૂન્ય રેડિયલ અને પરિઘ વિસ્થાપન ઘટકો વિચારણા હેઠળની સમસ્યામાં તંદુરસ્ત પ્રદેશોની લાક્ષણિકતા છે, જેમ કે \(u_{Hr}\) અને \(u_{H\theta}\) (\(u_{ H\ varphi }\ ) સમપ્રમાણતા ધારણાની હવે જરૂર નથી) — સંબંધમાંથી મેળવી શકાય છે \(u_{Hr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi ) } \right) + k_}^{2 } {\mkern 1mu} r\chi\) અને \(u_{H\theta} = r^{- 1} \partial_{\theta} \left({\phi + \partial_{r } ( r\chi ) } \right)\) \(\phi = \phi_{H}^{(in)} + \phi_{H}^{(s)}\) અને \ (\chi = \chi_ {H}^ {(s)}\) (વિગતવાર ગાણિતિક વ્યુત્પત્તિ માટે SI જુઓ).તેવી જ રીતે, \(\phi = \phi_{T}^{(s)}\) અને \(\chi = \chi_{T}^{(s)}\) ને બદલવાથી {Tr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi)} \right) + k_{T2}^{2} {\mkern 1mu} r\chi\) અને \(u_{T\theta} = r^{-1}\partial _{\theta }\left({\phi +\partial_{r}(r\chi )}\જમણે)\).
(ડાબે) તંદુરસ્ત વાતાવરણમાં ઉગાડવામાં આવેલા ગોળાકાર ગાંઠની ભૂમિતિ કે જેના દ્વારા ઘટના ક્ષેત્ર પ્રચાર કરે છે, (જમણે) ગાંઠ ત્રિજ્યાના કાર્ય તરીકે ગાંઠ-યજમાન જડતા ગુણોત્તરનું અનુરૂપ ઉત્ક્રાંતિ, અહેવાલ ડેટા (કેરોટ્યુટો એટ અલ. 41 માંથી સ્વીકારવામાં આવ્યો) કમ્પ્રેશન ટેસ્ટમાં વિટ્રો એમડીએ-એમબી-231 કોષો સાથે ઇનોક્યુલેટ કરાયેલા ઘન સ્તન ગાંઠોમાંથી મેળવવામાં આવ્યા હતા.
રેખીય સ્થિતિસ્થાપક અને આઇસોટ્રોપિક સામગ્રી ધારી રહ્યા છીએ, તંદુરસ્ત અને ગાંઠના પ્રદેશોમાં બિન-શૂન્ય તણાવ ઘટકો, એટલે કે \(\sigma_{Hpq}\) અને \(\sigma_{Tpq}\) - સામાન્યકૃત હૂકના કાયદાનું પાલન કરો, જો કે ત્યાં વિવિધ લેમે મોડ્યુલી છે, જે યજમાન અને ગાંઠની સ્થિતિસ્થાપકતાને લાક્ષણિકતા આપે છે, જેને \(\{ \mu_{H},\,\lambda_{H} \}\) અને \(\{ \mu_{T},\, \lambda_ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે. {T} \ }\) (SI માં રજૂ કરાયેલા તણાવ ઘટકોની સંપૂર્ણ અભિવ્યક્તિ માટે સમીકરણ (A.11) જુઓ).ખાસ કરીને, સંદર્ભ 41 માં અને આકૃતિ 1 માં પ્રસ્તુત ડેટા અનુસાર, વધતી જતી ગાંઠોએ પેશીઓની સ્થિતિસ્થાપકતા સ્થિરતામાં ફેરફાર દર્શાવ્યો હતો.આમ, યજમાન અને ગાંઠના પ્રદેશોમાં વિસ્થાપન અને તણાવ સંપૂર્ણપણે અજ્ઞાત સ્થિરાંકોના સમૂહ સુધી નિર્ધારિત થાય છે \({{ \varvec{\upxi}}__{n} = \{ \alpha_{n} ,{\mkern 1mu } \ beta_{ n} {\mkern 1mu} \gamma_{n} ,\eta_{n} \}\ ) સૈદ્ધાંતિક રીતે અનંત પરિમાણો ધરાવે છે.આ ગુણાંક વેક્ટર્સ શોધવા માટે, ગાંઠ અને તંદુરસ્ત વિસ્તારો વચ્ચે યોગ્ય ઇન્ટરફેસ અને સીમાની સ્થિતિ રજૂ કરવામાં આવે છે.ટ્યુમર-હોસ્ટ ઇન્ટરફેસ \(r = a\) પર સંપૂર્ણ બંધનકર્તા ધારી રહ્યા છીએ, વિસ્થાપન અને તાણની સાતત્ય માટે નીચેની શરતોની જરૂર છે:
સિસ્ટમ (7) અનંત ઉકેલો સાથે સમીકરણોની સિસ્ટમ બનાવે છે.વધુમાં, દરેક સીમાની સ્થિતિ વિસંગતતા પર આધાર રાખે છે \(\theta\).સીમા મૂલ્યની સમસ્યાને \(N\) બંધ સિસ્ટમોના સેટ સાથે સંપૂર્ણ બીજગણિત સમસ્યામાં ઘટાડવા માટે, જેમાંથી પ્રત્યેક અજ્ઞાત \({{\varvec{\upxi}}__{n} = \{ \alpha_ {n}, { \mkern 1mu} \beta_{n} {\mkern 1mu} \gamma_{n}, \eta_{n} \}_{n = 0,…,N}\) (\ ( N \ સાથે થી \infty \), સૈદ્ધાંતિક રીતે), અને ત્રિકોણમિતિની શરતો પરના સમીકરણોની અવલંબનને દૂર કરવા માટે, ઇન્ટરફેસની સ્થિતિઓ લિજેન્ડ્રે બહુપદીની ઓર્થોગોનાલિટીનો ઉપયોગ કરીને નબળા સ્વરૂપમાં લખવામાં આવે છે.ખાસ કરીને, સમીકરણ (7)1,2 અને (7)3,4 ને \(P_{n} \left( {\cos \theta} \right)\) અને \(P_{n}^{ વડે ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. 1} \left( { \cos\theta}\right)\) અને પછી ગાણિતિક ઓળખનો ઉપયોગ કરીને \(0\) અને \(\pi\) વચ્ચે એકીકૃત કરો:
આમ, ઇન્ટરફેસ શરત (7) એક ચતુર્ભુજ બીજગણિત સમીકરણ સિસ્ટમ આપે છે, જેને મેટ્રિક્સ સ્વરૂપમાં \({\mathbb{D}}_{n} (a) \cdot {{\varvec{\upxi }} તરીકે દર્શાવી શકાય છે. } _{ n} = {\mathbf{q}}_{n} (a)\) અને ક્રેમરના નિયમને હલ કરીને અજ્ઞાત \({{\varvec{\upxi}}}_{n}\ ) મેળવો.
ગોળા દ્વારા વેરવિખેર ઊર્જા પ્રવાહનો અંદાજ કાઢવા અને યજમાન માધ્યમમાં ફેલાયેલા વિખરાયેલા ક્ષેત્ર પરના ડેટાના આધારે તેના એકોસ્ટિક પ્રતિભાવ વિશેની માહિતી મેળવવા માટે, એકોસ્ટિક જથ્થામાં રસ છે, જે સામાન્યકૃત બિસ્ટેટિક સ્કેટરિંગ ક્રોસ સેક્શન છે.ખાસ કરીને, સ્કેટરિંગ ક્રોસ સેક્શન, જે \(ઓ) દર્શાવે છે, સ્કેટર્ડ સિગ્નલ દ્વારા પ્રસારિત થતી એકોસ્ટિક પાવર અને ઘટના તરંગ દ્વારા વહન કરવામાં આવતી ઊર્જાના વિભાજન વચ્ચેના ગુણોત્તરને વ્યક્ત કરે છે.આ સંદર્ભે, આકાર કાર્યની તીવ્રતા \(\left| {F_{\infty} \left(\theta \right)} \right|^{2}\) એ એકોસ્ટિક મિકેનિઝમ્સના અભ્યાસમાં વારંવાર વપરાતો જથ્થો છે. કાંપમાં પદાર્થોના પ્રવાહી અથવા ઘન છૂટાછવાયામાં જડિત.વધુ સ્પષ્ટ રીતે, આકાર કાર્યના કંપનવિસ્તારને એકમ વિસ્તાર દીઠ વિભેદક સ્કેટરિંગ ક્રોસ સેક્શન \(ds\) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જે ઘટના તરંગના પ્રસારની દિશામાં સામાન્યથી અલગ પડે છે:
જ્યાં \(f_{n}^{pp}\) અને \(f_{n}^{ps}\) મોડલ ફંક્શન સૂચવે છે, જે રેખાંશ તરંગની શક્તિના ગુણોત્તર અને સ્કેટર્ડ તરંગને સંબંધિત પ્રાપ્ત માધ્યમમાં ઘટના P-તરંગ, અનુક્રમે, નીચેના અભિવ્યક્તિઓ સાથે આપવામાં આવે છે:
રેઝોનન્ટ સ્કેટરિંગ થિયરી (RST) 49,50,51,52 અનુસાર આંશિક તરંગ કાર્યો (10) નો સ્વતંત્ર રીતે અભ્યાસ કરી શકાય છે, જે વિવિધ સ્થિતિઓનો અભ્યાસ કરતી વખતે લક્ષ્ય સ્થિતિસ્થાપકતાને કુલ સ્ટ્રે ફિલ્ડમાંથી અલગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.આ પદ્ધતિ અનુસાર, મોડલ ફોર્મ ફંક્શનને બે સમાન ભાગોના સરવાળામાં વિઘટિત કરી શકાય છે, એટલે કે \(f_{n} = f_{n}^{(res)} + f_{n}^{(b)}\ ) અનુક્રમે રેઝોનન્ટ અને નોનરેઝોનન્ટ બેકગ્રાઉન્ડ કંપનવિસ્તાર સાથે સંબંધિત છે.રેઝોનન્ટ મોડનું આકાર કાર્ય લક્ષ્યના પ્રતિભાવ સાથે સંબંધિત છે, જ્યારે પૃષ્ઠભૂમિ સામાન્ય રીતે સ્કેટરરના આકાર સાથે સંબંધિત છે.દરેક મોડ માટે લક્ષ્યના પ્રથમ ફોર્મન્ટને શોધવા માટે, મોડલ રેઝોનન્સ આકાર કાર્યનું કંપનવિસ્તાર \(\left| {f_{n}^{(res)} \left( \theta \right)} \right|\ ) સ્થિતિસ્થાપક યજમાન સામગ્રીમાં અભેદ્ય ગોળાઓનો સમાવેશ કરીને સખત પૃષ્ઠભૂમિ ધારીને ગણતરી કરવામાં આવે છે.આ પૂર્વધારણા એ હકીકત દ્વારા પ્રેરિત છે કે, સામાન્ય રીતે, શેષ સંકુચિત તણાવને કારણે ગાંઠના સમૂહની વૃદ્ધિ સાથે જડતા અને ઘનતા બંને વધે છે.આમ, વૃદ્ધિના ગંભીર સ્તરે, અવરોધ ગુણોત્તર \(\rho_{T} c_{1T} /\rho_{H} c_{1H}\) સોફ્ટમાં વિકસી રહેલા મોટાભાગના મેક્રોસ્કોપિક ઘન ગાંઠો માટે 1 કરતાં વધુ હોવાનું અપેક્ષિત છે. પેશીઓઉદાહરણ તરીકે, Krouskop et al.53 એ પ્રોસ્ટેટ પેશી માટે કેન્સરગ્રસ્ત અને સામાન્ય મોડ્યુલસનો ગુણોત્તર લગભગ 4 નો અહેવાલ આપ્યો, જ્યારે સ્તન પેશીના નમૂનાઓ માટે આ મૂલ્ય વધીને 20 થયું.આ સંબંધો અનિવાર્યપણે પેશીઓના એકોસ્ટિક અવબાધને બદલી નાખે છે, જેમ કે ઇલાસ્ટોગ્રાફી વિશ્લેષણ 54,55,56 દ્વારા પણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને તે ગાંઠના હાયપરપ્રોલિફરેશનને કારણે સ્થાનિક પેશીઓના જાડા થવા સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.વિવિધ તબક્કામાં ઉગાડવામાં આવેલા બ્રેસ્ટ ટ્યુમર બ્લોક્સના સાદા કમ્પ્રેશન ટેસ્ટ્સ સાથે પણ આ તફાવત પ્રાયોગિક રીતે જોવામાં આવ્યો છે, અને સામગ્રીના રિમોડેલિંગને બિન-રેખીય રીતે વધતી ગાંઠો43,44ના અનુમાનિત ક્રોસ-પ્રજાતિ મોડલ્સ સાથે સારી રીતે અનુસરી શકાય છે.મેળવવામાં આવેલ જડતા ડેટાનો સીધો સંબંધ સૂત્ર મુજબ યુવાનના ઘન ગાંઠોના મોડ્યુલસના વિકાસ સાથે છે \(E_{T} = S\left( {1 – \nu ^{2} } \right)/a\sqrt \ વેરેપ્સીલોન\ )( ત્રિજ્યા સાથે ગોળાકાર \(a\), જડતા \(S\) અને પોઈસનનો ગુણોત્તર \(\nu\) બે સખત પ્લેટ 57 વચ્ચે, આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે).આમ, વિવિધ વૃદ્ધિ સ્તરો પર ગાંઠ અને યજમાનના એકોસ્ટિક અવબાધ માપન મેળવવાનું શક્ય છે.ખાસ કરીને, ફિગ. 1 માં 2 kPa ની સમાન સામાન્ય પેશીઓના મોડ્યુલસની તુલનામાં, લગભગ 500 થી 1250 mm3 ની વોલ્યુમ રેન્જમાં સ્તન ગાંઠોના સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસને પરિણામે લગભગ 10 kPa થી 16 kPa સુધીનો વધારો થયો છે, જે નોંધાયેલ ડેટા સાથે સુસંગત.સંદર્ભો 58, 59 માં એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સ્તનના પેશીના નમૂનાઓમાં દબાણ 0.25-4 kPa છે અને અદ્રશ્ય પ્રીકોમ્પ્રેશન છે.એ પણ ધારો કે લગભગ અસ્પષ્ટ પેશીનો પોઈસનનો ગુણોત્તર 41.60 છે, જેનો અર્થ છે કે પેશીની ઘનતા નોંધપાત્ર રીતે બદલાતી નથી કારણ કે વોલ્યુમ વધે છે.ખાસ કરીને, સરેરાશ સમૂહ વસ્તી ઘનતા \(\rho = 945\, {\text{kg}}\,{\text{m}}^{ – 3}\)61 નો ઉપયોગ થાય છે.આ વિચારણાઓ સાથે, જડતા નીચેના અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ કરીને પૃષ્ઠભૂમિ મોડ પર લઈ શકે છે:
જ્યાં અજ્ઞાત સ્થિરાંક \(\widehat{{{\varvec{\upxi))))_{n} = \{\delta_{n} ,\upsilon_{n} \}\) સાતત્યને ધ્યાનમાં રાખીને ગણતરી કરી શકાય છે પૂર્વગ્રહ ( 7 )2,4, એટલે કે, બીજગણિત પદ્ધતિ ઉકેલીને \(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) \cdot \widehat{({\varvec{\upxi}} } } _{n } = \widehat{{\mathbf{q}}}_{n} (a)\) સગીરોને સંડોવતા\(\widehat{{\mathbb{D}}}} {n} (a) = \ { { \ mathbb{D}}_{n} (a)\}_{{\{ (1,3),(1,3)\} }}\) અને અનુરૂપ સરળ કૉલમ વેક્ટર\(\widehat { {\mathbf {q}}}} {n} (а)\). \left( {res} \right)\,pp}} \left( \theta \right)} \right| = \left|{f_{n}^{pp} \left( \theta \right) – f_{ n}^{pp(b)} \left( \theta \right)} \right|\) અને \( \left|{f_{n}^{{\left( {res} \right)\,ps} } \left( \theta \right)} \right|= \left|{f_{n}^{ps} \left( \theta \right) – f_{n}^{ps(b)} \left( \ થીટા \right)} \right|\) અનુક્રમે P-તરંગ ઉત્તેજના અને P- અને S-તરંગ પ્રતિબિંબનો સંદર્ભ આપે છે.આગળ, પ્રથમ કંપનવિસ્તારનો અંદાજ \(\theta = \pi\), અને બીજો કંપનવિસ્તાર \(\theta = \pi/4\) તરીકે અંદાજવામાં આવ્યો હતો.વિવિધ રચના ગુણધર્મો લોડ કરીને.આકૃતિ 2 બતાવે છે કે લગભગ 15 મીમી વ્યાસ સુધીના ટ્યુમર સ્ફેરોઇડ્સના રેઝોનન્ટ લક્ષણો મુખ્યત્વે 50-400 kHz ના ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં કેન્દ્રિત છે, જે રેઝોનન્ટ ટ્યુમર ઉત્તેજનાને પ્રેરિત કરવા માટે ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતા દર્શાવે છે.કોષોઘણો.આ ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં, આરએસટી વિશ્લેષણે આકૃતિ 3 માં પ્રકાશિત કરેલ મોડ 1 થી 6 માટે સિંગલ-મોડ ફોર્મન્ટ્સ જાહેર કર્યા છે. અહીં, બંને pp- અને ps-વિખેરાયેલા તરંગો પ્રથમ પ્રકારના ફોર્મન્ટ્સ દર્શાવે છે, જે ખૂબ જ ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર થાય છે, જે વધે છે મોડ 1 માટે લગભગ 20 kHz થી n = 6 માટે લગભગ 60 kHz, ગોળાની ત્રિજ્યામાં કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવતું નથી.રેઝોનન્ટ ફંક્શન ps પછી ક્ષીણ થાય છે, જ્યારે મોટા કંપનવિસ્તાર pp ફોર્મન્ટ્સનું સંયોજન લગભગ 60 kHz ની સામયિકતા પ્રદાન કરે છે, જે વધતા મોડ નંબર સાથે ઉચ્ચ આવર્તન શિફ્ટ દર્શાવે છે.તમામ વિશ્લેષણો Mathematica®62 કોમ્પ્યુટીંગ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા.
વિવિધ કદના બ્રેસ્ટ ટ્યુમરના મોડ્યુલમાંથી મેળવેલ બેકસ્કેટર ફોર્મ ફંક્શન્સ ફિગ. 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે, જ્યાં એકાઉન્ટ મોડ સુપરપોઝિશનને ધ્યાનમાં લઈને સૌથી વધુ છૂટાછવાયા બેન્ડ પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યા છે.
પસંદ કરેલ મોડ્સના પડઘો \(n = 1\) થી \(n = 6\), ઉત્તેજના અને P-તરંગના વિવિધ ગાંઠના કદ પરના પ્રતિબિંબ પર ગણતરી કરવામાં આવે છે (\(\ડાબે | {f_{ n}} માંથી કાળા વણાંકો {{\ left( {res} \right)\,pp}} \left( \pi \right)} \right| = \left| {f_{n}^{pp} \left ( \pi \ જમણે) – f_{n }^{pp(b)} \left( \pi \right)} \right|\)) અને P-તરંગ ઉત્તેજના અને S-તરંગ પ્રતિબિંબ (મોડલ આકાર કાર્ય દ્વારા આપવામાં આવેલ ગ્રે વણાંકો \( \left | { f_{n }^{{\left( {res} \right)\,ps}} \left( {\pi /4} \right)} \right| = \left| {f_{n} ^{ ps} \left( {\pi /4} \right) – f_{n}^{ps(b)} \left( {\pi /4} \right)} \right |\)).
દૂર-ક્ષેત્ર પ્રચારની સ્થિતિનો ઉપયોગ કરીને આ પ્રારંભિક વિશ્લેષણના પરિણામો સમૂહ પર માઇક્રોવાઇબ્રેશન તણાવની અસરનો અભ્યાસ કરવા માટે નીચેના આંકડાકીય અનુકરણોમાં ડ્રાઇવ-વિશિષ્ટ ડ્રાઇવ ફ્રીક્વન્સીઝની પસંદગીને માર્ગદર્શન આપી શકે છે.પરિણામો દર્શાવે છે કે ગાંઠની વૃદ્ધિ દરમિયાન શ્રેષ્ઠ ફ્રીક્વન્સીઝનું માપાંકન સ્ટેજ-વિશિષ્ટ હોઈ શકે છે અને ટીશ્યુ રિમોડેલિંગની સાચી આગાહી કરવા માટે રોગ ઉપચારમાં ઉપયોગમાં લેવાતી બાયોમેકનિકલ વ્યૂહરચના સ્થાપિત કરવા વૃદ્ધિ મોડલના પરિણામોનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે.
નેનો ટેક્નોલોજીમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયને નવા ઉકેલો અને વિવો એપ્લીકેશનો માટે લઘુત્તમ અને ન્યૂનતમ આક્રમક તબીબી ઉપકરણો વિકસાવવા માટેની પદ્ધતિઓ શોધવા માટે પ્રેરિત કરી રહી છે.આ સંદર્ભમાં, LOF ટેક્નોલોજીએ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરની ક્ષમતાઓને વિસ્તૃત કરવાની નોંધપાત્ર ક્ષમતા દર્શાવી છે, જે જીવન વિજ્ઞાન એપ્લિકેશન્સ21, 63, 64, 65 માટે નવા ન્યૂનતમ આક્રમક ફાઇબર ઓપ્ટિક ઉપકરણોના વિકાસને સક્ષમ કરે છે. 2D અને 3D સામગ્રીને એકીકૃત કરવાનો વિચાર નેનોસ્કેલ પર સંપૂર્ણ અવકાશી નિયંત્રણ સાથે 25 અને/અથવા છેડા 64 ઓપ્ટિકલ ફાઇબરની બાજુઓ પર ઇચ્છિત રાસાયણિક, જૈવિક અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો સાથે, ફાઇબર ઓપ્ટિક નેનોપોટોડ્સના નવા વર્ગના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે.ડાયગ્નોસ્ટિક અને રોગનિવારક કાર્યોની વિશાળ શ્રેણી છે.રસપ્રદ રીતે, તેમના ભૌમિતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો (નાના ક્રોસ સેક્શન, મોટા પાસા રેશિયો, લવચીકતા, ઓછું વજન) અને સામગ્રીની જૈવ સુસંગતતાને કારણે (સામાન્ય રીતે કાચ અથવા પોલિમર), ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સોય અને કેથેટરમાં દાખલ કરવા માટે યોગ્ય છે.તબીબી એપ્લિકેશન20, "સોય હોસ્પિટલ" ના નવા દ્રષ્ટિકોણ માટે માર્ગ મોકળો કરે છે (આકૃતિ 4 જુઓ).
વાસ્તવમાં, એલઓએફ ટેક્નોલોજી દ્વારા અપાયેલી સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીને કારણે, વિવિધ ધાતુ અને/અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીઓમાંથી બનાવેલ માઇક્રો- અને નેનોસ્ટ્રક્ચર્સના એકીકરણનો ઉપયોગ કરીને, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય રીતે કાર્ય કરી શકાય છે જે ઘણીવાર રેઝોનન્ટ મોડ ઉત્તેજનાને સમર્થન આપે છે., પ્રકાશ ક્ષેત્ર 21 મજબૂત રીતે સ્થિત છે.સબવેવલન્થ સ્કેલ પર પ્રકાશનું નિયંત્રણ, ઘણીવાર રાસાયણિક અને/અથવા જૈવિક પ્રક્રિયા 63 સાથે સંયોજનમાં અને સ્માર્ટ પોલિમર 65,66 જેવી સંવેદનશીલ સામગ્રીનું એકીકરણ પ્રકાશ અને પદાર્થની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર નિયંત્રણ વધારી શકે છે, જે થેરાનોસ્ટિક હેતુઓ માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે.સંકલિત ઘટકો/સામગ્રીના પ્રકાર અને કદની પસંદગી દેખીતી રીતે શોધી કાઢવાના ભૌતિક, જૈવિક અથવા રાસાયણિક પરિમાણો પર આધાર રાખે છે 21,63.
શરીરના ચોક્કસ સ્થળો પર નિર્દેશિત તબીબી સોયમાં LOF પ્રોબ્સનું એકીકરણ વિવોમાં સ્થાનિક પ્રવાહી અને પેશી બાયોપ્સીને સક્ષમ બનાવશે, એકસાથે સ્થાનિક સારવારને મંજૂરી આપશે, આડઅસરો ઘટાડે છે અને કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરશે.સંભવિત તકોમાં કેન્સર સહિત વિવિધ ફરતા બાયોમોલેક્યુલ્સની શોધનો સમાવેશ થાય છે.બાયોમાર્કર્સ અથવા માઇક્રોઆરએનએ (miRNAs)67, રેખીય અને બિન-રેખીય સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને કેન્સરગ્રસ્ત પેશીઓની ઓળખ જેમ કે રામન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (SERS)31, ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ22,28,68, લેસર સર્જરી અને એબ્લેશન69, અને લાઇટ27 અને સ્થાનિક ડિલિવરી દવાઓનો ઉપયોગ કરીને. માનવ શરીરમાં સોયનું સ્વચાલિત માર્ગદર્શન20.તે નોંધવું યોગ્ય છે કે ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો પર આધારિત "શાસ્ત્રીય" પદ્ધતિઓના લાક્ષણિક ગેરફાયદાને ટાળે છે, જેમ કે વિદ્યુત જોડાણોની જરૂરિયાત અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપની હાજરી, આ વિવિધ એલઓએફ સેન્સરને અસરકારક રીતે સંકલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. સિસ્ટમએક તબીબી સોય.હાનિકારક અસરો જેમ કે પ્રદૂષણ, ઓપ્ટિકલ હસ્તક્ષેપ, ભૌતિક અવરોધો કે જે વિવિધ કાર્યો વચ્ચે ક્રોસસ્ટૉક અસરોનું કારણ બને છે તેને ઘટાડવા માટે ખાસ ધ્યાન આપવું જોઈએ.જો કે, એ પણ સાચું છે કે ઉલ્લેખિત ઘણા કાર્યો એક જ સમયે સક્રિય હોવા જરૂરી નથી.આ પાસું ઓછામાં ઓછું દખલગીરી ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે, ત્યાં દરેક ચકાસણીના પ્રદર્શન અને પ્રક્રિયાની ચોકસાઈ પર નકારાત્મક અસરને મર્યાદિત કરે છે.આ વિચારણાઓ આપણને જીવન વિજ્ઞાનમાં ઉપચારાત્મક સોયની આગામી પેઢી માટે નક્કર પાયો નાખવાની સરળ દ્રષ્ટિ તરીકે "હોસ્પિટલમાં સોય" ના ખ્યાલને જોવાની મંજૂરી આપે છે.
આ પેપરમાં ચર્ચા કરેલ વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનના સંદર્ભમાં, આગળના વિભાગમાં આપણે તબીબી સોયની તેની ધરી સાથે તેમના પ્રસારનો ઉપયોગ કરીને માનવ પેશીઓમાં અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને દિશામાન કરવાની ક્ષમતાની સંખ્યાત્મક રીતે તપાસ કરીશું.
પાણીથી ભરેલી તબીબી સોય દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોનો પ્રચાર અને નરમ પેશીઓમાં દાખલ કરવામાં આવે છે (ફિગ. 5a માં આકૃતિ જુઓ) મર્યાદિત તત્વ પદ્ધતિ (FEM)70 પર આધારિત કોમર્શિયલ કોમસોલ મલ્ટિફિઝિક્સ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને મોડેલ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં સોય અને પેશીઓનું મોડેલિંગ કરવામાં આવે છે. રેખીય સ્થિતિસ્થાપક વાતાવરણ તરીકે.
આકૃતિ 5b નો સંદર્ભ લેતા, સોયને સ્ટેનલેસ સ્ટીલથી બનેલા હોલો સિલિન્ડર (જેને "કેન્યુલા" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) તરીકે મોડેલ કરવામાં આવે છે, જે તબીબી સોય માટે પ્રમાણભૂત સામગ્રી છે71.ખાસ કરીને, તે યંગના મોડ્યુલસ E = 205 GPa, પોઈસનનો ગુણોત્તર ν = 0.28 અને ઘનતા ρ = 7850 kg m −372.73 સાથે મોડલ કરવામાં આવ્યું હતું.ભૌમિતિક રીતે, સોય લંબાઈ L, આંતરિક વ્યાસ D (જેને "ક્લિયરન્સ" પણ કહેવાય છે) અને દિવાલની જાડાઈ t દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.વધુમાં, સોયની ટોચને રેખાંશ દિશા (z) ના સંદર્ભમાં α કોણ પર વળેલું માનવામાં આવે છે.પાણીનું પ્રમાણ આવશ્યકપણે સોયના આંતરિક ક્ષેત્રના આકારને અનુરૂપ છે.આ પ્રારંભિક પૃથ્થકરણમાં, સોયને પેશીના પ્રદેશમાં (અનિશ્ચિત સમય સુધી લંબાવવાની ધારણા), ત્રિજ્યાના ગોળાના રૂપમાં તૈયાર કરવામાં આવી હતી, જે તમામ સિમ્યુલેશન દરમિયાન 85 મીમી પર સ્થિર રહી હોવાનું માનવામાં આવતું હતું.વધુ વિગતમાં, અમે સંપૂર્ણ રીતે મેળ ખાતા સ્તર (PML) સાથે ગોળાકાર પ્રદેશને સમાપ્ત કરીએ છીએ, જે ઓછામાં ઓછા "કાલ્પનિક" સીમાઓમાંથી પ્રતિબિંબિત અનિચ્છનીય તરંગોને ઘટાડે છે.ત્યારબાદ અમે ત્રિજ્યા rs પસંદ કરી જેથી ગોળાકાર ડોમેન સીમાને કોમ્પ્યુટેશનલ સોલ્યુશનને અસર ન થાય તે માટે સોયથી પૂરતી દૂર રાખી શકાય અને સિમ્યુલેશનના કોમ્પ્યુટેશનલ ખર્ચને અસર ન થાય તેટલું નાનું હોય.
આવર્તન f અને કંપનવિસ્તાર A ની હાર્મોનિક રેખાંશ શિફ્ટ સ્ટાઈલસ ભૂમિતિની નીચેની સીમા પર લાગુ થાય છે;આ પરિસ્થિતિ સિમ્યુલેટેડ ભૂમિતિ પર લાગુ ઇનપુટ ઉત્તેજનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.સોયની બાકીની સીમાઓ પર (પેશી અને પાણીના સંપર્કમાં), સ્વીકૃત મોડેલમાં બે ભૌતિક ઘટનાઓ વચ્ચેના સંબંધને સમાવવામાં આવે છે, જેમાંથી એક માળખાકીય મિકેનિક્સ (સોયના વિસ્તાર માટે) સાથે સંબંધિત છે, અને અન્ય માળખાકીય મિકેનિક્સ માટે.(એકિક્યુલર પ્રદેશ માટે), તેથી અનુરૂપ શરતો ધ્વનિશાસ્ત્ર પર લાદવામાં આવે છે (પાણી અને એકિક્યુલર પ્રદેશ માટે)74.ખાસ કરીને, સોય સીટ પર લાગુ નાના સ્પંદનો નાના વોલ્ટેજ વિક્ષેપનું કારણ બને છે;આમ, ધારીએ છીએ કે સોય સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમની જેમ વર્તે છે, વિસ્થાપન વેક્ટર U નો અંદાજ ઈલાસ્ટોડાયનેમિક સંતુલન સમીકરણ (Navier)75 પરથી કરી શકાય છે.સોયના માળખાકીય ઓસિલેશન્સ તેની અંદરના પાણીના દબાણમાં ફેરફારનું કારણ બને છે (અમારા મોડેલમાં સ્થિર માનવામાં આવે છે), જેના પરિણામે ધ્વનિ તરંગો સોયની રેખાંશ દિશામાં પ્રચાર કરે છે, અનિવાર્યપણે હેલ્મહોલ્ટ્ઝ સમીકરણ 76 નું પાલન કરે છે.છેલ્લે, એમ ધારી રહ્યા છીએ કે પેશીઓમાં બિનરેખીય અસરો નજીવી છે અને દબાણ તરંગોના કંપનવિસ્તાર કરતા શીયર તરંગોનું કંપનવિસ્તાર ઘણું નાનું છે, હેલ્મહોલ્ટ્ઝ સમીકરણનો ઉપયોગ નરમ પેશીઓમાં એકોસ્ટિક તરંગોના પ્રસારને મોડેલ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.આ અંદાજ પછી, પેશીને 1000 kg/m3 ની ઘનતા અને 1540 m/s ની ધ્વનિની ઝડપ સાથે પ્રવાહી77 તરીકે ગણવામાં આવે છે (આવર્તન આધારિત ભીનાશની અસરોને અવગણીને).આ બે ભૌતિક ક્ષેત્રોને જોડવા માટે, ઘન અને પ્રવાહીની સીમા પર સામાન્ય હિલચાલની સાતત્ય, ઘન સીમાને લંબરૂપ દબાણ અને તાણ વચ્ચે સ્થિર સંતુલન અને તેની સીમા પર સ્પર્શક તાણની ખાતરી કરવી જરૂરી છે. પ્રવાહી શૂન્ય સમાન હોવું જોઈએ.75
અમારા પૃથ્થકરણમાં, અમે સ્થિર પરિસ્થિતિઓમાં સોયની સાથે એકોસ્ટિક તરંગોના પ્રસારની તપાસ કરીએ છીએ, પેશીઓની અંદરના તરંગોના ઉત્સર્જન પર સોયની ભૂમિતિના પ્રભાવ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ છીએ.ખાસ કરીને, અમે સોય D ના આંતરિક વ્યાસ, લંબાઈ L અને બેવલ કોણ α ના પ્રભાવની તપાસ કરી, અભ્યાસ કરેલ તમામ કેસ માટે જાડાઈ t ને 500 µm પર નિશ્ચિત રાખી.ટીનું આ મૂલ્ય વ્યાવસાયિક સોય માટે લાક્ષણિક પ્રમાણભૂત દિવાલની જાડાઈ 71 ની નજીક છે.
સામાન્યતા ગુમાવ્યા વિના, સોયના પાયા પર લાગુ હાર્મોનિક ડિસ્પ્લેસમેન્ટની આવર્તન f 100 kHz ની બરાબર લેવામાં આવી હતી, અને કંપનવિસ્તાર A 1 μm હતું.ખાસ કરીને, આવર્તન 100 kHz પર સેટ કરવામાં આવી હતી, જે "વૃદ્ધિ-આધારિત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફ્રીક્વન્સીઝનો અંદાજ કાઢવા માટે ગોળાકાર ગાંઠના લોકોનું સ્કેટરિંગ એનાલિસિસ" વિભાગમાં આપેલા વિશ્લેષણાત્મક અંદાજો સાથે સુસંગત છે, જ્યાં ગાંઠના લોકોનું પડઘો જેવું વર્તન જોવા મળ્યું હતું. 50-400 kHz ની આવર્તન શ્રેણી, જેમાં સૌથી વધુ સ્કેટરિંગ એમ્પ્લીટ્યુડ 100-200 kHz ની આસપાસ ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર કેન્દ્રિત છે (ફિગ. 2 જુઓ).
અભ્યાસ કરેલ પ્રથમ પરિમાણ સોયનો આંતરિક વ્યાસ ડી હતો.સગવડ માટે, તેને સોયના પોલાણમાં એકોસ્ટિક તરંગ લંબાઈના પૂર્ણાંક અપૂર્ણાંક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે (એટલે ​​​​કે, પાણીમાં λW = 1.5 mm).ખરેખર, આપેલ ભૂમિતિ (ઉદાહરણ તરીકે, વેવગાઇડમાં) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ ઉપકરણોમાં તરંગ પ્રસારની ઘટના ઘણીવાર પ્રચાર તરંગની તરંગલંબાઇની તુલનામાં ઉપયોગમાં લેવાતી ભૂમિતિના લાક્ષણિક કદ પર આધારિત હોય છે.વધુમાં, પ્રથમ વિશ્લેષણમાં, સોય દ્વારા એકોસ્ટિક તરંગના પ્રસાર પર વ્યાસ D ની અસરને વધુ સારી રીતે ભાર આપવા માટે, અમે એક સપાટ ટિપ ધ્યાનમાં લીધું, કોણ α = 90° સેટ કર્યું.આ વિશ્લેષણ દરમિયાન, સોયની લંબાઈ L 70 mm પર નિશ્ચિત કરવામાં આવી હતી.
અંજીર પર.6a એ ડાયમેન્શનલેસ સ્કેલ પેરામીટર SDના કાર્ય તરીકે સરેરાશ અવાજની તીવ્રતા દર્શાવે છે, એટલે કે D = λW/SD અનુરૂપ સોયની ટોચ પર કેન્દ્રિત 10 મીમીની ત્રિજ્યા સાથે ગોળામાં મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે.સ્કેલિંગ પેરામીટર SD 2 થી 6 સુધી બદલાય છે, એટલે કે આપણે 7.5 mm થી 2.5 mm (f = 100 kHz પર) સુધીના D મૂલ્યોને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.શ્રેણીમાં સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેડિકલ સોય માટે 71 નું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય પણ શામેલ છે.અપેક્ષા મુજબ, સોયનો આંતરિક વ્યાસ સોય દ્વારા ઉત્સર્જિત અવાજની તીવ્રતાને અસર કરે છે, જેમાં મહત્તમ મૂલ્ય (1030 W/m2) D = λW/3 (એટલે ​​​​કે D = 5 mm) ને અનુરૂપ હોય છે અને ઘટતા જતા વલણ સાથે વ્યાસતે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે વ્યાસ D એ ભૌમિતિક પરિમાણ છે જે તબીબી ઉપકરણની આક્રમકતાને પણ અસર કરે છે, તેથી શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય પસંદ કરતી વખતે આ નિર્ણાયક પાસાને અવગણી શકાય નહીં.તેથી, જોકે ડીમાં ઘટાડો પેશીઓમાં એકોસ્ટિક તીવ્રતાના નીચા ટ્રાન્સમિશનને કારણે થાય છે, નીચેના અભ્યાસો માટે, વ્યાસ D = λW/5, એટલે કે D = 3 mm (f = 100 kHz પર 11G71 ધોરણને અનુરૂપ છે) , ઉપકરણની ઘુસણખોરી અને ધ્વનિ તીવ્રતા ટ્રાન્સમિશન (સરેરાશ આશરે 450 W/m2) વચ્ચે વાજબી સમાધાન માનવામાં આવે છે.
સોય (a), લંબાઈ (b) અને બેવલ કોણ α (c) ના આંતરિક વ્યાસ પર આધાર રાખીને, સોયની ટોચ (સપાટ ગણવામાં આવે છે) દ્વારા ઉત્સર્જિત અવાજની સરેરાશ તીવ્રતા.(a, c) માં લંબાઈ 90 mm છે, અને (b, c) માં વ્યાસ 3 mm છે.
પૃથ્થકરણ કરવા માટેનું આગલું પરિમાણ એ સોય Lની લંબાઈ છે. અગાઉના કેસ સ્ટડી મુજબ, અમે ત્રાંસી કોણ α = 90° ગણીએ છીએ અને લંબાઈને પાણીમાં તરંગલંબાઈના ગુણાંક તરીકે માપવામાં આવે છે, એટલે કે L = SL λW ધ્યાનમાં લો. .પરિમાણહીન સ્કેલ પેરામીટર SL ને 3 બાય 7 થી બદલવામાં આવે છે, આમ 4.5 થી 10.5 મીમી લંબાઈની રેન્જમાં સોયની ટોચ દ્વારા ઉત્સર્જિત અવાજની સરેરાશ તીવ્રતાનો અંદાજ લગાવે છે.આ શ્રેણીમાં વ્યાપારી સોય માટેના લાક્ષણિક મૂલ્યોનો સમાવેશ થાય છે.પરિણામો ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે.6b, દર્શાવે છે કે સોયની લંબાઈ, L, પેશીઓમાં અવાજની તીવ્રતાના પ્રસારણ પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે.ખાસ કરીને, આ પરિમાણના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને કારણે લગભગ તીવ્રતાના ક્રમમાં ટ્રાન્સમિશનમાં સુધારો કરવાનું શક્ય બન્યું.હકીકતમાં, વિશ્લેષિત લંબાઈ શ્રેણીમાં, સરેરાશ અવાજની તીવ્રતા SL = 4 (એટલે ​​​​કે, L = 60 mm) પર સ્થાનિક મહત્તમ 3116 W/m2 લે છે, અને અન્ય SL = 6 (એટલે ​​​​કે, L = 90) ને અનુરૂપ છે. મીમી).
નળાકાર ભૂમિતિમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડના પ્રચાર પર સોયના વ્યાસ અને લંબાઈના પ્રભાવનું વિશ્લેષણ કર્યા પછી, અમે પેશીઓમાં અવાજની તીવ્રતાના પ્રસારણ પર બેવલ કોણના પ્રભાવ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું.ફાઈબર ટીપમાંથી નીકળતા અવાજની સરેરાશ તીવ્રતા એંગલ α ના કાર્ય તરીકે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવી હતી, તેનું મૂલ્ય 10° (તીક્ષ્ણ ટીપ) થી બદલીને 90° (સપાટ ટીપ) કર્યું હતું.આ કિસ્સામાં, સોયની માનવામાં આવેલ ટોચની આસપાસના એકીકૃત ગોળાની ત્રિજ્યા 20 મીમી હતી, જેથી α ના તમામ મૂલ્યો માટે, સોયની ટોચ સરેરાશથી ગણતરી કરેલ વોલ્યુમમાં શામેલ કરવામાં આવી હતી.
ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે.6c, જ્યારે ટીપ શાર્પ કરવામાં આવે છે, એટલે કે, જ્યારે α 90° થી શરૂ કરીને ઘટે છે, ત્યારે પ્રસારિત અવાજની તીવ્રતા વધે છે, લગભગ 1.5 × 105 W/m2 ની મહત્તમ કિંમત સુધી પહોંચે છે, જે α = 50°, એટલે કે, 2 ને અનુરૂપ છે. સપાટ સ્થિતિની તુલનામાં વધુ તીવ્રતાનો ક્રમ છે.ટીપને વધુ તીક્ષ્ણ બનાવવા સાથે (એટલે ​​​​કે, α 50°થી નીચે), ધ્વનિની તીવ્રતા ઓછી થવાનું વલણ ધરાવે છે, ફ્લેટન્ડ ટીપ સાથે તુલનાત્મક મૂલ્યો સુધી પહોંચે છે.જો કે, જો કે અમે અમારા સિમ્યુલેશન માટે બેવલ એંગલ્સની વિશાળ શ્રેણી ધ્યાનમાં લીધી છે, તે ધ્યાનમાં લેવું યોગ્ય છે કે ટીશ્યુમાં સોય દાખલ કરવાની સુવિધા માટે ટીપને શાર્પ કરવી જરૂરી છે.વાસ્તવમાં, એક નાનો બેવલ એંગલ (લગભગ 10°) પેશીમાં પ્રવેશવા માટે જરૂરી બળ 78 ઘટાડી શકે છે.
પેશીની અંદર પ્રસારિત થતી ધ્વનિની તીવ્રતાના મૂલ્ય ઉપરાંત, બેવલ એંગલ તરંગ પ્રસારની દિશાને પણ અસર કરે છે, જેમ કે આકૃતિ 7a (સપાટ ટિપ માટે) અને 3b (10° માટે) માં બતાવેલ ધ્વનિ દબાણ સ્તરના આલેખમાં દર્શાવેલ છે. ).બેવલ્ડ ટીપ), સમાંતર રેખાંશ દિશાનું મૂલ્યાંકન સમપ્રમાણતાના પ્લેનમાં કરવામાં આવે છે (yz, cf. ફિગ. 5).આ બે વિચારણાઓની ચરમસીમાએ, ધ્વનિ દબાણ સ્તર (1 µPa તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) મુખ્યત્વે સોયના પોલાણમાં (એટલે ​​​​કે પાણીમાં) કેન્દ્રિત હોય છે અને પેશીઓમાં રેડિયેટ થાય છે.વધુ વિગતમાં, સપાટ ટીપ (ફિગ. 7a) ના કિસ્સામાં, ધ્વનિ દબાણ સ્તરનું વિતરણ રેખાંશ દિશાના સંદર્ભમાં સંપૂર્ણ રીતે સપ્રમાણ છે, અને શરીરને ભરતા પાણીમાં સ્થાયી તરંગોને ઓળખી શકાય છે.તરંગ રેખાંશ (z-axis) લક્ષી હોય છે, કંપનવિસ્તાર પાણીમાં તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે (લગભગ 240 dB) અને ત્રાંસા રીતે ઘટે છે, જે સોયના કેન્દ્રથી 10 mm ના અંતરે લગભગ 20 dB નું એટેન્યુએશન તરફ દોરી જાય છે.અપેક્ષા મુજબ, પોઇન્ટેડ ટીપ (ફિગ. 7b) ની રજૂઆત આ સમપ્રમાણતાને તોડે છે, અને સ્ટેન્ડિંગ તરંગોના એન્ટિનોડ્સ સોયની ટોચ અનુસાર "વિચલિત" થાય છે.દેખીતી રીતે, આ અસમપ્રમાણતા સોયની ટોચની કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતાને અસર કરે છે, જેમ કે અગાઉ વર્ણવેલ છે (ફિગ. 6c).આ પાસાને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, સોયની રેખાંશ દિશામાં ઓર્થોગોનલ કટ લાઇન સાથે એકોસ્ટિક તીવ્રતાનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું, જે સોયની સમપ્રમાણતાના પ્લેનમાં સ્થિત હતી અને સોયની ટોચથી 10 મીમીના અંતરે સ્થિત હતી ( આકૃતિ 7c માં પરિણામો).વધુ વિશિષ્ટ રીતે, 10°, 20° અને 30° ત્રાંસી ખૂણાઓ (અનુક્રમે વાદળી, લાલ અને લીલી ઘન રેખાઓ) પર આકારણી કરાયેલ ધ્વનિ તીવ્રતા વિતરણની તુલના સપાટ છેડા (કાળા ટપકાંવાળા વણાંકો) નજીકના વિતરણ સાથે કરવામાં આવી હતી.સપાટ-ટીપવાળી સોય સાથે સંકળાયેલી તીવ્રતાનું વિતરણ સોયના કેન્દ્ર વિશે સપ્રમાણતા જેવું લાગે છે.ખાસ કરીને, તે કેન્દ્રમાં લગભગ 1420 W/m2 નું મૂલ્ય લે છે, ~8 mm ના અંતરે લગભગ 300 W/m2 નો ઓવરફ્લો, અને પછી ~30 mm પર લગભગ 170 W/m2 ની કિંમત સુધી ઘટે છે. .જેમ જેમ ટોચ પોઇન્ટેડ બને છે તેમ, કેન્દ્રિય લોબ વિવિધ તીવ્રતાના વધુ લોબમાં વિભાજિત થાય છે.વધુ વિશિષ્ટ રીતે, જ્યારે α 30° હતો, ત્યારે સોયની ટોચ પરથી 1 mm માપવામાં આવેલ પ્રોફાઇલમાં ત્રણ પાંખડીઓને સ્પષ્ટ રીતે ઓળખી શકાય છે.મધ્ય એક લગભગ સોયની મધ્યમાં છે અને તેનું અંદાજિત મૂલ્ય 1850 W/m2 છે, અને જમણી બાજુનું ઊંચું એક કેન્દ્રથી લગભગ 19 mm છે અને 2625 W/m2 સુધી પહોંચે છે.α = 20° પર, ત્યાં 2 મુખ્ય લોબ છે: એક −12 mm દીઠ 1785 W/m2 પર અને એક 14 mm પ્રતિ 1524 W/m2 પર.જ્યારે ટીપ વધુ તીક્ષ્ણ બને છે અને કોણ 10° સુધી પહોંચે છે, ત્યારે મહત્તમ 817 W/m2 લગભગ -20 mm પર પહોંચી જાય છે, અને પ્રોફાઇલ સાથે થોડી ઓછી તીવ્રતાના વધુ ત્રણ લોબ્સ દેખાય છે.
સપાટ છેડા (a) અને 10° બેવલ (b) સાથેની સોયની સમપ્રમાણતા y–z ના પ્લેનમાં ધ્વનિ દબાણનું સ્તર.(c) સોયની ટોચથી 10 મીમીના અંતરે અને સમપ્રમાણતા yz ના પ્લેનમાં પડેલી, સોયની રેખાંશ દિશાને લંબરૂપ કટ રેખા સાથે અનુમાનિત ધ્વનિ તીવ્રતા વિતરણ.લંબાઈ L 70 mm અને વ્યાસ D 3 mm છે.
એકસાથે લેવામાં આવે તો, આ પરિણામો દર્શાવે છે કે સોફ્ટ પેશીઓમાં 100 kHz પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે તબીબી સોયનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે.ઉત્સર્જિત અવાજની તીવ્રતા સોયની ભૂમિતિ પર આધારિત છે અને 1000 W/m2 (10 mm પર) ની રેન્જમાં મૂલ્યો સુધી ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે (અંતિમ ઉપકરણની આક્રમકતા દ્વારા લાદવામાં આવેલી મર્યાદાઓને આધિન).સોયના તળિયે લાગુ પડે છે 1. માઇક્રોમીટર ઓફસેટના કિસ્સામાં, સોયને અનંત વિસ્તરેલી નરમ પેશીઓમાં સંપૂર્ણ રીતે દાખલ કરવામાં આવે છે.ખાસ કરીને, બેવલ એંગલ પેશીઓમાં ધ્વનિ તરંગોના પ્રસારની તીવ્રતા અને દિશાને મજબૂત રીતે અસર કરે છે, જે મુખ્યત્વે સોયની ટોચની કટની ઓર્થોગોનાલિટી તરફ દોરી જાય છે.
બિન-આક્રમક તબીબી તકનીકોના ઉપયોગ પર આધારિત નવી ગાંઠ સારવાર વ્યૂહરચનાના વિકાસને ટેકો આપવા માટે, ગાંઠના વાતાવરણમાં ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડના પ્રસારનું વિશ્લેષણાત્મક અને ગણતરીપૂર્વક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.ખાસ કરીને, અભ્યાસના પ્રથમ ભાગમાં, અસ્થાયી ઇલાસ્ટોડાયનેમિક સોલ્યુશનએ અમને સમૂહની આવર્તન સંવેદનશીલતાનો અભ્યાસ કરવા માટે જાણીતા કદ અને જડતાના ઘન ગાંઠના ગોળાકારમાં અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોના વિખેરવાનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપી.પછી, સેંકડો કિલોહર્ટ્ઝના ક્રમની ફ્રીક્વન્સીઝ પસંદ કરવામાં આવી, અને તબીબી સોય ડ્રાઇવનો ઉપયોગ કરીને ગાંઠના વાતાવરણમાં કંપન તણાવની સ્થાનિક એપ્લિકેશનને એકોસ્ટિકના સ્થાનાંતરણને નિર્ધારિત કરતા મુખ્ય ડિઝાઇન પરિમાણોના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરીને સંખ્યાત્મક સિમ્યુલેશનમાં મોડેલ કરવામાં આવ્યું. પર્યાવરણ માટે સાધનની શક્તિ.પરિણામો દર્શાવે છે કે તબીબી સોયનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વડે પેશીઓને ઇરેડિયેટ કરવા માટે અસરકારક રીતે કરી શકાય છે, અને તેની તીવ્રતા સોયના ભૌમિતિક પરિમાણ સાથે નજીકથી સંબંધિત છે, જેને કાર્યકારી એકોસ્ટિક વેવલેન્થ કહેવાય છે.હકીકતમાં, સોયના વધતા આંતરિક વ્યાસ સાથે પેશીઓ દ્વારા ઇરેડિયેશનની તીવ્રતા વધે છે, જ્યારે વ્યાસ તરંગલંબાઇ કરતાં ત્રણ ગણો હોય ત્યારે મહત્તમ સુધી પહોંચે છે.સોયની લંબાઈ એક્સપોઝરને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે અમુક અંશે સ્વતંત્રતા પણ પૂરી પાડે છે.જ્યારે સોયની લંબાઈ ઓપરેટિંગ તરંગલંબાઇ (ખાસ કરીને 4 અને 6) ના ચોક્કસ ગુણાંક પર સેટ કરવામાં આવે ત્યારે પછીનું પરિણામ ખરેખર મહત્તમ થાય છે.રસપ્રદ રીતે, રસની આવર્તન શ્રેણી માટે, ઑપ્ટિમાઇઝ કરેલ વ્યાસ અને લંબાઈના મૂલ્યો સામાન્ય રીતે પ્રમાણભૂત વ્યાપારી સોય માટે ઉપયોગમાં લેવાતા હોય છે.બેવલ એંગલ, જે સોયની તીક્ષ્ણતાને નિર્ધારિત કરે છે, તે ઉત્સર્જનને પણ અસર કરે છે, લગભગ 50° પર પહોંચે છે અને લગભગ 10° પર સારી કામગીરી પ્રદાન કરે છે, જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વ્યાપારી સોય માટે થાય છે..સિમ્યુલેશન પરિણામોનો ઉપયોગ હોસ્પિટલના ઇન્ટ્રાનીડલ ડાયગ્નોસ્ટિક પ્લેટફોર્મના અમલીકરણ અને ઑપ્ટિમાઇઝેશનને માર્ગદર્શન આપવા, અન્ય ઇન-ડિવાઈસ ઉપચારાત્મક ઉકેલો સાથે નિદાન અને ઉપચારાત્મક અલ્ટ્રાસાઉન્ડને એકીકૃત કરવા અને સહયોગી ચોકસાઇ દવાના હસ્તક્ષેપોને સાકાર કરવા માટે કરવામાં આવશે.
Koenig IR, Fuchs O, Hansen G, von Mutius E. અને Kopp MV ચોકસાઇ દવા શું છે?યુર, વિદેશી.જર્નલ 50, 1700391 (2017).
કોલિન્સ, એફએસ અને વર્મસ, એચ. ચોકસાઇ દવામાં નવી પહેલ.એન. એન્જી.જે. દવા.372, 793–795 (2015).
Hsu, W., Markey, MK અને વાંગ, MD.પ્રિસિઝન મેડિસિન યુગમાં બાયોમેડિકલ ઇમેજિંગ ઇન્ફોર્મેટિક્સ: સિદ્ધિઓ, પડકારો અને તકો.જામ.દવા.જાણ કરો.આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર.20(6), 1010–1013 (2013).
ગારવે, એલએ, વર્વેઇજ, જે. અને બોલમેન, કેવી પ્રિસિઝન ઓન્કોલોજી: એક સમીક્ષા.જે. ક્લિનિકલ.ઓન્કોલ.31, 1803–1805 (2013).
વિવાચૈતાવી, કે., ક્વાર્ટરમેન, જે., ગેરી, એસ., અને સાલેમ, એ. નેનોપાર્ટિકલ-આધારિત ડિલિવરી સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા (GBM) ઉપચારમાં સુધારો.AAPS PharmSciTech 22, 71 (2021).
અલ્ડાપે કે, ઝાદેહ જી, મન્સૌરી એસ, રીફેનબર્ગર જી અને વોન ડેમલિંગ એ. ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા: પેથોલોજી, મોલેક્યુલર મિકેનિઝમ્સ અને માર્કર.એક્ટા ન્યુરોપેથોલોજી.129(6), 829–848 (2015).
બુશ, એનએઓ, ચાંગ, એસએમ અને બર્જર, એમએસ ગ્લિઓમાની સારવાર માટે વર્તમાન અને ભાવિ વ્યૂહરચના.ન્યુરો સર્જરી.એડ.40, 1–14 (2017).