Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు పరిమిత CSS మద్దతుతో బ్రౌజర్ సంస్కరణను ఉపయోగిస్తున్నారు.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి).అదనంగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ని చూపుతాము.
స్లైడర్‌లు ఒక్కో స్లయిడ్‌కు మూడు కథనాలను చూపుతున్నాయి.స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి వెనుక మరియు తదుపరి బటన్‌లను ఉపయోగించండి లేదా ప్రతి స్లయిడ్ ద్వారా తరలించడానికి చివర ఉన్న స్లయిడ్ కంట్రోలర్ బటన్‌లను ఉపయోగించండి.
ఫిజిక్స్ మరియు లైఫ్ సైన్సెస్ యొక్క ఇంటర్ డిసిప్లినరీ ఖండన ఆధారంగా, ఖచ్చితత్వ వైద్యంపై ఆధారపడిన రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా వ్యూహాలు ఇటీవల అనేక వైద్య రంగాలలో, ముఖ్యంగా ఆంకాలజీలో కొత్త ఇంజనీరింగ్ పద్ధతుల యొక్క ఆచరణాత్మక వర్తింపు కారణంగా గణనీయమైన దృష్టిని ఆకర్షించాయి.ఈ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లో, వివిధ ప్రమాణాలపై సాధ్యమయ్యే యాంత్రిక నష్టాన్ని కలిగించడానికి కణితుల్లోని క్యాన్సర్ కణాలపై దాడి చేయడానికి అల్ట్రాసౌండ్ వాడకం ప్రపంచవ్యాప్తంగా శాస్త్రవేత్తల నుండి పెరుగుతున్న దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది.ఈ అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకుని, ఎలాస్టోడైనమిక్ టైమింగ్ సొల్యూషన్స్ మరియు న్యూమరికల్ సిమ్యులేషన్‌ల ఆధారంగా, స్థానిక వికిరణం ద్వారా తగిన పౌనఃపున్యాలు మరియు శక్తులను ఎంచుకోవడానికి కణజాలంలో అల్ట్రాసౌండ్ ప్రచారం యొక్క కంప్యూటర్ అనుకరణ యొక్క ప్రాథమిక అధ్యయనాన్ని మేము అందిస్తున్నాము.లాబొరేటరీ ఆన్-ఫైబర్ టెక్నాలజీ కోసం కొత్త డయాగ్నొస్టిక్ ప్లాట్‌ఫారమ్, హాస్పిటల్ నీడిల్ అని పిలుస్తారు మరియు ఇప్పటికే పేటెంట్ పొందింది.విశ్లేషణ ఫలితాలు మరియు సంబంధిత బయోఫిజికల్ అంతర్దృష్టులు కొత్త సమగ్ర రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా విధానాలకు మార్గం సుగమం చేయగలవని నమ్ముతారు, ఇవి భవిష్యత్తులో ఖచ్చితమైన ఔషధం యొక్క అనువర్తనంలో ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి, భౌతిక శాస్త్ర రంగాల నుండి గీయడం.జీవశాస్త్రం మధ్య పెరుగుతున్న సినర్జీ ప్రారంభమవుతుంది.
పెద్ద సంఖ్యలో క్లినికల్ అప్లికేషన్‌ల ఆప్టిమైజేషన్‌తో, రోగులపై దుష్ప్రభావాలను తగ్గించాల్సిన అవసరం క్రమంగా ఉద్భవించింది.ఈ క్రమంలో, ప్రెసిషన్ మెడిసిన్1, 2, 3, 4, 5 అనేది రోగులకు పంపిణీ చేయబడిన ఔషధాల మోతాదును తగ్గించడానికి ఒక వ్యూహాత్మక లక్ష్యంగా మారింది, ముఖ్యంగా రెండు ప్రధాన విధానాలను అనుసరిస్తుంది.మొదటిది రోగి యొక్క జెనోమిక్ ప్రొఫైల్ ప్రకారం రూపొందించిన చికిత్సపై ఆధారపడి ఉంటుంది.ఆంకాలజీలో గోల్డ్ స్టాండర్డ్‌గా మారుతున్న రెండవది, తక్కువ మొత్తంలో ఔషధాన్ని విడుదల చేయడానికి ప్రయత్నించడం ద్వారా దైహిక ఔషధ పంపిణీ విధానాలను నివారించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, అదే సమయంలో స్థానిక చికిత్సను ఉపయోగించడం ద్వారా ఖచ్చితత్వాన్ని పెంచుతుంది.కీమోథెరపీ లేదా రేడియోన్యూక్లైడ్స్ యొక్క దైహిక పరిపాలన వంటి అనేక చికిత్సా విధానాల యొక్క ప్రతికూల ప్రభావాలను తొలగించడం లేదా కనీసం తగ్గించడం అంతిమ లక్ష్యం.క్యాన్సర్ రకం, స్థానం, రేడియేషన్ మోతాదు మరియు ఇతర కారకాలపై ఆధారపడి, రేడియేషన్ థెరపీ కూడా ఆరోగ్యకరమైన కణజాలానికి అధిక స్వాభావిక ప్రమాదాన్ని కలిగి ఉంటుంది.గ్లియోబ్లాస్టోమా6,7,8,9 చికిత్సలో శస్త్రచికిత్స విజయవంతంగా అంతర్లీన క్యాన్సర్‌ను తొలగిస్తుంది, అయితే మెటాస్టేసెస్ లేనప్పటికీ, అనేక చిన్న క్యాన్సర్ చొరబాట్లు ఉండవచ్చు.అవి పూర్తిగా తొలగించబడకపోతే, కొత్త క్యాన్సర్ ద్రవ్యరాశి సాపేక్షంగా తక్కువ వ్యవధిలో పెరుగుతాయి.ఈ సందర్భంలో, పైన పేర్కొన్న ఖచ్చితమైన ఔషధ వ్యూహాలను వర్తింపజేయడం కష్టం ఎందుకంటే ఈ చొరబాట్లను గుర్తించడం మరియు పెద్ద ప్రాంతంలో విస్తరించడం కష్టం.ఈ అడ్డంకులు ఖచ్చితమైన ఔషధంతో ఎటువంటి పునరావృతం కాకుండా నిశ్చయాత్మక ఫలితాలను నిరోధిస్తాయి, కాబట్టి కొన్ని సందర్భాల్లో దైహిక డెలివరీ పద్ధతులకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది, అయినప్పటికీ ఉపయోగించిన మందులు చాలా ఎక్కువ స్థాయిలో విషపూరితం కలిగి ఉంటాయి.ఈ సమస్యను అధిగమించడానికి, ఆరోగ్యకరమైన కణజాలంపై ప్రభావం చూపకుండా క్యాన్సర్ కణాలను ఎంపిక చేసి దాడి చేయగల కనిష్ట ఇన్వాసివ్ వ్యూహాలను ఉపయోగించడం ఆదర్శవంతమైన చికిత్సా విధానం.ఈ వాదన వెలుగులో, ఏకకణ వ్యవస్థలలో మరియు మెసోస్కేల్ వైవిధ్య సమూహాలలో క్యాన్సర్ మరియు ఆరోగ్యకరమైన కణాలను విభిన్నంగా ప్రభావితం చేసే అల్ట్రాసోనిక్ వైబ్రేషన్‌ల ఉపయోగం సాధ్యమైన పరిష్కారంగా కనిపిస్తోంది.
యాంత్రిక దృక్కోణం నుండి, ఆరోగ్యకరమైన మరియు క్యాన్సర్ కణాలు వాస్తవానికి విభిన్న సహజ ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను కలిగి ఉంటాయి.ఈ లక్షణం క్యాన్సర్ కణాల సైటోస్కెలెటల్ నిర్మాణం యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలలో ఆంకోజెనిక్ మార్పులతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది12,13, అయితే కణితి కణాలు సగటున, సాధారణ కణాల కంటే వికృతంగా ఉంటాయి.అందువల్ల, ఉద్దీపన కోసం అల్ట్రాసౌండ్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సరైన ఎంపికతో, ఎంచుకున్న ప్రాంతాలలో ప్రేరేపించబడిన కంపనాలు జీవన క్యాన్సర్ నిర్మాణాలకు హాని కలిగిస్తాయి, హోస్ట్ యొక్క ఆరోగ్యకరమైన వాతావరణంపై ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది.ఇంకా పూర్తిగా అర్థం చేసుకోని ఈ ప్రభావాలు అల్ట్రాసౌండ్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వైబ్రేషన్‌ల కారణంగా కొన్ని సెల్యులార్ స్ట్రక్చరల్ కాంపోనెంట్‌లను నాశనం చేయడం (సూత్రంగా లిథోట్రిప్సీ14ని పోలి ఉంటుంది) మరియు మెకానికల్ ఫెటీగ్ వంటి దృగ్విషయం కారణంగా సెల్యులార్ దెబ్బతినడం వంటివి ఉండవచ్చు, ఇది సెల్యులార్ నిర్మాణాన్ని మార్చగలదు. .ప్రోగ్రామింగ్ మరియు మెకానోబయాలజీ.ఈ సైద్ధాంతిక పరిష్కారం చాలా సరిఅయినదిగా అనిపించినప్పటికీ, దురదృష్టవశాత్తూ, రక్తహీనత జీవ నిర్మాణాలు అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క ప్రత్యక్ష అనువర్తనాన్ని నిరోధించే సందర్భాలలో దీనిని ఉపయోగించలేరు, ఉదాహరణకు, ఎముక ఉనికి కారణంగా ఇంట్రాక్రానియల్ అనువర్తనాలలో మరియు కొన్ని రొమ్ము కణితి ద్రవ్యరాశి కొవ్వులో ఉంటాయి. కణజాలం.అటెన్యుయేషన్ సంభావ్య చికిత్సా ప్రభావం యొక్క సైట్‌ను పరిమితం చేయవచ్చు.ఈ సమస్యలను అధిగమించడానికి, అల్ట్రాసౌండ్‌ని ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లతో స్థానికంగా తప్పనిసరిగా వర్తింపజేయాలి, ఇవి రేడియేటెడ్ సైట్‌ను వీలైనంత తక్కువ దూకుడుగా చేరుకోగలవు.దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, "సూది ఆసుపత్రి"15 అని పిలవబడే ఒక వినూత్న సాంకేతిక వేదికను సృష్టించే అవకాశాలకు సంబంధించిన ఆలోచనలను ఉపయోగించుకునే అవకాశాన్ని మేము పరిగణించాము."హాస్పిటల్ ఇన్ ది నీడిల్" కాన్సెప్ట్‌లో ఒక వైద్య సూదిలోని వివిధ విధుల కలయిక ఆధారంగా రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా అప్లికేషన్‌ల కోసం మినిమల్లీ ఇన్వాసివ్ మెడికల్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్‌ను అభివృద్ధి చేస్తారు.హాస్పిటల్ నీడిల్ విభాగంలో మరింత వివరంగా చర్చించినట్లుగా, ఈ కాంపాక్ట్ పరికరం ప్రాథమికంగా 16, 17, 18, 19, 20, 21 ఫైబర్ ఆప్టిక్ ప్రోబ్స్ యొక్క ప్రయోజనాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది వాటి లక్షణాల కారణంగా, ప్రామాణిక 20లోకి చొప్పించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. వైద్య సూదులు, 22 lumens.ల్యాబ్-ఆన్-ఫైబర్ (LOF)23 సాంకేతికత అందించిన సౌలభ్యాన్ని పెంచుతూ, ఫ్లూయిడ్ బయాప్సీ మరియు టిష్యూ బయాప్సీ పరికరాలతో సహా సూక్ష్మీకరించిన మరియు ఉపయోగించడానికి సిద్ధంగా ఉన్న రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా పరికరాల కోసం ఫైబర్ ప్రభావవంతంగా ఒక ప్రత్యేక వేదికగా మారుతోంది.బయోమోలిక్యులర్ డిటెక్షన్24,25, లైట్-గైడెడ్ లోకల్ డ్రగ్ డెలివరీ26,27, హై-ప్రెసిషన్ లోకల్ అల్ట్రాసౌండ్ ఇమేజింగ్28, థర్మల్ థెరపీ29,30 మరియు స్పెక్ట్రోస్కోపీ ఆధారిత క్యాన్సర్ కణజాల గుర్తింపు 31.ఈ భావనలో, "ఆసుపత్రిలో సూది" పరికరం ఆధారంగా స్థానికీకరణ విధానాన్ని ఉపయోగించి, ఆసక్తి ఉన్న ప్రాంతంలో అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్తేజపరిచేందుకు సూదుల ద్వారా అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ప్రచారం చేయడం ద్వారా నివాస జీవ నిర్మాణాల యొక్క స్థానిక ఉద్దీపనను ఆప్టిమైజ్ చేసే అవకాశాన్ని మేము పరిశీలిస్తాము..అందువల్ల, తక్కువ-తీవ్రతతో కూడిన చికిత్సా అల్ట్రాసౌండ్‌ను నేరుగా కనిష్ట ఇన్వాసివ్‌నెస్‌తో కనిష్ట ఇన్వాసివ్‌నెస్‌తో మృదు కణజాలాలలో కణాలు మరియు చిన్న ఘన నిర్మాణాలను అన్వయించవచ్చు, పైన పేర్కొన్న ఇంట్రాక్రానియల్ సర్జరీ విషయంలో, పుర్రెలో ఒక చిన్న రంధ్రం తప్పనిసరిగా చొప్పించబడాలి. సూది.అల్ట్రాసౌండ్ కొన్ని క్యాన్సర్‌ల అభివృద్ధిని ఆపివేయవచ్చు లేదా ఆలస్యం చేయగలదని సూచించే ఇటీవలి సైద్ధాంతిక మరియు ప్రయోగాత్మక ఫలితాల నుండి ప్రేరణ పొందింది, 32,33,34 ప్రతిపాదిత విధానం కనీసం సూత్రప్రాయంగా, దూకుడు మరియు నివారణ ప్రభావాల మధ్య కీ ట్రేడ్-ఆఫ్‌లను పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది.ఈ పరిగణనలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, ప్రస్తుత పేపర్‌లో, క్యాన్సర్‌కు మినిమల్లీ ఇన్వాసివ్ అల్ట్రాసౌండ్ థెరపీ కోసం ఇన్-హాస్పిటల్ సూది పరికరాన్ని ఉపయోగించే అవకాశాన్ని మేము పరిశీలిస్తాము.మరింత ఖచ్చితంగా, గ్రోత్-డిపెండెంట్ అల్ట్రాసౌండ్ ఫ్రీక్వెన్సీని అంచనా వేయడానికి గోళాకార కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క స్కాటరింగ్ అనాలిసిస్‌లో, సాగే మాధ్యమంలో పెరిగిన గోళాకార ఘన కణితుల పరిమాణాన్ని అంచనా వేయడానికి మేము బాగా స్థిరపడిన ఎలాస్టోడైనమిక్ పద్ధతులు మరియు శబ్ద విక్షేపణ సిద్ధాంతాన్ని ఉపయోగిస్తాము.పదార్థం యొక్క పెరుగుదల-ప్రేరిత పునర్నిర్మాణం కారణంగా కణితి మరియు హోస్ట్ కణజాలం మధ్య ఏర్పడే దృఢత్వం."హాస్పిటల్ ఇన్ ది నీడిల్" విభాగంలో మేము "హాస్పిటల్ ఇన్ ది నీడిల్" అని పిలిచే మా సిస్టమ్‌ను వివరించిన తర్వాత, మేము అంచనా వేసిన పౌనఃపున్యాల వద్ద వైద్య సూదుల ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల వ్యాప్తిని విశ్లేషిస్తాము మరియు వాటి సంఖ్యా నమూనా అధ్యయనం చేయడానికి వాతావరణాన్ని ప్రసరింపజేస్తుంది. ప్రధాన రేఖాగణిత పారామితులు (అసలు లోపలి వ్యాసం , సూది యొక్క పొడవు మరియు పదును), పరికరం యొక్క ధ్వని శక్తి ప్రసారాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.ఖచ్చితమైన ఔషధం కోసం కొత్త ఇంజనీరింగ్ వ్యూహాలను అభివృద్ధి చేయవలసిన అవసరాన్ని బట్టి, ప్రతిపాదిత అధ్యయనం ఇతర పరిష్కారాలతో అల్ట్రాసౌండ్‌ను అనుసంధానించే సమీకృత థెరగ్నోస్టిక్ ప్లాట్‌ఫారమ్ ద్వారా పంపిణీ చేయబడిన అల్ట్రాసౌండ్ వాడకం ఆధారంగా క్యాన్సర్ చికిత్స కోసం కొత్త సాధనాన్ని అభివృద్ధి చేయడంలో సహాయపడుతుందని నమ్ముతారు.ఒకే సూదిలో టార్గెటెడ్ డ్రగ్ డెలివరీ మరియు రియల్ టైమ్ డయాగ్నస్టిక్స్ వంటి మిళితం.
అల్ట్రాసోనిక్ (అల్ట్రాసౌండ్) స్టిమ్యులేషన్‌ని ఉపయోగించి స్థానికీకరించిన ఘన కణితుల చికిత్స కోసం యాంత్రిక వ్యూహాలను అందించడం యొక్క ప్రభావం, సింగిల్-సెల్ సిస్టమ్స్ 10, 11, 12పై తక్కువ-తీవ్రత అల్ట్రాసోనిక్ వైబ్రేషన్‌ల ప్రభావంతో సిద్ధాంతపరంగా మరియు ప్రయోగాత్మకంగా వ్యవహరించే అనేక పేపర్‌ల లక్ష్యం. .ఈ ఫలితం సూత్రప్రాయంగా, హోస్ట్ వాతావరణాన్ని సంరక్షించే యాంత్రిక ఉద్దీపనల ద్వారా కణితి కణాలను ఎంపిక చేసి దాడి చేయవచ్చని సూచిస్తుంది.ఈ ప్రవర్తన చాలా సందర్భాలలో, కణితి కణాలు ఆరోగ్యకరమైన కణాల కంటే సున్నితంగా ఉంటాయి, బహుశా వాటి విస్తరణ మరియు వలస 37,38,39,40 సామర్థ్యాన్ని పెంపొందించే కీలక సాక్ష్యాల యొక్క ప్రత్యక్ష పరిణామం.సింగిల్ సెల్ మోడల్స్‌తో పొందిన ఫలితాల ఆధారంగా, ఉదా మైక్రోస్కేల్‌లో, క్యాన్సర్ కణాల ఎంపిక కూడా మీసోస్కేల్‌లో వైవిధ్య కణ కంకరల యొక్క హార్మోనిక్ ప్రతిస్పందనల సంఖ్యా అధ్యయనాల ద్వారా ప్రదర్శించబడింది.విభిన్న శాతం క్యాన్సర్ కణాలు మరియు ఆరోగ్యకరమైన కణాలను అందజేస్తూ, వందలాది మైక్రోమీటర్ల పరిమాణంలో బహుళ సెల్యులార్ కంకరలు క్రమానుగతంగా నిర్మించబడ్డాయి.ఈ కంకరల మధ్యస్థ స్థాయిలో, ఒకే కణాల యాంత్రిక ప్రవర్తనను వివరించే ప్రధాన నిర్మాణ మూలకాల యొక్క ప్రత్యక్ష అమలు కారణంగా ఆసక్తి యొక్క కొన్ని సూక్ష్మదర్శిని లక్షణాలు భద్రపరచబడతాయి.ప్రత్యేకించి, ప్రతి కణం వివిధ ప్రీస్ట్రెస్డ్ సైటోస్కెలెటల్ స్ట్రక్చర్‌ల ప్రతిస్పందనను అనుకరించడానికి ఒక ఉద్రిక్తత-ఆధారిత నిర్మాణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, తద్వారా వాటి మొత్తం దృఢత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది12,13.పై సాహిత్యం యొక్క సైద్ధాంతిక అంచనాలు మరియు ఇన్ విట్రో ప్రయోగాలు ప్రోత్సాహకరమైన ఫలితాలను ఇచ్చాయి, తక్కువ-తీవ్రత చికిత్సా అల్ట్రాసౌండ్ (LITUS) కు కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క సున్నితత్వాన్ని అధ్యయనం చేయవలసిన అవసరాన్ని సూచిస్తుంది మరియు కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క వికిరణం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని అంచనా వేయడం చాలా ముఖ్యమైనది.ఆన్-సైట్ అప్లికేషన్ కోసం LITUS స్థానం.
అయినప్పటికీ, కణజాల స్థాయిలో, వ్యక్తిగత భాగం యొక్క సబ్‌మాక్రోస్కోపిక్ వర్ణన అనివార్యంగా పోతుంది మరియు కణితి కణజాలం యొక్క లక్షణాలను స్థూల ప్రభావాలను పరిగణనలోకి తీసుకుని, సామూహిక పెరుగుదల మరియు ఒత్తిడి-ప్రేరిత పునర్నిర్మాణ ప్రక్రియలను ట్రాక్ చేయడానికి వరుస పద్ధతులను ఉపయోగించి గుర్తించవచ్చు. వృద్ధి.-41.42 స్కేల్‌లో కణజాల స్థితిస్థాపకతలో ప్రేరేపిత మార్పులు.నిజానికి, ఏకకణ మరియు సమగ్ర వ్యవస్థల వలె కాకుండా, అసహజ అవశేష ఒత్తిళ్లు క్రమంగా చేరడం వల్ల ఘన కణితి ద్రవ్యరాశి మృదు కణజాలాలలో పెరుగుతుంది, ఇది మొత్తం ఇంట్రాట్యుమోరల్ దృఢత్వం పెరుగుదల కారణంగా సహజ యాంత్రిక లక్షణాలను మారుస్తుంది మరియు ట్యూమర్ స్క్లెరోసిస్ తరచుగా నిర్ణయించే కారకంగా మారుతుంది. కణితి గుర్తింపు.
ఈ పరిగణనలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, సాధారణ కణజాల వాతావరణంలో పెరుగుతున్న సాగే గోళాకార చేరికలుగా రూపొందించబడిన కణితి గోళాకారాల యొక్క సోనోడైనమిక్ ప్రతిస్పందనను ఇక్కడ మేము విశ్లేషిస్తాము.మరింత ఖచ్చితంగా, కణితి యొక్క దశకు సంబంధించిన సాగే లక్షణాలు మునుపటి పనిలో కొంతమంది రచయితలు పొందిన సైద్ధాంతిక మరియు ప్రయోగాత్మక ఫలితాల ఆధారంగా నిర్ణయించబడ్డాయి.వాటిలో, కణితి ద్రవ్యరాశి అభివృద్ధిని అంచనా వేయడానికి ఇంటర్‌స్పెసిస్ డైనమిక్స్‌తో కలిపి నాన్-లీనియర్ మెకానికల్ మోడల్స్ 41,43,44ని అన్వయించడం ద్వారా వైవిధ్య మాధ్యమంలో వివోలో పెరిగిన ఘన కణితి గోళాకారాల పరిణామం అధ్యయనం చేయబడింది.పైన పేర్కొన్నట్లుగా, పెరుగుదల (ఉదా, అస్థిరమైన ప్రీస్ట్రెచింగ్) మరియు అవశేష ఒత్తిడి కణితి పదార్థం యొక్క లక్షణాల యొక్క ప్రగతిశీల పునర్నిర్మాణానికి కారణమవుతుంది, తద్వారా దాని ధ్వని ప్రతిస్పందనను కూడా మారుస్తుంది.ref లో గమనించడం ముఖ్యం.41 కణితుల్లో పెరుగుదల మరియు ఘన ఒత్తిడి యొక్క సహ-పరిణామం జంతు నమూనాలలో ప్రయోగాత్మక ప్రచారాలలో ప్రదర్శించబడింది.ప్రత్యేకించి, గోళాకార పరిమిత మూలకం నమూనాపై సిలికోలో సారూప్య పరిస్థితులను అదే కొలతలతో పునరుత్పత్తి చేయడం ద్వారా పొందిన దృఢత్వంతో వివిధ దశలలో విభజించబడిన రొమ్ము కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క దృఢత్వం యొక్క పోలిక మరియు అంచనా వేయబడిన అవశేష ఒత్తిడి క్షేత్రాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకొని ప్రతిపాదిత పద్ధతిని నిర్ధారించింది. మోడల్ చెల్లుబాటు..ఈ పనిలో, గతంలో పొందిన సైద్ధాంతిక మరియు ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు కొత్త అభివృద్ధి చెందిన చికిత్సా వ్యూహాన్ని అభివృద్ధి చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.ప్రత్యేకించి, సంబంధిత పరిణామ నిరోధక లక్షణాలతో అంచనా వేయబడిన పరిమాణాలు ఇక్కడ లెక్కించబడ్డాయి, తద్వారా హోస్ట్ వాతావరణంలో పొందుపరిచిన కణితి ద్రవ్యరాశి మరింత సున్నితంగా ఉండే ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించబడింది.ఈ క్రమంలో, అల్ట్రాసోనిక్ ఉద్దీపనలకు ప్రతిస్పందనగా చెదరగొట్టడం మరియు గోళాకార ప్రతిధ్వని దృగ్విషయాన్ని హైలైట్ చేయడం అనే సాధారణంగా ఆమోదించబడిన సూత్రానికి అనుగుణంగా శబ్ద సూచికలను పరిగణనలోకి తీసుకొని, వివిధ దశలలో తీసుకున్న వివిధ దశలలో కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క డైనమిక్ ప్రవర్తనను మేము పరిశోధించాము. .కణజాలాల మధ్య దృఢత్వంలో కణితి మరియు హోస్ట్ పెరుగుదల-ఆధారిత వ్యత్యాసాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
అందువల్ల, గోళాకార ఆకారాలలో సిటులో స్థూలమైన ప్రాణాంతక నిర్మాణాలు ఎలా పెరుగుతాయో చూపించే ప్రయోగాత్మక డేటా ఆధారంగా హోస్ట్ యొక్క పరిసర సాగే వాతావరణంలో కణితి ద్రవ్యరాశి వ్యాసార్థం \(a\) యొక్క సాగే గోళాల వలె రూపొందించబడింది.మూర్తి 1ని సూచిస్తూ, గోళాకార కోఆర్డినేట్‌లను ఉపయోగించి \(\{ r,\theta ,\varphi \}\) (ఇక్కడ \(\theta\) మరియు \(\varphi\) వరుసగా క్రమరాహిత్య కోణం మరియు అజిముత్ కోణాన్ని సూచిస్తాయి), ట్యూమర్ డొమైన్ ఆరోగ్యకరమైన స్థలంలో పొందుపరచబడిన ప్రాంతాన్ని ఆక్రమించింది \({\mathcal {V}}}_{T}=\{ (r,\theta ,\varphi ):r\le a\}\) సరిహద్దు లేని ప్రాంతం \({\mathcal { V} }_{H} = \{ (r,\theta,\varphi):r > a\}\).అనేక సాహిత్యాలలో 45,46,47,48 నివేదించబడిన బాగా స్థిరపడిన ఎలాస్టోడైనమిక్ ప్రాతిపదికపై ఆధారపడిన గణిత నమూనా యొక్క పూర్తి వివరణ కోసం అనుబంధ సమాచారం (SI)ని సూచిస్తూ, మేము ఇక్కడ యాక్సిసిమెట్రిక్ డోలనం మోడ్ ద్వారా వర్గీకరించబడిన సమస్యను పరిశీలిస్తాము.కణితి మరియు ఆరోగ్యకరమైన ప్రాంతాలలోని అన్ని వేరియబుల్స్ అజిముటల్ కోఆర్డినేట్ \(\varphi\) నుండి స్వతంత్రంగా ఉన్నాయని మరియు ఈ దిశలో ఎటువంటి వక్రీకరణ జరగదని ఈ ఊహ సూచిస్తుంది.తత్ఫలితంగా, స్థానభ్రంశం మరియు ఒత్తిడి ఫీల్డ్‌లను రెండు స్కేలార్ పొటెన్షియల్స్ \(\phi = \hat{\phi}\left( {r,\theta} \right)e^{{ – i \omega {\kern 1pt } నుండి పొందవచ్చు. t }}\) మరియు \(\chi = \hat{\chi }\left( {r,\theta } \right)e^{{ – i\omega {\kern 1pt} t }}\) , అవి వరుసగా రేఖాంశ తరంగం మరియు షీర్ వేవ్‌తో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఉప్పెన \(\తీటా \) మధ్య యాదృచ్చిక సమయం t మరియు సంఘటన తరంగం యొక్క దిశ మరియు స్థానం వెక్టర్ \({\mathbf {x))\) ( ఫిగర్ 1లో చూపినట్లుగా) మరియు \(\omega = 2\pi f\) కోణీయ ఫ్రీక్వెన్సీని సూచిస్తుంది.ప్రత్యేకించి, సంఘటన క్షేత్రం ప్లేన్ వేవ్ \(\phi_{H}^{(in)}\) (SI సిస్టమ్‌లో కూడా ప్రవేశపెట్టబడింది, సమీకరణంలో (A.9)) శరీరం యొక్క వాల్యూమ్‌లో ప్రచారం చేయబడుతుంది. చట్టం వ్యక్తీకరణ ప్రకారం
ఇక్కడ \(\phi_{0}\) అనేది యాంప్లిట్యూడ్ పరామితి.గోళాకార వేవ్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించి సంఘటన ప్లేన్ వేవ్ (1) యొక్క గోళాకార విస్తరణ ప్రామాణిక వాదన:
ఇక్కడ \(j_{n}\) అనేది మొదటి రకమైన ఆర్డర్ \(n\) యొక్క గోళాకార బెస్సెల్ ఫంక్షన్ మరియు \(P_{n}\) అనేది లెజెండ్రే బహుపది.పెట్టుబడి గోళంలోని సంఘటన తరంగంలో కొంత భాగం పరిసర మాధ్యమంలో చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది మరియు సంఘటన క్షేత్రాన్ని అతివ్యాప్తి చేస్తుంది, మరొక భాగం గోళంలో చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది, దాని కంపనానికి దోహదం చేస్తుంది.దీన్ని చేయడానికి, తరంగ సమీకరణం యొక్క హార్మోనిక్ పరిష్కారాలు \(\nabla^{2} \hat{\phi } + k_{1}^{2} {\mkern 1mu} \hat{\phi } = 0\,\ ) మరియు \ (\ nabla^{2} {\mkern 1mu} \hat{\chi } + k_{2}^{2} \hat{\chi } = 0\), ఉదాహరణకు Eringen45 ద్వారా అందించబడింది (SI కూడా చూడండి ) కణితి మరియు ఆరోగ్యకరమైన ప్రాంతాలను సూచించవచ్చు.ప్రత్యేకించి, అతిధేయ మాధ్యమం \(H\)లో ఉత్పన్నమయ్యే చెల్లాచెదురుగా ఉన్న విస్తరణ తరంగాలు మరియు ఐసోవాల్యుమిక్ తరంగాలు వాటి సంబంధిత సంభావ్య శక్తులను అంగీకరిస్తాయి:
వాటిలో, మొదటి రకం \(h_{n}^{(1)}\) యొక్క గోళాకార హాంకెల్ ఫంక్షన్ అవుట్‌గోయింగ్ స్కాటర్డ్ వేవ్, మరియు \(\alpha_{n}\) మరియు \(\beta_{ n}\ ) అనేది తెలియని గుణకాలు.సమీకరణంలో.సమీకరణాలలో (2)–(4), \(k_{H1}\) మరియు \(k_{H2}\) అనే పదాలు శరీరంలోని ప్రధాన ప్రాంతంలో వరుసగా అరుదైన చర్య మరియు విలోమ తరంగాల తరంగ సంఖ్యలను సూచిస్తాయి ( SI చూడండి).కణితి మరియు షిఫ్ట్‌ల లోపల కుదింపు క్షేత్రాలు రూపాన్ని కలిగి ఉంటాయి
ఇక్కడ \(k_{T1}\) మరియు \(k_{T2}\) కణితి ప్రాంతంలోని రేఖాంశ మరియు విలోమ తరంగ సంఖ్యలను సూచిస్తాయి మరియు తెలియని గుణకాలు \(\gamma_{n} {\mkern 1mu}\) , \(\ eta_{n} {\mkern 1mu}\).ఈ ఫలితాల ఆధారంగా, సున్నా కాని రేడియల్ మరియు చుట్టుకొలత స్థానభ్రంశం భాగాలు పరిశీలనలో ఉన్న సమస్యలోని ఆరోగ్యకరమైన ప్రాంతాల లక్షణం, ఉదాహరణకు \(u_{Hr}\) మరియు \(u_{H\theta}\) (\(u_{ H\ varphi }\ ) సమరూపత ఊహ ఇక అవసరం లేదు) — సంబంధం నుండి పొందవచ్చు \(u_{Hr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi ) } \కుడి) + k_}^{2 } {\mkern 1mu} r\chi\) మరియు \(u_{H\theta} = r^{- 1} \partial_{\theta} \left({\phi + \(\phi = \phi_{H}^{(in)} + \phi_{H}^{(s)}\) మరియు \ని రూపొందించడం ద్వారా \partial_{r } ( r\chi )} \right)\) (\chi = \chi_ {H}^ {(లు)}\) (వివరణాత్మక గణిత ఉత్పన్నం కోసం SI చూడండి).అదేవిధంగా, \(\phi = \phi_{T}^{(s)}\) మరియు \(\chi = \chi_{T}^{(s)}\)ని భర్తీ చేయడం {Tr} = \partial_{r}ని అందిస్తుంది \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi)} \కుడి) + k_{T2}^{2} {\mkern 1mu} r\chi\) మరియు \(u_{T\theta} = r^{-1}\partial _{\theta }\left({\phi +\partial_{r}(r\chi )}\right)\).
(ఎడమ) ఆరోగ్యకరమైన వాతావరణంలో పెరిగిన గోళాకార కణితి యొక్క జ్యామితి, దీని ద్వారా సంఘటన క్షేత్రం ప్రచారం చేయబడుతుంది, (కుడి) కణితి వ్యాసార్థం యొక్క విధిగా కణితి-హోస్ట్ దృఢత్వం నిష్పత్తి యొక్క సంబంధిత పరిణామం, నివేదించబడిన డేటా (కరోటెనుటో మరియు ఇతరులు 41 నుండి స్వీకరించబడింది) MDA-MB-231 కణాలతో టీకాలు వేయబడిన ఘన రొమ్ము కణితుల నుండి కంప్రెషన్ పరీక్షల నుండి విట్రో పొందబడింది.
లీనియర్ సాగే మరియు ఐసోట్రోపిక్ మెటీరియల్స్, ఆరోగ్యకరమైన మరియు కణితి ప్రాంతాలలో సున్నా కాని ఒత్తిడి భాగాలు, అనగా \(\sigma_{Hpq}\) మరియు \(\sigma_{Tpq}\) – సాధారణీకరించిన హుక్ యొక్క చట్టాన్ని పాటించండి. విభిన్న Lamé మాడ్యులి , ఇది హోస్ట్ మరియు ట్యూమర్ స్థితిస్థాపకతను వర్గీకరిస్తుంది, \(\{ \mu_{H},\,\lambda_{H} \}\) మరియు \(\{ \mu_{T},\, \lambda_ {T} \ }\) (SIలో సూచించబడిన ఒత్తిడి భాగాల పూర్తి వ్యక్తీకరణ కోసం సమీకరణం (A.11) చూడండి).ప్రత్యేకించి, రిఫరెన్స్ 41 మరియు మూర్తి 1 లో సమర్పించబడిన డేటా ప్రకారం, పెరుగుతున్న కణితులు కణజాల స్థితిస్థాపకత స్థిరాంకాలలో మార్పును చూపించాయి.అందువల్ల, హోస్ట్ మరియు కణితి ప్రాంతాలలో స్థానభ్రంశం మరియు ఒత్తిళ్లు తెలియని స్థిరాంకాల సమితి వరకు పూర్తిగా నిర్ణయించబడతాయి \({{ \varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \alpha_{n} ,{\mkern 1mu } \ beta_{ n} {\mkern 1mu} \gamma_{n} ,\eta_{n} \}\ ) సిద్ధాంతపరంగా అనంతమైన కొలతలు ఉన్నాయి.ఈ గుణకం వెక్టర్‌లను కనుగొనడానికి, కణితి మరియు ఆరోగ్యకరమైన ప్రాంతాల మధ్య తగిన ఇంటర్‌ఫేస్‌లు మరియు సరిహద్దు పరిస్థితులు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి.ట్యూమర్-హోస్ట్ ఇంటర్‌ఫేస్ \(r = a\) వద్ద ఖచ్చితమైన బైండింగ్‌ను ఊహించడం, స్థానభ్రంశం మరియు ఒత్తిళ్ల కొనసాగింపుకు క్రింది పరిస్థితులు అవసరం:
సిస్టమ్ (7) అనంతమైన పరిష్కారాలతో సమీకరణాల వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తుంది.అదనంగా, ప్రతి సరిహద్దు పరిస్థితి క్రమరాహిత్యం \(\theta\)పై ఆధారపడి ఉంటుంది.తెలియని \({{\varvec{\upxi}}}_{n} = \{ \alpha_ క్లోజ్డ్ సిస్టమ్‌ల యొక్క \(N\) సెట్‌లతో సరిహద్దు విలువ సమస్యను పూర్తి బీజగణిత సమస్యగా తగ్గించడానికి {n},{ \mkern 1mu} \beta_{n} {\mkern 1mu} \gamma_{n}, \eta_{n} \}_{n = 0,…,N}\) (\ ( N \తో) నుండి \infty \), సిద్ధాంతపరంగా), మరియు త్రికోణమితి నిబంధనలపై సమీకరణాల ఆధారపడటాన్ని తొలగించడానికి, లెజెండ్రే బహుపదిల యొక్క ఆర్తోగోనాలిటీని ఉపయోగించి ఇంటర్‌ఫేస్ పరిస్థితులు బలహీనమైన రూపంలో వ్రాయబడ్డాయి.ప్రత్యేకించి, సమీకరణం (7)1,2 మరియు (7)3,4 \(P_{n} \left( {\cos \theta} \right)\) మరియు \(P_{n}^{తో గుణించబడతాయి 1} \left( { \cos\theta}\ right)\) ఆపై గణిత గుర్తింపులను ఉపయోగించి \(0\) మరియు \(\pi\) మధ్య ఏకీకృతం చేయండి:
అందువలన, ఇంటర్‌ఫేస్ కండిషన్ (7) క్వాడ్రాటిక్ బీజగణిత సమీకరణ వ్యవస్థను అందిస్తుంది, దీనిని మాతృక రూపంలో \({\mathbb{D}}}_{n} (a) \cdot {{\varvec{\upxi }}గా వ్యక్తీకరించవచ్చు. } _{ n} = {\mathbf{q}}}_{n} (a)\) మరియు క్రామెర్ నియమాన్ని పరిష్కరించడం ద్వారా తెలియని \({{\varvec{\upxi}}}_{n}\ )ని పొందండి.
గోళం ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న శక్తి ప్రవాహాన్ని అంచనా వేయడానికి మరియు హోస్ట్ మాధ్యమంలో ప్రచారం చేసే చెల్లాచెదురైన ఫీల్డ్‌పై డేటా ఆధారంగా దాని శబ్ద ప్రతిస్పందన గురించి సమాచారాన్ని పొందేందుకు, ఒక శబ్ద పరిమాణం ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది, ఇది సాధారణీకరించబడిన బిస్టాటిక్ స్కాటరింగ్ క్రాస్ సెక్షన్.ప్రత్యేకించి, స్కాటరింగ్ క్రాస్ సెక్షన్, \(లు) అని సూచిస్తారు, చెల్లాచెదురుగా ఉన్న సిగ్నల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన శబ్ద శక్తి మరియు సంఘటన తరంగం ద్వారా నిర్వహించబడే శక్తి విభజన మధ్య నిష్పత్తిని వ్యక్తీకరిస్తుంది.ఈ విషయంలో, ఆకార ఫంక్షన్ యొక్క పరిమాణం \(\left| {F_{\infty} \left(\theta \right)} \right|^{2}\) అనేది ధ్వని యంత్రాంగాల అధ్యయనంలో తరచుగా ఉపయోగించే పరిమాణం. అవక్షేపంలోని వస్తువుల ద్రవ లేదా ఘన విక్షేపణంలో పొందుపరచబడింది.మరింత ఖచ్చితంగా, ఆకార ఫంక్షన్ యొక్క వ్యాప్తి యూనిట్ ప్రాంతానికి అవకలన స్కాటరింగ్ క్రాస్ సెక్షన్ \(ds\)గా నిర్వచించబడింది, ఇది సంఘటన తరంగం యొక్క ప్రచారం యొక్క దిశకు సాధారణం నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది:
ఇక్కడ \(f_{n}^{pp}\) మరియు \(f_{n}^{ps}\) మోడల్ ఫంక్షన్‌ను సూచిస్తాయి, ఇది రేఖాంశ తరంగం మరియు చెల్లాచెదురుగా ఉన్న తరంగం యొక్క శక్తుల నిష్పత్తిని సూచిస్తుంది. స్వీకరించే మాధ్యమంలో సంఘటన P-వేవ్, వరుసగా క్రింది వ్యక్తీకరణలతో ఇవ్వబడ్డాయి:
పాక్షిక తరంగ విధులు (10) ప్రతిధ్వని స్కాటరింగ్ సిద్ధాంతం (RST) 49,50,51,52కు అనుగుణంగా స్వతంత్రంగా అధ్యయనం చేయబడతాయి, ఇది వివిధ రీతులను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు మొత్తం విచ్చలవిడి క్షేత్రం నుండి లక్ష్య స్థితిస్థాపకతను వేరు చేయడం సాధ్యపడుతుంది.ఈ పద్ధతి ప్రకారం, మోడల్ ఫారమ్ ఫంక్షన్‌ను రెండు సమాన భాగాల మొత్తంగా విభజించవచ్చు, అవి \(f_{n} = f_{n}^{(res)} + f_{n}^{(b)}\ ) వరుసగా ప్రతిధ్వని మరియు నాన్‌రెసోనెంట్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ యాంప్లిట్యూడ్‌లకు సంబంధించినవి.ప్రతిధ్వని మోడ్ యొక్క ఆకృతి ఫంక్షన్ లక్ష్యం యొక్క ప్రతిస్పందనకు సంబంధించినది, అయితే నేపథ్యం సాధారణంగా స్కాటరర్ ఆకారానికి సంబంధించినది.ప్రతి మోడ్ కోసం లక్ష్యం యొక్క మొదటి ఆకృతిని గుర్తించడానికి, మోడల్ రెసొనెన్స్ షేప్ ఫంక్షన్ యొక్క వ్యాప్తి \(\left| {f_{n}^{(res)} \left( \theta \right)} \right|\ ) సాగే హోస్ట్ మెటీరియల్‌లో అభేద్యమైన గోళాలను కలిగి ఉండే కఠినమైన నేపథ్యాన్ని ఊహిస్తూ లెక్కించబడుతుంది.సాధారణంగా, అవశేష సంపీడన ఒత్తిడి కారణంగా కణితి ద్రవ్యరాశి పెరుగుదలతో దృఢత్వం మరియు సాంద్రత రెండూ పెరుగుతాయని ఈ పరికల్పన ప్రేరేపించబడింది.అందువల్ల, తీవ్ర స్థాయి పెరుగుదల వద్ద, మెత్తగా అభివృద్ధి చెందుతున్న చాలా స్థూల ఘన కణితులకు ఇంపెడెన్స్ రేషియో \(\rho_{T} c_{1T} /\rho_{H} c_{1H}\) 1 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనా. కణజాలం.ఉదాహరణకు, క్రౌస్కోప్ మరియు ఇతరులు.53 ప్రోస్టేట్ కణజాలం కోసం 4 సాధారణ మాడ్యులస్‌కు క్యాన్సర్ నిష్పత్తిని నివేదించింది, అయితే ఈ విలువ రొమ్ము కణజాల నమూనాలకు 20కి పెరిగింది.ఈ సంబంధాలు అనివార్యంగా కణజాలం యొక్క అకౌస్టిక్ ఇంపెడెన్స్‌ను మారుస్తాయి, అలాగే ఎలాస్టోగ్రఫీ విశ్లేషణ54,55,56 ద్వారా కూడా ప్రదర్శించబడుతుంది మరియు కణితి హైపర్‌ప్రొలిఫరేషన్ వల్ల స్థానికీకరించిన కణజాలం గట్టిపడటానికి సంబంధించినది కావచ్చు.వివిధ దశలలో పెరిగిన రొమ్ము కణితి బ్లాకుల యొక్క సాధారణ కుదింపు పరీక్షలతో కూడా ఈ వ్యత్యాసం ప్రయోగాత్మకంగా గమనించబడింది మరియు పదార్థం యొక్క పునర్నిర్మాణం సరళంగా పెరుగుతున్న కణితుల యొక్క ప్రిడిక్టివ్ క్రాస్-జాతుల నమూనాలతో బాగా అనుసరించబడుతుంది.పొందిన దృఢత్వం డేటా \(E_{T} = S\left( {1 – \nu ^{2} } \right)/a\sqrt \ సూత్రం ప్రకారం యంగ్స్ మాడ్యులస్ ఆఫ్ సాలిడ్ ట్యూమర్‌ల పరిణామానికి నేరుగా సంబంధించినది. varepsilon\ )( వ్యాసార్థం \(a\), దృఢత్వం \(S\) మరియు పాయిసన్ నిష్పత్తి \(\nu\) రెండు దృఢమైన ప్లేట్ల మధ్య 57, మూర్తి 1లో చూపిన విధంగా).అందువలన, వివిధ వృద్ధి స్థాయిలలో కణితి మరియు హోస్ట్ యొక్క శబ్ద నిరోధక కొలతలను పొందడం సాధ్యమవుతుంది.ప్రత్యేకించి, అంజీర్ 1లోని 2 kPaకి సమానమైన సాధారణ కణజాలం యొక్క మాడ్యులస్‌తో పోల్చితే, రొమ్ము కణితుల యొక్క సాగే మాడ్యులస్ 500 నుండి 1250 mm3 వాల్యూమ్ పరిధిలో దాదాపు 10 kPa నుండి 16 kPaకి పెరిగింది, ఇది నివేదించబడిన డేటాకు అనుగుణంగా.58, 59 సూచనలలో రొమ్ము కణజాల నమూనాలలో పీడనం 0.25–4 kPa మరియు అదృశ్యమయ్యే ప్రీకంప్రెషన్‌తో ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది.దాదాపుగా కుదించలేని కణజాలం యొక్క పాయిసన్ నిష్పత్తి 41.60 అని కూడా ఊహించండి, అంటే వాల్యూమ్ పెరిగినప్పుడు కణజాలం యొక్క సాంద్రత గణనీయంగా మారదు.ప్రత్యేకించి, సగటు జనసాంద్రత \(\rho = 945\,{\text{kg}}\,{\text{m}}^{ – 3}\)61 ఉపయోగించబడుతుంది.ఈ పరిశీలనలతో, కింది వ్యక్తీకరణను ఉపయోగించి దృఢత్వం నేపథ్య మోడ్‌ను తీసుకోవచ్చు:
ఎక్కడ తెలియని స్థిరాంకం \(\widehat{{{\varvec{\upxi))))_{n} = \{\delta_{n} ,\upsilon_{n} \}\) కొనసాగింపును పరిగణనలోకి తీసుకుని లెక్కించవచ్చు బయాస్ ( 7 )2,4, అంటే బీజగణిత వ్యవస్థను పరిష్కరించడం ద్వారా \(\widehat{{\mathbb{D}}}}_{n} (a) \cdot \widehat{({\varvec{\upxi}} } } _{n } = \widehat{{\mathbf{q}}}_{n} (a)\) మైనర్‌లను కలిగి ఉంటుంది\(\widehat{{\mathbb{D}}}}_{n} (a) = \ { { \ mathbb{D}}_{n} (a)\}_{{\{ (1,3),(1,3)\} }}\) మరియు సంబంధిత సరళీకృత కాలమ్ వెక్టర్\(\widehat {\mathbf {q}}}_{n} (а)\) సమీకరణంలో ప్రాథమిక పరిజ్ఞానాన్ని అందిస్తుంది (11), బ్యాక్‌స్కాటరింగ్ రెసొనెంట్ మోడ్ ఫంక్షన్ \(\left|{f_{n}^{{). \left( {res} \right)\,pp}} \left( \theta \right)} \right| = \left|{f_{n}^{pp} \left( \theta \right) – f_{ n}^{pp(b)} \left( \theta \right)} \right|\) మరియు \( \left|{f_{n}^{{\left( {res} \right)\,ps} } \left( \theta \right)} \right|= \left|{f_{n}^{ps} \left( \theta \right) – f_{n}^{ps(b)} \left( \ theta \right)} \right|\) అనేది వరుసగా P-వేవ్ ఎక్సైటేషన్ మరియు P- మరియు S-వేవ్ రిఫ్లెక్షన్‌ని సూచిస్తుంది.ఇంకా, మొదటి వ్యాప్తి \(\theta = \pi\)గా అంచనా వేయబడింది మరియు రెండవ వ్యాప్తి \(\theta = \pi/4\)గా అంచనా వేయబడింది.వివిధ కూర్పు లక్షణాలను లోడ్ చేయడం ద్వారా.15 మిమీ వ్యాసం కలిగిన కణితి గోళాకారాల యొక్క ప్రతిధ్వని లక్షణాలు ప్రధానంగా 50-400 kHz ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయని మూర్తి 2 చూపిస్తుంది, ఇది ప్రతిధ్వనించే కణితి ప్రేరేపణను ప్రేరేపించడానికి తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ అల్ట్రాసౌండ్‌ను ఉపయోగించే అవకాశాన్ని సూచిస్తుంది.కణాలు.పెద్ద మొత్తంలో.ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో, RST విశ్లేషణ మూర్తి 3లో హైలైట్ చేయబడిన మోడ్‌లు 1 నుండి 6 వరకు సింగిల్-మోడ్ ఫార్మెంట్‌లను వెల్లడించింది. ఇక్కడ, pp- మరియు ps- చెల్లాచెదురుగా ఉన్న తరంగాలు రెండూ మొదటి రకానికి చెందిన రూపాలను చూపుతాయి, ఇవి చాలా తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద సంభవిస్తాయి. n = 6 కోసం మోడ్ 1 నుండి 60 kHz వరకు 20 kHz, గోళ వ్యాసార్థంలో గణనీయమైన తేడా లేదు.ప్రతిధ్వని ఫంక్షన్ ps అప్పుడు క్షీణిస్తుంది, అయితే పెద్ద ఆంప్లిట్యూడ్ pp ఫార్మాట్‌ల కలయిక సుమారు 60 kHz ఆవర్తనతను అందిస్తుంది, పెరుగుతున్న మోడ్ సంఖ్యతో అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పును చూపుతుంది.అన్ని విశ్లేషణలు Mathematica®62 కంప్యూటింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ని ఉపయోగించి జరిగాయి.
వివిధ పరిమాణాల రొమ్ము కణితుల మాడ్యూల్ నుండి పొందిన బ్యాక్‌స్కాటర్ ఫారమ్ ఫంక్షన్‌లు అంజీర్ 1లో చూపబడ్డాయి, ఇక్కడ అత్యధిక స్కాటరింగ్ బ్యాండ్‌లు మోడ్ సూపర్‌పొజిషన్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకుని హైలైట్ చేయబడతాయి.
\(n = 1\) నుండి \(n = 6\) వరకు ఎంచుకున్న మోడ్‌ల ప్రతిధ్వని, వివిధ కణితి పరిమాణాలలో P-వేవ్ యొక్క ఉత్తేజితం మరియు ప్రతిబింబం ఆధారంగా లెక్కించబడుతుంది (\(\ఎడమ నుండి | {f_{ n} ^ నుండి నలుపు వక్రతలు) {{\ left( {res} \right)\,pp}} \left( \pi \right)} \right| = \left| {f_{n}^{pp} \left ( \pi \ right) –. f_{n }^{pp(b)} \left( \pi \right)} \right|\)) మరియు P-వేవ్ ఎక్సైటేషన్ మరియు S-వేవ్ రిఫ్లెక్షన్ (మోడల్ షేప్ ఫంక్షన్ ద్వారా ఇవ్వబడిన బూడిద వక్రతలు \( \left | { f_{n }^{{\left( {res} \right)\,ps}} \left( {\pi /4} \right)} \right| = \left| \left( {\pi /4} \right) – f_{n}^{ps(b)} \left( {\pi /4} \right)} \right |\)).
దూర-క్షేత్ర ప్రచార పరిస్థితులను ఉపయోగించి ఈ ప్రాథమిక విశ్లేషణ ఫలితాలు ద్రవ్యరాశిపై మైక్రోవైబ్రేషన్ ఒత్తిడి ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి క్రింది సంఖ్యా అనుకరణలలో డ్రైవ్-నిర్దిష్ట డ్రైవ్ ఫ్రీక్వెన్సీల ఎంపికకు మార్గనిర్దేశం చేయగలవు.కణితి పెరుగుదల సమయంలో సరైన పౌనఃపున్యాల క్రమాంకనం దశ-నిర్దిష్టంగా ఉంటుందని మరియు కణజాల పునర్నిర్మాణాన్ని సరిగ్గా అంచనా వేయడానికి వ్యాధి చికిత్సలో ఉపయోగించే బయోమెకానికల్ వ్యూహాలను స్థాపించడానికి వృద్ధి నమూనాల ఫలితాలను ఉపయోగించి నిర్ణయించవచ్చని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.
నానోటెక్నాలజీలో గణనీయమైన పురోగతులు వివో అప్లికేషన్‌లలో సూక్ష్మీకరించిన మరియు కనిష్టంగా ఇన్వాసివ్ వైద్య పరికరాలను అభివృద్ధి చేయడానికి కొత్త పరిష్కారాలు మరియు పద్ధతులను కనుగొనడానికి శాస్త్రీయ సమాజాన్ని నడిపిస్తున్నాయి.ఈ సందర్భంలో, LOF సాంకేతికత ఆప్టికల్ ఫైబర్స్ యొక్క సామర్థ్యాలను విస్తరించే అద్భుతమైన సామర్థ్యాన్ని చూపింది, లైఫ్ సైన్స్ అప్లికేషన్‌ల కోసం కొత్త మినిమల్లీ ఇన్వాసివ్ ఫైబర్ ఆప్టిక్ పరికరాలను అభివృద్ధి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. నానోస్కేల్ వద్ద పూర్తి ప్రాదేశిక నియంత్రణతో 25 మరియు/లేదా 64 ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల వైపులా కావలసిన రసాయన, జీవ మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలతో కొత్త తరగతి ఫైబర్ ఆప్టిక్ నానోప్టోడ్‌ల ఆవిర్భావానికి దారితీస్తుంది.విస్తృతమైన రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా విధులను కలిగి ఉంది.ఆసక్తికరంగా, వాటి జ్యామితీయ మరియు యాంత్రిక లక్షణాలు (చిన్న క్రాస్ సెక్షన్, పెద్ద కారక నిష్పత్తి, వశ్యత, తక్కువ బరువు) మరియు పదార్థాల జీవ అనుకూలత (సాధారణంగా గాజు లేదా పాలిమర్‌లు) కారణంగా, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు సూదులు మరియు కాథెటర్‌లలోకి చొప్పించడానికి బాగా సరిపోతాయి.వైద్య అనువర్తనాలు20, "సూది ఆసుపత్రి" యొక్క కొత్త దృష్టికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది (మూర్తి 4 చూడండి).
వాస్తవానికి, LOF సాంకేతికత అందించిన స్వేచ్ఛా స్థాయిల కారణంగా, వివిధ లోహ మరియు/లేదా విద్యుద్వాహక పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన సూక్ష్మ- మరియు నానోస్ట్రక్చర్‌ల ఏకీకరణను ఉపయోగించడం ద్వారా, ప్రతిధ్వని మోడ్ ఉత్తేజితానికి మద్దతు ఇచ్చే నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లను సరిగ్గా పని చేయవచ్చు., కాంతి క్షేత్రం 21 బలంగా ఉంచబడింది.సబ్‌వేవ్‌లెంగ్త్ స్కేల్‌పై కాంతిని కలిగి ఉండటం, తరచుగా రసాయన మరియు/లేదా జీవసంబంధ ప్రాసెసింగ్‌తో కలిపి మరియు స్మార్ట్ పాలిమర్‌లు65,66 వంటి సున్నితమైన పదార్థాల ఏకీకరణ కాంతి మరియు పదార్థం యొక్క పరస్పర చర్యపై నియంత్రణను పెంచుతుంది, ఇది థెరానోస్టిక్ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగపడుతుంది.సమీకృత భాగాలు/పదార్థాల రకం మరియు పరిమాణం ఎంపిక స్పష్టంగా గుర్తించాల్సిన భౌతిక, జీవ లేదా రసాయన పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది21,63.
LOF ప్రోబ్స్‌ను శరీరంలోని నిర్దిష్ట సైట్‌లకు నిర్దేశించిన వైద్య సూదుల్లోకి ఏకీకరణ చేయడం వలన వివోలో స్థానిక ద్రవం మరియు కణజాల బయాప్సీలను అనుమతిస్తుంది, ఏకకాలంలో స్థానిక చికిత్సను అనుమతిస్తుంది, దుష్ప్రభావాలను తగ్గిస్తుంది మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది.సంభావ్య అవకాశాలలో క్యాన్సర్‌తో సహా వివిధ ప్రసరించే జీవఅణువులను గుర్తించడం ఉంటుంది.బయోమార్కర్లు లేదా మైక్రోఆర్ఎన్ఏలు (మిఆర్ఎన్ఎలు)67, రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (SERS)31, హై-రిజల్యూషన్ ఫోటోకాస్టిక్ ఇమేజింగ్22,28,68, లేజర్ సర్జరీ మరియు అబ్లేషన్ 69 వంటి లీనియర్ మరియు నాన్-లీనియర్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ఉపయోగించి క్యాన్సర్ కణజాలాల గుర్తింపు మరియు లైట్27 ఉపయోగించి స్థానిక డెలివరీ డ్రగ్స్ మరియు మానవ శరీరంలోకి సూదులు స్వయంచాలకంగా మార్గదర్శకత్వం 20.ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల వాడకం ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలపై ఆధారపడిన “క్లాసికల్” పద్ధతుల యొక్క సాధారణ ప్రతికూలతలను నివారిస్తుంది, అంటే విద్యుత్ కనెక్షన్‌ల అవసరం మరియు విద్యుదయస్కాంత జోక్యం ఉండటం వంటివి, ఇది వివిధ LOF సెన్సార్‌లను సమర్థవంతంగా విలీనం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. వ్యవస్థ.ఒకే వైద్య సూది.వివిధ విధుల మధ్య క్రాస్‌స్టాక్ ప్రభావాలను కలిగించే కాలుష్యం, ఆప్టికల్ జోక్యం, భౌతిక అవరోధాలు వంటి హానికరమైన ప్రభావాలను తగ్గించడంపై ప్రత్యేక శ్రద్ధ ఉండాలి.అయితే, పేర్కొన్న అనేక విధులు ఒకే సమయంలో చురుకుగా ఉండవలసిన అవసరం లేదు.ఈ అంశం కనీసం జోక్యాన్ని తగ్గించడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది, తద్వారా ప్రతి ప్రోబ్ యొక్క పనితీరు మరియు ప్రక్రియ యొక్క ఖచ్చితత్వంపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.ఈ పరిగణనలు "ఆసుపత్రిలో సూది" అనే భావనను లైఫ్ సైన్సెస్‌లో తదుపరి తరం చికిత్సా సూదులకు గట్టి పునాదిని వేయడానికి ఒక సాధారణ దృష్టిగా వీక్షించడానికి మాకు అనుమతిస్తాయి.
ఈ కాగితంలో చర్చించబడిన నిర్దిష్ట అనువర్తనానికి సంబంధించి, తదుపరి విభాగంలో, మానవ కణజాలాలలోకి అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను దాని అక్షం వెంట వాటి వ్యాప్తిని ఉపయోగించి మళ్లించే వైద్య సూది సామర్థ్యాన్ని మేము సంఖ్యాపరంగా పరిశీలిస్తాము.
నీటితో నిండిన వైద్య సూది ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల ప్రచారం మరియు మృదు కణజాలాలలోకి చొప్పించడం (Fig. 5aలోని రేఖాచిత్రం చూడండి) పరిమిత మూలకం పద్ధతి (FEM)70 ఆధారంగా వాణిజ్య కమ్‌సోల్ మల్టీఫిజిక్స్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించి రూపొందించబడింది, ఇక్కడ సూది మరియు కణజాలం నమూనా చేయబడతాయి. సరళ సాగే వాతావరణం వలె.
మూర్తి 5bని సూచిస్తూ, సూది స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌తో తయారు చేయబడిన బోలు సిలిండర్‌గా (దీనిని "కాన్యులా" అని కూడా పిలుస్తారు) రూపొందించబడింది, ఇది మెడికల్ సూదులు కోసం ఒక ప్రామాణిక పదార్థం.ప్రత్యేకించి, ఇది యంగ్ యొక్క మాడ్యులస్ E = 205 GPa, పాయిసన్ నిష్పత్తి ν = 0.28, మరియు సాంద్రత ρ = 7850 kg m -372.73తో రూపొందించబడింది.రేఖాగణితంగా, సూది పొడవు L, అంతర్గత వ్యాసం D ("క్లియరెన్స్" అని కూడా పిలుస్తారు) మరియు గోడ మందం t ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.అదనంగా, సూది యొక్క కొన రేఖాంశ దిశకు (z) సంబంధించి α కోణంలో వంపుతిరిగినదిగా పరిగణించబడుతుంది.నీటి పరిమాణం తప్పనిసరిగా సూది లోపలి ప్రాంతం యొక్క ఆకృతికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.ఈ ప్రాథమిక విశ్లేషణలో, సూది పూర్తిగా కణజాల ప్రాంతంలో మునిగిపోయినట్లు భావించబడింది (నిరవధికంగా విస్తరించి ఉంటుందని భావించబడింది), ఇది rs వ్యాసార్థం యొక్క గోళంగా రూపొందించబడింది, ఇది అన్ని అనుకరణల సమయంలో 85 mm వద్ద స్థిరంగా ఉంటుంది.మరింత వివరంగా చెప్పాలంటే, మేము గోళాకార ప్రాంతాన్ని సంపూర్ణంగా సరిపోలిన పొర (PML)తో పూర్తి చేస్తాము, ఇది కనీసం "ఊహాత్మక" సరిహద్దుల నుండి ప్రతిబింబించే అవాంఛిత తరంగాలను తగ్గిస్తుంది.మేము గణన పరిష్కారాన్ని ప్రభావితం చేయకుండా సూది నుండి గోళాకార డొమైన్ సరిహద్దును తగినంత దూరంలో ఉంచడానికి మరియు అనుకరణ యొక్క గణన వ్యయాన్ని ప్రభావితం చేయనింత చిన్నదిగా ఉంచడానికి మేము rs వ్యాసార్థాన్ని ఎంచుకున్నాము.
ఫ్రీక్వెన్సీ f మరియు యాంప్లిట్యూడ్ A యొక్క హార్మోనిక్ లాంగిట్యూడినల్ షిఫ్ట్ స్టైలస్ జ్యామితి యొక్క దిగువ సరిహద్దుకు వర్తించబడుతుంది;ఈ పరిస్థితి అనుకరణ జ్యామితికి వర్తించే ఇన్‌పుట్ ఉద్దీపనను సూచిస్తుంది.సూది యొక్క మిగిలిన సరిహద్దులలో (కణజాలం మరియు నీటితో సంబంధంలో), ఆమోదించబడిన నమూనా రెండు భౌతిక దృగ్విషయాల మధ్య సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నట్లు పరిగణించబడుతుంది, వాటిలో ఒకటి నిర్మాణాత్మక మెకానిక్స్ (సూది యొక్క ప్రాంతం కోసం) మరియు మరొకటి స్ట్రక్చరల్ మెకానిక్స్.(అసిక్యులర్ ప్రాంతం కోసం), కాబట్టి సంబంధిత షరతులు ధ్వనిపై విధించబడతాయి (నీరు మరియు అసిక్యులర్ ప్రాంతం కోసం)74.ప్రత్యేకించి, నీడిల్ సీటుకు వర్తించే చిన్న కంపనాలు చిన్న వోల్టేజ్ కలవరానికి కారణమవుతాయి;అందువలన, సూది ఒక సాగే మాధ్యమం వలె ప్రవర్తిస్తుందని ఊహిస్తూ, స్థానభ్రంశం వెక్టర్ U ఎలాస్టోడైనమిక్ సమతౌల్య సమీకరణం (నేవియర్)75 నుండి అంచనా వేయబడుతుంది.సూది యొక్క నిర్మాణాత్మక డోలనాలు దాని లోపల నీటి పీడనంలో మార్పులకు కారణమవుతాయి (మా మోడల్‌లో స్థిరంగా పరిగణించబడుతుంది), దీని ఫలితంగా ధ్వని తరంగాలు సూది యొక్క రేఖాంశ దిశలో వ్యాపిస్తాయి, ముఖ్యంగా హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ సమీకరణాన్ని పాటిస్తాయి.చివరగా, కణజాలాలలో నాన్ లీనియర్ ఎఫెక్ట్స్ చాలా తక్కువగా ఉన్నాయని మరియు పీడన తరంగాల వ్యాప్తి కంటే కోత తరంగాల వ్యాప్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుందని ఊహిస్తూ, హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ సమీకరణాన్ని మృదు కణజాలాలలో శబ్ద తరంగాల వ్యాప్తిని మోడల్ చేయడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు.ఈ ఉజ్జాయింపు తర్వాత, కణజాలం 1000 kg/m3 సాంద్రత మరియు 1540 m/s ధ్వని వేగంతో ద్రవ77గా పరిగణించబడుతుంది (ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత డంపింగ్ ప్రభావాలను విస్మరించడం).ఈ రెండు భౌతిక క్షేత్రాలను అనుసంధానించడానికి, ఘన మరియు ద్రవ సరిహద్దులో సాధారణ కదలిక యొక్క కొనసాగింపు, ఘన సరిహద్దుకు లంబంగా ఒత్తిడి మరియు ఒత్తిడి మధ్య స్థిరమైన సమతుల్యత మరియు సరిహద్దు వద్ద టాంజెన్షియల్ ఒత్తిడిని నిర్ధారించడం అవసరం. ద్రవం సున్నాకి సమానంగా ఉండాలి.75
మా విశ్లేషణలో, కణజాలం లోపల తరంగాల ఉద్గారాలపై సూది యొక్క జ్యామితి ప్రభావంపై దృష్టి సారించి, స్థిర పరిస్థితులలో సూది వెంట శబ్ద తరంగాల వ్యాప్తిని మేము పరిశీలిస్తాము.ప్రత్యేకించి, మేము సూది D యొక్క అంతర్గత వ్యాసం, పొడవు L మరియు బెవెల్ కోణం α యొక్క ప్రభావాన్ని పరిశోధించాము, అధ్యయనం చేసిన అన్ని కేసులకు మందం t 500 µm వద్ద స్థిరంగా ఉంచబడింది.t యొక్క ఈ విలువ వాణిజ్య సూదుల కోసం సాధారణ ప్రామాణిక గోడ మందం 71కి దగ్గరగా ఉంటుంది.
సాధారణత కోల్పోకుండా, సూది యొక్క ఆధారానికి వర్తించే హార్మోనిక్ స్థానభ్రంశం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ f 100 kHzకి సమానంగా తీసుకోబడింది మరియు వ్యాప్తి A 1 μm.ప్రత్యేకించి, ఫ్రీక్వెన్సీ 100 kHzకి సెట్ చేయబడింది, ఇది "గ్రోత్-డిపెండెంట్ అల్ట్రాసౌండ్ ఫ్రీక్వెన్సీలను అంచనా వేయడానికి గోళాకార కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క స్కాటరింగ్ విశ్లేషణ" విభాగంలో ఇవ్వబడిన విశ్లేషణాత్మక అంచనాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ కణితి ద్రవ్యరాశి యొక్క ప్రతిధ్వని వంటి ప్రవర్తన కనుగొనబడింది. 50-400 kHz ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి, అతి పెద్ద స్కాటరింగ్ వ్యాప్తి 100-200 kHz చుట్టూ తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది (Fig. 2 చూడండి).
అధ్యయనం చేసిన మొదటి పరామితి సూది యొక్క అంతర్గత వ్యాసం D.సౌలభ్యం కోసం, ఇది సూది యొక్క కుహరంలో (అంటే, నీటిలో λW = 1.5 మిమీ) శబ్ద తరంగ పొడవు యొక్క పూర్ణాంక భిన్నం వలె నిర్వచించబడింది.నిజానికి, ఇచ్చిన జ్యామితి (ఉదాహరణకు, వేవ్‌గైడ్‌లో) ద్వారా వర్గీకరించబడిన పరికరాలలో తరంగ ప్రచారం యొక్క దృగ్విషయం తరచుగా ప్రచారం చేసే తరంగ తరంగదైర్ఘ్యంతో పోల్చడానికి ఉపయోగించే జ్యామితి యొక్క లక్షణ పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.అదనంగా, మొదటి విశ్లేషణలో, సూది ద్వారా శబ్ద తరంగం యొక్క ప్రచారంపై వ్యాసం D యొక్క ప్రభావాన్ని బాగా నొక్కిచెప్పడానికి, మేము ఒక ఫ్లాట్ చిట్కాను పరిగణించాము, కోణాన్ని α = 90 ° సెట్ చేసాము.ఈ విశ్లేషణ సమయంలో, సూది పొడవు L 70 మిమీ వద్ద పరిష్కరించబడింది.
అంజీర్ న.6a డైమెన్షన్‌లెస్ స్కేల్ పరామితి SD యొక్క విధిగా సగటు ధ్వని తీవ్రతను చూపుతుంది, అనగా D = λW/SD సంబంధిత సూది చిట్కాపై కేంద్రీకృతమై 10 mm వ్యాసార్థంతో ఒక గోళంలో మూల్యాంకనం చేయబడుతుంది.స్కేలింగ్ పరామితి SD 2 నుండి 6కి మారుతుంది, అనగా మేము D విలువలను 7.5 mm నుండి 2.5 mm వరకు పరిగణిస్తాము (f = 100 kHz వద్ద).ఈ శ్రేణిలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మెడికల్ సూదులు కోసం 71 ప్రామాణిక విలువ కూడా ఉంది.ఊహించినట్లుగా, సూది లోపలి వ్యాసం సూది ద్వారా వెలువడే ధ్వని తీవ్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది, గరిష్ట విలువ (1030 W/m2) D = λW/3 (అంటే D = 5 మిమీ)కి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు తగ్గుతున్న ధోరణితో తగ్గుతుంది. వ్యాసం.వ్యాసం D అనేది జ్యామితీయ పరామితి అని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, ఇది వైద్య పరికరం యొక్క ఇన్వాసివ్‌నెస్‌ను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది, కాబట్టి సరైన విలువను ఎంచుకున్నప్పుడు ఈ క్లిష్టమైన అంశం విస్మరించబడదు.అందువల్ల, కణజాలంలో ధ్వని తీవ్రత తక్కువగా ప్రసారం కావడం వల్ల D తగ్గుదల సంభవించినప్పటికీ, క్రింది అధ్యయనాల కోసం, వ్యాసం D = λW/5, అనగా D = 3 mm (f = 100 kHz వద్ద 11G71 ప్రమాణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది) , పరికరం చొరబాటు మరియు ధ్వని తీవ్రత ప్రసారం (సగటు 450 W/m2) మధ్య సహేతుకమైన రాజీగా పరిగణించబడుతుంది.
సూది (a), పొడవు (b) మరియు బెవెల్ కోణం α (c) యొక్క అంతర్గత వ్యాసంపై ఆధారపడి, సూది యొక్క కొన (ఫ్లాట్‌గా పరిగణించబడుతుంది) ద్వారా వెలువడే ధ్వని యొక్క సగటు తీవ్రత.(a, c) లో పొడవు 90 mm, మరియు (b, c) లో వ్యాసం 3 mm.
విశ్లేషించాల్సిన తదుపరి పరామితి సూది L యొక్క పొడవు. మునుపటి కేస్ స్టడీ ప్రకారం, మేము ఏటవాలు కోణాన్ని α = 90°గా పరిగణిస్తాము మరియు పొడవు నీటిలో తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క గుణకారంగా స్కేల్ చేయబడుతుంది, అంటే L = SL λWగా పరిగణించండి .డైమెన్షన్‌లెస్ స్కేల్ పరామితి SL 3 నుండి 7 వరకు మార్చబడింది, తద్వారా 4.5 నుండి 10.5 మిమీ వరకు పొడవు పరిధిలో సూది యొక్క కొన ద్వారా వెలువడే ధ్వని యొక్క సగటు తీవ్రతను అంచనా వేస్తుంది.ఈ శ్రేణి వాణిజ్య సూదుల కోసం సాధారణ విలువలను కలిగి ఉంటుంది.ఫలితాలు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి.6b, సూది పొడవు, L, కణజాలాలలో ధ్వని తీవ్రత ప్రసారంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.ప్రత్యేకంగా, ఈ పరామితి యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ మాగ్నిట్యూడ్ యొక్క క్రమం ద్వారా ప్రసారాన్ని మెరుగుపరచడం సాధ్యం చేసింది.వాస్తవానికి, విశ్లేషించబడిన పొడవు పరిధిలో, సగటు ధ్వని తీవ్రత స్థానిక గరిష్టంగా 3116 W/m2ని SL = 4 వద్ద తీసుకుంటుంది (అంటే, L = 60 మిమీ), మరియు మరొకటి SL = 6 (అంటే, L = 90)కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. mm).
స్థూపాకార జ్యామితిలో అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క ప్రచారంపై సూది యొక్క వ్యాసం మరియు పొడవు యొక్క ప్రభావాన్ని విశ్లేషించిన తర్వాత, మేము కణజాలాలలో ధ్వని తీవ్రత ప్రసారంపై బెవెల్ కోణం యొక్క ప్రభావంపై దృష్టి సారించాము.ఫైబర్ చిట్కా నుండి వెలువడే ధ్వని యొక్క సగటు తీవ్రత కోణం α యొక్క విధిగా అంచనా వేయబడింది, దాని విలువను 10° (పదునైన చిట్కా) నుండి 90°కి (ఫ్లాట్ టిప్) మారుస్తుంది.ఈ సందర్భంలో, సూది యొక్క పరిగణించబడిన కొన చుట్టూ ఉన్న సమగ్ర గోళం యొక్క వ్యాసార్థం 20 మిమీ, తద్వారా α యొక్క అన్ని విలువలకు, సూది యొక్క కొన సగటు నుండి లెక్కించిన వాల్యూమ్‌లో చేర్చబడుతుంది.
అంజీర్లో చూపిన విధంగా.6c, చిట్కా పదును పెట్టినప్పుడు, అనగా, 90° నుండి α తగ్గినప్పుడు, ప్రసారం చేయబడిన ధ్వని యొక్క తీవ్రత పెరుగుతుంది, గరిష్టంగా 1.5 × 105 W/m2 విలువను చేరుకుంటుంది, ఇది α = 50°కి అనుగుణంగా ఉంటుంది, అనగా 2 ఫ్లాట్ స్థితికి సంబంధించి అధిక పరిమాణంలో ఉండే క్రమం.చిట్కా మరింత పదును పెట్టడంతో (అనగా, 50° కంటే తక్కువ α వద్ద), ధ్వని తీవ్రత తగ్గుతుంది, చదునైన చిట్కాతో పోల్చదగిన విలువలను చేరుకుంటుంది.అయినప్పటికీ, మా అనుకరణల కోసం మేము విస్తృత శ్రేణి బెవెల్ కోణాలను పరిగణించినప్పటికీ, కణజాలంలోకి సూదిని చొప్పించడాన్ని సులభతరం చేయడానికి చిట్కాను పదును పెట్టడం అవసరమని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం విలువ.వాస్తవానికి, ఒక చిన్న బెవెల్ కోణం (సుమారు 10°) కణజాలంలోకి చొచ్చుకుపోవడానికి అవసరమైన 78 శక్తిని తగ్గిస్తుంది.
కణజాలం లోపల ప్రసారం చేయబడిన ధ్వని తీవ్రత యొక్క విలువతో పాటు, బెవెల్ కోణం కూడా తరంగ ప్రచారం యొక్క దిశను ప్రభావితం చేస్తుంది, ఇది Fig. 7a (ఫ్లాట్ టిప్ కోసం) మరియు 3b (10 ° కోసం) చూపిన ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి గ్రాఫ్‌లలో చూపబడింది. )బెవెల్డ్ చిట్కా), సమాంతరంగా రేఖాంశ దిశ సమరూపత యొక్క విమానంలో మూల్యాంకనం చేయబడుతుంది (yz, cf. Fig. 5).ఈ రెండు పరిగణనల తీవ్రతలో, ధ్వని పీడన స్థాయి (1 µPa గా సూచిస్తారు) ప్రధానంగా సూది కుహరంలో (అంటే నీటిలో) కేంద్రీకృతమై కణజాలంలోకి ప్రసరిస్తుంది.మరింత వివరంగా, ఒక ఫ్లాట్ టిప్ (Fig. 7a) విషయంలో, ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి పంపిణీ రేఖాంశ దిశకు సంబంధించి ఖచ్చితంగా సుష్టంగా ఉంటుంది మరియు శరీరాన్ని నింపే నీటిలో నిలబడి ఉన్న తరంగాలను వేరు చేయవచ్చు.తరంగం రేఖాంశంగా (z-యాక్సిస్) ఆధారితమైనది, వ్యాప్తి నీటిలో దాని గరిష్ట విలువను చేరుకుంటుంది (సుమారు 240 dB) మరియు అడ్డంగా తగ్గుతుంది, ఇది సూది మధ్యలో నుండి 10 మిమీ దూరంలో సుమారు 20 dB అటెన్యుయేషన్‌కు దారితీస్తుంది.ఊహించినట్లుగా, ఒక కోణాల చిట్కా (Fig. 7b) పరిచయం ఈ సమరూపతను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు సూది యొక్క కొన ప్రకారం నిలబడి ఉన్న తరంగాల యొక్క యాంటీనోడ్లు "విక్షేపం" చేస్తాయి.స్పష్టంగా, ఈ అసమానత సూది చిట్కా యొక్క రేడియేషన్ తీవ్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది, ముందుగా వివరించిన విధంగా (Fig. 6c).ఈ అంశాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, ధ్వని తీవ్రత సూది యొక్క రేఖాంశ దిశలో కట్ లైన్ ఆర్తోగోనల్‌తో అంచనా వేయబడింది, ఇది సూది యొక్క సమరూపత యొక్క విమానంలో ఉంది మరియు సూది యొక్క కొన నుండి 10 మిమీ దూరంలో ఉంది ( మూర్తి 7c) ఫలితాలుమరింత ప్రత్యేకంగా, 10°, 20° మరియు 30° ఏటవాలు కోణాలలో (వరుసగా నీలం, ఎరుపు మరియు ఆకుపచ్చ ఘన గీతలు) అంచనా వేయబడిన ధ్వని తీవ్రత పంపిణీలు ఫ్లాట్ ఎండ్ (నలుపు చుక్కల వక్రతలు) సమీపంలోని పంపిణీతో పోల్చబడ్డాయి.ఫ్లాట్-టిప్డ్ సూదులతో అనుబంధించబడిన తీవ్రత పంపిణీ సూది మధ్యలో సుష్టంగా కనిపిస్తుంది.ప్రత్యేకించి, ఇది మధ్యలో దాదాపు 1420 W/m2 విలువను తీసుకుంటుంది, ~8 mm దూరంలో సుమారు 300 W/m2 ఓవర్‌ఫ్లో ఉంటుంది, ఆపై ~30 mm వద్ద సుమారు 170 W/m2 విలువకు తగ్గుతుంది. .చిట్కా చూపబడినప్పుడు, సెంట్రల్ లోబ్ వివిధ తీవ్రత యొక్క మరిన్ని లోబ్‌లుగా విభజిస్తుంది.మరింత ప్రత్యేకంగా, α 30°గా ఉన్నప్పుడు, సూది కొన నుండి 1 మిమీ వద్ద కొలిచిన ప్రొఫైల్‌లో మూడు రేకులను స్పష్టంగా గుర్తించవచ్చు.కేంద్రం దాదాపుగా సూది మధ్యలో ఉంది మరియు 1850 W / m2 అంచనా విలువను కలిగి ఉంది మరియు కుడివైపున ఉన్న ఎత్తైనది కేంద్రం నుండి 19 mm మరియు 2625 W / m2 కి చేరుకుంటుంది.α = 20° వద్ద, 2 ప్రధాన లోబ్‌లు ఉన్నాయి: 1785 W/m2 వద్ద −12 mmకి ఒకటి మరియు 1524 W/m2 వద్ద 14 mmకి ఒకటి.చిట్కా పదునుగా మారినప్పుడు మరియు కోణం 10°కి చేరుకున్నప్పుడు, గరిష్టంగా 817 W/m2 గరిష్టంగా -20 mm వద్దకు చేరుకుంటుంది మరియు ప్రొఫైల్‌లో కొంచెం తక్కువ తీవ్రత కలిగిన మరో మూడు లోబ్‌లు కనిపిస్తాయి.
ఫ్లాట్ ఎండ్ (a) మరియు 10° బెవెల్ (b) ఉన్న సూది యొక్క సమరూపత y-z సమతలంలో ధ్వని ఒత్తిడి స్థాయి.(సి) సూది యొక్క రేఖాంశ దిశకు లంబంగా కట్ లైన్ వెంట, సూది యొక్క కొన నుండి 10 మిమీ దూరంలో మరియు సమరూపత yz విమానంలో పడి ఉన్న ధ్వని తీవ్రత పంపిణీ అంచనా వేయబడింది.పొడవు L 70 మిమీ మరియు వ్యాసం D 3 మిమీ.
కలిసి చూస్తే, 100 kHz వద్ద అల్ట్రాసౌండ్‌ను మృదు కణజాలంలోకి ప్రసారం చేయడానికి వైద్య సూదులు సమర్థవంతంగా ఉపయోగించవచ్చని ఈ ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.విడుదలయ్యే ధ్వని యొక్క తీవ్రత సూది యొక్క జ్యామితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు 1000 W/m2 (10 మిమీ వద్ద) పరిధిలోని విలువల వరకు (ముగింపు పరికరం యొక్క ఇన్వాసివ్‌నెస్ విధించిన పరిమితులకు లోబడి) ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు.సూది దిగువన వర్తించబడుతుంది 1. మైక్రోమీటర్ ఆఫ్‌సెట్ విషయంలో, సూది పూర్తిగా అనంతంగా విస్తరించే మృదు కణజాలంలోకి చొప్పించబడినట్లు పరిగణించబడుతుంది.ప్రత్యేకించి, బెవెల్ కోణం కణజాలంలో ధ్వని తరంగాల వ్యాప్తి యొక్క తీవ్రత మరియు దిశను బలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది, ఇది ప్రధానంగా సూది చిట్కా యొక్క కట్ యొక్క ఆర్తోగోనాలిటీకి దారితీస్తుంది.
నాన్-ఇన్వాసివ్ మెడికల్ టెక్నిక్‌ల వాడకం ఆధారంగా కొత్త కణితి చికిత్సా వ్యూహాల అభివృద్ధికి మద్దతుగా, కణితి వాతావరణంలో తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క ప్రచారం విశ్లేషణాత్మకంగా మరియు గణనపరంగా విశ్లేషించబడింది.ప్రత్యేకించి, అధ్యయనం యొక్క మొదటి భాగంలో, ద్రవ్యరాశి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ సున్నితత్వాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి తెలిసిన పరిమాణం మరియు దృఢత్వం యొక్క ఘన కణితి గోళాకారాలలో అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల వికీర్ణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి తాత్కాలిక ఎలాస్టోడైనమిక్ పరిష్కారం మాకు అనుమతించింది.అప్పుడు, వందల కిలోహెర్ట్జ్ క్రమం యొక్క పౌనఃపున్యాలు ఎంపిక చేయబడ్డాయి మరియు వైద్య సూది డ్రైవ్‌ను ఉపయోగించి కణితి వాతావరణంలో కంపన ఒత్తిడి యొక్క స్థానిక అనువర్తనం ధ్వని బదిలీని నిర్ణయించే ప్రధాన డిజైన్ పారామితుల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడం ద్వారా సంఖ్యా అనుకరణలో రూపొందించబడింది. పర్యావరణానికి పరికరం యొక్క శక్తి.అల్ట్రాసౌండ్‌తో కణజాలాలను వికిరణం చేయడానికి వైద్య సూదులు ప్రభావవంతంగా ఉపయోగించవచ్చని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి మరియు దాని తీవ్రత సూది యొక్క రేఖాగణిత పరామితితో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, దీనిని పని చేసే శబ్ద తరంగదైర్ఘ్యం అని పిలుస్తారు.వాస్తవానికి, కణజాలం ద్వారా వికిరణం యొక్క తీవ్రత సూది యొక్క అంతర్గత వ్యాసంతో పెరుగుతుంది, వ్యాసం తరంగదైర్ఘ్యం కంటే మూడు రెట్లు ఉన్నప్పుడు గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది.సూది పొడవు కూడా ఎక్స్పోజర్ ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి కొంత స్వేచ్ఛను అందిస్తుంది.సూది పొడవు ఆపరేటింగ్ తరంగదైర్ఘ్యం (ప్రత్యేకంగా 4 మరియు 6) యొక్క నిర్దిష్ట గుణకారానికి సెట్ చేయబడినప్పుడు తరువాతి ఫలితం గరిష్టీకరించబడుతుంది.ఆసక్తికరంగా, ఆసక్తి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి కోసం, ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన వ్యాసం మరియు పొడవు విలువలు ప్రామాణిక వాణిజ్య సూదుల కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే వాటికి దగ్గరగా ఉంటాయి.సూది యొక్క పదును నిర్ణయించే బెవెల్ కోణం, ఉద్గారతను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది, దాదాపు 50° వద్ద గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది మరియు 10° వద్ద మంచి పనితీరును అందిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా వాణిజ్య సూదుల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది..ఆసుపత్రి యొక్క ఇంట్రానెడిల్ డయాగ్నొస్టిక్ ప్లాట్‌ఫారమ్ యొక్క అమలు మరియు ఆప్టిమైజేషన్, ఇతర పరికరంలోని చికిత్సా పరిష్కారాలతో రోగనిర్ధారణ మరియు చికిత్సా అల్ట్రాసౌండ్‌ను సమగ్రపరచడం మరియు సహకార ఖచ్చితమైన ఔషధ జోక్యాలను గ్రహించడం కోసం అనుకరణ ఫలితాలు ఉపయోగించబడతాయి.
కోయినిగ్ IR, Fuchs O, Hansen G, von Mutius E. మరియు Kopp MV ప్రెసిషన్ మెడిసిన్ అంటే ఏమిటి?యూర్, విదేశీ.జర్నల్ 50, 1700391 (2017).
కాలిన్స్, FS మరియు వర్మస్, H. ప్రెసిషన్ మెడిసిన్‌లో కొత్త కార్యక్రమాలు.N. eng.J. మెడిసిన్.372, 793–795 (2015).
Hsu, W., Markey, MK మరియు వాంగ్, MD.ప్రెసిషన్ మెడిసిన్ యుగంలో బయోమెడికల్ ఇమేజింగ్ ఇన్ఫర్మేటిక్స్: విజయాలు, సవాళ్లు మరియు అవకాశాలు.జామ్.మందు.తెలియజేయండి.సహాయ ఆచార్యులు.20(6), 1010–1013 (2013).
గారవే, LA, వెర్వీజ్, J. & బాల్‌మాన్, KV ప్రెసిషన్ ఆంకాలజీ: ఒక సమీక్ష.J. క్లినికల్.ఓంకోల్.31, 1803–1805 (2013).
Wiwatchaitawee, K., Quarterman, J., Geary, S., మరియు సేలం, A. నానోపార్టికల్-బేస్డ్ డెలివరీ సిస్టమ్ ఉపయోగించి గ్లియోబ్లాస్టోమా (GBM) థెరపీలో మెరుగుదల.AAPS PharmSciTech 22, 71 (2021).
అల్డాప్ కె, జాదేహ్ జి, మన్సూరీ ఎస్, రీఫెన్‌బెర్గర్ జి మరియు వాన్ డైమ్లింగ్ ఎ. గ్లియోబ్లాస్టోమా: పాథాలజీ, మాలిక్యులర్ మెకానిజమ్స్ మరియు మార్కర్స్.ఆక్టా న్యూరోపాథాలజీ.129(6), 829–848 (2015).
బుష్, NAO, చాంగ్, SM మరియు బెర్గర్, MS గ్లియోమా చికిత్స కోసం ప్రస్తుత మరియు భవిష్యత్తు వ్యూహాలు.నాడీ శస్త్ర చికిత్స.Ed.40, 1–14 (2017).