Għaliex il-labar ordinarji tal-azzar jisparixxu taħt l-ultrasound filwaqt li l-labar ekoġeniċi jibqgħu jleqqu

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

Biex tifhem kifekoġenikulabar jaħdmu, wieħed irid l-ewwel jaħtfu l-mekkaniżmi fiżiċi bażiċi ta ' l-immaġini ta ' l-ultrasound mediku. Sondi tal-ultrasound jarmu mewġ tal-ħoss ta' frekwenza għolja ta' 1.5–15 MHz fil-ġisem tal-bniedem. Minħabba differenzi fl-impedenza akustika (Z=ρ × c, densità × veloċità tal-ħoss) bejn tessuti differenti, iseħħu riflessjonijiet tal-interface. L-eki riċevuti mis-sonda jiġu pproċessati f'immaġini fuq skala griża-riflessjonijiet qawwija jidhru bojod (iperekojku), filwaqt li riflessjonijiet dgħajfa/assenti jidhru suwed (anechoic jew ipoechoic).

Il-ħitan tal-labar tal-istainless steel mediċi ordinarji, wara l-electropolishing, huma estremament lixxi, b'uċuħ li jqarrbu l-mirja ideali. Meta l-ultrasound jolqot f'angoli mhux-perpendikolari (il-każ fil-biċċa l-kbira tat-titqib kliniċi fil--pjan), riflessjoni spekulari sseħħ fuq il-wiċċ tal-metall lixx. Il-mewġ rifless tiddevja 'l bogħod mis-settur riċevitur tas-sonda skond il-liġi ta' inċidenti ugwali u angoli riflessi, u ma jirritorna kważi l-ebda eku lit-transducer. Konsegwentement, il-korp tal-labra jiskura jew saħansitra jgħibu għal kollox fuq l-iskrin. Barra minn hekk, għalkemm teżisti differenza ta 'impedenza akustika bejn l-azzar u t-tessut artab, il-wiċċ ċilindriku kontinwu lixx jipproduċi sinjali ta' tifrix estremament dgħajfa, li jagħmel is-segment tan-nofs-xaft speċjalment diffiċli biex jintgħaraf.

Labar ekoġeniċi jegħlbu din il-limitazzjoni billi jintroduċu b'mod attiv siti abbundanti ta' backscattering:

• Mikro-modifikazzjoni tat-topografija (inċiżjoni bir-ramel/mikro-dimples/mikro-spirali skanalaturi/rifletturi tal-kantunieri):​ L-inċiżjoni bil-lejżer jew l-inċiżjoni kimika toħloq nisġa mhux maħduma fuq skala mikron-jew ħofor regolari f'madwar 5–30 mm mit-tarf tal-labra jew tul ix-xaft sħiħ, li jfixkel il-kontinwità tal-wiċċ. Dawn il-mikrostrutturi jxerrdu l-ultrasound inċidentali lura lejn is-sonda minn diversi direzzjonijiet; "rifletturi tal-pedament" iddisinjati speċifikament jiżguraw ritorn tar-raġġ mill-inqas parzjali fuq firxa angolari wiesgħa.
• Interfaces ta' nuqqas ta' tqabbil tal-impedenza akustika (kisjiet tal--mikrobubble tal-gass polimeru):Mikrobżieżaq issiġillati (arja/N₂/gass inert) ta’ dijametru ta’ 1–5 μm huma mxerrda b’mod uniformi f’matriċi tal-polimeru tal-polyurethane/silikon mediku. Il-bżieżaq, il-polimeru, u t-tessut tal-madwar jiffurmaw differenzi massivi ta 'impedenza akustika, li jiġġeneraw tifrix Rayleigh intens. Il-kisi tal-mikrobużżieqa jista 'jtejjeb l-intensità tal-eku tal-ġisem tal-labra b'15-25 dB, u jżomm banding abjad qawwi anke fi sfondi kumplessi.
• Disinn gradwali u f'żoni:​-Prodotti high-end jirregolaw b'mod segmentali l-konċentrazzjoni tal-mikrobużżieqa jew id-densità tal-inċiżjoni tul l-assi tal-labra-isaħħu r-riflessjoni fis-segment distali (tal-ponta) għal lokalizzazzjoni preċiża filwaqt li jnaqqsu b'mod moderat ir-riflessjoni prossimali biex jipprevjenu artifatti eċċessivi milli jaħbu miri aktar profondi.

Avviżi importanti: jekk il-kisi tal-mikrobużżieqa tal-polimeru jiġi mgħaddas għal żmien twil-jew soġġett għal titqib ripetuti li jippermettu l-infiltrazzjoni tal-fluwidu, il-mikrobużżieqa jistgħu jiġu spostati, li jwasslu għal attenwazzjoni tal-eku. Tipi nċiżi fiżikament mhumiex affettwati mill-immersjoni iżda jinvolvu kumplessità ogħla tal-manifattura. Irrispettivament mill-mekkaniżmu, l-essenza qed toħloq artifiċjalment interfaces abbundanti ta 'riflessjoni/tifrix akustiċi orjentati b'mod każwali biex tittrasforma "ħarba spekulari" f'"ritorn ta' riflessjoni mxerrda," iżżomm il-labra kontinwament "glowing" fis-settur tal-ultrasound.