Faafetai mo le asiasi ile Nature.com.O lo'o e fa'aogaina se su'esu'ega e fa'atapula'aina le lagolago a le CSS.Mo le poto sili ona lelei, matou te fautuaina oe e te faʻaogaina se suʻesuʻega fou (pe faʻamalo le Faiga Faʻatasi i Internet Explorer).E le gata i lea, ina ia mautinoa le lagolago faifaipea, matou te faʻaalia le saite e aunoa ma sitaili ma JavaScript.
Fa'ase'e o lo'o fa'aalia tala e tolu ile fa'ata.Fa'aoga le pito i tua ma le isi ki e fa'asolo ai fa'ase'e, po'o fa'amau fa'ase'e i le pito e fa'asolo ai fa'ase'e ta'itasi.
Faʻavae i luga o fesoʻotaʻiga vaʻavaʻai o le fisiki ma le ola faʻasaienisi, faʻataʻitaʻiga ma togafitiga faʻavae i luga o vailaʻau saʻo talu ai nei na tosina mai ai le tele o le mafaufau ona o le faʻaaogaina o metotia faʻainisinia fou i le tele o vaega o vailaʻau, aemaise lava ile oncology.I totonu o lenei faʻavae, o le faʻaogaina o le ultrasound e osofaʻia ai sela o le kanesa i tuma ina ia mafua ai le faʻaleagaina faʻainisinia i luga o fua eseese o loʻo tosina mai ai le faʻalauteleina o manatu mai saienitisi i le lalolagi atoa.I le faʻaaogaina o nei mea taua, faʻavae i luga o fofo taimi elastodynamic ma faʻataʻitaʻiga numera, matou te tuʻuina atu se suʻesuʻega muamua o le faʻataʻitaʻiga komepiuta o le faʻasalalauina o le ultrasound i totonu o masini ina ia mafai ai ona filifili laina talafeagai ma malosiaga e ala i le faʻaogaina o le lotoifale.Fa'ailoga fou mo su'esu'ega mo le falesu'esu'e On-Fiber technology, ua ta'ua o le nila a le falema'i ma ua uma ona pateni.E talitonuina o taunuʻuga o suʻesuʻega ma faʻamatalaga biophysical e fesoʻotaʻi e mafai ona maua ai le auala mo ni faʻataʻitaʻiga fou tuʻufaʻatasia ma togafitiga faʻapitoa e mafai ona faia se sao tutotonu i le faʻaogaina o vailaʻau saʻo i le lumanaʻi, faʻataʻitaʻiina mai matata o le fisiki.O lo'o fa'atupula'ia se feso'ota'iga i le va o le biology.
Faatasi ai ma le faʻamalosia o le tele o faʻaoga faʻapitoa, o le manaʻomia o le faʻaitiitia o aʻafiaga i luga o maʻi na faasolosolo malie ona aliaʻe.I lea itu, o vailaau saʻo1, 2, 3, 4, 5 ua avea ma sini faʻataʻitaʻiga e faʻaitiitia ai le fua o vailaʻau e tuʻuina atu i tagata mamaʻi, e mulimulitaʻia auala autu e lua.Muamua e faʻavae i luga o se togafitiga na fuafuaina e tusa ai ma le faʻasologa o le genomic o le tagata maʻi.O le lona lua, lea ua avea ma tulaga auro i le oncology, e faʻamoemoe e aloese mai le faʻaogaina o fualaau faʻasaina e ala i le taumafai e faʻasaʻo se vaega itiiti o vailaʻau, ae i le taimi lava e tasi e faʻateleina le saʻo e ala i le faʻaogaina o togafitiga faʻapitonuʻu.O le sini autu o le faʻaumatia poʻo le faʻaitiitia o aʻafiaga leaga o le tele o togafitiga, e pei o le chemotherapy poʻo le faʻaogaina o le radionuclides.Fa'alagolago i le ituaiga o kanesa, nofoaga, fua ole fa'avevela, ma isi mea, e o'o lava ile togafitiga fa'avevela e mafai ona i ai se fa'alavelave maualuga i le tino maloloina.I le togafitiga o le glioblastoma6,7,8,9 taotoga manuia le aveesea o le kanesa autu, ae tusa lava pe leai ni metastases, e tele ni infiltrates kanesa laiti e mafai ona i ai.Afai e le'i aveesea atoatoa, e mafai ona tupu ni ma'i kanesa fou i totonu o se vaitaimi pu'upu'u.I lenei tulaga, o taʻiala faʻapitoa tau vailaʻau e pei ona taʻua muamua e faigata ona faʻaaogaina ona o nei infiltrate e faigata ona iloa ma sosolo i luga o se vaega tele.O nei pa puipui e puipuia ai i'uga mautinoa i le puipuia o so'o se toe fa'afo'i fa'atasi ai ma vaila'au sa'o, o lea e sili ai le fa'aogaina o metotia i nisi tulaga, e ui lava o vaila'au fa'aaogaina e mafai ona maualuga le maualuga o le oona.Ina ia foia lenei faʻafitauli, o le auala sili e togafitia ai o le faʻaaogaina lea o auala faʻapitoa e mafai ona osofaʻia ai sela o le kanesa e aunoa ma le afaina o le tino maloloina.I le faʻamalamalamaina o lenei finauga, o le faʻaogaina o le vibrations ultrasonic, lea na faʻaalia e aʻafia ai sela kanesa ma soifua maloloina eseese, e le gata i le unicellular system ma i le mesoscale heterogeneous clusters, e foliga mai o se fofo talafeagai.
Mai le manatu fa'ainisinia, o sela soifua maloloina ma sela kanesa e iai 'ese'esega fa'alenatura fa'alenatura.O lenei meatotino e fesoʻotaʻi ma suiga oncogenic i mea faʻainisinia o le cytoskeletal structure o sela o le kanesa12,13, aʻo sela tumo, i le averesi, sili atu le faʻaleagaina nai lo sela masani.O le mea lea, faʻatasi ai ma se filifiliga sili ona lelei o le ultrasound frequency mo le faʻaosofia, vibration faʻaosoina i vaega filifilia e mafai ona faʻaleagaina ai le ola o fausaga kanesa, faʻaitiitia ai le aʻafiaga i le siosiomaga maloloina o le tagata talimalo.O aʻafiaga nei e leʻi malamalama atoatoa e mafai ona aofia ai le faʻaleagaina o nisi o vaega o le telefoni feaveaʻi ona o le maualuga o le vibrations e mafua mai i le ultrasound (i le mataupu faavae e tutusa lelei ma le lithotripsy14) ma le faʻaleagaina o le telefoni ona o se mea e tutusa ma le vaivai faʻainisinia, lea e mafai ai ona suia le fausaga telefoni. .polokalame ma mechanobiology.E ui lava e foliga mai e fetaui lelei lenei fofo faʻataʻitaʻiga, ae paga lea e le mafai ona faʻaaogaina i tulaga e taofia ai e le anechoic biological structures le faʻaogaina saʻo o le ultrasound, mo se faʻataʻitaʻiga, i totonu o le intracranial applications ona o le i ai o le ponaivi, ma o nisi tumo o le susu o loʻo i totonu o le adipose. i'a.O le fa'aitiitia e mafai ona fa'atapula'a ai le nofoaga e ono a'afia ai togafitiga.Ina ia foia nei faʻafitauli, e tatau ona faʻaogaina le ultrasound i le lotoifale ma transducers ua mamanuina faʻapitoa e mafai ona oʻo atu i le nofoaga faʻavevela e faʻaitiitia le osofaʻi pe a mafai.Faatasi ai ma lenei mea i le mafaufau, na matou mafaufau ai i le avanoa e faʻaogaina ai manatu e fesoʻotaʻi ma le avanoa e fausia ai se faʻavae tekonolosi fou e taʻua o le "falemaʻi nila"15.O le manatu o le "Hospital in the Needle" e aofia ai le atinaʻeina o se mea faʻapitoa faʻafomaʻi faʻapitoa mo suʻesuʻega ma togafitiga faʻapitoa, e faʻavae i luga o le tuʻufaʻatasia o galuega eseese i totonu o se nila faʻafomaʻi e tasi.E pei ona talanoaina atili i le vaega o le Needle Hospital, o lenei masini faʻapipiʻi e faʻavae muamua i luga o le lelei o le 16, 17, 18, 19, 20, 21 fiber optic probes, lea, ona o latou uiga, e talafeagai mo le faʻaofiina i le tulaga 20. nila faafomai, 22 lumens.O le fa'aogaina o le fetuutuuna'i e maua mai e Lab-on-Fiber (LOF)23 tekinolosi, ua avea ai le fiber ma tulaga tulaga ese mo mea laiti ma saunia-e fa'aoga fa'ama'i ma togafitiga, e aofia ai le biopsy vai ma masini biopsy.i le biomolecular detection24,25, moli-taʻitaʻia i totonu o fualaau faasaina delivery26,27, maualuga-saʻo ultrasound imaging28 i le lotoifale, thermal therapy29,30 ma spectroscopy-faʻavae le kanesa identification31.I totonu o lenei manatu, faʻaaogaina se faʻaogaina o le localization e faʻavae i luga o le masini "needle in the hospital", matou te suʻesuʻeina le avanoa e faʻamalosia ai le faʻamalosia o le lotoifale o fausaga olaola nofomau e ala i le faʻaogaina o le faʻalauteleina o galu o le ultrasound e ala i nila e faʻaosofia ai galu ultrasound i totonu o le itulagi e fiafia i ai..O le mea lea, e mafai ona faʻaoga tuusaʻo le ultrasound therapeutic ultrasound i le nofoaga e lamatia ai ma e laʻititi le osofaʻi mo sonicating sela ma faʻavae malo laiti i totonu o gaʻo vaivai, e pei o le tulaga o le taotoga intracranial taʻua muamua, e tatau ona faʻapipiʻi se pu laʻititi i le ulupulu ma se nila.Fa'aosofia e ala i fa'amatalaga fa'ata'ita'i ma fa'ata'ita'iga talu ai nei o lo'o fautua mai ai e mafai e le ultrasound ona taofi pe fa'atuai le atina'eina o nisi o kanesa,32,33,34 o le auala fa'atulagaina e mafai ona fesoasoani i le fa'atalanoaina, a itiiti mai i le fa'avae, o fefa'ataua'iga autu i le va o a'afiaga fa'amalosi ma togafitiga.Faatasi ai ma nei iloiloga i le mafaufau, i le pepa o loʻo i ai nei, matou te suʻesuʻeina le avanoa e faʻaogaina ai se masini tui ile falemaʻi mo togafitiga faʻapitoa ole ultrasound mo le kanesa.E sili atu le saʻo, i le Scattering Analysis of Spherical Tumor Masses for Estimating Growth-Dependent Ultrasound Frequency vaega, matou te faʻaogaina lelei auala elastodynamic ma acoustic scattering theory e vaʻai ai le tele o tumo malo spherical ua tupu i totonu o se ala elastic.ma'a'a e tupu i le va o le tuma ma aano o lo'o talimalo ona o le toe fa'aleleia o mea e fa'atupuina.I le faʻamatalaina o la matou faiga, lea matou te taʻua o le "Hospital in the Needle", i le vaega "Hospital in the Needle", matou te suʻesuʻeina le faʻasalalauina o galu ultrasonic e ala i nila faʻafomaʻi i laina vavalo ma o latou numera numera e faʻamalamalamaina le siosiomaga e suʻesuʻe ai. o faʻasologa autu faʻataʻitaʻi (le totonugalemu moni, umi ma le maʻai o le nila), e aʻafia ai le tuʻuina atu o le mana leo o le meafaigaluega.Ona o le manaʻoga e atiaʻe ni taʻiala fou faʻainisinia mo vailaʻau saʻo, e talitonuina o le suʻesuʻega fuafuaina e mafai ona fesoasoani i le atinaʻeina o se meafaigaluega fou mo togafitiga o le kanesa e faʻavae i luga o le faʻaogaina o le ultrasound e tuʻuina atu e ala i se tuʻufaʻatasiga tuʻufaʻatasia e tuʻufaʻatasia le ultrasound ma isi fofo.Tu'ufa'atasi, e pei o le tu'uina atu o vaila'au fa'atatau ma su'esu'ega i le taimi moni i totonu o le nila e tasi.
O le aoga o le tuʻuina atu o taʻiala faʻainisinia mo le togafitiga o tumo malo faʻapitonuʻu e faʻaaoga ai le ultrasonic (ultrasound) stimulation o le sini lea o le tele o pepa o loʻo faʻatautaia uma faʻataʻitaʻiga ma faʻataʻitaʻiga faʻatasi ai ma le aʻafiaga o le maualalo o le malosi o le ultrasonic vibrations i luga o le tasi-cell system 10, 11, 12 , 32, 33, 34, 35, 36 I le faʻaaogaina o faʻataʻitaʻiga viscoelastic, e tele tagata suʻesuʻe ua faʻaalia faʻamaonia o le tumo ma le soifua maloloina o loʻo faʻaalia tali faʻasolosolo eseese e faʻaalia i luga ole resonant pito i luga ole US 10,11,12.O lenei faʻaiʻuga e taʻu mai ai, i le faʻavae, e mafai ona osofaʻia faʻamalosi e ala i mea faʻainisinia e faʻasaoina ai le siosiomaga talimalo.O lenei amioga o se taunuuga tuusaʻo o faʻamaoniga autu e faapea, i le tele o tulaga, o sela tumo e sili atu ona faigofie nai lo sela maloloina, atonu e faʻaleleia ai lo latou gafatia e faʻateleina ma femalagaʻi37,38,39,40.Fa'atatau i fa'ai'uga na maua i fa'ata'ita'iga sela tasi, fa'ata'ita'iga ile microscale, o le filifilia o sela o le kanesa ua fa'aalia fo'i ile mesoscale e ala ile su'esu'ega fa'anumera o tali fa'atasi o fa'aputuga o sela eseese.Tuuina atu se pasene ese o sela o le kanesa ma sela maloloina, multicellular aggregates faitau selau micrometers i le lapopoa na fausia faakomepiuta.I le mesolevel o nei aggregates, o loʻo faʻasaoina nisi vaega microscopic o le fiafia ona o le faʻatinoina saʻo o elemene faʻavae autu e faʻaalia ai le amio faʻainisinia o sela tasi.Aemaise lava, e faʻaogaina e sela taʻitasi se fausaga faʻavae faʻapitoa e faʻataʻitaʻiina ai le tali atu o fausaga cytoskeletal prestressed, ma aʻafia ai lo latou malosi atoa12,13.O faʻataʻitaʻiga faʻapitoa ma faʻataʻitaʻiga in vitro o tusitusiga o loʻo i luga ua maua ai faʻamalosiaga faʻaiʻuga, e faʻaalia ai le manaʻomia o le suʻesuʻeina o le maʻaleʻale o le tumutumu o le tino i le maualalo o le malosi ole ultrasound (LITUS), ma o le iloiloga o le taimi ole faʻafefe o le tino e taua tele.tulaga LITUS mo talosaga i luga ole laiga.
Ae ui i lea, i le tulaga o le tino, o le submacroscopic faʻamatalaga o le vaega taʻitoʻatasi e mautinoa lava leiloa, ma o meatotino o le aano o le tumo e mafai ona suʻeina e faʻaaoga ai auala faʻasolosolo e siaki ai le tele o le tuputupu aʻe ma faʻalavelave faʻalavelave faʻafouina faiga, ma amanaʻia ai aafiaga macroscopic o tuputupu a'e.- fa'aosoina suiga i le fa'a'ese'ese o le tino ile fua ole 41.42.O le mea moni, e le pei o le unicellular ma le aggregate system, e tupu aʻe le tele o le tuma maʻa i totonu o masini vaivai ona o le faʻasolosolo malie o le faʻaputuina o faʻafitauli o loʻo totoe, lea e suia ai mea faʻainisinia faʻanatura ona o le faʻateleina o le malosi atoa o le intratumoral, ma o le tumo sclerosis e masani ona avea ma mea e faʻamoemoeina ai. su'esu'eina o le tuma.
Faatasi ai ma nei iloiloga i le mafaufau, o iinei tatou te iloiloina le tali sonodynamic o spheroids tumo faʻataʻitaʻiina e pei o faʻapipiʻi spherical elastic e tupu aʻe i se siosiomaga masani.E sili atu le saʻo, o mea faʻamalosi e fesoʻotaʻi ma le tulaga o le paʻu na faʻamoemoeina e faʻavae i luga o faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga ma faʻataʻitaʻiga na maua e nisi tusitala i galuega muamua.Faatasi ai ma i latou, o le evolusione o spheroids tumo malo tuputupu ae i vivo i ala o faasalalauga heterogeneous ua suʻesuʻeina e ala i le faʻaaogaina o faʻataʻitaʻiga faʻainisinia e le laina 41,43,44 faʻatasi ma interspecies dynamics e vaʻai ai le atinaʻeina o le tumo masses e fesoʻotaʻi ma intratumoral.E pei ona ta'ua i luga, o le tuputupu a'e (fa'ata'ita'iga, le fa'agasolo muamua) ma le fa'aletonu o lo'o totoe e mafua ai le toe fa'aleleia atili o meatotino o mea o le tumo, ma fa'apea fo'i ona suia lona tali leo.E taua le matauina o le ref.41 o le faʻatupuina faʻatasi o le tuputupu aʻe ma le faʻamalosi malosi i tuma ua faʻaalia i faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga i faʻataʻitaʻiga manu.Aemaise lava, o le faʻatusatusaina o le maʻaʻa o le paʻu o le susu o loʻo faʻamavaeina i laʻasaga eseese ma le maʻaʻa na maua e ala i le toe gaosia o tulaga tutusa i le silico i luga o se faʻataʻitaʻiga elemene spherical iʻu tutusa ma le amanaia o le faʻamaʻi faʻamaʻi vaʻaia na faʻamaonia ai le auala fuafuaina o le fa'ata'ita'iga aoga..I lenei galuega, o loʻo faʻaaogaina muamua faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga ma faʻataʻitaʻiga e atiaʻe ai se fuafuaga faʻafomaʻi fou.Aemaise lava, o lapopoa na valoia ma mea e tetee i le evolusione na fuafuaina iinei, lea na faʻaaogaina e faʻatatau ai le tele o taimi e sili atu ona maaleale ai le tumo o loʻo i totonu o le siosiomaga talimalo.I lenei tulaga, na matou suʻesuʻeina ai le amio malosi o le tumo tele i laʻasaga eseese, faia i laʻasaga eseese, ma amanaʻia faʻailoga acoustic e tusa ai ma le taʻiala masani o le faʻasalalauina i le tali atu i le faʻaosoina o le ultrasonic ma faʻamaonia ai mea faʻapitoa o le spheroid. .fa'alagolago ile tumo ma le talimalo E fa'alagolago le tuputupu a'e i le ma'a'a i le va o a'ano.
O le mea lea, na fa'ata'ita'iina ai le tumo tele e pei o ni mea fa'alava o le radius \(a\) i totonu o le si'osi'omaga fa'amama fa'ata'amilo o le 'au e fa'atatau i fa'amatalaga fa'ata'ita'iga e fa'aalia ai pe fa'afefea ona tupu a'e fausaga leaga tele i totonu i le tulaga i foliga lapotopoto.Fa'atatau i le Ata 1, fa'aogaina le fa'asologa fa'apolopolo \(\{ r,\theta ,\varphi \}\) (lea o le \(\theta\) ma le \(\varphi\) o lo'o fa'atusalia ai le anomaly angle ma le azimuth angle), o le o lo'o nofoia le vaega tumo Itulagi fa'apipi'i i le avanoa maloloina \({\mathcal {V}}_{T}=\{(r,\theta,\varphi ):r\le a\}\) itulagi le gata \({\mathcal { V} }_{H} = \{ (r,\theta,\varphi):r > a\}\).Faʻasino i Faʻamatalaga Faʻaopoopo (SI) mo se faʻamatalaga atoatoa o le faʻataʻitaʻiga o le matematika e faʻavae i luga o le faʻavae lelei o le elastodynamic o loʻo lipotia i le tele o tusitusiga45,46,47,48, matou te manatu iinei o se faʻafitauli e faʻaalia e se faʻasologa oscillation axisymmetric.O lenei manatu e fa'aalia ai o fesuiaiga uma i totonu o le tuma ma nofoaga maloloina e tutoatasi mai le fa'amaopoopo azimuthal \(\varphi\) ma e leai se fa'alavelave e tupu i lea itu.O le mea la lea, e mafai ona maua le si'itia ma le fa'amamafa mai le lua scalar potentials \(\phi = \hat{\phi}\left({r,\theta} \right)e^{{ – i \omega {\kern 1pt } t }}\) ma \(\chi = \hat{\chi }\left( {r,\theta } \right)e^{{ – i\omega {\kern 1pt} t }}\) , o latou. e fa'atatau i se galu umi ma se galu solo, o le taimi fetaui t i le va o le si'isi'i \(\theta \) ma le tulimanu i le va o le itu o le galu na tupu ma le tulaga vete \({\mathbf {x))\) ( e pei ona fa'aalia i le ata 1) ma le \(\omega = 2\pi f\) o lo'o fa'atusalia ai le fa'asologa o le fa'aogaina.Aemaise lava, o le faʻalavelave faʻafuaseʻi o loʻo faʻataʻitaʻiina e le galu vaalele \(\phi_{H}^{(in)}\) (faʻafeiloaʻi foi i le SI system, i le faʻatusatusaga (A.9)) faʻasalalau i le voluma o le tino. e tusa ai ma le faaupuga o le tulafono
o le \(\phi_{0}\) o le amplitude parameter.O le faʻalauteleina o le faʻalauteleina o se galu o le vaalele na tupu (1) e faʻaaoga ai se galu faʻapolopolo o le finauga masani:
O le \(j_{n}\) o lo'o i ai le galuega a Bessel spherical o le ituaiga muamua o le faasologa \(n\), ma le \(P_{n}\) o le Legendre polynomial.O se vaega o le galu o le faʻalavelave faʻafuaseʻi o loʻo faʻasalalau i totonu o le ala lata ane ma faʻapipiʻi le fanua faʻalavelave, ae o le isi vaega o loʻo faʻasalalau i totonu o le lalolagi, e fesoasoani i lona vibration.Ina ia faia lea mea, o vaifofo fa'akomepiuta o le fa'atusa o galu \(\nabla^{2} \hat{\phi } + k_{1}^{2} {\mkern 1mu} \hat{\phi } = 0\,\ ) ma le \ (\ nabla^{2} {\mkern 1mu} \hat{\chi } + k_{2}^{2} \hat{\chi } = 0\), saunia mo se faataitaiga e Eringen45 (vaai foi SI. ) e ono fa'ailoa mai ai le tumo ma nofoaga maloloina.Aemaise lava, o galu faʻalauteleina faʻasalalau ma galu o le isovolumic e faʻatupuina i totonu o le fale talimalo \(H \) faʻamaonia lo latou malosi gafatia:
I totonu oi latou, o le galuega spherical Hankel o le ituaiga muamua \(h_{n}^{(1)}\) o loʻo faʻaaogaina e mafaufau ai i le galu taʻape i fafo, ma \(\ alpha_{n} \) ma \(\beta_{ n}\ ) o mea e le iloa.i le fa'atusa.I fa'atusatusaga (2)–(4), o faaupuga \(k_{H1}\) ma le \(k_{H2}\) o lo'o fa'ailoa mai ai le numera o galu o le seasea fa'apea ma galu fela'ua'i i le vaega autu o le tino, fa'asologa (( tagai SI).O vaega fa'apipi'i i totonu ole tuma ma suiga e iai le fomu
O le \(k_{T1}\) ma le \(k_{T2}\) o lo'o fa'atusalia ai numera o galu umi ma felavasa'i i totonu o le vaega tumo, ma o mea e le iloa o le \(\gamma_{n} {\mkern 1mu}\) , \(\ eta_{n} {\mkern 1mu}\).Fa'avae i luga o nei fa'ai'uga, e le-zero radial ma circumferential displacement vaega o uiga ia o le soifua maloloina itulagi i le faʻafitauli o loʻo iloiloina, e pei o \(u_{Hr}\) ma \(u_{H\theta}\) (\(u_{ H\ varphi }\ ) ua le toe mana'omia le manatu fa'atusa) - e mafai ona maua mai le sootaga \(u_{Hr} = \partial_{r} \left( {\phi + \partial_{r} (r\chi ) } \taumatau) + k_}^{2 } {\mkern 1mu} r\chi\) ma \(u_{H\theta} = r^{- 1} \partial_{\theta} \tauagavale({\phi + \vaega_{r } ( r\chi ) } \taumatau)\) e ala i le faia o le \(\phi = \phi_{H}^{(in)} + \phi_{H}^{(s)}\) ma le \ (\chi = \chi_ {H}^ {(s)}\) (silasila i le SI mo fa'amatalaga auiliili fa'atatau o le matematika).E fa'apena fo'i, sui le \(\phi = \phi_{T}^{(s)}\) ma le \(\chi = \chi_{T}^{(s)}\) toe faafoi {Tr} = \partial_{r} \tauagavale( {\phi + \partial_{r} (r\chi)} \right) + k_{T2}^{2} {\mkern 1mu} r\chi\) ma \(u_{T\theta} = r^{-1}\vaega _{\theta }\agavale({\phi +\partial_{r}(r\chi )}\taumatau)\).
(Agavale) Geometry o se tumo lapotopoto e tupu i se siosiomaga maloloina e ala i ai se fanua faʻalavelave faʻasalalau, (taumatau) E fetaui ma le evolusione o le fua o le maʻaʻa o le tumo-host e avea o se galuega o le tumo radius, lipotia faʻamaumauga (siitia mai Carotenuto et al. 41) mai i su'esu'ega fa'amalosi vitro na maua mai tuma mafiafia o susu na tui i sela MDA-MB-231.
Fa'apea o mea fa'ama'i ma mea fa'aisotropic, o vaega fa'amamafa e le-zero i le itu maloloina ma le tumo, e pei o \(\sigma_{Hpq}\) ma \(\sigma_{Tpq}\) - usita'ia le tulafono lautele a Hooke, ona o lo'o iai. 'ese'ese Lame moduli, lea e fa'aalia ai le elasticity o le talimalo ma le tumo, fa'asinoina o le \(\{ \mu_{H},\,\lambda_{H} \}\) ma le \(\{ \mu_{T},\, \lambda_ {T} \ }\) (silasila i le Fa'atusa (A.11) mo le fa'amatalaga atoa o vaega fa'amamafa o lo'o fa'atusalia i le SI).Aemaise lava, e tusa ai ma faʻamatalaga o loʻo i le faʻamatalaga 41 ma tuʻuina atu i le Ata 1, o le tuputupu aʻe o tuma na faʻaalia ai se suiga i le tumau o le elasticity.O le mea lea, o suiga ma faʻalavelave i totonu o le nofoaga ma le tumo e faʻamoemoeina atoatoa e oʻo atu i se seti o mea tumau e le iloa \({{ \varvec{\upxi}}}}_{n} = \{ \ alpha_{n} ,{\mkern 1mu } \ beta_{ n} {\mkern 1mu} \gamma_{n} ,\eta_{n} \}\ ) o lo'o i ai le fua fa'atatau e le gata.Mo le su'eina o nei vector coefficient, o feso'ota'iga talafeagai ma tulaga tuaoi i le va o le tuma ma nofoaga maloloina e fa'afeiloa'i.I le manatu o le fusia atoatoa i le tumo-host interface \(r = a\), o le faʻaauauina o suiga ma faʻalavelave e manaʻomia ai tulaga nei:
Faiga (7) fa'atūina se faiga o fa'atusa fa'atasi ai ma vaifofo e le i'u.E le gata i lea, o tulaga tuaoi taitasi o le a faalagolago i le anomaly \(\theta\).Ina ia fa'aitiitia le fa'afitauli tau tuaoi i se fa'afitauli fa'afuainumera atoa ma le \(N\) seti o faiga tapuni, o ia mea ta'itasi o lo'o i le le iloa \({{\varvec{\upxi}}}}_{n} = \{ \ alpha_ {n},{ \mkern 1mu} \beta_{n} {\mkern 1mu} \gamma_{n}, \eta_{n} \}_{n = 0,…,N}\) (faatasi ai ma \ ( N \ i le \infty \), fa'aupuga), ma fa'aumatia le fa'alagolago o fa'atusatusaga i luga o fa'amatalaga trigonometric, o tulaga tau feso'ota'iga o lo'o tusia i se faiga vaivai e fa'aaoga ai le orthogonality o le Legendre polynomials.Aemaise lava, o le tutusa (7)1,2 ma le (7)3,4 ua faatele i le \(P_{n} \left( {\cos \theta} \right)\) ma le \(P_{n}^{ 1} \left( { \cos\theta}\right)\) ona tu'ufa'atasia lea i le va o le \(0\) ma le \(\pi\) e fa'aaoga ai fa'asinomaga matematika:
O le mea lea, o le tulaga fa'afeso'ota'i (7) e toe fa'afo'i mai ai se faiga fa'atusa algebraic quadratic, lea e mafai ona fa'aalia i le matrix form e pei o le \({\mathbb{D}}_{n} (a) \cdot {{\varvec{\upxi }} } _{ n} = {\mathbf{q}}_{n} (a)\) ma maua le le iloa \({{\varvec{\upxi}}}}_{n}\ ) e ala i le fofoina o le tulafono a Cramer .
Ina ia fa'atusatusa le fa'afefeteina o le malosi o lo'o fa'asalalauina e le si'osi'omaga ma maua mai fa'amatalaga e uiga i lona tali fa'alogo e fa'atatau i fa'amatalaga i luga o le fanua fa'asalalauina fa'asalalauina i totonu o le fa'alapotopotoga talimalo, o se aofa'iga fa'alogo e fiafia, o se vaega fa'asalalau fa'asalalau masani bistatic.Aemaise lava, o le vaega faʻasalalau faʻasalalau, faʻailoga \(s), faʻaalia le fua faatatau i le va o le malosi faʻalogo e faʻasalalauina e le faʻailoga faʻasalalau ma le vaevaega o le malosi o loʻo tauaveina e le galu na tupu.I lea itu, o le tele o le galuega fa'atusa \(\left| {F_{\infty} \left(\theta \right)} \right|^{2}\) o se aofa'iga masani ona fa'aaogaina i le su'esu'eina o masini fa'alogo. fa'apipi'i i totonu o se vai po'o le malo Fa'asalalauina o mea i totonu ole palapala.E sili atu le saʻo, o le amplitude o le galuega o foliga o loʻo faʻamatalaina o le eseesega faʻasalalau faʻasalalau vaega \ (ds \) i le iunite, lea e ese mai le masani i le itu o le faʻalauteleina o le galu na tupu:
lea o le \(f_{n}^{pp}\) ma le \(f_{n}^{ps}\) o lo'o fa'ailoa mai ai le galuega fa'atino, lea e fa'asino i le fua faatatau o malosiaga o le galu umi ma le galu fa'asalalau e fa'atatau i le fa'alavelave P-galu i le auala e maua ai, fa'asologa, o lo'o tu'uina atu fa'atasi ma fa'amatalaga nei:
Galue vaega vaega (10) e mafai ona suʻesuʻeina tutoatasi e tusa ai ma le resonant scattering theory (RST) 49,50,51,52, lea e mafai ai ona vavae ese le elasticity sini mai le aofaʻi o fanua ses pe a suʻesuʻeina auala eseese.E tusa ai ma lenei metotia, e mafai ona fa'avasega le galuega fa'atusa i se aofaiga o vaega tutusa e lua, e ta'ua \(f_{n} = f_{n}^{(res)} + f_{n}^{(b)}\ ) e feso'ota'i ma fa'alāpotopotoga fa'asolo ma le fa'a'ese'esega, fa'asologa.O le faʻaogaina o foliga o le resonant mode e fesoʻotaʻi ma le tali a le faʻamoemoe, ae o le tua e masani ona fesoʻotaʻi ma foliga o le faʻasalalau.Ina ia iloa le fomu muamua o le sini mo faiga ta'itasi, o le amplitude o le fa'aogaina o foliga resonance modal \(\left| {f_{n}^{(res)} \left( \theta \right)} \right|\ ) e fa'atatau ile fa'atatauina ose tulaga malō, o lo'o aofia ai ni polo e le mafai ona fa'asalaina i totonu o se mea fa'apipi'i mau.O lenei manatu e faʻaosofia e le mea moni e faapea, i se tulaga lautele, o le maʻaʻa ma le mamafa e faʻateleina faʻatasi ma le tuputupu aʻe o le tumo tele ona o le faʻalavelave faʻamalosi.O le mea lea, i se tulaga ogaoga o le tuputupu aʻe, o le impedance ratio \(\rho_{T} c_{1T} /\rho_{H} c_{1H}\) e faʻamoemoe e sili atu nai lo le 1 mo le tele o tumo malo macroscopic e atiaʻe i le vaivai. i'amea.Mo se faʻataʻitaʻiga, Krouskop et al.53 na lipotia mai se fua faatatau o le kanesa i le faʻaogaina masani e tusa ma le 4 mo aano prostate, ae o lenei tau na siitia i le 20 mo faʻataʻitaʻiga a le susu.O nei mafutaga e mautinoa lava e suia ai le acoustic impedance o le aano, e pei ona faʻaalia e le elastography analysis54,55,56, ma e mafai ona fesoʻotaʻi ma le faʻafefeteina o le tino e mafua mai i le hyperproliferation tumo.O lenei eseesega ua matauina faʻataʻitaʻiga i suʻega faʻamalosi faigofie o poloka o le susu o loʻo tuputupu aʻe i laʻasaga eseese32, ma le toe faʻaleleia o mea e mafai ona mulimulitaʻia lelei ma faʻataʻitaʻiga faʻasolosolo faʻasolosolo o tumors e le faʻalaina laina43,44.O fa'amaumauga ma'a'a na maua e feso'ota'i sa'o lava ma le fa'atupuina o le Young's modulus of solid tumors e tusa ai ma le fua fa'atatau \(E_{T} = S\left({1 – \nu ^{2} } \right)/a\sqrt \ varepsilon\ )( spheres i le radius \(a\), malo \(S\) ma le fua faatatau o Poisson \(\nu\) i le va o papatusi malo e lua 57, e pei ona faaalia i le Ata 1).O le mea lea, e mafai ona maua fua faʻafefe o le paʻu ma le tagata talimalo i tulaga tuputupu aʻe eseese.Aemaise lava, pe a faʻatusatusa i le faʻaogaina o le tino masani e tutusa ma le 2 kPa i le Ata 1, o le modulus elastic o le susu o le susu i le tele o le tele o le 500 i le 1250 mm3 na mafua ai le faʻatupulaia mai le 10 kPa i le 16 kPa, o le fa'atasi ma fa'amaumauga ua lipotia.i faʻamatalaga 58, 59 na maua ai o le mamafa o faʻataʻitaʻiga o le susu o le 0.25-4 kPa faʻatasi ai ma le faʻaumatia muamua.Faapea foi o le fua faatatau a Poisson o se mea e toetoe lava a le mafai ona faʻaogaina o le 41.60, o lona uiga e le suia tele le mamafa o le tino pe a faʻateleina le voluma.Aemaise lava, o le averesi o le aofa'i o tagata \(\rho = 945\,{\text{kg}}\,{\text{m}}^{ – 3}\)61 o lo'o fa'aaogaina.Faatasi ai ma nei iloiloga, e mafai ona faʻaogaina le faʻamaʻaʻa i luga o se tulaga faʻavae e faʻaaoga ai le faʻamatalaga nei:
O fea e mafai ona fa'atatauina le tumau le iloa \(\widehat{{{\varvec{\upxi))))_{n} = \{\delta_{n} ,\upsilon_{n} \}\) i le amanaia o le fa'aauau. fa'aituau ( 7 )2,4, o lona uiga, e ala i le fofoina o le faiga algebraic \(\widehat {{\mathbb{D}}}_{n} (a) \cdot \widehat{({\varvec{\upxi}} } } _{n } = \widehat{{\mathbf{q}}}_{n} (a)\) e aofia ai tamaiti laiti\(\widehat{{\mathbb{D}}}_{n} (a) = \ { { \ mathbb{D}}_{n} (a)\}_{{\{ (1,3),(1,3)\} }}\) ma le koluma fa'a faigofie tutusa\(\widehat { {\mathbf {q}}}_{n} (а)\). \ agavale( {res} \taumatau)\,pp}} \agavale( \theta \taumatau)} \taumatau| = \agavale|{f_{n}^{pp} \agavale( \theta \taumatau) – f_{ n}^{pp(b)} \agavale( \theta \taumatau)} \taumatau|\) ma \( \agavale|{f_{n}^{{\left( {res} \taumatau)\,ps} } \agavale( \theta \taumatau)} \taumatau|= \agavale|{f_{n}^{ps} \agavale( \theta \taumatau) – f_{n}^{ps(b)} \agavale( \ theta \taumatau)} \taumatau|\) o lo'o fa'asino ile P-wave excitation ma le P- ma le S-wave ata, i le faasologa.E le gata i lea, o le amplitude muamua na fa'atatauina o le \(\theta = \pi\), ma le amplitude lona lua na fa'atatauina o le \(\theta = \pi/4\).E ala i le utaina o meafaitino eseese.O le ata 2 o loʻo faʻaalia ai le faʻaogaina o foliga o le tumo spheroids e oʻo atu i le 15 mm le lautele o loʻo faʻapipiʻi tele i le laina faʻasolosolo o le 50-400 kHz, lea e faʻaalia ai le avanoa e faʻaogaina ai le ultrasound low-frequency e faʻaosofia ai le faʻafefe o le tuma.sela.O le tele ia.I lenei faʻaupuga faʻasolosolo, o le suʻesuʻega a le RST na faʻaalia ai le tasi-mode formants mo modes 1 i le 6, faʻamaonia i le Ata 3. O iinei, o pp- ma ps-faʻasalalau galu o loʻo faʻaalia ai fomu o le ituaiga muamua, o loʻo tupu i laina maualalo, lea e faʻateleina mai. e tusa ma le 20 kHz mo le mode 1 e tusa ma le 60 kHz mo n = 6, e leai se eseesega tele i le radius sivili.O le galuega resonant ps ona pala, ae o le tuufaatasiga o le tele amplitude pp formants e maua ai se vaitaimi e tusa ma le 60 kHz, e faʻaalia ai le maualuga o le suiga o taimi faʻatasi ai ma le faʻateleina o numera o le mode.O su'esu'ega uma na faia i le fa'aogaina o le Mathematica®62 polokalama faakomepiuta.
O galuega tauave fomu backscatter maua mai le module o tuma o susu o lapopoa eseese o loʻo faʻaalia i le Ata 1, lea o loʻo faʻamaonia ai le maualuga o faʻasalalauga faʻasalalau e faʻatatau i le superposition mode.
Resonances o auala filifilia mai le \(n = 1\) i le \(n = 6\), fuafua i luga o le fiafia ma le ata o le P-galu i le tele o tumo eseese (uliuli mai \(\ agavale | {f_{ n} ^ {{\ agavale( {res} \taumatau)\,pp}} \agavale( \pi \taumatau)} \taumatau| = {f_{n}^{pp} \agavale ( \pi \ taumatau) –. f_{n }^{pp(b)} \agavale( \pi \taumatau)} \taumatau|\)) ma le P-galu fa'afiafiaga ma S-galu fa'ata'ita'iga (fa'a'efuefu fa'a'efuefu fa'atatau i foliga fa'atusa galuega \( \agavale | { f_{n }^{{\left( {res} \right)\,ps}} \left( {\pi /4} \right)} \right| = \left| {f_{n} ^{ ps} \agavale( {\pi /4} \taumatau) – f_{n}^{ps(b)} \agavale( {\pi /4} \taumatau)} \taumatau |\)).
O faʻaiʻuga o lenei suʻesuʻega muamua e faʻaogaina ai tulaga faʻasalalau mamao e mafai ona taʻitaʻia ai le filifilia o alalaupapa taʻavale faʻapitoa i faʻataʻitaʻiga numera nei e suʻesuʻe ai le aafiaga o le microvibration stress i luga o le mamafa.O faʻaiʻuga o loʻo faʻaalia ai o le faʻavasegaina o alalaupapa sili ona lelei e mafai ona faʻapitoa i le taimi o le tuputupu aʻe o le tuma ma e mafai ona faʻamautu i le faʻaaogaina o taunuuga o faʻataʻitaʻiga tuputupu aʻe e faʻavae ai taʻiala biomechanical faʻaaogaina i togafitiga faʻamaʻi e vaʻai saʻo ai le toe faʻaleleia o le tino.
O le alualu i luma taua i le nanotechnology o loʻo faʻauluina ai le sosaiete faʻasaienisi e suʻe ni fofo fou ma auala e atiaʻe ai masini faʻafomaʻi laiti ma faʻaitiitia faʻalavelave mo in vivo talosaga.I lenei tulaga, o loʻo faʻaalia e le tekonolosi LOF se tomai faʻapitoa e faʻalauteleina ai le gafatia o filo opitika, e mafai ai ona atiaʻe le faʻaogaina o masini fiber optic fou mo faʻataʻitaʻiga faʻasaienisi olaga21, 63, 64, 65. Le manatu o le tuʻufaʻatasia o mea 2D ma 3D. faʻatasi ai ma vailaʻau manaʻomia, meaola, ma mea faʻapitoa i luga o itu 25 ma / poʻo faʻaiʻuga 64 o alava faʻapitoa faʻatasi ai ma le faʻatonutonuina faʻafanua atoa i le nanoscale e tau atu i le tulaʻi mai o se vasega fou o fiber optic nanooptodes.o lo'o i ai le tele o galuega fa'amaonia ma togafitiga.O le mea e mataʻina ai, ona o latou faʻataʻitaʻiga ma mea faʻainisinia (vaega koluse laʻititi, fua faʻatatau tele, fetuutuunai, maualalo le mamafa) ma le biocompatibility o mea (e masani lava o tioata poʻo polymers), e fetaui lelei filo opitika mo le faʻaofiina i nila ma catheters.Talosaga faafomai20, saunia le ala mo se vaaiga fou o le "falemai o nila" (tagai Ata 4).
O le mea moni, ona o le tikeri o le saʻolotoga e maua e le LOF tekinolosi, e ala i le faʻaaogaina o le tuʻufaʻatasia o micro- ma nanostructures faia mai mea eseese metallic ma / poʻo mea dielectric, e mafai ona faʻaogaina lelei filo opitika mo talosaga faʻapitoa e masani ona lagolagoina le faʻafiafiaga o le resonant mode., O le fanua malamalama 21 o loʻo faʻatulagaina malosi.O le taofiofia o le malamalama i luga ole fua ole umi ole galu, e masani ona tuʻufaʻatasia ma vailaʻau ma / poʻo le biological processing63 ma le tuʻufaʻatasia o mea maʻaleʻale e pei ole smart polymers65,66 e mafai ona faʻaleleia le pulea o fegalegaleaiga o le malamalama ma mea, lea e mafai ona aoga mo faʻamoemoega theranostic.O le filifiliga o le ituaiga ma le lapopoa o vaega tu'ufa'atasia/meafaitino e mautinoa lava e fa'alagolago i mea fa'aletino, ola ola po'o vaila'au e iloa21,63.
O le tu'ufa'atasia o su'esu'ega LOF i nila fa'afoma'i e fa'asino atu i nofoaga fa'apitoa i totonu o le tino o le a mafai ai ona su'esu'eina le vai ma le tino i totonu o vivo, fa'atagaina togafitiga fa'apitonu'u tutusa, fa'aitiitia a'afiaga ma fa'ateleina le lelei.O avanoa fa'apitoa e aofia ai le su'esu'eina o meaola eseese o lo'o ta'amilo, e aofia ai le kanesa.biomarkers poʻo microRNAs (miRNAs)67, faʻamaoniaina o aʻafiaga o le kanesa e faʻaaoga ai le laina laina ma le le faʻaogaina o spectroscopy e pei ole Raman spectroscopy (SERS) 31, faʻataʻitaʻiga photoacoustic maualuga22,28,68, taotoga laser ma ablation69, ma vailaʻau faʻapitonuʻu e faʻaaoga ai le malamalama27 ma taiala otometi o nila i totonu o le tino o le tagata20.E taua le matauina e ui lava o le faʻaogaina o filo faʻapipiʻi e aloese ai mai tulaga le lelei masani o metotia "faʻapitoa" e faʻavae i luga o mea faʻaeletoroni, e pei o le manaʻomia mo fesoʻotaʻiga eletise ma le i ai o le faʻalavelave eletise, e mafai ai ona faʻapipiʻi lelei masini LOF eseese i totonu o le. faiga.nila fa'afoma'i tasi.E tatau ona va'aia fa'apitoa i le fa'aitiitia o a'afiaga e pei o le filogia, fa'alavelave fa'apitoa, fa'alavelave fa'aletino e mafua ai a'afiaga fela'ua'i i le va o galuega eseese.Ae ui i lea, e moni foi o le tele o galuega o loʻo taʻua e le tatau ona gaioi i le taimi e tasi.O lenei itu e mafai ai ona faʻaitiitia le faʻalavelave, faʻatapulaʻaina le aʻafiaga leaga i le faʻatinoga o suʻega taʻitasi ma le saʻo o le faʻatinoga.O nei iloiloga e mafai ai ona tatou vaʻavaʻai i le manatu o le "nila i le falemaʻi" o se faʻaaliga faigofie e tuʻu ai se faʻavae mautu mo le isi augatupulaga o nila togafitiga i le olaga faasaienisi.
E tusa ai ma le talosaga faʻapitoa o loʻo talanoaina i lenei pepa, i le isi vaega o le a tatou suʻesuʻeina numera le gafatia o se nila faʻafomaʻi e faʻatonu ai galu ultrasonic i totonu o le tino o le tagata e faʻaaoga ai lo latou faʻalauteleina i luga o lona axis.
O le faʻasalalauina o galu ultrasonic e ala i se nila faʻafomaʻi ua tumu i le vai ma faʻapipiʻi i totonu o ni mea vaivai (silasila i le ata i le Ata 5a) na faʻataʻitaʻiina i le faʻaaogaina o le Comsol Multiphysics software faʻavae i luga o le finite element method (FEM) 70, lea e faʻataʻitaʻiina ai le nila ma le tino. e pei o laina laina si'osi'omaga.
Fa'atatau i le Ata 5b, o le nila ua fa'ata'ita'iina e pei o se fa'agogo ga'o (fa'aigoa o le "cannula") e faia i le u'amea u'amea, o se mea masani mo nila fa'afoma'i71.Aemaise lava, na faʻataʻitaʻiina i le Young's modulus E = 205 GPa, Poisson's ratio ν = 0.28, ma le mamafa ρ = 7850 kg m −372.73.Geometrically, o le nila o loʻo faʻaalia i le umi L, o le pito i totonu D (e taʻua foi o le "clearance") ma le mafiafia puipui t.E le gata i lea, o le pito o le nila e manatu e faʻafefe i se tulimanu α e faʻatatau i le itu umi (z).O le tele o le vai e fetaui lelei ma foliga o le pito i totonu o le nila.I lenei suʻesuʻega muamua, o le nila na faʻapea e faʻaofuina atoa i totonu o se vaega o le tino (faʻapea e faʻalautele e le gata), faʻataʻitaʻiina o se siʻosiʻomaga o le radius rs, lea e tumau pea i le 85 mm i taimi uma faʻataʻitaʻiga.I nisi faʻamatalaga, matou te faʻamaeʻaina le itulagi spherical ma se faʻapipiʻi fetaui lelei (PML), lea e faʻaitiitia ai galu e le manaʻomia e atagia mai tuaoi "mafaufau".Ona matou filifilia lea o le radius rs ina ia mafai ona tuʻu le tuaoi spherical domain mamao mamao mai le nila e le afaina ai le fofo faʻatusatusa, ma laʻititi e le afaina ai le tau faʻatusatusaina o le simulation.
O se suiga fa'aumiumi fa'atasi o le f ma le amplitude A o lo'o fa'aogaina i le pito i lalo o le fa'ailoga stylus;o lenei tulaga o lo'o fa'atusalia ai se fa'aosofiaga fa'aoga e fa'atatau i le fa'atusa fa'atusa.I tuaoi o loʻo totoe o le nila (i le faʻafesoʻotaʻi ma aano ma vai), o le faʻataʻitaʻiga taliaina e manatu e aofia ai se sootaga i le va o mea faʻapitoa e lua, o se tasi e fesoʻotaʻi ma le faʻaogaina o masini (mo le vaega o le nila), ma o le isi i masini faufale.(mo le acicular region), o lea o tulaga tutusa e tuʻuina atu i luga o le acoustics (mo le vai ma le acicular region)74.Aemaise lava, o nai vibration laiti e fa'aogaina i le nofoa nila e mafua ai ni fa'alavelave laiti voltage;o le mea lea, i le manatu o le nila e amio e pei o se mea faʻapipiʻi, e mafai ona faʻatatauina le vector displacement U mai le equation equilibrium elastodynamic (Navier)75.O le fa'aosoina o le nila e mafua ai suiga i le vai o lo'o i totonu (e manatu o lo'o tumau i la tatou fa'ata'ita'iga), o le i'uga lea e sosolo ai galu leo ​​i le itu umi o le nila, ma usita'ia le fa'atusa Helmholtz76.Ma le mea mulimuli, faʻapea o aʻafiaga e le laina i totonu o masini e faʻatauvaʻa ma o le amplitude o galu faʻafefe e sili atu ona laʻititi nai lo le amplitude o galu o le mamafa, e mafai foi ona faʻaogaina le Helmholtz equation e faʻataʻitaʻi ai le faʻalauteleina o galu faʻafefe i totonu o mea vaivai.A maeʻa lenei faʻatusatusaga, o le meaʻai e faʻatatauina o se sua77 ma le mamafa o le 1000 kg / m3 ma le saoasaoa o le leo o le 1540 m / s (le amanaʻiaina o aʻafiaga e faʻalagolago i taimi).Ina ia faʻafesoʻotaʻi nei fanua faʻaletino e lua, e tatau ona faʻamautinoa le faʻaauauina o le gaioiga masani i le tuaoi o le malo ma le vai, o le paleni faʻamau i le va o le mamafa ma le faʻamalosi e faʻatatau i le tuaoi o le malo, ma le faʻamalosi faʻamalosi i le tuaoi o le. e tatau ona tutusa le vai ma le leai.75 .
I la matou suʻesuʻega, matou te suʻesuʻeina le faʻasalalauina o galu faʻalogo i luga o se nila i lalo o tulaga faʻamautu, e taulaʻi atu i le aʻafiaga o le geometry o le nila i luga o le faʻafefe o galu i totonu o le tino.Aemaise lava, na matou suʻesuʻeina le aʻafiaga o le totonu o le nila D, le umi L ma le bevel angle α, faʻamautu le mafiafia t i le 500 µm mo mataupu uma na suʻesuʻeina.Ole taua ole t e latalata ile mafiafia masani ole puipui 71 mo nila faapisinisi.
A aunoa ma le leiloa o le lautele, o le taimi f o le sologa lelei o loʻo faʻaaogaina i le pito i lalo o le nila na ave tutusa ma le 100 kHz, ma o le amplitude A o le 1 μm.Aemaise lava, o le taimi na faʻatulagaina i le 100 kHz, lea e ogatasi ma faʻatusatusaga faʻatatau o loʻo tuʻuina atu i le vaega "Faʻasalalauina o suʻesuʻega o le tumo spherical mases e faʻatatau i le tuputupu aʻe-faʻalagolago i alalaupapa ultrasound", lea na maua ai se amio e pei o le resonance o le tino i totonu. ole laina ole 50-400 kHz, fa'atasi ai ma le tele o fa'ata'ape'apeina amplitude fa'atumauina i ala maualalo ile 100-200 kHz (silasila i le Ata 2).
O le vaega muamua na su'esu'eina o le totonu D o le nila.Mo le fa'aogagofie, o lo'o fa'amatalaina o se vaega fa'atasi o le umi o le galu acoustic i le pu o le nila (fa'atusa, i le vai λW = 1.5 mm).O le mea moni, o mea faʻapitoa o le faʻalauteleina o le galu i masini e faʻaalia i se geometry ua tuʻuina atu (mo se faʻataʻitaʻiga, i se taʻiala galu) e masani ona faʻalagolago i le uiga tele o le geometry faʻaaogaina pe a faʻatusatusa i le galu o le galu faʻasalalau.E le gata i lea, i le suʻesuʻega muamua, ina ia sili atu le faʻamalosia o le aʻafiaga o le diameter D i luga o le faʻasalalauina o le galu acoustic e ala i le nila, matou te manatu o se pito mafolafola, faʻatulagaina le tulimanu α = 90 °.I le taimi o lenei suʻesuʻega, o le umi o le nila L na faʻamauina i le 70 mm.
I luga o le fig.O le 6a o lo'o fa'aalia ai le maualuga o le leo o se galuega a le fua fa'atatau SD, o lona uiga D = λW/SD su'esu'eina i se si'osi'omaga e 10 mm e fa'atotonu i le pito o le nila.O le fua fa'atatau SD e suia mai le 2 i le 6, o lona uiga, matou te mafaufau i tau D mai le 7.5 mm i le 2.5 mm (i le f = 100 kHz).O le va'aiga e aofia ai fo'i le tau fa'atatau o le 71 mo nila fa'afoma'i u'amea.E pei ona faʻamoemoeina, o le totonugalemu o le nila e aʻafia ai le malosi o le leo e tuʻuina atu e le nila, ma le maualuga maualuga (1030 W / m2) e fetaui ma D = λW / 3 (ie D = 5 mm) ma se faʻaitiitiga faʻaitiitiga ma faʻaititia. lautele.E tatau ona amanaia o le diameter D o se faʻailoga geometric lea e aʻafia ai foi le osofaʻiga o se masini faʻafomaʻi, o lea e le mafai ona le amanaiaina lenei itu taua pe a filifilia le tau sili ona lelei.O le mea lea, e ui lava o le faʻaitiitia o le D e tupu ona o le maualalo o le faʻasalalauga o le malosi o le leo i totonu o masini, mo suʻesuʻega o loʻo mulimuli mai, o le diameter D = λW / 5, ie D = 3 mm (e fetaui ma le 11G71 standard i f = 100 kHz) , ua manatu o se fetuutuuna'i talafeagai i le va o le fa'alavelaveina o masini ma le felauaiga o le leo (pe tusa ma le 450 W/m2).
Ole malosi ole leo o lo'o fa'auluina ile pito ole nila (fa'atatau ile fa'ata'atia), e fa'atatau ile ta'i totonu ole nila (a), umi (b) ma le fa'ama'i α (c).Ole umi ile (a, c) e 90 mm, ma le lautele ile (b, c) e 3 mm.
O le isi parakalafa e suʻesuʻeina o le umi o le nila L. E tusa ai ma le suʻesuʻega muamua, matou te mafaufau i se angle oblique α = 90 ° ma o le umi o loʻo fuaina e pei o le tele o le galu i le vai, e pei o le L = SL λW. .Ole fua ole fua ole fua ole SL ua suia mai le 3 ile 7, ma fa'atatauina le mamafa ole leo e fa'auluina ile pito ole nila ile umi ole 4.5 i le 10.5 mm.O lenei va'aiga e aofia ai tau masani mo nila fa'apisinisi.O i'uga o lo'o fa'aalia i le fig.6b, o loʻo faʻaalia ai o le umi o le nila, L, o loʻo i ai se aafiaga tele i le tuʻuina atu o le malosi o le leo i totonu o masini.Aemaise lava, o le faʻaogaina o lenei parakalafa na mafai ai ona faʻaleleia le faʻasalalauga e tusa ma se faʻatonuga o le tele.O le mea moni, i le au'ili'iliga o le umi, o le averesi o le malosi o le leo e o'o i le maualuga i le lotoifale o le 3116 W/m2 i le SL = 4 (ie, L = 60 mm), ma le isi e tutusa ma le SL = 6 (ie, L = 90. mm).
A maeʻa ona suʻesuʻeina le aʻafiaga o le lautele ma le umi o le nila i luga o le faʻalauteleina o le ultrasound i le geometry cylindrical, matou te taulaʻi atu i le aʻafiaga o le angle bevel i luga o le tuʻuina atu o le malosi o le leo i totonu o masini.O le averesi o le malosi o le leo e sau mai le alava pito na iloiloina e avea o se galuega a le tulimanu α, suia lona tau mai le 10° (matamata maʻai) i le 90° (pito mafolafola).I lenei tulaga, o le radius o le tuʻufaʻatasiga faʻataʻamilo i le pito o le nila e 20 mm, ina ia mo tau uma o le α, o le pito o le nila na aofia i le voluma fuafuaina mai le averesi.
E pei ona faaalia i le fig.6c, pe a faʻamaʻai le pito, o lona uiga, pe a faʻaitiitia le α amata mai le 90 °, o le malosi o le leo faʻasalalau e faʻateleina, e oʻo atu i le maualuga maualuga o le 1.5 × 105 W / m2, e fetaui ma le α = 50 °, ieie, 2 o se fa'asologa o le maualuga maualuga e fa'atatau i le tulaga mafolafola.Faatasi ai ma le faʻamaʻai atili o le pito (faʻataʻitaʻiga, i le α i lalo ole 50°), e faʻaitiitia le malosi o le leo, e oʻo atu i tau faʻatusatusa i se pito mafolafola.Ae ui i lea, e ui lava ina matou mafaufau i le tele o faʻailoga o le bevel mo a matou faʻataʻitaʻiga, e taua le mafaufau o le faʻamaʻai o le pito e manaʻomia e faʻafaigofie ai le faʻaofiina o le nila i totonu o le tino.O le mea moni, o se pito laʻititi laʻititi (e tusa ma le 10°) e mafai ona faʻaitiitia ai le malosi 78 e manaʻomia e ulu ai le tino.
I le faaopoopo atu i le taua o le malosi o le leo na lafoina i totonu o le tino, o le bevel angle e aʻafia ai foi le itu o le faʻalauteleina o galu, e pei ona faʻaalia i kalafi maualuga o le mamafa o loʻo faʻaalia i le Ata 7a (mo le pito mafolafola) ma le 3b (mo le 10 °). ).pito fa'a'au'au), fa'atutusa O le itu fa'aumi e su'esu'eina ile va'aiga fa'atusa (yz, cf. Ata 5).I le ogaoga o nei iloiloga e lua, o le maualuga o le mamafa o le leo (e ta'ua o le 1 µPa) e tele lava ina fa'atumauina i totonu o le nila (ie i totonu o le vai) ma susulu atu i totonu o le tino.I nisi faʻamatalaga, i le tulaga o se pito mafolafola (Fig. 7a), o le tufatufaina atu o le maualuga o le mamafa o le leo e fetaui lelei e tusa ai ma le itu umi, ma e mafai ona iloagofie galu tu i totonu o le vai e tumu ai le tino.O le galu o loʻo faʻatatau i le longitudinally (z-axis), o le amplitude e oʻo atu i lona maualuga maualuga i le vai (e tusa ma le 240 dB) ma faʻaitiitia i luga, lea e oʻo atu ai i le faʻaitiitia o le 20 dB i le mamao o le 10 mm mai le ogatotonu o le nila.E pei ona faʻamoemoeina, o le faʻaofiina o se pito mataʻutia (Fig. 7b) e malepe ai lenei faʻatusa, ma o antinodes o galu tutu "faʻafefe" e tusa ai ma le pito o le nila.E foliga mai, o lenei asymmetry e aʻafia ai le malosi o le radiation o le tui o le nila, e pei ona faamatalaina muamua (Fig. 6c).Ina ia malamalama atili i lenei itu, sa iloiloina le malosi o le leo i luga o se laina tipi i luga o le laina umi o le nila, lea sa tu i le vaalele o le nila ma tu i se mamao e 10 mm mai le pito o le nila ( i'uga ile Ata 7c).Aemaise lava, o le tufatufaina atu o le malosi o le leo na iloiloina i le 10 °, 20 ° ma le 30 ° oblique angles (lania lanu moana, mumu ma le lanumeamata, laina) na faʻatusatusa i le tufatufaina i tafatafa o le pito mafolafola (uliuli togitogi pupuni).O le fa'asoaina o le malosi e feso'ota'i ma nila mafolafola e foliga tutusa i le ogatotonu ole nila.Aemaise lava, e manaʻomia le tau o le tusa ma le 1420 W / m2 i le ogatotonu, o le faʻafefe o le 300 W / m2 i le mamao o le ~ 8 mm, ona faʻaitiitia ai lea i le tau o le 170 W / m2 i le ~ 30 mm. .A o faasolo ina mata'i le pito, e vaevae le pito tutotonu i ni lobes e eseese le malosi.Aemaise lava, pe a oʻo i le 30 °, e tolu petals e mafai ona iloa lelei i le faʻamatalaga fuaina i le 1 mm mai le pito o le nila.O le ogatotonu e toetoe lava i le ogatotonu o le nila ma o loʻo i ai se tau faʻatatau o le 1850 W / m2, ma le maualuga i le itu taumatau e tusa ma le 19 mm mai le ogatotonu ma oʻo atu i le 2625 W / m2.I le α = 20 °, e 2 lobes autu: tasi i le −12 mm i le 1785 W/m2 ma le tasi i le 14 mm i le 1524 W/m2.A oʻo ina maʻai le pito ma oʻo atu le maualuga i le 10 °, o le maualuga o le 817 W / m2 e oʻo i le -20 mm, ma e tolu isi lobes e laʻititi laʻititi le malosi o loʻo vaaia i luga o le talaaga.
Le maualuga o le mamafa o le leo i le vaalele o le tutusa y–z o se nila e mafolafola lona pito (a) ma le 10° bevel (b).(c) Fa'asoaina le malosi o le leo fa'atatau i se laina tipi fa'asaga i le itu umi o le nila, i le mamao e 10 mm mai le pito o le nila ma ta'oto i le va'alele tutusa yz.O le umi L e 70 mm ma le lautele D e 3 mm.
A tu'ufa'atasia, o nei fa'ai'uga ua fa'aalia ai e mafai ona fa'aoga lelei ni nila fa'afoma'i e fa'asalalauina ai le ultrasound ile 100 kHz i totonu ole tino vaivai.O le malosi o le leo faʻasalalau e faʻalagolago i le geometry o le nila ma e mafai ona faʻamalieina (faʻatatau i tapulaʻa na tuʻuina atu e le osofaʻiga o le masini faʻaiʻuga) e oʻo atu i tau i le va o le 1000 W / m2 (i le 10 mm).fa'aoga i le pito i lalo ole nila 1. I le tulaga o se micrometer offset, o le nila ua manatu ua fa'aofi atoa i totonu ole aano vaivai e le gata.Aemaise lava, o le bevel angle e matua aʻafia ai le malosi ma le itu o le faʻasalalauina o galu leo ​​i totonu o le tino, lea e taʻitaʻia ai le faʻaogaina o le tipiina o le nila.
Ina ia lagolagoina le atinaʻeina o togafitiga fou o le tumo e faʻavae i luga o le faʻaogaina o metotia faʻafomaʻi e le faʻaleagaina, o le faʻasalalauina o le ultrasound low-frequency i totonu o le siosiomaga tumo sa suʻesuʻeina faʻapitoa ma faʻatusatusa.Aemaise lava, i le vaega muamua o le suʻesuʻega, o se vaifofo le tumau elastodynamic na mafai ai ona matou suʻesuʻeina le faʻasalalauina o galu o le ultrasonic i spheroids tumo malosi o le lauiloa tele ma le faʻamalosi ina ia mafai ai ona suʻesuʻeina le faʻaogaina o le tele o taimi.Ona, o laina ole faasologa o le selau o kilohertz na filifilia, ma o le faʻaogaina o le faʻaogaina o le vibration stress i totonu o le siosiomaga tumo e faʻaaoga ai se tui nilala faʻafomaʻi na faʻataʻitaʻiina ile faʻataʻitaʻiga numera e ala i le suʻesuʻeina o le aʻafiaga o mamanu autu autu e fuafua ai le fesiitaiga o le acoustic. malosi o le meafaigaluega i le siosiomaga.O faʻaiʻuga o loʻo faʻaalia ai e mafai ona faʻaoga lelei ni nila faʻafomaʻi e faʻafefe ai masini i le ultrasound, ma o lona malosi e fesoʻotaʻi vavalalata ma le geometrical parameter o le nila, e taʻua o le galu acoustic galue.O le mea moni, o le malosi o le irradiation e ala i le tino e faʻateleina i le faʻateleina o le lautele o totonu o le nila, e oʻo atu i le maualuga pe a faʻatolu le umi o le galu.O le umi o le nila e maua ai foi sina tikeri o le saolotoga e faʻamalieina ai le faʻaalia.O le i'uga mulimuli e matua'i fa'ateleina pe a fa'atulaga le umi o le nila i se fa'atelega o le galu fa'agaioia (fa'apitoa 4 ma le 6).O le mea e malie ai, mo le tele o taimi o tului, o le maualuga maualuga ma le umi o tau e latalata i latou e masani ona faʻaaogaina mo nila faʻatau pisinisi.O le bevel angle, lea e fuafua ai le maʻai o le nila, e aʻafia ai foi le emissivity, maualuga i le tusa ma le 50 ° ma maua ai le lelei o le faatinoga i le tusa ma le 10 °, lea e masani ona faʻaaogaina mo nila faapisinisi..Ole fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga ole a fa'aogaina e ta'ita'ia ai le fa'atinoga ma le fa'amalieina ole falema'i fa'ata'ita'i fa'ata'ita'i, tu'ufa'atasia ole su'esu'ega ma fa'ata'ita'i ultrasound fa'atasi ma isi fa'afofoga fa'afoma'i i totonu ole masini ma le fa'atinoina o fa'auiga fa'afoma'i sa'o.
Koenig IR, Fuchs O, Hansen G, von Mutius E. ma Kopp MV O le a le vailaʻau saʻo?Eur, mai fafo.Tusitala 50, 1700391 (2017).
Collins, FS ma Varmus, H. Faiga fou i vailaau saʻo.N. eng.J. Fomai.372, 793–795 (2015).
Hsu, W., Markey, MK ma Wang, MD.Biomedical Imaging Informatics in the Precision Medicine Era: Ausia, Luitau, ma Avanoa.Jam.vaila'au.logo.Polofesa lagolago.20(6), 1010–1013 (2013).
Garraway, LA, Verweij, J. & Ballman, KV Precision oncology: o se toe iloiloga.J. Falema'i.Oncol.31, 1803–1805 (2013).
Wiwatchaitawee, K., Quarterman, J., Geary, S., ma Salem, A. Faʻaleleia i le glioblastoma (GBM) togafitiga e faʻaogaina ai le faʻaogaina o le nanoparticle-based system.AAPS PharmSciTech 22, 71 (2021).
Aldape K, Zadeh G, Mansouri S, Reifenberger G ma von Daimling A. Glioblastoma: faʻamaʻi, masini mole ma faʻailoga.Acta Neuropathology.129(6), 829–848 (2015).
Bush, NAO, Chang, SM ma Berger, MS Taʻiala i le taimi nei ma le lumanaʻi mo togafitiga o le glioma.taotoga neura.Ed.40, 1–14 (2017).