কেন সাধারণ ইস্পাতের সূঁচগুলি আল্ট্রাসাউন্ডের অধীনে অদৃশ্য হয়ে যায় যখন ইকোজেনিক সূঁচগুলি উজ্জ্বল থাকে

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

কিভাবে বুঝতেইকোজেনিকসূঁচ কাজ করে, একজনকে প্রথমে মেডিকেল আল্ট্রাসাউন্ড ইমেজিংয়ের প্রাথমিক শারীরিক প্রক্রিয়াগুলি উপলব্ধি করতে হবে। আল্ট্রাসাউন্ড প্রোব মানবদেহে 1.5-15 মেগাহার্টজ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গ নির্গত করে। বিভিন্ন টিস্যুর মধ্যে শাব্দ প্রতিবন্ধকতার পার্থক্যের কারণে (Z=ρ × c, শব্দের ঘনত্ব × গতি) ইন্টারফেসের প্রতিফলন ঘটে। প্রোবের দ্বারা প্রাপ্ত প্রতিধ্বনিগুলি গ্রেস্কেল চিত্রগুলিতে প্রক্রিয়া করা হয়-শক্তিশালী প্রতিফলনগুলি সাদা (হাইপারেকোইক) দেখায়, যখন দুর্বল/অনুপস্থিত প্রতিফলনগুলি কালো দেখায় (অ্যানিকোইক বা হাইপোইকোইক)।

সাধারণ মেডিকেল স্টেইনলেস স্টীল সূঁচের দেয়াল, ইলেক্ট্রোপলিশিংয়ের পরে, অত্যন্ত মসৃণ, পৃষ্ঠগুলি আদর্শ আয়নাগুলির আনুমানিক সমান। যখন আল্ট্রাসাউন্ড অ-লম্ব কোণে আঘাত করে (অধিকাংশ ক্লিনিকাল ইন-প্লেন পাংচারের ক্ষেত্রে), মসৃণ ধাতব পৃষ্ঠে স্পেকুলার প্রতিফলন ঘটে। প্রতিফলিত তরঙ্গ সমান ঘটনা এবং প্রতিফলিত কোণের আইন অনুসারে প্রোবের গ্রহণকারী খাত থেকে দূরে সরে যায়, ট্রান্সডিউসারে প্রায় কোনও প্রতিধ্বনি ফেরত দেয় না। ফলস্বরূপ, সুচের শরীর অন্ধকার হয়ে যায় বা এমনকি পর্দায় সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যায়। তদ্ব্যতীত, যদিও ইস্পাত এবং নরম টিস্যুর মধ্যে একটি শাব্দ প্রতিবন্ধকতার পার্থক্য বিদ্যমান, মসৃণ অবিচ্ছিন্ন নলাকার পৃষ্ঠটি অত্যন্ত দুর্বল বিক্ষিপ্ত সংকেত তৈরি করে, যার ফলে মধ্য-খাদ অংশটিকে বোঝা বিশেষভাবে কঠিন হয়ে পড়ে।

ইকোজেনিক সূঁচ সক্রিয়ভাবে প্রচুর ব্যাকস্ক্যাটারিং সাইটগুলি প্রবর্তন করে এই সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করে:

• মাইক্রো-টপোগ্রাফি পরিবর্তন (স্যান্ডব্লাস্টিং এচিং/মাইক্রো-ডিম্পল/সর্পিল মাইক্রো-গ্রুভস/কোনার রিফ্লেক্টর):লেজারের খোদাই বা রাসায়নিক খোদাই সূচের ডগা থেকে প্রায় 5-30 মিমি বা পুরো শ্যাফট বরাবর মাইক্রোন-স্কেল রুক্ষ টেক্সচার বা নিয়মিত পিট তৈরি করে, পৃষ্ঠের ধারাবাহিকতা ব্যাহত করে। এই মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি ঘটনার আল্ট্রাসাউন্ডকে বিভিন্ন দিক থেকে প্রোবের দিকে ছড়িয়ে দেয়; বিশেষভাবে ডিজাইন করা "কর্ণারস্টোন রিফ্লেক্টর" বিস্তৃত কৌণিক পরিসরে অন্তত আংশিক মরীচি ফেরত নিশ্চিত করে।
• শাব্দ প্রতিবন্ধকতা অমিল ইন্টারফেস (পলিমার গ্যাস-মাইক্রোবাবল আবরণ):1-5 μm ব্যাসের সিল করা মাইক্রোবুদগুলি (বায়ু/N₂/জড় গ্যাস) একটি মেডিকেল পলিউরেথেন/সিলিকন পলিমার ম্যাট্রিক্সের মধ্যে সমানভাবে বিচ্ছুরিত হয়। বুদবুদ, পলিমার, এবং আশেপাশের টিস্যু ব্যাপক শাব্দ প্রতিবন্ধকতার পার্থক্য তৈরি করে, তীব্র রেইলে বিক্ষিপ্ততা তৈরি করে। মাইক্রোবাবল আবরণ 15-25 dB দ্বারা সুই বডি ইকোর তীব্রতা বাড়াতে পারে, এমনকি জটিল পটভূমিতেও উজ্জ্বল সাদা ব্যান্ডিং বজায় রাখে।
• গ্রেডিয়েন্ট এবং জোনড ডিজাইন:​ উচ্চ-প্রান্তের পণ্যগুলি বিভাগীয়ভাবে সুচ অক্ষ বরাবর মাইক্রোবাবলের ঘনত্ব বা এচ ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করে-সুনির্দিষ্ট স্থানীয়করণের জন্য দূরবর্তী (টিপ) বিভাগে প্রতিফলনকে শক্তিশালী করে যখন গভীর লক্ষ্যগুলিকে মুখোশ করা থেকে অতিরিক্ত শিল্পকর্মগুলিকে প্রতিরোধ করার জন্য প্রক্সিমাল প্রতিফলনকে মাঝারিভাবে হ্রাস করে৷

গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা: যদি পলিমার মাইক্রোবাবল আবরণ দীর্ঘ-মেয়াদে নিমজ্জিত থাকে বা তরল অনুপ্রবেশের অনুমতি দিয়ে বারবার পাংচারের শিকার হয়, তাহলে মাইক্রোবাবলগুলি স্থানচ্যুত হতে পারে, যার ফলে প্রতিধ্বনি ক্ষয় হয়। দৈহিকভাবে খোদাই করা প্রকারগুলি নিমজ্জন দ্বারা প্রভাবিত হয় না তবে উচ্চতর উত্পাদন জটিলতা অন্তর্ভুক্ত করে। মেকানিজম নির্বিশেষে, সারমর্মটি কৃত্রিমভাবে প্রচুর এলোমেলোভাবে ভিত্তিক অ্যাকোস্টিক রিফ্লেকশন/স্ক্যাটারিং ইন্টারফেস তৈরি করছে যাতে "স্পেকুলার এস্কেপ" কে "ডিফিউজ রিফ্লেকশন রিটার্ন" এ রূপান্তরিত করা হয়, আল্ট্রাসাউন্ড সেক্টরের মধ্যে সুচকে ক্রমাগত "উজ্জ্বল" রাখে।