A geometria do bisel da agulha influencia a magnitude da deflexão flexural no ultrassom

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 17096 (2022) Citar este artigo

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Foi recentemente demonstrado que o uso de ultrassom aumenta o rendimento do tecido na biópsia aspirativa com agulha fina aprimorada por ultrassom (USeFNAB) em comparação com a biópsia aspirativa com agulha fina convencional (PAAF). Até o momento, a associação entre a geometria do bisel e a ação da ponta da agulha não foi amplamente explorada. Neste estudo, estudamos as características de ressonância da agulha e a magnitude da deflexão de várias geometrias de chanfro de agulha com comprimentos variados de chanfro. Com uma lanceta convencional, com bisel de 3,9 mm de comprimento, a relação deflexão/potência (DPR) da ponta no ar e na água foi de 220 e 105 µm/W, respectivamente. Isto foi maior em comparação com uma ponta axissimétrica, com comprimento de chanfro de 4 mm, que atingiu um DPR de 180 e 80 µm/W no ar e na água, respectivamente. Este estudo enfatizou a importância da relação entre a rigidez à flexão da geometria do bisel no contexto de vários meios de inserção e, assim, poderia fornecer compreensão sobre abordagens para controlar a ação de corte pós-punção, modificando a geometria do bisel da agulha, essencial para a aplicação USeFNAB.

A biópsia aspirativa com agulha fina (PAAF) é um método que utiliza agulhas para obter uma amostra de tecido de uma patologia suspeita1,2,3. Foi demonstrado que pontas do tipo Franseen obtêm maior rendimento diagnóstico que a lanceta convencional4 e a ponta Menghini5. Também foi sugerido que chanfros axissimétricos (ou seja, circunferenciais) aumentam a probabilidade de uma amostra histopatologicamente adequada6.

Durante uma biópsia, a agulha penetra na pele e nas camadas de tecido para acessar a patologia suspeita. Estudos recentes sugerem que a atuação ultrassônica poderia reduzir as forças de punção necessárias nos tecidos moles7,8,9,10. Demonstrou-se que a geometria do bisel da agulha influencia as forças de interação da agulha, por exemplo, foi demonstrado que comprimentos de bisel mais longos exibem forças de punção tecidual mais baixas . Após a agulha ter penetrado na superfície do tecido, ou seja, após a punção, foi sugerido que as forças de corte da agulha poderiam contribuir com até 75% das forças totais de interação agulha-tecido12. Nas fases pós-punção, foi demonstrado que a ultrassonografia (US) poderia aumentar o rendimento da biópsia diagnóstica em tecidos moles13. Outros métodos com aprimoramento de biópsia óssea por US foram desenvolvidos para amostragem de tecidos duros14,15, mas nenhum resultado sobre melhoria do rendimento da biópsia foi relatado. Também foi estabelecido em vários estudos que o deslocamento mecânico aumenta com o aumento da voltagem de condução do ultrassom16,17,18. Embora existam muitos estudos sobre as forças estáticas axiais (longitudinais) na interação agulha-tecido19,20, há pesquisas limitadas sobre a dinâmica temporal e a geometria do bisel da agulha na PAAF com ultrassom (USeFNAB).

O objetivo deste estudo foi investigar o papel de diferentes geometrias de bisel na ação da ponta da agulha, em uma agulha acionada por flexão em frequência ultrassônica. Mais especificamente, estudamos no pós-punção, a influência do meio de inserção na deflexão da ponta da agulha, para um bisel de agulha convencional (isto é, a lanceta), geometrias de bisel de passo único assimétricas e assimétricas (Fig. 1) . Compreender como a ação da ponta da agulha é controlada pode ser benéfica no desenvolvimento de agulhas USePAAF para diferentes finalidades, como a obtenção seletiva de aspirado ou núcleos de tecidos moles.

Diferentes geometrias de bisel incluídas neste estudo. (a) Lanceta com especificações de acordo com ISO 7864:201636, onde \(\alpha\) era o ângulo de chanfro primário, \(\theta\) era o ângulo de rotação do chanfro secundário e \(\phi\) era o chanfro secundário ângulo, quando girado, medido em graus (\(^\circ\)). (b) Bisel linear assimétrico de etapa única (referido como “padrão” na norma DIN 13097:201937) e (c) chanfro linear axialmente simétrico (circunferencial) de etapa única.