La géométrie du biseau de l'aiguille influence l'ampleur de la déflexion de flexion en échographie

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 17096 (2022) Citer cet article

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Il a été récemment démontré que l'utilisation des ultrasons augmente le rendement tissulaire dans la biopsie par aspiration à l'aiguille fine (USeFNAB) par rapport à la biopsie par aspiration à l'aiguille fine conventionnelle (FNAB). À ce jour, l’association entre la géométrie du biseau et l’action de la pointe de l’aiguille n’a pas été largement explorée. Dans cette étude, nous avons étudié les caractéristiques de résonance de l’aiguille et l’ampleur de la déflexion de diverses géométries de biseau d’aiguille avec différentes longueurs de biseau. Avec une lancette classique, ayant un biseau de 3,9 mm de long, le rapport déflexion/puissance (DPR) de la pointe dans l'air et dans l'eau était respectivement de 220 et 105 µm/W. C'était plus élevé par rapport à une pointe axisymétrique, ayant une longueur de biseau de 4 mm, qui atteignait un DPR de 180 et 80 µm/W dans l'air et dans l'eau, respectivement. Cette étude a souligné l'importance de la relation entre la rigidité en flexion de la géométrie du biseau dans le contexte de divers supports d'insertion et pourrait ainsi permettre de comprendre les approches permettant de contrôler l'action de coupe après perforation en modifiant la géométrie du biseau de l'aiguille, essentielle pour l'application USeFNAB.

La biopsie par aspiration à l'aiguille fine (FNAB) est une méthode utilisant des aiguilles pour obtenir un échantillon de tissu provenant d'une pathologie suspectée1,2,3. Il a été démontré que les pointes de type Franseen obtiennent un rendement diagnostique plus élevé que la lancette conventionnelle4 et qu'une pointe Menghini5. Il a également été suggéré que des biseaux à symétrie axiale (c'est-à-dire circonférentiels) augmentent la probabilité d'obtenir un échantillon histopathologiquement adéquat6.

Lors d’une biopsie, l’aiguille pénètre à travers la peau et les couches de tissus pour accéder à une pathologie suspectée. Des études récentes suggèrent que l'actionnement par ultrasons pourrait réduire les forces de perforation requises dans les tissus mous7,8,9,10. Il a été démontré que la géométrie du biseau de l’aiguille influence les forces d’interaction de l’aiguille ; par exemple, il a été démontré que des longueurs de biseau plus longues présentent des forces de perforation des tissus plus faibles11. Une fois que l'aiguille a pénétré la surface des tissus, c'est-à-dire après la perforation, il a été suggéré que les forces de coupe de l'aiguille pourraient contribuer jusqu'à 75 % des forces totales d'interaction aiguille-tissu12. Dans les étapes post-ponction, il a été démontré que les ultrasons (US) pouvaient augmenter le rendement des biopsies diagnostiques dans les tissus mous13. D'autres méthodes avec amélioration échographique de la biopsie osseuse ont été développées pour échantillonner des tissus durs14,15, mais aucun résultat sur l'amélioration du rendement de la biopsie n'a été rapporté. Il a également été établi dans plusieurs études que le déplacement mécanique augmente avec l'augmentation de la tension de commande des ultrasons16,17,18. Bien qu'il existe de nombreuses études concernant les forces statiques axiales (longitudinales) dans l'interaction aiguille-tissu19,20, les recherches sur la dynamique temporelle et la géométrie du biseau de l'aiguille dans le FNAB amélioré par ultrasons (USeFNAB) ont été limitées.

Le but de cette étude était d'étudier le rôle de différentes géométries de biseau sur l'action de la pointe de l'aiguille, dans une aiguille actionnée par flexion à une fréquence ultrasonore. Plus spécifiquement, nous avons étudié en post-ponction, l'influence du milieu d'insertion sur la déviation de la pointe de l'aiguille, pour un biseau d'aiguille conventionnel (c'est-à-dire la lancette), des géométries de biseau à symétrie axiale et asymétrique en une seule étape (Fig. 1). . Comprendre comment l'action de la pointe de l'aiguille est contrôlée pourrait être bénéfique dans le développement d'aiguilles USeFNAB à des fins différentes, telles que l'obtention sélective d'une aspiration ou de noyaux de tissus mous.

Différentes géométries de biseau incluses dans cette étude. (a) Lancette avec des spécifications conformes à la norme ISO 7864:201636, où \(\alpha\) était l'angle de biseau principal, \(\theta\) était l'angle de rotation du biseau secondaire et \(\phi\) était le biseau secondaire angle, lors de la rotation, mesuré en degrés (\(^\circ\)). (b) biseau asymétrique linéaire à une étape (appelé « standard » dans la norme DIN 13097 : 201937), et (c) biseau linéaire à symétrie axiale (circonférentielle) à une étape.