Core needle biopsies are widely adopted medical procedures that consist in the removal of biological tissue to better identify a lesion or an abnormality observed through a physical exam or a radiology scan. These procedures can provide significantly more information than most medical tests and they are usually performed on bone lesions, breast masses, lymph nodes and the prostate. The quality of the samples mainly depends on the forces exerted by the needle during the cutting process. The reduction of these forces is critical to extract high-quality tissue samples. The most critical factors that affect the cutting forces are the geometry of the needle tip and its motion while it is penetrating the tissue. However, optimal needle tip configurations and cutting parameters are not well established for rotating insertions. In this paper, the geometry and cutting forces of hollow needles are investigated. The fundamental goal of this study is to provide a series of guidelines for clinicians and surgeons to properly select the optimal tip geometries and speeds. Analytical models related to the cutting angles of several needle tip designs are presented and compared. Several needle tip geometries were manufactured from a 14-gauge cannula, commonly adopted during breast biopsies. The needles were then tested at different speeds and on different phantom tissues. According to these experimental measurements recommendations were formulated for rotating needle insertions. The findings of this study can be applied and extended to several biopsy procedures in which a cannula is used to extract tissue samples.

穿刺针活检是被广泛采用的医疗程序，包括切除生物组织，以更好地识别通过物理检查或放射学扫描观察到的病变或异常。与大多数医学测试相比，这些程序可以提供更多的信息，并且通常在骨骼病变，乳腺肿块，淋巴结和前列腺上进行。样品的质量主要取决于针在切割过程中所施加的力。这些力的减小对于提取高质量的组织样本至关重要。影响切割力的最关键因素是针尖的几何形状及其在穿透组织时的运动。然而，对于旋转插入来说，最佳的针尖构造和切割参数还没有很好地确立。在本文中，研究了空心针的几何形状和切削力。这项研究的基本目标是为临床医生和外科医生提供一系列指导，以正确选择最佳的刀头几何形状和速度。提出并比较了与几种针尖设计的切削角度有关的分析模型。由14口径的插管制造了几种针尖的几何形状，通常在乳房活检时采用。然后以不同的速度和不同的幻像组织对针进行测试。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。这项研究的基本目标是为临床医生和外科医生提供一系列指导，以正确选择最佳的刀头几何形状和速度。提出并比较了与几种针尖设计的切削角度有关的分析模型。由14口径的插管制造了几种针尖的几何形状，通常在乳房活检时采用。然后以不同的速度和不同的幻像组织对针进行测试。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。这项研究的基本目标是为临床医生和外科医生提供一系列指导，以正确选择最佳的刀头几何形状和速度。提出并比较了与几种针尖设计的切削角度有关的分析模型。由14口径的插管制造了几种针尖的几何形状，通常在乳房活检时采用。然后以不同的速度和不同的幻像组织对针进行测试。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。提出并比较了与几种针尖设计的切削角度有关的分析模型。由14口径的插管制造了几种针尖的几何形状，通常在乳房活检时采用。然后以不同的速度和不同的幻像组织对针进行测试。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。提出并比较了与几种针尖设计的切削角度有关的分析模型。由14口径的插管制造了几种针尖的几何形状，通常在乳房活检时采用。然后以不同的速度和不同的幻像组织对针进行测试。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。根据这些实验测量结果，制定了旋转针头插入的建议。这项研究的发现可以应用并扩展到几种活检程序中，其中使用套管来提取组织样本。