في هذا البروتوكول، يقدر سلالات السطحية عظم الفخذ أثناء اختبار الكسر باستخدام تقنية ارتباط الصورة الرقمية. جدة الأسلوب الذي ينطوي على تطبيق نمط البقع واللطخ العشوائية عالية التباين على سطح عظم الفخذ والإضاءة المحددة بعناية، والتقاط الفيديو عالية السرعة، وتحليل الارتباط الصورة الرقمية لسلالة العمليات الحسابية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
طريقة لتقدير سلالات القشرية عظم الفخذ المأخوذة أثناء الكسر تجارب باستخدام ارتباط الصورة الرقمية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ويصف هذا البروتوكول أسلوب باستخدام ارتباط الصورة الرقمية لتقدير سلالة القشرية من صور الفيديو عالية السرعة من السطح فخذي الجثة التي تم الحصول عليها من اختبار الميكانيكية. يتطلب هذا الأسلوب البصري مادة للعديد من علامات ائتمانية المتناقضة على خلفية بيضاء صلبة للتتبع الدقيق للتشوه السطحي كما يتم تطبيق تحميل للعينة. مباشرة قبل الاختبار، رسمت مع أول كتاب أبيض المستندة إلى الماء سطح الاهتمام في عرض الكاميرا ويسمح الجاف لعدة دقائق. ثم، وطلاء أسود الأرقط بعناية على خلفية بيضاء مع إيلاء اعتبار خاص لحجم وشكل القطرات حتى. الإضاءة بعناية مصممة وتعيين أن هناك تباين الأمثل لهذه العلامات مع التقليل من انعكاسات استخدام عوامل التصفية. تم الحصول على الصور من خلال التقاط الفيديو عالية السرعة في إطارات تصل إلى 12,000/s. يتم استخراج الصور الرئيسية وقد قبل ذلك الحدث الكسر وتشوهات تقدر بين إطارات متتالية في الاستجواب بدقة الحجم windows عبر منطقة الاهتمام محددة. ثم يتم استخدام هذه التشويهات لحساب التوتر السطحي وقتيا أثناء اختبار الكسر. البيانات سلالة مفيد جداً لتحديد بدء كسر في عظم الفخذ، والمصادقة في نهاية المطاف من كسر عظم الفخذ الدانية قوة نماذج مستمدة من "تحليل العناصر المحدودة" على أساس "الكمية المحسوبة التصوير المقطعي" (قكت/الهيئة الاتحادية للبيئة).
المقدمة
ارتباط الصورة الرقمية (DIC) هي صورة بعد المعالجة الطريقة المستخدمة في البروتوكول الحالي لتقدير سلالة السطحية حقل كامل من العينات المأخوذة من اختبار فخذي من الوقت-تسلسل الصور التي تم الحصول عليها من خلال اختبارات ميكانيكية الكسر. التقنية وضعت أولاً وتطبيقها في تحليل الإجهاد التجريبي في ثمانينيات القرن الماضي وشهدت زيادة سريعة في استخدامها في السنوات الأخيرة1،،من23. فقد العديد من المزايا الرئيسية النهج التقليدية أكثر من تصاعد الانفعال على هيكل بما في ذلك زيادة التوزيع المكاني لحقل سلالة، الدقيقة في قياس أطوال من خلال الكاميرا زيادة الدقة، وتجنب القضايا مع قياس الضغط التصاق الغر....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
جميع التجارب التي أجريت مع موافقة "مجلس المراجعة المؤسسية". تم الحصول على العينات من مختبرات الأبحاث التشريحية بالتعاون-
1-"إعداد العينات" لاختبار
- ذوبان فيمورا في RT ل 24 h.
- عندما عظم الفخذ في قائمة الانتظار للاختبار، وإزالة أي التفاف التي تم تطبيقها قبل تجميد ويمسح عظم الفخذ مع منشفة جافة لإزالة أي بقايا الرطوبة أو الرواسب الدهنية أو الأنسجة الرخوة. وعاء تروتشانتير أكبر في كأس ألمنيوم جاهزة مع أسمنت العظام.
- باستخدام مربع تحتوي على الجسيمات، قدر الإمكان، رش العظام مع التمهيدي البلاستيك الأبيض لتحقيق طلاء رقيقة وموحدة. الحرص على تغطية العظام مع طبقة موحدة واحدة من الطلاء لقوى الالتصاق إلى السطح عظم الفخذ وعلى ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
قبل عملية سبيكلينج، ويتم تنظيف عظم الفخذ من أنسجة لينة والدهون الزائدة، وهو محفوظ بوعاء trochanter أكبر في كأس ألمنيوم. أثناء تجميد polymethylmethacrylate (البولي ميثيل ميثا اكريلات)، ملفوفة في قطعة من قماش غارقة مالحة لتجنب جفاف أنسجة العظام. مرة واحدة هو توطد البولي ميثيل ميثا اكريلات، يتم تنظيف العظام مرة أخرى الحق قبل الرش (الشكل 1). ثم رش سطح العظام أو ناعم مع لون أبيض بلاستيك المستندة إلى الماء. مرة واحدة المجففة، السطح الأبيض منقط بالل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
قدمنا بروتوكول لاستمرار إعداد عينات فخذي لتصوير عالي التباين خلال كسر التجارب التي استخدمت ثم لتقدير توزيعات سلالة الميداني الكامل مع مدينة دبي للإنترنت. كفل هذا البروتوكول مادة التباين المناسب الأسود تتبع البقع على خلفية بيضاء صلبة على سطح العظم. في أعقاب هذا البروتوكول، نحن منسوخة بنجاح تقدير سلالات استخدام تحليل DIC لتسعة وثمانون فيمورا.
DIC هو أسلوب بصري الذي ينطوي على وضع شبكة عبر سلسلة من الصور التي استولت عليها كاميرات الفيديو عالية السرعة وتعقب التغييرات كثافة بكسل بين الإطارات باستخدا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب قد لا الكشف عن البيانات ذات الصلة.
شكر وتقدير
المؤلف يود أن يشكر المواد والهيكلية الأساسية اختبار في "عيادة مايو كلينيك" لدعمها التقني لأداء اختبار الكسر. وبالإضافة إلى ذلك نود أن نشكر راغوباثي راميش وإيان جيرستيل لمساعدتها في تطوير البرامج النصية DIC والتفاصيل المحددة للبروتوكول DIC أثناء خدمتهم في "عيادة مايو كلينيك"، وفيكتور Barocas مجموعة الأبحاث، جامعة مينيسوتا البرمجيات المفتوحة المصدر الأساسي الذي يقوم بجوهر العمليات الحسابية سلالة ارتباط الصورة الرقمية11. هذه الدراسة كان يدعمها ماليا في "الصندوق الابتكار غرينجر" من مؤسسة غرينجر.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كريلون بلاستيك التمهيدي الأبيض كريلون | ، بيوريا ، أريزونا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | كطبقة أساسية للحصول على لمسة نهائية بيضاء ناعمة على سطح العظام |
| طلاء أكريليك مائي أبيض وأسود ؛ | Plaid Enterprises (Ceramcoat) ، Norcross ، GA ، الولايات المتحدة الأمريكية | N / A | مصدر طلاء للألوان البيضاء والسوداء |
| وعاء خلط | غير محدد (عام) | غير متاح | يستخدم لخلط وتحضير الطلاء |
| فرشاة رغوة | Linzer Products ، Wyandanch ، NY ، USA | N / A | تستخدم لتطبيق الطلاء على سطح العظام |
| فرشاة أسنان | Colgate-Palmolive ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية | شعيرات | ثابتةتستخدم لتطبيق الحجم والتوزيع المناسبين لنمط البقع |
| راتنج تقويم الأسنان الصحي (PMMA) | باترسون دينتال ، سانت بول ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | H02252 | مادة خاضعة للرقابة ويمكن شراؤها بموافقة مناسبة |
| Kenmore Freezer | Sears Holdings ، Hoffman Estates ، IL ، USA | N / A | تستخدم للحفاظ على بيئة تخزين -20 < > O < / sup>C لعينات العظام |
| محلول ملحي فسيولوجي (0.9٪ كلوريد الصوديوم) | باكستر للرعاية الصحية ، ديرفيلد ، إلينوي ، الولايات المتحدة الأمريكية | NDC 0338-0048-04 | تستخدم لحفظ العينات رطبة |
| المشارط والكاشطات | Aspen Surgical (Bard-Parker) ، كاليدونيا ، ميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ | غير متاح | يستخدم لإزالة الأنسجة الرخوة من عينات العظام |
| دخان هود | هاميلتون مختبر الحلول ، مانيتووك ، ويسكونسن ، الولايات المتحدة الأمريكية | 70532 | تستخدم للتهوية عند تحضير PMMA لوضع العينات وحدات |
| الإضاءة | ARRI ، ميونيخ ، ألمانيا | N / A | مطلوب لإضاءة الهدف لالتقاط الصور |
| كاميرا فيديو عالية السرعة | Photron Inc. ، سان دييغو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | Photron Fastcam APX-RS & nbsp؛ | تستخدم لالتقاط تسجيلات الفيديو عالية السرعة لأحداث الكسر |
| Photron FASTCAM Imager and Viewer | Photron Inc. ، سان دييغو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | الإصدار 3392 (x64) | تستخدم لتسجيل وعرض تسجيلات الفيديو عالية السرعة عدسة |
| الكاميرا | Zeiss ، Oberkochen ، ألمانيا | Zeiss Planar L4 / 50 ZF Lens | اللازمة لدقة الصورة المناسبة |
| ABAQUS CAE | Dassault System è ؛ s ، Waltham ، MA ، الولايات المتحدة | الأمريكية الإصدارات 6.13-4 | تستخدم لتحديد منطقة الاهتمام وإنشاء شبكة العناصر المحدودة |
| MATLAB | Mathworks ، Natick ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية | الإصدار 2015b | تستخدم لمعالجة الصور وتحليل DIC |
| TecPlot | TecPlot Inc. ، Bellevue ، WA | تستخدم للمعالجة اللاحقة لحقول الإجهاد | |
| برنامج | حاسبة الإجهادمجموعة فيكتور باروكاس البحثية ، جامعة مينيسوتا ، مينيابوليس ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | http://license.umn.edu/technologies/20130022_robust-image-correlation-based-strain-calculator-for-tissue-systems | تستخدم لحساب مجال الإجهاد |
| mov_frames.m | نص Matlab ، Mayo Clinic ، روتشستر ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | للاستخدام لتقليل عينات الصور غير المضغوطة من ملفات الفيديو عالية السرعة |
| convert_imagesize.m | نص Matlab ، Mayo Clinic ، روتشستر ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | / A يستخدم لتسجيل إحداثيات بكسل الصورة بإحداثيات الشبكة |
| rrImageTrackGui.m | نص Matlab ، Mayo Clinic ، روتشستر ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | يستخدم لإجراء الارتباط المتبادل للصورة للحصول على التشوهات وتشغيل تحليل حاسبة الإجهادFailurePrecursor.m |
| نص Matlab ، Mayo Clinic ، روتشستر ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | للاستخدام لتتبع مكونات ذروة الإجهاد مؤقتا | |
| makeMovies.m | نص Matlab ، Mayo Clinic ، روتشستر ، مينيسوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية | غير | يستخدم لإنشاء أفلام محمولة * .avi لمكونات التشوه ومكونات الإجهاد والسلالات الرئيسية وإجهاد فون ميزس وطاقة الإجهاد |
المراجع
- Peters, W., Ranson, W. Digital imaging techniques in experimental stress analysis. Opt Eng. 21 (3), 213427-213427 (1982).
- Kwon, O., Hanna, R. The Enhanced Digital Image Correlation Technique for Feature Tracking During Drying of Wood. Strain. 46 (6), 566-580 (2010).
- Sutton, M. A., Orteu, J. J., Schreier, H. W. Image Co....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
