Article de méthode

Quantification de la souche dans un modèle d'extension Porcine de la peau Utilisation du Multi-View stéréo et isogéométrique Cinématique

DOI :

10.3791/55052

⸱

16 avril 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Mechanical Engineering, Purdue University, 2Division of Plastic Surgery, Ann and Robert H. Lurie Children's Hospital of Chicago, Northwestern University Feinberg School of Medicine, 3Mechanical Engineering, Bioengineering, Cardiothoracic Surgery, Stanford University

Dans cet article

Résumé

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Ce protocole utilise stéréo multi-vues pour générer des modèles en trois dimensions (3D) sur les séquences non étalonnées de photographies, ce qui rend abordable et ajustable pour un réglage chirurgical. Les cartes de tension entre les modèles 3D sont quantifiés avec une cinématique isogéométrique de splines, qui facilitent la représentation des surfaces lisses sur les mailles grossières partageant la même paramétrisation.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L’expansion tissulaire est une technique populaire en chirurgie plastique et reconstructive qui fait pousser la peau in vivo pour corriger les grands défauts tels que les brûlures et les nævus congénitaux géants. Malgré son utilisation généralisée, la planification et l’exécution d’un protocole d’expansion sont difficiles en raison de la difficulté de mesurer la déformation imposée à chaque étape de gonflage et sur la durée de la procédure. La quantification des champs de déformation est cruciale, car la distribution de l’étirement dans le temps détermine le taux et la quantité de peau cultivée à la fin du traitement. Dans ce manuscrit, nous présentons une méthode pour étudier l’expansion tissulaire afin d’acquérir une connaissance quantitative des déformations induites lors d’un processus d’expansion. Ce protocole expérimental intègre une analyse cinématique stéréoscopique et isogéométrique multi-vues dans un modèle porcin d’expansion tissulaire. La stéréo multi-vues permet une reconstruction géométrique tridimensionnelle à partir de séquences d’images non calibrées. L’analyse cinématique isogéométrique utilise des splines pour décrire les déformations régionales entre des surfaces lisses avec peu de points de maillage. Notre protocole a le potentiel de combler le fossé entre la recherche scientifique fondamentale concernant la mécanique de l’expansion cutanée et le cadre clinique. À terme, nous nous attendons à ce que les connaissances acquises grâce à notre méthodologie permettent de planifier le traitement à l’aide de simulations informatiques de la déformation de la peau de manière personnalisée.

Introduction

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L' expansion tissulaire est une technique courante en chirurgie plastique et reconstructive qui pousse la peau in vivo pour la correction de gros défauts cutanés 1. Neumann, en 1957, a été le premier chirurgien de documenter cette procédure. Il a implanté un ballon sous la peau d'un patient et gonflé progressivement sur une période de plusieurs semaines pour se développer de nouveaux tissus et refaire surface une oreille 2. Peau, comme la plupart des tissus biologiques, adapte aux forces et déformations appliquées afin d'atteindre l'homéostasie mécanique. Lorsqu'il est étiré au - delà du régime physiologique, la peau se développe 3, 4. L' un des avantages centraux de l' expansion des tissus est la production de la peau avec une bonne vascularisation et la même pileuse, les propriétés mécaniques, la couleur et la texture que le tissu environnant 5.

Après son introduction il y a six décennies, la peau Expansion a été largement adoptée par les chirurgiens plastique et reconstructive et est actuellement utilisé pour corriger les brûlures, les grandes malformations congénitales et pour la reconstruction mammaire après mastectomie 6, 7. Pourtant, en dépit de son utilisation généralisée, les procédures d'expansion de la peau peut entraîner des complications 8. Cela est dû en partie à l'absence de suffisamment de données quantitatives nécessaires pour comprendre la mécanobiologie fondamentale de la procédure et pour guider le chirurgien lors de la planification préopératoire 9, 10. Les paramètres clés de cette technique sont le taux de remplissage, le volume de remplissage par l' inflation, la sélection de la forme et la taille de l'extension et la mise en place du dispositif 11, 12. la planification préopératoire actuelle repose en grande partie sur l'expérience du médecin, ce qui dans une grande variété de protocoles arbitraires qui diffèrent souvent greatly 13, 14, 15.

Pour remédier aux lacunes des connaissances actuelles, nous présentons un protocole expérimental pour quantifier la déformation induite par l'expansion dans un modèle animal porcin de l'expansion des tissus. Le protocole repose sur l'utilisation de géométries stéréo multi-vue (MVS) à reconstruire en trois dimensions (3D) de séquences d'images en deux dimensions (2D), les positions de caméra inconnus. En utilisant des cannelures, de la représentation de surfaces lisses conduit au calcul des cartes de déformation correspondant au moyen d'une description isogéométrique (IGA). L'analyse de la géométrie est basée sur le cadre théorique de la mécanique des milieux continus des membranes ayant un paramétrage explicite 16.

Déformations physiologiquement pertinents caractérisant des matériaux vivants sur de longues périodes de temps reste un problème difficile. Les stratégies communes pourl' imagerie des tissus biologiques comprend la corrélation d'images numériques stéréoscopique, les systèmes de capture de mouvement commerciales avec des marqueurs réfléchissants, et biplan vidéo de fluoroscopie 17, 18, 19. Cependant, ces techniques nécessitent une installation expérimentale restrictive, sont généralement coûteux, et ont été principalement utilisés pour les ex vivo ou aiguë en milieu in vivo. La peau a l'avantage d'être une structure mince. Même si elle est constituée de plusieurs couches, le derme est en grande partie responsable des propriétés mécaniques du tissu et ainsi la déformation de la surface est d' une importance primordiale 20; hypothèses raisonnables peuvent être cinématiques faites en ce qui concerne la déformation de plan 21, 22. De plus, la peau est déjà exposée à l'environnement extérieur, ce qui permet d'utiliser des outils d'imagerie classiques pour capturer sa géométrie. Havant que nous vous proposons l'utilisation de MVS comme une approche flexible et abordable pour surveiller les déformations in vivo de la peau pendant plusieurs semaines sans interférer majorly avec un protocole d'expansion des tissus. MVS est une technique qui extrait des représentations 3D des objets ou des scènes d'une collection d'images 2D avec caméra inconnus angles 23. Seulement au cours des trois dernières années, plusieurs codes commerciaux sont apparus (voir la liste des matériaux pour des exemples). La grande précision de la reconstruction du modèle avec MVS, avec des erreurs aussi bas que 2% 24, rend cette approche appropriée pour la caractérisation cinématique de la peau in vivo sur de longues périodes de temps.

Pour obtenir les cartes de déformation correspondantes de la peau au cours de l'expansion des tissus, des points entre deux configurations géométriques sont adaptées. Classiquement, les chercheurs en biomécanique de calcul ont utilisé des maillages éléments finis et l'analyse inverse pour récupérer la carte de déformation25, 26. L'approche IGA employée ici utilise les fonctions de base spline qui offrent plusieurs avantages pour l'analyse des fines membranes 27, 28. A savoir, la disponibilité des polynômes de degré élevé facilite les représentations de géométries lisses , même avec des mailles très grossières 29, 30. De plus, il est possible d'adapter le même paramétrage sous-jacent à tous les patchs de surface, qui contourne la nécessité d'un problème inverse pour tenir compte de discrétisation qui ne correspondent pas.

La méthode décrite ici ouvre de nouvelles voies pour étudier la mécanique de la peau dans les paramètres pertinents dans vivo sur de longues périodes de temps. De plus, nous espérons que notre méthodologie est une étape permettant vers l'objectif ultime de développer des outils de calcul pour la planification de traitement personnalisé dans le cadre clinique.

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Protocole

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Ce protocole implique l'expérimentation animale. Le protocole a été approuvé par la CISR de Ann et Robert H. Lurie Hôpital pour enfants de Chicago Centre de recherche et de protection des animaux Comité d'utilisation pour garantir le traitement humain des animaux. Les résultats de deux études d'expansion en utilisant ce protocole ont été publiés ailleurs 16, 31.

L'exécution de ce protocole requiert une équipe possédant une expertise complémentaire. La première partie du protocole décrit la procédure chirurgicale sur le modèle animal, ce qui nécessite du personnel avec la formation médicale appropriée. L'analyse ultérieure, en particulier les articles 4 et 5, impliquent des compétences en programmation informatique de base en C ++ et Python, et l'utilisation d'un shell de ligne de commande.

1. Procédure chirurgicale pour le placement Expander

NOTE: Le personnel impliqué dans l'opération doivent être frottées et toge de façon stérile. Sterilserviettes e et les rideaux sont appliqués dans le domaine chirurgical pour maintenir la stérilité. Tous les instruments, les sutures et extenseurs de tissus sont reçus dans un emballage stérile et manipulés que par du personnel stérile. Stérilité du site opératoire ne doit pas être violé jusqu'à ce que la procédure soit terminée.

  1. Acclimate un mois mâles âgés de porcs mini - Yucatan au logement standard pour une semaine et nourrir ad libitum.
  2. Le jour de la chirurgie, anesthésier l'animal en utilisant la kétamine / acépromazine pour l'induction (4 - 6 mg / kg), puis isoflurane pour l'entretien. Évaluer la profondeur de l'anesthésie en surveillant le réflexe palpébral. En outre, surveiller les signes vitaux (fréquence cardiaque, la température corporelle, la fréquence respiratoire, et / ou de réponse à pincer par forceps de tissu). Appliquer une pommade ophtalmique aux yeux pour se protéger contre abrasions de la cornée.
  3. Administrer des antibiotiques pré-procédure et nettoyer la peau du dos avec du savon chirurgical à base de chlorhexidine. Transfert quatre 10 x 10 cm 2 grilles, deux de chaque côté de laanimal, avec des marques de ligne de 1 cm sur la peau de porc en utilisant un milieu de transfert de tatouage. Les grilles correspondent aux quatre régions suivantes: rostrales gauche, à droite rostrales, caudales gauche et caudales droite. Utiliser un modèle de référence de la ligne médiane pour assurer un placement symétrique des motifs de grille.
    1. Créez les grilles sur papier en traçant la grille donne un aperçu très avec un stylo à bille. Laver la zone de l'animal où le réseau doit être placé avec de l'alcool isopropylique.
    2. Appliquer la grille (côté encre de stylo vers le bas) directement sur la peau. L'alcool sert à la sangsue une partie de l'encre hors du papier, le transfert de la grille pour la peau de l'animal.
  4. Injecter un anesthésique local (1% lidocaine avec 1: 100 000 épinéphrine) sous-cutanée sur le site de chaque incision prévue.
  5. Faire une incision de chaque côté de l'animal dans le milieu entre les deux grilles.
    NOTE: Les incisions sont placées sur le côté gauche et à droite de l'animal entre les 2 grilles surce côté. Il y a une incision gauche face et une incision unilatérale droite
  6. Utilisez un hémostatique pour développer un tunnel sous-cutanée sous la grille d'intérêt. Après avoir développé un tunnel, insérez l'expandeur sous la grille.
    NOTE: Les tunnels sont placés sous une grille qui aura un extenseur de tissu.
  7. Placez le port de l'inflation d'extension à distance via un tunnel sous-cutané développé de façon similaire le long de la ligne médiane dorsale de l'animal. blessures de réparation par suturer.
  8. Après l'opération, traiter l'animal avec des antibiotiques prophylactiques (Ceftiofur 5 mg / kg IM une fois), ainsi que des analgésiques (buprénorphine 0,05 à 0,1 mg / kg) par injection intramusculaire toutes les 12 h pour 4 doses, avec des doses supplémentaires disponibles pour la preuve de détresse animale.
  9. Observer les animaux en continu pendant 2 h après l'opération, y compris la mesure de routine des signes vitaux jusqu'à ce qu'ils aient repris et sont capables ambulation de maintenir la normothermie. Maison de l'animal dans une cage séparée et moniteur jusqu'à ce que jet est capable de marcher de façon indépendante sur les 4 pattes avant de le transférer vers sa zone de logement normale et en le laissant sans surveillance.
  10. Après la période de récupération après l'anesthésie immédiate, vérifier les animaux tous les jours pour évaluer la cicatrisation des plaies. Retirer les sutures 14 jours après l'opération. Ces incisions ne nécessitent pas de pansements. Laissez les incisions à guérir pendant 3 - 4 semaines avant le début de l'expansion

2. Protocole d'inflation

NOTE: Le calendrier des inflations et la quantité de solution utilisée dans chaque extension dépend de la question spécifique à l'étude. Pour caractériser l'effet de différentes géométries d'extension, un protocole approprié consiste à effectuer cinq étapes de gonflage à 0, 2, 7, 10 et 15 jours pour réaliser le remplissage des volumes de 50, 75, 105, 165, et 225 cc, respectivement.

  1. Avant chaque étape de gonflage, la sédation kétamine administrante animale (4-6 mg / kg) et la dexmédétomidine à 20 - 80 ug / kg.
    NOTE: La dexmédétomidine est unn agoniste alpha-adrénergique qui peut être inversée par l'atipamézole (1: 1 volume: volume) pour faciliter une récupération plus rapide; Cependant, ce niveau de sédation peut ne pas être suffisante pour que l'animal tolérer l'expansion sans risque excessif de préjudice à l'animal ou les gestionnaires. Si tel est le cas, l'administration anesthésie générale en fournissant isoflurane par ventilation de masque après induction kétamine / acépromazine de.
  2. Attacher deux mesures de bandes flexibles en plastique pour la peau de l'animal en utilisant un ruban chirurgical. Placez les mesures de bande entre les grilles sur les côtés gauche et droit.
  3. Placez l'animal sur un côté et d'acquérir 30 photographies de la scène du plus grand nombre d'angles différents que possible.
    NOTE: L'objectif est de capturer la géométrie des deux grilles visibles lorsque l'animal est allongé sur un côté.
    1. Tout d'abord, la position de la caméra au-dessus de l'animal et se penchant vers le côté caudal, pour capturer un plan où les grilles sont tatoués entièrement visibles et remplir le cadre.
    2. MOve dans un motif circulaire autour de l'animal dans un arc de la caudale à la direction rostrale, prendre des photos le long du chemin, veiller à ce que, pour chaque photographie, les grilles tatoués qui sont visibles apparaissent tout à fait dans le cadre.
      1. En même temps, essayez de maximiser l'espace que les grilles occupent dans le cadre. Un coup idéal capturerait le dos de l'animal avec les grilles tatoués et que de petites régions de fond.
    3. Ensuite, positionner la caméra vers le côté ventral de capturer un angle de prise de vue qui est approximativement parallèle au sol et prendre des photographies en arc de cercle de la ventrale de la région dorsale.
      NOTE: La quantité de photographies n'est pas une valeur fixe. Pour une bonne reconstruction, chaque point de la grille doit être tatoué dans au moins 3 photographies; 30 photographies au total est une quantité suffisante pour la reconstruction de la géométrie réussie.
  4. Placez l'animal sur le côté opposé et prendre 30 photos des deuxles grilles restantes suivant les mêmes étapes décrites ci-dessus.
  5. Effectuer l'étape de gonflage en trouvant l'orifice de remplissage à distance et en injectant la quantité requise de solution saline correspondant au protocole d'extension de l'intérêt. Utilisation stérile saline à 0,9% injectable.
    1. Localisez les ports et préparation sur la peau de l'animal avec des lingettes d'alcool isopropylique. Accéder au port avec une aiguille à ailettes de calibre 25 stérile fixée à une seringue remplie de solution saline stérile injectable.
      NOTE: Comme cela est décrit ci-dessus, les ports sont tunneled sous-cutanée à une position sur la face dorsale de la ligne médiane antérieure lors de la pose d'extension.
    2. Injecter la quantité désirée de solution saline. S'il vous plaît se référer à la note au début de cette section pour les volumes d'inflation injectés à chaque étape du processus d'expansion.
  6. Répétez les étapes d'acquisition de photo après l'inflation.
  7. Une fois que le protocole d'inflation est terminée, euthanasier les animaux.
    1. Administrez généralel'anesthésie en fournissant isoflurane par ventilation de masque après induction kétamine / acépromazine de. Évaluer la profondeur de l'anesthésie en surveillant le réflexe palpébral. En outre, surveiller les signes vitaux (fréquence cardiaque, la température corporelle, la fréquence respiratoire, et / ou de réponse à pincer avec une pince de tissu).
    2. Euthanasier l'animal par une surdose intraveineuse de pentobarbital 90 - 100 mg / kg. Suite à un surdosage de pentobarbital pour l'euthanasie, confirmer la mort par l'absence de rythme cardiaque détectable en utilisant un oxymètre de pouls et la palpation du pouls, ainsi que l'absence de respiration spontanée.

3. multivue Reconstruction stéréo

  1. Utilisez un logiciel disponible dans le commerce pour télécharger les fichiers d'image et de reconstruire les modèles géométriques.
    1. Lancez le logiciel MVS sur le navigateur et connectez-vous.
    2. Sélectionnez une photo en 3D dans le coin supérieur gauche.
    3. Cliquez sur ajouter des photos, accédez à l'emplacement de l'imâges et de sélectionner manuellement les 30 photographies correspondant à un modèle unique.
    4. Nom du modèle et cliquez sur Créer
    5. Attendez que le modèle à créer. Cela peut prendre plusieurs minutes. Cliquez sur le tableau de bord sur la droite pour revenir à la page d'atterrissage d' origine du logiciel.
      REMARQUE: Le tableau de bord présente des images représentatives des modèles géométriques qui ont été créés par l'utilisateur.
    6. Placez le curseur sur le modèle qui vient d'être créé. Placez le curseur sur le coin inférieur droit de l'image du modèle. Cliquez téléchargements et sélectionnez obj.

4. Spline Fit surface

  1. Utilisez un logiciel open source pour traiter les modèles géométriques.
  2. Cliquez sur Fichier> Importer-> obj importer le fichier généré à partir du logiciel MVS. Sur le fond de la vue 3D cliquez sur Viewport Shading et select Texture. Recherchez un onglet à droite de la vue 3D avec les sous - menus: Transform, crayon gras, Vue, crayon 3D, etc. Cliquez sur Shading et sélectionnez Shadeless.
  3. Faites un clic droit sur la géométrie pour le sélectionner. Sur le fond de la vue 3D sélectionner le mode Modifier pour visualiser le maillage triangulaire.
  4. Sélectionnez un par un des noeuds sur les marques 1 cm de la mesure de la bande.
    1. Pour sélectionner un point, faites un clic droit dessus, et mettre en évidence le point. Les coordonnées du point apparaissent sur l'onglet sur le côté droit de la vue 3D. Sélectionnez et copiez les coordonnées du point sélectionné dans un fichier texte.
    2. Répétez cette opération pour tous les points sur les marques 1 cm de la mesure de la bande.
    3. Pour ce faire, pour les mesures de bande. Des exemples de fichiers de coordonnées de texte sont fournird: tape1.txt, tape2.txt.
      NOTE: S'il n'y a pas de nœuds du maillage sur le point d'intérêt, segmenter le maillage jusqu'à ce qu'il y est un nœud sur le point d'intérêt. Pour diviser le maillage sélectionner les trois sommets d'un triangle en appuyant sur la touche Maj et un clic droit sur les sommets. Cliquez ensuite sur le bouton Subdivide sur l'onglet qui apparaît sur le côté gauche de la vue 3D. Cette opération ajoute trois autres noeuds à l'intérieur du triangle sélectionné.
  5. Sélectionnez les 11 x 11 points de la grille et enregistrer les coordonnées des 121 points à un fichier texte dans le motif représenté sur la figure 1.
    1. De manière analogue à ce qui a été fait pour les mesures de bande, pour sélectionner un point de la grille, faites un clic droit dessus, le point sera mis en surbrillance. Les coordonnées du point apparaîtra sur l'onglet sur le côté droit de la vue 3D. Sélectionnez et copiez les coordonnées du point sélectionné dans un fichier texte
      NOTE: La numérotation des points de la grille est alwcaudal ays à rostral et de la ligne médiane dorsale vers la région ventrale. Cette commande garantit que l'espace des paramètres est cohérent pour deux patchs. À titre d'exemple, le fichier gridReference.txt qui contient les coordonnées de 121 points d'un timbre cutané est fourni.
  6. Télécharger, compiler et installer les bibliothèques splines de C. Le splineLibraryInstallation.txt de fichier contient le lien vers le code source des bibliothèques cannelés et des instructions pour l' installation.
  7. Compiler le code source pour générer le generateCurve.cpp generateCurve exécutable
    NOTE: Le generateCurve du programme ne doit être compilé une fois. Pour compiler ce C ++ code source et générer un exécutable suivez les instructions en haut du fichier de code source generateCurve.cpp.
  8. Utilisez le generateCurve du programme pour s'adapter splines aux mesures de bande et aux points de la grille. Pour exécuter l'exécutable dans un Bcoque de cendre, de type
    répertoire $ ./generateCurve
    1. Lors de l'exécution du programme, il demandera à l'utilisateur de taper le chemin d'accès au fichier contenant les coordonnées de la mesure de la bande. Ensuite, le programme vous demandera le nom du fichier de sortie. Ajouter la terminaison .g2 au nom du fichier.
      NOTE: La terminaison .g2 signifie des outils de go, et est associée aux bibliothèques splines. Deux exemples de fichiers splines correspondant aux mesures de bande sont disponibles avec ce protocole (tape1.g2, tape2.g2).
  9. Utilisez le script Python scalePoints.py à l' échelle les points de grille. Exécutez le programme dans une invite du shell Bash avec trois arguments: le nom des points de la grille et les noms de fichier des splines correspondant aux mesures de bande
    répertoire $ python scalePoints.py gridReference.txt tape1.g2 tape2.g2
    REMARQUE: Le script scalePoints.py importe les scripts B_spline.py et NURBS_Curv e.py donc les trois scripts doivent être dans le même dossier.
  10. Compiler le code source pour générer le generateSurface.cpp generateSurface exécutable.
    REMARQUE: Cette étape ne doit être fait une fois. Des instructions plus détaillées sont disponibles au début du fichier de code source generateSurface.cpp.
  11. Utiliser le programme generateSurface pour être compatibles avec une surface cannelée aux points de la grille. Exécutez le generateSurface exécutable sur le shell Bash
    répertoire $ ./generateSurface
    1. L'exécution du programme dans un shell vous demandera le nom du fichier contenant les points mis à l'échelle. Ensuite, il vous demandera le nom du fichier de sortie. Ajouter la terminaison .g2 au nom du fichier de sortie.
      NOTE: Le .g2 de terminaison est suggérée par les bibliothèques splines et supports pour outils go. Les fichiers gridReference.g2 et gridDeformed.g2 sont fournis à titre d' exemple.
itre "> 5. Quantification de la déformation d'extension induite par

  1. Démarrez Python dans l'invite du shell Bash
    répertoire $ python
    REMARQUE: Python initialise l'interprète, qui est une interface similaire à la coquille qui montrera un nouvel environnement de ligne de commande >>>
  2. Importez le script expansionIGA.py qui contient une fonction appelée evaluateMembraneIGA
    >>> de evaluateMembraneIGA d'importation expansionIGA
  3. Appelez la fonction evaluateMembraneIGA pour calculer les cartes de déformation.
    NOTE: Cette fonction prend comme arguments:
    Nom de fichier de la surface de référence
    Nom du fichier de la surface déformée
    Résolution de l'évaluation (le nombre de points sont évalués dans chaque direction)
    La valeur minimale de l'étirage de la zone utilisée à l'échelle du tracé de contour
    La valeur maximale d'étirage de la zone utilisée à l'échelle du tracé de contour
    La valeur minimale de l'étirage dans la direction longitudinale noused à l'échelle les contours
    La valeur maximale d'étirage dans le sens longitudinal utilisé à l'échelle les contours
    La valeur minimale de l'étirage dans la direction transversale utilisée à l'échelle les contours
    La valeur maximale de l'étirage dans la direction transversale utilisée à l'échelle les contours
    L'espacement entre les lignes de grille dans le tracé de contours
    nom de fichier de sortie
    1. Par exemple, exécutez
      >>> evaluateMembraneIGA ( 'gridReference.g2', 'gridDeformed.g2', 250, 3, 0,5, 2, 0,5, 2, 0,5, 25, 'déformation')
      REMARQUE: Cette commande va générer et enregistrer six fichiers de sortie. Notez que le dernier argument dans l'exemple ci - dessus est la déformation du nom de fichier de sortie, ainsi, les fichiers qui seront générés sont les suivants :
      deformation_theta.png: tracé de contour de la portion de la zone
      deformation_theta.txt: table de valeurs correspondant à la courbe de contour de zone étendue
      deformation_G1.png: tracé de contour de l'alon stretchg l'axe longitudinal de l'animal
      deformation_G1.txt: table de valeurs correspondant à la courbe de contour de tronçons le long de l'axe longitudinal de l'animal
      deformation_G2.png: tracé de contour de l'élément extensible dans l'axe transversal de l'animal
      deformation_G2.txt: table de valeurs correspondant à la courbe de niveau de la composante de l'étirement dans l'axe transversal de l'animal
      REMARQUE: Ne confondez pas la fin des fichiers de spline, .g2, avec le vecteur G2. Les fichiers ont spline la fin .g2 suivant les conventions de nommage de la bibliothèque spline. D'autre part, les vecteurs G1 et G2 représentent les directions longitudinale et transversale par rapport à l'animal.
      REMARQUE: Les fichiers de contour sont générés avec des caractéristiques distinctes aux quatre coins pour faciliter l'interprétation de l'espace des paramètres: pixel noir: la plupart caudales, point le plus dorsal; coin pixel rouge: most rostral, le point le plus dorsal; coin pixel vert: la plupart caudale, point le plus ventral; coin pixel bleu:, point le plus ventral plus rostrale.

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Résultats

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cette méthodologie a été utilisée avec succès pour étudier la déformation induite par différentes géométries d'extension: rectangle, sphère et extenseurs de croissant 31, 32. Les résultats correspondant aux extenseurs de la sphère et du croissant sont discutés à côté. La figure 2 illustre les trois étapes de reconstruction de modèle MVS. Le point de départ est une collection de photographies d'une scène statique....

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

nous avons présenté un protocole pour caractériser les déformations induites lors d'une procédure d'expansion tissulaire dans un modèle porcin en utilisant stéréo multi-vues (MVS) et la cinématique isogéométrique (cinématique IGA). Au cours de l'expansion des tissus, la peau subit des déformations importantes allant d'une surface lisse et relativement plate à une forme de dôme 3D. Peau, comme les autres membranes biologiques 34, répond à étirer par la production de nouveaux ...

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Déclarations de divulgation

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auteurs sLe ont rien à révéler.

Remerciements

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Ce travail a été soutenu par la subvention NIH 1R21EB021590-01A1 à Arun Gosain et Ellen Kuhl.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Porc miniature du YucatanSinclair Bioresources, Windham, MEN/A
AntibiotiquesSanta Cruz Animal Health, Paso Robles, CAsc-362931RxCeftiofur, posologie 5 mg/kg intramusculaire
Savon chirurgical à base de chlorhexidineCardinal Health, Dublin, OHAS-4CHGL(4-32)4 % gluconate de chlorhexidine Gommage chirurgical pour les mains
Médium de transfert de tatouage  ;Hildbrandt Tattoo Supply, Point Roberts, WATRANSFPochoir papier de transfert de tatouage thermique
Lidocaïne avec épinéphrineACE Surgical Supply Co, Brockton, MA001-1423Lidocaïne Hcl 1 % (Xylocaïne) - Épinéphrine 1:100,000, 20 mL
BuprénorphineZooPharm, Windsor, CO1 mg/mL libération prolongée, dosage 0,01 mg/kg intramusculaire
Appareil photo numériqueSonyAlpha33Appareil photo numérique standard avec 18 - 35 po Objectif mm, ouverture 3,5 - 5,6. Utilisé en mode automatique, sans flash
Ruban à mesurerMedline, Mundelein, IllinoisNON171330Ruban à mesurer rétractable, tissu, boîtier en plastique, 72 pouces
Expanseurs de tissusPMT, Chanhassen, MN03610-06-024 cm x 6 cm, rectangulaire, 120 cc, série 3610 Expandeur de tissus à 2 étages avec port standard
ReCap360AutodeskN/AMVS Software, Application Web : recap360.autodesk.com
BlenderBlender FoundationN/ALogiciel d’infographie, open source : blender.org
SISLSINTEFN/ABibliothèques de splines C++, open source : https://www.sintef.no/projectweb/geometry-toolkits/sisl/

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
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  2. Neumann, C. G. The expansion of an area of skin by progressive distention of a subcutaneous balloon: Use of the Method for Securing Skin for Subtotal Reconstruction of the Ear. Plast Reconstr Surg. 19, 124-130 (1957).
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Tissue ExpansionMulti View StereoIsogeometric AnalysisStrain QuantificationPorcine ModelSkin Deformation3D ReconstructionGrid TattooingExpander InflationRegional Strains

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