Méthodologie élastographie par résonance magnétique pour l'évaluation des tissus Conçu croissance Construct

L’examen des constructions de tissus modifiés est inacceptable : les essais mécaniques traditionnels, qui entraînent souvent la destruction de l’échantillon, ne sont pas acceptables. Cette méthode utilise l’élastographie par résonance magnétique microscopique ou micro ERM comme technique non invasive pour mesurer les propriétés mécaniques des petits tissus mous. Les premières cellules sont placées sur un échafaudage de biomatériau pour générer du tissu.

Le tissu est suspendu dans du gel aros et la pointe d’un actionneur est placée dans le gel. Ensuite, pour caractériser l’actionneur, le mouvement est transféré à l’échantillon et détecté à l’aide d’un laser. Viter Doppler.

L’échantillon et l’actionneur sont transférés à un aimant et à la résonance magnétique. Des images d’élastographie sont acquises. L’analyse des images résultantes montre le changement de rigidité pure pour les constructions ostéogéniques et adipogènes.

Nous avons d’abord eu l’idée de cette technique et nous avons observé la phtographie à résidence magnétique pour l’utilisation du diagnostic de maladies et avons réalisé qu’elle pouvait être étendue à l’ingénierie tissulaire. Le principal avantage de cette technique par rapport à d’autres techniques existantes comme les essais mécaniques, est qu’elle applique la technologie non invasive de l’IRM aux principales propriétés mécaniques des tissus. Les applications de cette technique s’étendent à l’ingénierie tissulaire, car la connaissance des propriétés mécaniques garantira qu’elle est appropriée pour ses utilisations prévues dans l’ingénierie osseuse et cartilagineuse.

Bien que ces méthodes fournissent des informations précieuses sur l’ingénierie tissulaire, elles peuvent également être utilisées pour diagnostiquer des maladies dans différents organes, tels que la fibrose hépatique, les lésions cérébrales traumatiques ou le cancer du cerveau, par exemple. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car elle comprend les étapes difficiles à apprendre, ainsi qu’une connaissance préalable de l’ingénierie tissulaire et de l’imagerie du rythme de l’amplitude et de l’amplitude du rythme. Gars. Le processus de préparation de la construction tissulaire se compose de trois étapes principales, l’expansion de la population cellulaire, l’ensemencement des cellules sur un échafaudage de biomatériaux et la différenciation par l’utilisation de molécules de signalisation chimique.

Après la culture et l’expansion de la lignée cellulaire, ensemencez les cellules souches mésenchymateuses humaines ou HMC sur une éponge de gélatine à une densité de un fois 10 à six cellules par millilitre pour la formation osseuse. Environ trois jours plus tard, les cellules devraient apparaître confluentes sur l’échafaudage pour induire la différenciation. Retirez le milieu et remplacez-le par un milieu à induction adipeux.

Ensuite, incubez les cellules à 37 degrés Celsius avec 5 % de dioxyde de carbone après trois jours. Remplacez le milieu par un milieu d’entretien, qui consiste en un milieu d’expansion contenant 10 microgrammes par millilitre d’insuline recombinante humaine. Après une incubation de 24 heures, remplacez le milieu d’entretien par un milieu à induction.

Répétez ce cycle trois fois. Remplacer le milieu d’entretien tous les deux jours par la suite pendant quatre semaines pour induire l’ostéogenèse. Remplacer par un milieu ostéogénique frais tous les deux jours pendant la durée de l’étude.

Ici, l’étude dure quatre semaines et l’ERM est réalisée chaque semaine. L’élastographie par résonance magnétique repose sur la propagation d’ondes de cisaillement mécaniques pour évaluer les valeurs locales des propriétés mécaniques. Par conséquent, ces vibrations mécaniques doivent être générées et caractérisées dans le tissu d’intérêt à l’aide d’un actionneur électrique piso. Pour préparer l’échantillon, transférez la culture tissulaire dans un tube à essai de 10 millimètres de diamètre contenant une base solide et une couche de gel AGROS à 0,5 %.

Ajoutez ensuite du gel acro chaud 0,5. Pour l’enfermer. Laissez le gel agros prendre pendant cinq minutes.

À température ambiante, insérez l’extrémité du moteur de pliage électrique piso dans la surface du gel. Ensuite, fixez le tube contenant l’échantillon et l’actionneur à un support rigide. Orientez le faisceau du baromètre laser Doppler vers l’extrémité de l’actionneur mécanique.

Ajustez le positionnement du système pour optimiser l’intensité du signal réfléchi, qui s’affiche sur le baromètre. Pour maximiser la réflexion, utilisez du ruban réfléchissant si nécessaire pour configurer l’actionneur afin qu’il génère des ondes pures inoffensives avec des amplitudes significatives d’environ 250 microns. Réglez le générateur de fonctions pour qu’il balaie la gamme de fréquences souhaitée en utilisant une tension de fonctionnement de 20 volts crête avec un signal de bruit blanc.

Pour cette expérience, la gamme de fréquences souhaitée est de 20 à 2000 hertz. Pour afficher le spectre caractérisé sur le programme Polytech Rsof, sélectionnez la vitesse et l’affichage FFT. Commencez à capturer le signal et à identifier la fréquence de résonance du système en fonction des pics du spectre.

Ensuite, pour mesurer la déviation de l’actionneur, réglez l’actionneur pour qu’il délivre une sinusoïde continue à la fréquence de résonance caractérisée. En utilisant une tension de fonctionnement de 200 volts, le sommet et le déplacement généré sont délivrés par l’actionneur à la surface de la fibre de gel pour afficher la FFT avec le déplacement comme axe Y. Une fois l’actionneur caractérisé, placez le tube à essai contenant l’échantillon et l’actionneur dans une fente d’une bobine RF de 10 millimètres, placez l’échantillon et l’actionneur au centre du scanner IRM.

Acquérir une image de repérage pour identifier l’emplacement de la construction. Une fois que la construction tissulaire a été localisée, définissez les paramètres pour l’acquisition. Un sifflage sagittal in vitro typique aura un temps de répétition de 1000 millisecondes.

Temps d’écho de 20 à 40 millisecondes, épaisseur de coupe de 0,5 à un millimètre et champ de vision de 12 x 10 millimètres carrés, avec une taille de matrice de 1 28 x 1 28 pixels. Pour les paramètres d’élastographie, réglez la fréquence de l’actionneur sur la valeur déterminée par la caractérisation laser Doppler Viter. Pour cet échantillon, une paire bi est nécessaire avec une amplitude de gradient de 50 gauss par centimètre et un retard MRE réglé à zéro.

Passez le générateur de fonctions en mode rafale et ajustez les paramètres du générateur de fonctions pour qu’ils correspondent à ceux des paramètres d’acquisition de l’élastographie, y compris la fréquence et le nombre de cycles. Réglez également le générateur de fonctions pour qu’il soit déclenché de l’extérieur. Pour obtenir une image sagittale, réglez la sensibilisation au mouvement pour qu’elle soit dans la direction positive de la coupe et démarrez le balayage après l’acquisition.

Vérifiez l’image pour évaluer la qualité du signal dans la construction tissulaire. Si l’image semble trop sombre, ajustez les paramètres MR et effectuez un autre balayage. Ensuite, changez la sensibilisation dans le sens de la tranche négative.

Transférez les fichiers du scanner IRM vers un autre ordinateur équipé de MATLAB et exécutez le programme MATLAB qui effectuera une division complexe pour la génération d’une image illustrant la propagation des ondes de cisaillement. Évaluez la présence d’ondes de cisaillement dans l’image, et d’éventuels artefacts, tels que des profils de ligne d’enroulement de phase, peuvent être tracés pour mieux évaluer la qualité et l’amplitude de l’onde. En cas d’habillage, diminuez l’amplitude du dégradé et effectuez un autre balayage.

Si aucun ajustement de l’image n’est nécessaire. Ajustez la taille du réseau de paramètres à huit valeurs équidistantes allant de zéro seconde à une période complète de la fréquence de résonance caractérisée. Acquérez un balayage dans les orientations de coupe positive et négative une fois les images acquises.

Utilisez un programme MATLAB conçu pour générer les données de vagues pures et le film correspondant de la propagation de l’onde dans l’échantillon. C’est le fichier qui sera nécessaire pour estimer les propriétés mécaniques. La dernière étape de l’ERM consiste à calculer la rigidité pure à partir des images de vagues pures.

Commencez par placer les données dans le programme MATLAB qui évaluera l’ensemble de données tridimensionnel, spécifiera les paramètres d’imagerie, notamment le champ de vision, le gradient, l’amplitude et le nombre de paires bipolaires, et exécutez le code. L’algorithme permet de sélectionner les régions d’intérêt pour lesquelles la moyenne et l’écart-type de chaque paramètre sont calculés. Dessinez les contours de la construction tissulaire pour sélectionner la région d’intérêt.

La moyenne et l’écart-type de la rigidité, de l’accumulation, du module et du module de perte dans la région d’intérêt sélectionnée sont affichés. Le programme fournit également des résultats intermédiaires, y compris des filtres onde après filtre, un filtrage directionnel vague après vague et des profils de ligne qui aident à estimer la fidélité de la récupération. Pour une estimation précise, l’onde filtrée doit être lisse.

L’écart-type d’un paramètre dans une région d’intérêt spécifique est également un indicateur de la qualité du calcul si nécessaire, ajustez d’autres paramètres si nécessaire pour obtenir des valeurs précises des propriétés mécaniques afin d’observer les changements de propriétés mécaniques des constructions techniques au fur et à mesure de leur développement. Les tests MRE ont été appliqués sur une période de quatre semaines. Cette carte de développement de construction montre les constructions adipogéniques indiquées par la lettre A et ostéogéniques indiquées par la lettre O avec les images de magnitude correspondantes, les images de vagues pures, les ELA et la rigidité moyenne en cisaillement affichée.

La palette de couleurs des ELA correspond au schéma de couleurs de la barre. Le graphique et les barres d’erreur représentent l’écart-type dans chaque région de construction d’intérêt. Au fil du temps, les constructions adipogéniques sont devenues moins rigides, indiquant des propriétés similaires au tissu adipeux.

De même, les constructions ostéogéniques sont devenues plus rigides au cours de la période de quatre semaines, indiquant une différenciation osseuse Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en environ deux heures si elle est exécutée correctement. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de bien caractériser l’actionneur en suivant cette procédure. Des méthodes telles que l’analyse biochimique et l’histologie peuvent être utilisées pour répondre à des questions telles que la confirmation d’un dépôt minéral.

N’oubliez pas que lorsque vous travaillez avec du matériel cellulaire humain et l’IRM, cela peut être extrêmement dangereux et la connaissance de la BL deux et de l’IRM appropriées. Des précautions doivent être prises lors de l’exécution de ces procédures.