Aorte abdominale Hydrogel imitant le tissu de fabrication fantômes pour Validation élastographie par ultrasons

Cette méthode peut aider à évaluer les algorithmes inhérents au domaine de l’imagerie par élasticité des ultrasons vasculaires, en imitant non invasivement les vaisseaux cliniquement pertinents avec des géométries complexes et des propriétés matérielles spatialement variables. Le principal avantage de cette technique est qu’elle établit une méthodologie pour fabriquer facilement des tissus imitant des fantômes avec des paramètres géométriques mélodieux ainsi que des propriétés mécaniques spatialement variables. Cette technique de fabrication peut faire progresser notre capacité à diagnostiquer les anévrismes abdominalement aortiques en validant une méthode pour mesurer les propriétés mécaniques changeantes inhérentes à la maladie.

Luke Cybulski, technicien de mon laboratoire, fera la démonstration de l’intervention. Pour préparer les hydrogels, mélanger 22,2 grammes de poudre de PVA-c dans 200 millilitres d’eau du robinet dans un bécher en verre, et cuire au micro-ondes la solution à ébullition. Puis remuer et faire bouillir la solution à nouveau jusqu’à ce que tout le PVA soit dissous.

Ensuite, suspendez 0,4 grammes de poudre de carbonate de calcium dans 10 millilitres d’eau et mélangez soigneusement la suspension carbonate de calcium dans la solution PVA sous forme de disperseurs à ultrasons. Ensuite, couvrez la solution pour le refroidissement à température ambiante. Faire une autre solution PVA-c avec 17,6 grammes de poudre PVA-c en 100 millilitres d’eau du robinet dans un autre bécher en verre avec ébullition et agitation jusqu’à ce que la solution soit claire.

Ajoutez ensuite 0,4 gramme de poudre de carbonate de calcium en cinq millilitres de suspension de disperseur à ultrasons d’eau à la deuxième solution PVA-c. Mélanger une solution finale PVA-c avec 193,7 grammes de poudre PVA-c et 3,5 litres d’eau du robinet dans une grande casserole et porter la solution à ébullition, en enlevant le pot de la chaleur une fois que l’ACV est entièrement suspendu en solution. Ajouter ensuite 7,4 grammes de poudre de carbonate de calcium en 10 millilitres de suspension d’eau à la casserole et laisser refroidir la solution à température ambiante.

Pour assembler les moules, fixez une extrémité d’environ 100 millimètres de tube flexible au port d’injection d’un moule extérieur de lumen et fixez une bite d’arrêt avec des raccordements de seringue à l’autre extrémité. À l’aide de cire déformable, alignez les broches d’enregistrement du moule intérieur lumen et adhérez à la partie bombée du moule intérieur de lumen à la partie droite de navire du moule intérieur de lumen. Dans une zone bien ventilée, appliquer un spray sur le revêtement en caoutchouc flexible de l’extrémité anévrisme du moule lumen intérieur pour empêcher l’hydrogel de dissoudre la partie moule PVA pendant le processus de moulage.

Avec le côté plus grand de la partie anévriste du moule extérieur faisant face vers le bas, remplissez le renflement avec 15 millilitres de 17.6 grammes de solution de PVA-c et placez les parties intérieures assemblées de moule dans la partie extérieure avant de moule utilisant des bandes en caoutchouc pour maintenir la partie intérieure de lumen en place. Ensuite, placez l’assemblage du moule dans un congélateur de moins 20 degrés Celsius pendant 12 heures. Pendant ce temps, appliquez une généreuse quantité de cire déformable sur la surface arrière d’un moule d’échantillon imprimé et serrez le moule d’échantillon sur une feuille de plastique plate coupée à une taille minimale d’environ 100 par 60 par 10 millimètres.

Ensuite, remplissez l’espace entre le moule et la feuille de plastique avec la solution PVA de 17,6 grammes et placez le moule dans le congélateur de moins 20 degrés Celsius. Sans laisser la solution dans le premier assemblage de moule décongeler assembler et serrer ensemble l’ensemble du moule du récipient tapissant les coutures du moule lumen externe avec de la cire déformable pour s’assurer que l’hydrogel ne fuit pas pendant l’injection. Remplissez une seringue de 60 millilitres avec la solution PVC de 22,2 grammes et maintenez l’extrémité de bifurcation du moule jusqu’à injecter la solution PVA-c dans l’assemblage du moule.

Laissez le moule nouvellement construit se fixer pendant 30 minutes avec le tapage doux toutes les 10 minutes pour permettre à n’importe quelle bulle d’air de s’élever au dessus du moule. Ensuite, congeler l’ensemble de l’assemblage du moule pendant 12 heures. Pendant ce temps, assembler et serrer un autre moule échantillon et plat feuille de plastique coupé comme démontré, remplir l’espace entre le moule et la feuille de plastique avec la solution PVA 22,2 grammes, et congeler le moule pendant 12 heures.

À la fin de l’incubation de congélation, décongeler les deux moules pendant 12 heures à température ambiante, suivi de quatre autres cycles de gel et de dégel de 24 heures. Après le cinquième cycle gel-dégel, retirez les échantillons d’essai PVA-c de leurs moules et coupez tout cryogel excédentaire des échantillons pour les entreposer dans un contenant scellé de cinq pour cent par solution d’eau de Javel en volume à température ambiante. Ensuite, retirez le récipient PVA-c du moule extérieur de lumen, séparant soigneusement la partie droite de navire du moule intérieur de lumen de la partie anévrique.

Ensuite, coupez les espaceurs d’enregistrement de l’extrémité bifurquée de la partie anévriste du moule intérieur lumen pour exposer le filament imprimé PVA et placer la partie imprimée PVA dans un bain d’eau à température ambiante pour dissoudre la partie anévrisme PVA. Après la dissolution et l’enlèvement de la partie imprimée PVA de l’intérieur du navire fantôme stocker le fantôme dans un récipient scellé d’un cinq pour cent par solution d’eau de Javel volume à température ambiante. Remplissez le moule de fond avec environ 3,3 litres de la solution PVA-c de 183,7 grammes et remplissez un moule d’échantillon avec la solution PVA-c de 183,7 grammes et congelez et décongelez le fond et les moules d’échantillon pendant deux cycles de 24 heures.

Après le deuxième dégel, retirez l’échantillon de fond et le fantôme de fond de leurs moules et rangez-les dans un récipient scellé de cinq pour cent frais par solution d’eau de Javel en volume à température ambiante. Pour l’essai des fantômes et des échantillons, placez le navire et les fantômes de fond dans un grand bain d’eau et utilisez des pinces à tubes pour fixer l’extrémité plus grande du navire à la sortie de la pompe à eau hémodynamique. Placez le fantôme du navire dans le fantôme arrière-plan et utilisez des pinces à tubes pour fixer les extrémités bifurquées du fantôme à l’entrée à la pompe hémodynamique.

Placez un cathéter de capteur de pression à l’état solide dans le système de la pompe d’extrémité du navire près de l’entrée de la pompe hémodynamique et exécutez la pompe hémodynamique de telle sorte que les pressions des formations walde se situent entre un minimum de zéro kilopascal et un maximum de 7,5 kilopascals. Utilisez ensuite un système d’ultrasons et un transducteur convexe d’une fréquence centrale d’environ cinq mégahertz pour recueillir des images échographiques de l’arrière-plan et des fantômes du navire en coupe transversale à l’endroit où le diamètre maximal du navire enregistre les données de pression à l’aide d’un système d’acquisition numérique. Ici, représentés comme des images en mode B du vaisseau imitant les fantômes pour les pressions minimales et maximales mesurées par le cathéter sont montrés.

Dans ce fantôme fabriqué, le rapport de la souche normalisée de pression moyenne mesurée dans le quart postérieur du fantôme à la souche moyenne dans le trimestre antérieur était de 0,92. Dans ce fantôme fabriqué, la section anévrémique du fantôme a été faite avec une solution PVA-c de masse de 15 pour cent et le reste du fantôme a été fait en utilisant le 10 pour cent par masse PVA-c et le rapport de la souche postérieure et antérieure a été déterminé à 1,87. Ici, le fantôme hétérogène a été généré avec un 20 pour cent par PVA-c de masse avec un rapport postérieur à antérieur de contrainte de 4.23 et ceci 25 pour cent par le fantôme hétérogène de masse de PVA-c a démontré une souche postérieure à antérieure de 7.37.

Comme nous l’avons démontré, les fantômes du navire final peuvent être soumis à une pression dynamique et stables sous de grandes charges. Tout en essayant ce processus de fabrication, il est important de maintenir l’enregistrement de toutes les sections de moule. Si les pièces de moule ne sont pas correctement ajustées sections minces de la paroi du navire peut en résulter.

L’utilisation de cryogel d’alcool polyvinyle permet un large éventail de valeurs de rigidité pour imiter les propriétés matérielles changeantes des vaisseaux sanguins. Suivant la technique montrée dans cette procédure, d’autres géométries fantômes peuvent être créées et testées en utilisant des moules CAO similaires ou des moules spécifiques au patient à partir d’images CT améliorées contrastées des vaisseaux. Les fantômes cryogel développés ici ont été spécifiquement conçus pour l’imagerie par ultrasons, cependant, ils sont également compatibles avec la résidence magnétique et les systèmes d’imagerie tomogrophy ordinateur et peuvent être utilisés pour valider un large éventail de techniques d’imagerie.