הדמיה וכמות של האזור של מיקרו-bubbles הנע במהירות באמצעות מצלמה במהירות גבוהה וניתוח תמונה

ניתן להשתמש בהדמיה במהירות גבוהה כדי לדמיין תהליכים מהירים, כגון דינמיקת בועת cavitation. אנו מדגימים שיטה של הדמיית בועות cavitation סביב קצה קנה מידה קולי שיניים. Cavitation סביב scalers קולי הוא נחקר לניקוי רובד שיניים, אבל השיטה המוצגת כאן יכול לשמש עבור יישומים רבים ושונים.

פיתחנו גם פרוטוקול ניתוח תמונה באמצעות תוכנת קוד פתוח המאפשר למשתמש לחשב את האזור של בועות cavitation כדי לאפשר השוואות בין ניסויים שונים. כדי ליצור את ההתקנה הניסיונית, תצטרך מצלמה במהירות גבוהה, מקור אור קר בעוצמה גבוהה, שני שקעי מעבדה, שלב micropositioning עם סיבוב, שלב מיקרו-מיקום 3D, עדשת זום מיקרוסקופ, ו scaler קולי כדי ליצור microbubbles cavitation, או האובייקט שאתה רוצה תמונה. כדי להתחיל את ההליך, צרף שלב מיקרו-מיקום עם תרגום XYZ וסיבוב לשקע מעבדה.

לתקן את היד של scaler קולי בשלב micropositioning. השתמש במצלמה במהירות גבוהה עם קצב המסגרות והרזולוציה הרצויים. חבר לוח הזזה micropositioning לגוף המצלמה במהירות גבוהה, ולחבר אותו חצובה.

השתמש בעדשה עם הרזולוציה הרצויה ועדשת המוקד ולחבר אותו לגוף המצלמה במהירות גבוהה. חבר שלב מיקרו-מיקום XY עם סיבוב לשקע מעבדה אחר והצב מיכל הדמיה שקוף אופטית על גבי זה. תצטרך גם מקור אור קר בעוצמה גבוהה עם מדריך אור סיבים.

ממלאים את מיכל ההדמיה במים ומטבולים את קצה המכשיר בתוך המיכל. חבר את המצלמה וטען את התצוגה החיה בתוכנת ההדמיה. השתמש הגדלה נמוכה להתמקד בקצה של scaler קולי, מיקום מחדש של מקור האור במידת הצורך.

במחקר זה, תאורה ניתנה במצב שדה בהיר. בחר את קצב המסגרות ואת מהירות התריס האופטימליים עבור המצלמה המהירה. במקרה זה, מהירות תריס קצרה של 262 ננו שניות נבחרה כדי להבטיח את בועות cavitation נע במהירות היו בפוקוס.

התאימו את ההגדלה של עדשת הזום ואת עוצמת מקור האור, כך שהרקע לבן מבלי להיחשף יתר על כן. רשום את זווית הסיבוב של הקצה לשחזור. כדי להבטיח שתחום התצוגה יהיה עקבי עבור כל חזרה, בחר נקודת התייחסות ושים לב כלפי מטה על הקואורדינטות.

במקרה זה, נקודת ההתייחסות הייתה קצה קנה המידה הקולי. אם ניתוח תמונה ייעשה, לקחת תמונה של המכשיר ללא כל cavitation. פעולה זו תשמש כדי לחסר את האזור של המכשיר כדי לחשב את האזור של הבועות.

לאחר מכן, דימוי cavitation סביב המכשיר. אלה הם קטעי וידאו במהירות גבוהה של cavitation המתרחשים סביב טיפים קשקשים קוליים שונים. במחקר זה, ניתוח תמונה שימש לחישוב האזור הממוצע של cavitation המתרחשים, וגרפים אלה מראים את ההשוואה בין טיפים שונים.

טכניקה זו שימושית להדמיית דפוסי בועות ולמיקומים המדויקים שלהן, דבר שימושי להבנת האופן שבו ניתן להשתמש בבועות cavitation עבור יישומים שונים, כגון ניקוי. ניסויי הדמיה מהירים אלה יכולים גם להיות מאומתים עם סימולציות רפואיות חדשות. השתמשנו במאמרים המבוססים על מידול אלמנטים סופיים כדי לדמות את האינטראקציה התלת מימדית, הלא ליניארית והארעית בין הרטט להיווצרות קצה קנה המידה.

אנחנו גם מדמים את זרימת המים סביב קנה המידה, ואת היווצרות cavitation ואת הדינמיקה שלהם. פרוטוקול זה מראה את הדרך הפשוטה יחסית ליצור הגדרת הדמיה במהירות גבוהה, כי כאשר שולטים כראוי, יכול להיות שימושי עבור הדמיה cavitation בועות סביב קשקשים קוליים שיניים, וגם עבור הדמיה סוגים אחרים של מכשירים המייצרים microbubbles cavitation. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה של איך ליצור הדמיה במהירות גבוהה להגדיר תמונה microbubbles נע במהירות.

היתרון העיקרי של שיטה זו הוא קל להגדיר, ואת ניתוח תמונה מהירה ניתן להחיל בקלות על מאות תמונות. טכניקה זו תסייע לחוקרים להשתמש בהדמיה במהירות גבוהה כדי לדמיין microbubbles נע במהירות, וזה יכול להיות מותאם בקלות עבור יישומי הדמיה בועה שונים.