Monitoraggio dei Mechanics parete durante la distribuzione stent in un recipiente
8 maggio 2012
Stent indotte distribuzioni deformazione arteriosi sono caratterizzati usando un sistema ottico ceppo superficie di misurazione. Questa tecnica di visualizzazione è utilizzato per acquisire conoscenze in merito all'impatto della impianto di stent a bordo della nave host.
In questo esperimento si utilizza un apparato di misurazione della deformazione senza contatto per monitorare e registrare la deformazione non uniforme indotta dallo stent su un'arteria simulata. Preparare innanzitutto un vaso simulato per l'espansione dello stent. Dopo aver calibrato il sistema software Aramis, espandere lo stent e acquisire la deformazione del vaso simulato.
Risultati derivanti dall'analisi della deformazione indotta dallo stent lungo un percorso assiale del vaso simulato. Mostrano che la distribuzione della deformazione indotta dallo stent sul vaso simulato non è uniforme. Il vantaggio principale del sistema di telecamere Aramis rispetto ad altri metodi di misurazione della deformazione, come gli estensimetri, è che il sistema di telecamere ARAMIS consente misurazioni della deformazione senza contatto.
Questo protocollo illustrerà come calibrare il sistema aramis insieme all'analisi del campione qui. Questo metodo fornisce informazioni sulla distribuzione di un flusso dovuta all'espansione del supporto. Può inoltre essere applicato ad altri sistemi, come una corda su una testa durante l'onda d'urto o una corda su una barra di acciaio in trazione.
Per prima cosa, fissare entrambe le estremità del tubo in lattice a dei raccordi a barbetta che siano stati bloccati su un banco di lavoro robusto. Per un test di uno stent, centrare l'area di interesse tra i raccordi a barbetta includendo circa un pollice su ciascun lato dello stent. Al fine di osservare le deformazioni al di fuori dell'area stentata, misurare l'area di interesse sul tubo in lattice per determinare il campo visivo.
Successivamente, registrare la distanza tra il bordo esterno di un raccordo per tubo flessibile a ghigliottina e il punto centrale tra i raccordi. Riportare tale distanza sul catetere misurando dal centro dello stent lungo il catetere. Quindi segnare il catetere con un pennarello.
Ora rimuovere il contenitore in lattice dai connettori del tubo a spina. Preparare il contenitore in lattice spruzzando l'area di interesse con un modello stocastico di vernice spray bianca e nera oppure contrassegnando l'area di interesse con punti casuali. Utilizzando un pennarello indelebile, selezionare un pannello di calibrazione leggermente più grande dell'area di interesse.
Quindi posizionare il pannello di calibrazione tra i connettori a barbetta del tubo nell'area di interesse. Assicurarsi che l'area di interesse sia ben illuminata. Ora, regolare la distanza tra le due telecamere, la distanza tra il campione e le telecamere e l'altezza delle telecamere per aprire un nuovo progetto in Aramis selezionando file e quindi nuovo progetto.
Successivamente, fare clic sulla scheda del sensore e selezionare la calibrazione. Quindi eseguire la calibrazione completa in modo che il software RMS possa procedere con la calibrazione delle telecamere, con il diaframma dell'obiettivo completamente aperto. Mettere a fuoco la telecamera sul pannello di calibrazione allentando la vite di bloccaggio della telecamera e ruotando l'obiettivo. Una volta messo a fuoco, riavvitare saldamente la vite di bloccaggio e chiudere il diaframma.
Acquisire la prima immagine del processo di calibrazione. Spostare il pannello di calibrazione in base alla dimostrazione visualizzata sul computer finché l'immagine non risulta messa a fuoco sullo schermo. Successivamente, acquisire la seconda immagine.
Ripetere questo processo per il resto delle immagini di calibrazione. Una volta acquisite tutte le immagini di calibrazione, il software di analisi delle immagini RM S calcolerà le impostazioni di calibrazione. Se la deviazione di calibrazione è inferiore a 0,04, rimuovere il pannello di calibrazione e riposizionare il contenitore in lattice verniciato sul tubo flessibile a innesto.
Connettori, dato che un numero maggiore di fotogrammi al secondo produrrà risultati di deformazione più uniformi. Determinare il numero di fotogrammi al secondo per la prova. Regolare inoltre la velocità dell'otturatore a meno di un fotogramma al secondo.
Per ridurre al minimo il rosso nell'immagine, acquisire cinque immagini, quindi aggiungere i punti iniziali sulla serie di immagini e calcolare il test tenendo premuto il tasto controllo. Fare clic sul centro del campione per osservare il rumore di fondo. Se il rumore del pretest è superiore a 75 micros, scaricare.
Ripetere il processo di calibrazione. Prepararsi per il rilascio dello stent selezionando il numero di immagini desiderate da acquisire durante il test. 200 immagini saranno sufficienti per l'espansione dello stent.
Procedere inserendo gradualmente il catetere nel vaso di lattice. Utilizzare l'indicatore marcato sul catetere per guidare l'inserimento dello stent fino a raggiungere la posizione centrale. Iniziare ad acquisire immagini con AAMI per lo stent espandibile con palloncino.
Aumentare gradualmente la pressione del palloncino per espandere lo stent fino a quando il palloncino non è completamente espanso. Successivamente, ridurre gradualmente la pressione del palloncino a zero, sgonfiando il palloncino in modo da ritirarlo insieme al catetere per lo stent autoespandibile. Rimuovere gradualmente la guaina fino a quando lo stent non è completamente espanso.
Quindi ritirare gradualmente il catetere per calcolare la storia della deformazione in un punto specifico del vaso. Per prima cosa, creare un punto della piattaforma tenendo premuto il tasto di controllo e cliccando sull'area di interesse. Successivamente, selezionare il tipo di deformazione per tracciare l'andamento della deformazione nel punto selezionato durante tutta la durata del test, per analizzare la deformazione spaziale lungo un percorso specifico del vaso.
Crea una linea di punti multistadio cliccando sulla scheda sezioni e poi su crea sezione. Seleziona una linea nell'immagine parallela all'asse X in corrispondenza di y uguale a zero. Verrà così creata una serie di punti di stage in una linea e verrà visualizzata una serie di linee su un unico grafico.
Ogni linea rappresenta la deformazione in un determinato istante lungo la lunghezza della sezione. Per analizzare la velocità di espansione e il raggio del vaso, creare un cilindro di migliore adattamento nella barra degli strumenti superiore, selezionare primitive, quindi cilindro di migliore adattamento. Utilizzando lo strumento di selezione attraverso la superficie, identificare una piccola sezione dell'immagine affinché il software A generi un ciclo tridimensionale del cilindro di migliore adattamento, scorrendo queste immagini del cilindro adattato per osservare la variazione del diametro del vaso in lattice.
Per valutare la distanza tra due punti nella scheda di analisi, fare clic su distanza da punto a punto. Quindi selezionare due punti per indicare la lunghezza sull'immagine desiderata per l'analisi. Procedere quindi a scorrere le immagini per osservare la variazione della distanza tra i due punti nel tempo.
Questo esperimento dimostra la mappatura delle deformazioni durante il processo di rilascio di uno stent espandibile con palloncino, nonché la storia principale delle deformazioni. In un punto specifico, mentre gli struts dello stent espandono la parete vascolare verso l'esterno, le telecamere ad alta velocità hanno acquisito e tracciato lo spostamento dei punti di riferimento neri sul condotto. Sulla base del movimento registrato dei punti di riferimento, il software ha calcolato le deformazioni del condotto o di qualsiasi altro oggetto target.
È evidente che lo stent impiantato ha causato una distribuzione non uniforme della deformazione sulla superficie del vaso. Inoltre, la curva principale della storia della deformazione in un punto specifico 10 ha mostrato stadi distinti di impianto dello stent. L'espansione del palloncino avviene approssimativamente tra 10 e 12 secondi, mentre il rimbalzo dello stent successivo alla sgonfiatura del palloncino si verifica tra 12 e 14 secondi.
Ultimo padroneggiato. Questa tecnica può essere eseguita in due ore. Ricordarsi di completare correttamente il processo di calibrazione.
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Panoramica
Questo studio utilizza un sistema ottico di misurazione della deformazione superficiale per caratterizzare le distribuzioni della deformazione arteriosa indotta dallo stent. La tecnica senza contatto fornisce informazioni sugli effetti dell'implantazione dello stent sul vaso ospite.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Ingegneria biomedica
- Ricerca cardiovascolare
- Tecniche di misurazione della deformazione
Sfondo
- Gli stent vengono utilizzati per sostenere le arterie durante e dopo l'implantazione.
- Comprendere la distribuzione della deformazione è fondamentale per migliorare la progettazione degli stent.
- Le tecniche di misurazione senza contatto offrono vantaggi rispetto ai metodi tradizionali.
- I sistemi ottici possono acquisire profili dettagliati di deformazione in tempo reale.
Scopo dello studio
- Visualizzare la distribuzione della deformazione causata dall'innesto dello stent.
- Valutare gli effetti della deformazione non uniforme su un'arteria simulata.
- Confrontare l'efficacia della misurazione ottica della deformazione con altre tecniche.
Metodi Utilizzati
- Preparazione di un vaso simulato che riproduce le condizioni arteriose.
- Calibrazione del sistema ottico di misura della deformazione Aramis.
- Espansione dello stent all'interno del vaso simulato.
- Acquisizione e analisi della distribuzione della deformazione lungo un percorso assiale.
Risultati principali
- È stato riscontrato che la distribuzione della deformazione indotta dallo stent è non uniforme.
- Il sistema Aramis ha fornito misurazioni dettagliate della deformazione senza contatto.
- I risultati evidenziano l'importanza della distribuzione della deformazione nella progettazione degli stent.
- Metodi senza contatto potrebbero migliorare la ricerca vascolare futura.
Conclusioni
- La misurazione ottica della deformazione è efficace per lo studio degli effetti degli stent.
- Modelli di deformazione non uniformi possono influenzare le prestazioni dello stent.
- Sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare i design degli stent in base ai dati di deformazione.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Comprendere la distribuzione non uniforme della deformazione durante il posizionamento dello stent è fondamentale per ridurre i rischi nello sviluppo di dispositivi vascolari. Questo metodo consente una valutazione quantitativa delle interazioni meccaniche tra le maglie dello stent e le pareti del vaso, supportando la fiducia predittiva nelle iterazioni di progettazione. Catturando profili di deformazione in tempo reale, fornisce informazioni per ipotesi meccanicistiche che guidano il perfezionamento dei modelli preclinici e riduce la dipendenza da approcci empirici basati su tentativi ed errori.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche quantificando la deformazione meccanica indotta dagli stent sulle superfici dei vasi.
- Valore operativo: Fornisce una mappatura completa e senza contatto della deformazione, evitando artefatti derivanti da sensori tradizionali.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera distribuzioni quantitative delle deformazioni che fungono da letture oggettive per il confronto tra progetti di stent.
- Valore operativo: Favorisce la standardizzazione dei saggi attraverso protocolli riproducibili di calibrazione e acquisizione delle immagini.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Collega la scoperta alla validazione preclinica fornendo dati sulle ceppi pertinenti alla risposta lesionale in vivo.
- Valore operativo: Permette la collaborazione interfunzionale attraverso endpoint meccanici condivisi e quantificabili.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla verifica iniziale delle ipotesi al perfezionamento dei modelli preclinici, fornendo informazioni meccanistiche che guidano l'identificazione dei composti promettenti e l'ottimizzazione del design.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi collegando la geometria dello stent a concentrazioni localizzate di deformazione sulle pareti vascolari.
- Screening: Fornisce output quantitativi di deformazione pronti per il saggio, che consentono un confronto oggettivo tra diverse progettazioni di stent.
- Analisi: Offre misurazioni spaziali e temporali della deformazione che facilitano il confronto tra condizioni diverse e la validazione dei modelli.
- Ricerca traslazionale: Si collega alla continuità preclinica fornendo profili di deformazione che informano sugli ambienti meccanici rilevanti per la malattia.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come piattaforma riutilizzabile per valutare diverse progettazioni di stent in applicazioni vascolari.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nelle interazioni stent-vaso mediante la misurazione diretta e senza contatto della deformazione.
- Valore operativo: Garantisce riproducibilità e scalabilità attraverso procedure standardizzate di calibrazione e acquisizione delle immagini.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione dello sviluppo identificando le aree ad alta deformazione che potrebbero determinare il rischio di restenosi.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione degli stent basata sul rischio, in funzione dei profili di prestazione meccanica.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nei sistemi ottici di misurazione della deformazione e nell'analisi della correlazione d'immagine.
- È dipendente da telecamere stereo ad alta velocità e da un'illuminazione calibrata per un accurato tracciamento della superficie.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per i valori soglia della deformazione e per i protocolli di analisi.
- Comporta considerazioni di adattamento nel passaggio da modelli di vasi simulati a modelli di tessuti biologici o patologici.
- È limitato dalla accessibilità della superficie e dai requisiti di contrasto necessari per un affidabile tracciamento del pattern a macchie.
