腹部大動脈瘤の定量的ひずみマッピング

1. 4D超音波セットアップ

1. イメージングソフトウェアを使用する場合は、数学計算ソフトウェアを実行できるラップトップを使用して、4D取得プロセスを自動化します。USBポートを介して超音波システムにこのカスタムコードでラップトップを接続します。イメージングソフトウェアは、ソフトウェアに統合された4D超音波機能を備えています。
2. 超音波システムをオンにした後、心拍数と温度ボタンがオンであることを確認しながら、生理学的監視ユニットを設定します。トランスデューサホルダーに取り付けられた3Dモータステージを初期化します。
3. 画像取得には適切なステージと超音波トランスデューサを使用してください。すべての適切な接続が確立されていることを確認します。
4. イメージングのための動物の麻酔と準備を進める。眼科軟膏を眼に加えて角膜乾燥を防ぎ、足をステージ電極に固定し、潤滑直腸温度プローブを挿入します。脱毛クリームを使用して、対象領域の毛皮を削除します。
5. 脱毛クリームが取り外されていることを確認します。次いで、動物に加温された超音波トランスデューシングゲルの寛大な量を適用する。これは、4Dイメージングの対象領域全体にわたって良好な接続を作成するために特に重要です。

2. 4D超音波取得

1. 超音波システムに関する新しい研究を開始し、Bモード(明るさモード)でイメージングウィンドウを開きます。トランスデューサを動物に下ろし、ステージ上のx軸とy軸ノブを使用して目的の領域を見つけ、呼吸数が大幅に低下しないことを確認します。画面の下部でこれを監視します。
2. 対象領域の中央にトランスデューサを配置します。そこから、トランスデューサが上下に移動して目的の領域全体が含まれるのに必要な距離を概算します。
3. おおよその寸法を計算ソフトウェアコードに入力します。動物の心臓と呼吸数が安定していることを確認した後、コードの実行を開始します。これは、イメージを再構築する際のエラーを減らすうえで重要です。
4. イメージの取得が完了したら、データを生の XML ファイルとしてエクスポートします。

3. 4D超音波データ変換

1. 3D 染色解析用にデータを適切な形式に変換できるソフトウェアに生の XML ファイルを入力します。ここでは、Matlab を使用して XML ファイルを MAT ファイルに変換します。完全な Matlab スクリプトは、こちらから入手できます。
2. 適切な変換を行うには、フレーム数、ステップサイズ、および必要な出力解像度も入力する必要があります。
3. マトリックスを貫通平面でリサンプリングした後、新しい MAT ファイルを 3D ひずみ解析コードに読み込みます。

4. 3Dひずみコード分析

1. 読み込んだ MAT ファイルを適切に調整して分析を開始します。たとえば、計算時間を短縮するために、イメージ ボリュームのサイズを変更する必要がある場合があります。
2. 解析する領域を入力し、適切なメッシュ テンプレートを決定して、イメージ データを単純なボックスまたは手動で選択したポリゴンとしてセグメント化します。領域のボックス サイズと中心点間の間隔は、データセットごとに変更する必要がある場合があります。ボックスサイズに最適な数値は、追跡対象のフィーチャのピクセル数の周りで、1 つのスライスで 2 次元のピクセル数を確認することで近似できます。ボックスの間隔によって、ひずみフィールドの解像度が決まります。ボックスが多いほど解像度は上がりますが、計算時間も大幅に増加する可能性があります。
3. これらの各領域内でヤコビアンとグラデーションの計算を繰り重め始めます。事前計算が完了したら、ワーピング関数を適用します。
4. 変形勾配テンソルを計算します。最初にひずみを計算し、次に直接変形推定法を使用して固有値と固有ベクトルを計算します。
5. これらの結果は、目的の領域上のひずみフィールドを表す切断面のカラー マッピングなどの手法を使用して、目的の平面にプロットします。