容器内ステントの展開中の壁の力学を監視する

本実験では、非接触ひずみ測定装置を用いて、模擬動脈におけるステント誘発性の不均一ひずみをモニタリングし、キャプチャします。まず、ステント拡張環境に合わせて模擬血管を準備します。Aramisソフトウェアシステムの校正後、ステントを拡張し、模擬血管の変形をキャプチャします。

模擬血管の1つの軸方向経路に沿った、ステントによって誘発される歪みの解析結果を示します。これにより、模擬血管におけるステント誘発歪みの分布が不均一であることがわかります。歪みゲージなどの他の歪み測定法と比較して、ARAMISカメラシステムの主な利点は、非接触での歪み測定が可能であることです。

このプロトコルでは、aramisシステムの校正方法と、それに伴うサンプルの解析について解説します。この手法により、スタンドの拡張による歪み分布に関する知見を得ることができます。また、衝撃波発生時のヘッド上のストリングや、引張状態にある鋼棒上のストリングなど、他のシステムにも適用可能です。

まず、ラテックス製容器の両端を、頑丈なワークベンチに固定したホースニップルに接続します。ステント試験の場合、関心領域をホースニップルの中心間に配置し、ステントの両側に約1インチの余裕を持たせてください。ステント留置領域外の歪みを観察するために、ラテックス製容器の関心領域を測定し、視野を決定します。

次に、一方のバーブ付きホースコネクタの外縁から、コネクタ間の中心位置までの距離を記録します。ステントの中心からカテーテルに沿って上方へ測定し、その距離をカテーテル上に転記します。その後、マーカーでカテーテルに印を付けます。

次に、バーブホースコネクタからラテックス容器を取り外します。関心領域に白と黒のスプレー塗料をランダムなパターンで吹き付けるか、またはランダムなドットを書き込むことで、ラテックス容器を準備します。油性マーカーを使用して、関心領域よりもわずかに大きいキャリブレーションパネルを選択します。

次に、関心領域にあるバーブ付きホースコネクタの間にキャリブレーションパネルを配置します。関心領域が十分に照らされていることを確認してください。ここで、2台のカメラ間の距離、サンプルからの距離、およびカメラの高さを調整します。Aramisで新しいプロジェクトを開くには、[file]を選択し、[new project]をクリックします。

次に、「センサー」タブをクリックし、「キャリブレーション」を選択します。その後、RMSソフトウェアによるカメラのキャリブレーション手順を進めるため、「フルキャリブレーション」を選択してください。レンズの絞りを全開にした状態で、カメラのセットスクリューを緩めてレンズを回転させ、キャリブレーションパネルにピントを合わせます。ピントが合ったら、セットスクリューを締め直し、絞りを閉じます。

校正プロセスの1枚目の画像を撮影します。コンピュータの画面上で画像にピントが合うまで、コンピュータ上のデモンストレーションに従って校正パネルを移動させます。その後、2枚目の画像を撮影します。

残りのキャリブレーション画像についても、この操作を繰り返します。すべてのキャリブレーション画像の撮影が完了すると、RM Sイメージング解析ソフトウェアがキャリブレーション設定を算出します。キャリブレーションの偏差が 0.04 未満であれば、キャリブレーションパネルを取り外し、塗装したラテックス容器をバーブホースに再度取り付けてください。

フレーム数を増やすことでより均一なひずみ結果が得られるため、コネクタの撮影を行います。試験における1秒あたりのフレーム数を決定してください。また、シャッタースピードを1秒あたり1フレーム未満に調整してください。

画像内の赤色を最小限に抑えるために、5枚の画像を撮影し、画像シリーズに開始点を追加して、controlキーを押しながらテストを計算します。サンプルの中心をクリックして、バックグラウンドノイズを確認してください。プリテストのノイズが75 µsを超える場合は、ドレインを行ってください。

キャリブレーションプロセスを繰り返します。テスト中に撮影したい画像数を選択し、ステント展開の準備をします。ステント拡張には200枚の画像で十分です。

カテーテルをラテックス血管にゆっくりと挿入します。カテーテルのマーカー指標を使用して、ステントを中心位置まで誘導して挿入します。バルーン拡張型ステントのAAMIによる撮像を開始します。

バルーンが完全に拡張するまで、徐々に圧力を上げてステントを拡張させます。その後、バルーンの圧力を徐々にゼロまで下げてバルーンを収縮させ、カテーテルと共に自己拡張性ステントから引き抜きます。ステントが完全に拡張するまで、徐々にシースを抜去します。

次に、カテーテルを徐々に後退させ、血管上の特定の一点における歪み履歴を算出します。まず、Ctrlキーを押しながら関心領域をクリックし、ステージポイントを作成します。次に、歪みのタイプを選択すると、血管の特定の経路に沿った空間的歪みについて、試験期間中のその点における歪みがプロットされます。

「Sections」タブをクリックして「Create Section」を選択し、マルチステージ・ポイントラインを作成します。画像上で、y = 0 の X 軸に平行な線を選択してください。これにより、直線上に複数のステージポイントが作成され、1つのプロットに一連の線が表示されます。

各線は、セクションの長さに沿ったある時点での歪みを示しています。血管の拡張率と半径を分析するには、上部ツールバーで「best fit cylinder」を作成し、「primitives」を選択して「best fit cylinder」を選択します。「select through surface」ツールを使用して、画像の一部分を指定し、ソフトウェアに3次元の最適合円柱を生成させます。これらの適合円柱の画像を順に確認し、ラテックス製血管の直径の変化を観察してください。

分析（analysis）タブで2点間の距離を評価するには、点間距離（point to point distance）をクリックします。次に、解析したい画像上の長さを指定するために、2つの点を選択します。その後、画像を順に切り替えて、2点間の距離が時間経過とともにどのように変化するかを観察します。

本実験では、バルーン拡張型ステントのリコイルプロセスにおける歪みマッピングおよび主要な歪み履歴を実証します。ステントのストラットが血管壁を外側に拡張させる特定の時点で、高速カメラを用いてコンジット上の黒色のリファレンスポイントの変位をキャプチャし、追跡しました。記録されたリファレンスポイントの動きに基づき、ソフトウェアによってコンジットまたはその他の標的物の歪みを算出しました。

明らかに、ステントの留置は血管表面に不均一なひずみ分布をもたらしました。さらに、特定の点10における主ひずみの履歴曲線は、ステント留置の明確な段階を示しました。バルーン拡張はおよそ10秒から12秒までに行われ、バルーンの脱気に伴うステントのリコイルは12秒から14秒の間に起こります。

最終習得済み。この手法は2時間で実施可能です。キャリブレーションプロセスを正しく完了させてください。