Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

تصنيع الشريان الاورطي البطني المائية الأنسجة محاكاة أشباح للتحقق من صحة الاستوجرافي بالموجات فوق الصوتية

Published: September 19, 2018 doi: 10.3791/57984
Automatic Translation
1, 1, 2, 3
1Division of Vascular Surgery, University of Rochester Medical Center, 2Department of Biomedical Engineering, Rochester Institute of Technology, 3Department of Surgery, University of Rochester Medical Center

Summary

هنا يصف لنا طريقة لتصنيع أشباح التوسعات، الابهري محاكاة الأنسجة لاستخدامها في اختبار الموجات فوق الصوتية الاستوجرافي. الاستخدام المشترك للتصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) وثلاثي الأبعاد (3D) الطباعة تقنيات إنتاج الابهري أشباح مع هندستها المعقدة، ويمكن التنبؤ به للتحقق من صحة الاستوجرافيك التصوير الخوارزميات مع التجارب التي تسيطر عليها.

Abstract

الاستوجرافي (الولايات المتحدة) بالموجات فوق الصوتية، أو التصوير بمرونة، هو عامل مساعد التصوير التقنية التي تستخدم صور الولايات المتحدة متسلسلة من الأنسجة الرخوة قياس حركة الأنسجة والاستدلال أو تحديد خصائص النشاط الحيوي الأساسي. للبطن تمدد الأوعية الدموية الابهري (AAA)، قد تكون خصائص النشاط الحيوي مثل التغيرات في الأنسجة معامل مرونة والتقديرات من الإجهاد أنسجة ضرورية لتقييم الحاجة إلى التدخل الجراحي. تمدد الأوعية الدموية الابهري البطني الولايات المتحدة elastography يمكن أن تكون أداة مفيدة رصد التطور AAA والتعرف على التغيرات في النشاط الحيوي الخصائص المميزة للمرضى المعرضة للخطر.

هدفا أولياً في تطوير أسلوب elastography AAA لنا هو التحقق من أن أسلوب باستخدام نموذج ذات صلة فعلياً مع خصائص المواد المعروفة. نقدم هنا عملية لإنتاج AAA محاكاة الأنسجة أشباح مع الهندسات ذات الصلة فعلياً وخصائص المواد المعدلة مكانياً. تهدف هذه الأنسجة أشباح لتقليد خصائص الولايات المتحدة، ومعامل التحويل المادي، والهندسة لتمدد الأوعية الدموية الابهري البطني. الأنسجة أشباح مصنوعة باستخدام كريوجيل البولي فينيل الكحول (PVA-ج) ومصبوب أجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها باستخدام الحاسوب (CAD) تصميم البرمجيات باستخدام. يتم التحكم معامل الأشباح بتغيير تركيز بولي-ج وعن طريق تغيير عدد دورات تجميد أذاب المستخدمة إلى بلمرة في كريوجيل. أشباح AAA متصلة بمضخة الفسيولوجية، مصممة لتشوه الأشباح مع ضغط دوري الفسيولوجية والتدفقات. تسلسل الصور الصوت فائقة من أشباح تشويه المسموح بها لحساب الضغط الضغط تطبيع المكانية وتحديد الخواص الميكانيكية لجدار الوعاء. وترد نتائج الممثل لإجهاد الضغط تطبيع.

Introduction

تمدد الأوعية الدموية الابهري البطني (AAA) هي التوسعات المحورية للشريان الاورطي التي تحدث على وجه التفضيل قرب التشعب الابهر1. السبب الدقيق لتشكيل أأأ غير معروف، على الرغم من أن العديد من النظريات تشير إلى أن الآلية المرضية المتعددة العوامل، مع العوامل الوراثية والسلوكية والفسيولوجية والبيئية التي تسهم في2،3. بينما يمكن الحصول على تشخيص الشريان الاورطي البطني باستخدام تقنيات التصوير غير الغازية، التنبؤ بخطر تمزق الخاصة بالمريض ليس ك الدقيق4،،من56. الإصلاح الجراحي يمكن أن تقلل من خطر تمزق الابهر، لكن المنطوق إصلاح الشريان الاورطي يحمل نسبة عالية من معدلات الاعتلال والوفيات المرتبطة بها7. استخدام الممارسات الجراحية الحالية "معايير الحد الأقصى للحجم"، أو الحد الأقصى المطلق من تمدد الأوعية الدموية، قطره للتنبؤ بالمخاطر المريض من تمزق. ولسوء الحظ، كذلك ثبت أن تمدد الأوعية الدموية لا تزال تصدعات أدناه أحجام مقبولة سريرياً للإصلاح الجراحي، مما يعني أن المرضى الذين يعانون من تمدد الأوعية الدموية في أي الحجم تحمل بعض المخاطر من تمزق8،9، 10 , 11 , 12 , 13-بالإضافة إلى ذلك، من المعروف أن التقارير التاريخية من خطر تمزق هي تقديرات الزائد المحتمل من خطر تمزق الحقيقية، مما يعني أن العديد من المرضى الذين يتعرضون لخطر العمليات الجراحية دون فائدة13. إجراء تقييم أكثر دقة لخطر تمزق الخاصة بالمريض مطلوب للمساعدة التجهيزة نسبة المخاطر والمنافع المريض يمر بإصلاح تمدد الأوعية الدموية في الجراحة.

فقد ثبت أن التوزيع المكاني الإجهاد داخل أأأ ذا أهمية حاسمة في تحديد إمكانية تمزق وقد تكون مؤشرا أفضل من القطر الأقصى14،،من1516،17 , 18-استخدام معظم الدراسات الأخيرة أن التحقيق وميكانيكا تمزق AAA الهندسات مجزأة من صور التصوير المقطعي (CT) محسوبة بالأشعة السينية، ومتوسط السكان الخواص الميكانيكية للنسيج الابهري تقاس السابقين فيفو. ثم يتم استخدام العناصر المحدودة (FE) نماذج للتنبؤ بجدار السفينة تؤكد15،14،16،،من1718. ومع ذلك، لأنه يتم تحديد الخواص الميكانيكية بعد الختان الأنسجة، الواضح عما إذا كانت النماذج الناتجة بدقة تصوير الناتجة في فيفو الخاصة بالمريض وتشدد على. هذه الدراسات عادة ما تحمل السفينة متجانسة الخصائص المادية الجدار ولا تستأثر متغايرة جداً بنية الجدار الابهري وخثره19،،من2021،22 ،،من2324،25.

ويستخدم التصوير بالموجات فوق الصوتية على أساس مرونة سريرياً لتشخيص ومراقبة مجموعة متنوعة من الأمراض الأمراض26. هذه التكنولوجيا توفر وسيلة غير الغازية لاستجواب التفاعلات الفيزيائية للأنسجة الرخوة. وقد استخدمت تصوير مرونة الأوعية الدموية في الولايات المتحدة كعامل مساعد التصوير طريقة للتقييم السريري في الولايات المتحدة في الفحص ورصد AAAs. المزيج من هذه الأساليب يوفر معلومات هندسية على حد سواء، مثل القطر والطول، فضلا عن بيانات الميكانيكية، مثل صلابة النسبي وتباين صلابة. بينما تتطلب مرونة العديد من تقنيات التصوير تحميل خارجي للحث تشوه أنسجة القابلة لقياس، الاقتراح الأنسجة التي تقاس هنا هو الناجمة عن التغيرات في ضغط الابهر الناجمة عن قلب ينبض. تم نشر أساليب عديدة لحل مكانياً حقول سلالة في تشويه السفن، بيد دراسات التحقق من صحة هذه الطرق كانت محدودة للمرضى البشر، ونماذج حيوانية، أو السابقين فيفو الأنسجة العينات27،28 ،،من2930،،من3132. وحتى الآن، تسمح بعض الأساليب إبداعات الهندسات مخصص مع خصائص المواد المتنوعة مكانياً27،29.

نقدم هنا طريقة صنع لنا أشباح متوافقة، ومحاكاة الأنسجة التي يمكن تكييفها لمجموعة متنوعة من الهندسات الابهري ذات الصلة، وخصائص المواد للتحقق تقنيات الاستوجرافي الولايات المتحدة. على الرغم من أن المجموعات السابقة كانت قادرة على تصميم أشباح هندسة معقدة لتقليد AAA هندستها باستخدام 3D الطباعة التكنولوجيا33،34، المطاط للطباعة معروفة ليكون توهين عالية إلى الولايات المتحدة، ولا تملك وسيلة لوقت لاحق بهم خصائص المواد. أشباح مصنوعة من كريوجيل البولي فينيل الكحول (PVA-ج)، التي ثبت سابقا أن تكون مثالية لمحاكاة نسيج وعائي خصائص35. يمكن استخدام هذه الأشباح في الولايات المتحدة، والرنين المغناطيسي، والاستوجرافيك التصوير36،،من3738. تم تصميم هندسة الابهر وبالمثل لمحاكاة النموذج تم إنشاؤها بواسطة فورب et al. 14. السفينة قطر 22.5 mm اسمية ولديه انتفاخ التوسعات التي هي الإنتفاخ 64 مم منذ وقت طويل، 47 مم في القطر وغريب الأطوار (β = 0.6)14 في الجانب الأمامي من الوهمية. المقطع الأخير يقلد التشعب حرقفي يبلغ قطرها القاصي من 15 ملم. الوهمية قد اختار أن يكون سمك ثابت من حوالي 5 مم. راغافان ذكرت et al. في دراسة صغيرة أن سمك سفينة AAA يتراوح بين 0.23-4.26 مم، بمتوسط قيمة 1.48 مم39. تم اختيار سمك سفينة اسمية في نهاية هذا الطيف أكبر هنا لتصنيع الشواغل مع التوقع بأن تحسن سوف تحسين تقنيات الطباعة 3D سمك الحد الأدنى الوهمية التي قادرة على أن يكون مصبوب. تم تصميم قوالب الوهمية في كندي وتطبع 3D باستخدام الطابعات المتوفرة تجارياً والشعيرة.

القوالب حقن مملوءة بالحل بولي-ج وتعرض لسلسلة من دورات تجميد/ذوبان الجليد (-20 درجة مئوية و + 20 درجة مئوية) تشابك البوليمر بولي-ج وبلمره الهلام. معامل مرونة بولي-ج يسيطر عليه تغيير تركيز العدد من دورات تجميد أذاب أو هلام بولي-ج. المقطع التوسعات العفن الوهمية الخسارة المطلوبة لإزالة من التجويف الداخلي للسفينة. تم إنجاز هذا باستخدام الكحول البولي، خيوط طابعة 3D (PVA). على الرغم من مشابهة كيميائيا في مسحوق بولي-ج، خيوط بولي بلمرة لا عند المجمدة، وعلى هذا النحو، يمكن أن يذوب في الماء بعد أن تم تعيين بولي-ج. يتم طباعة قوالب نماذج إضافية لإنشاء عينات اختبار الشد، في تكوين "كلب العظام"، مع تركيز بولي-ج نفسه. الخضوع لدورات تجميد/ذوبان الجليد في نفس هذه القوالب وهي المستخدمة لاختبار الشد لقياس معامل مرونة الأقسام الوهمية بشكل مستقل. وقد صنعت مادة خلفية مع جيم بولي ليونة، لمحاكاة الأنسجة من40،ريتروبيريتونيوم41. وقد صنعت هذه الخلفية الوهمية كأنبوب أسطواني أكسيسيميتريك متجانسة مع قطرها داخلي 4 سم وقطرها خارجي 16.5 سم وطوله 16.5 سم. وكان مصنوعة من حل بولي 5% وتعرض لمجموعة من تجميد أذاب دورتين.

توضع في الخلفية وشبح أشباح AAA النهائي ومتصلة، عبر أنبوب التجهيزات والمشابك، لمضخة مياه الفسيولوجية مصممة لتشوه الأشباح مع تدفقات دوري الفسيولوجية والضغوط. تم تعيين سرعة مضخة لتسليم حوالي 6-7 الجيش الشعبي الكوري ضغط نبض بمعدل حوالي 1 هرتز-الترا صورة الصوت متواليات من أشباح تشويه جمعت، وتم حساب الضغط الضغط تطبيع لتحديد الاختلافات في مكانياً تختلف الخصائص الميكانيكية. الممثل نتائج الضغوط التي تعرض صور سلالة تم تسويتها داخل منطقة السفينة. الفروق الإقليمية المتزايدة في سلالة تم تسويتها من أشباح ايربان أشد، بالنسبة إلى فانتوم متجانسة، إظهار الاختلافات في صلابة السفينة وقدرتنا على قياس ذلك.

Protocol

1-تحميل نماذج STL من تبادل طباعة 3D المعاهد الوطنية للصحة

  1. انتقل إلى "تبادل طباعة" 3D المعاهد الوطنية للصحة (3dprint.nih.gov) وفي إدخال البحث اكتب محاكاة العفن فانتوم الابهري التوسعات واضغط على مفتاح enter.
  2. في القائمة التالية عاد من البحث، العثور نموذج " 3DPX-009210"، وانقر فوق هذا الإدخال.
  3. انقر فوق الزر تنزيل، وبعد ذلك انقر فوق ملف محاكاة Mold.zip فانتوم الابهري التوسعات من القائمة المنسدلة لتحميل هذا الملف.
  4. انقر نقراً مزدوجاً فوق الملف الذي تم تنزيله فك ضغط الملف وتخزين الملفات الناتجة (InnerDistSTL.stl، InnerProxSTL.stl، OuterAntSTL.stl، OuterPostSTL.stl، BackgroundMoldSTL.stl و SampleMoldSTL.stl) للكمبيوتر المستخدم للطباعة ثلاثية الأبعاد في خطوات 2.1-2.7.
    ملاحظة: واحدة بدلاً من تحميل كل من الملفات المسرودة في "الخطوة 1، 4" بشكل منفصل.

2-3D الطباعة من قوالب

  1. فتح برنامج واجهة الطابعة ثلاثية الأبعاد واستخدام زر الاتصال للاتصال بالطابعة.
  2. استيراد STL تحميل الملف OuterAntSTL.stl (الشكل 1، الأزرق) إلى برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد. في برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد، حدد الزر تحرير وتوجيه جزء القالب بالنقر فوق القائمة استدارة ثم النقر فوق الأزرار Xأو Yأو Z لمحاذاة المحور طويلة موازية للسرير الطباعة مع خارج القالب وتواجه السرير الطباعة. انقر فوق الزر حفظ ومن ثم انقر فوق الزر طباعة وطباعة جزء القالب باستخدام خيوط البلاستيك (جيش التحرير الشعبي) حمض اللبنيك في الطارد واحدة.

Figure 1
الشكل 1 : تمثيل كندي الوهمية والخلفية وقوالب نموذج. (أ)-(ب) 3D CAD الصور العفن السفينة والتوجه لأجزاء للجمعية. وترد تسجيل الفواصل (ط) دبابيس (ثانيا) والثقوب (ثالثا) وفتحه التعبئة. (ج) الرسم التجويف الداخلي تسليط الضوء على الأبعاد الداخلية السفينة. (د) كاد تقديم قوالب نموذج. (ه) كاد التقديم من العفن الخلفية الوهمية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. كرر "الخطوة 2، 2" لملف OuterPostSTL.stl (الشكل 1، أحمر).
  2. بعد نفس العملية من "الخطوة 2، 2"، استيراد ملف STL InnerDistSTL.stl (الشكل 1، أبيض) إلى برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد، وحدد الزر "تحرير" وانقر فوق القائمة في تدوير X، Y، أو Z الأزرار محاذاة المحور طويل عمودي سرير الطباعة وأن تسجيل رقم التعريف الشخصي (ط) على اتصال بالسرير الطباعة. انقر فوق الزر حفظ ومن ثم انقر فوق الزر طباعة وطباعة جزء القالب باستخدام خيوط البلاستيك جيش التحرير الشعبي الصيني في الطارد واحدة.
    ملاحظة: عدم طباعة هذا الجزء مع هيكل الدعم. عدم استخدام أكثر من 30% بدأت أعمال الحفر لهذا الجزء المطبوع.
  3. استيراد ملف STL SampleMoldSTL.stl (الشكل 1د) إلى برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد. حدد الزر تحرير ، وفي القائمة استدارة انقر الأزرار Xأو Yأو Z لمحاذاة الجزء أن هو مواجهة داخل القالب من السرير الطباعة. انقر فوق الزر حفظ ومن ثم انقر فوق الزر طباعة وطباعة جزء القالب باستخدام خيوط البلاستيك جيش التحرير الشعبي الصيني في الطارد واحدة.
    ملاحظة: عدم طباعة هذا الجزء مع هيكل الدعم. طباعة قوالب 3 أو أكثر من العينة.
  4. استيراد ملف STL BackgroundMoldSTL.stl (الشكل 1ﻫ) إلى برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد. حدد الزر "تحرير"، وفي القائمة استدارة انقر الأزرار Xأو Yأو Z لمحاذاة الجزء بالجزء السفلي من القالب (أي نهاية مغلقة للأسطوانة) تواجه السرير الطباعة. انقر فوق الزر حفظ ومن ثم انقر فوق الزر طباعة وطباعة جزء القالب باستخدام خيوط البلاستيك جيش التحرير الشعبي الصيني في الطارد واحدة.
    ملاحظة: عدم طباعة هذا الجزء مع هيكل الدعم.
  5. استيراد ملف STL InnerDistSTL.stl (الشكل 1، الأصفر) إلى برنامج الطباعة ثلاثية الأبعاد. حدد الزر "تحرير"، وفي القائمة استدارة انقر الأزرار Xأو Yأو Z لمحاذاة الجزء أن المحور طويلة عمودي على السرير الطباعة ونواجه التشعب دبابيس التسجيل (ط) طباعة سرير. انقر فوق الزر حفظ ومن ثم انقر فوق الزر طباعة وطباعة جزء القالب باستخدام البولي فينيل (PVA) حمض خيوط البلاستيك في الطارد واحدة.
  6. قم بإزالة أي مواد الدعم من الأجزاء المطبوعة 3D من الخطوات 2.1-2.7 (الشكل 2).
    ملاحظة: ليس من الضروري إزالة هيكل الدعم من أجزاء القالب الخارجي إذا لا تتداخل مع الجمعية العفن.

Figure 2
الشكل 2 : الجمعية العفن الوهمية السفينة والسفينة النهائية الوهمية. (أ) العفن المطبوعة النهائية من قوالب التجويف الداخلي والخارجي. نهاية القاصي التجويف الداخلية المطبوعة في بلاستيك بولي ديسولفابل وأرفقت بنهاية العفن التجويف الداخلي باستخدام الشمع تشوه الدانية. (ب) أنابيب موصولة إلى منفذ الحقن العفن التجويف الخارجي وسداده المحاقن. (ج) العفن التجويف الداخلي بعد رش طلاء من تسرب مرنة. (د) جمعية جانب انتفاخ التجويف الخارجي العفن والعفن التجويف الداخلي مع بولي-ج (مصبوغ أحمر) إضافة لأشباح تصلب الأوعية الدموية. (ه) تجميع العفن السفينة كامل وفرضت. (و) تشوه الشمع تطبيقها على طبقات القالب التجويف الخارجي للحيلولة دون تسرب من العفن بولي-ج. (ز) نهائي بولي-ج الوهمية بعد 5 دورات تجميد/ذوبان الجليد وإزالة من العفن. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

3-إعداد المائية

  1. مزيج ز 22.2 مسحوق بولي-c في 200 مل ماء الصنبور (10% بالكتلة) في كوب زجاج. الميكروويف الحل الذي يغلي ويقلب. كرر هذه الخطوة حتى كل من مسحوق بولي هو حل والحل تظهر شفافة.
  2. تعليق 0.4 غم مسحوق كربونات الكالسيوم (0.2 في المائة حسب الكتلة) في 10 مل الماء، وإضافة إلى الحل من 2.1 الخطوة بمثابة عدسات الموجات فوق الصوتية. مزيج دقيق. تغطية الحل والسماح لها لتبرد بدرجة حرارة الغرفة (RT).
    ملاحظة: لأشباح متجانسة تخطي إلى "الخطوة 3، 5"
  3. مزيج 17.6 غرام مسحوق بولي-c في 100 مل ماء الصنبور (15 في المائة حسب الكتلة أو حسب الرغبة) في كوب زجاج منفصلة. الميكروويف الحل الذي يغلي ويقلب. كرر هذه الخطوة حتى يتم حل جميع مسحوق بولي والحل تظهر شفافة.
  4. تعليق 0.4 غم مسحوق كربونات الكالسيوم (0.2 في المائة حسب الكتلة) في 5 مل الماء، وإضافة إلى الحل من "الخطوة 2، 3". مزيج دقيق. تغطية الحل والسماح لها لتبرد إلى الرايت
  5. مزيج ز 183.7 مسحوق بولي-c في 3.5 لتر مياه الحنفية (5 في المائة حسب الكتلة) في وعاء كبير منفصلة. تقديم الحل ليغلي ويقلب. إزالة الوعاء من الحرارة حالما يذوب مسحوق بولي والحل تظهر شفافة.
  6. تعليق 7.4 غم مسحوق كربونات الكالسيوم (0.2 في المائة حسب الكتلة) في 10 مل الماء، وإضافة إلى الحل من 2.5 خطوة. مزيج دقيق. تغطية الحل والسماح لها لتبرد إلى الرايت

4-جمعية العفن

  1. إرفاق حوالي 100 مم أنابيب مرنة بمنفذ الحقن العفن التجويف الخارجي. على الطرف الآخر من الأنبوب، تعلق محبس الحنفية مع اتصالات المحاقن (الشكل 2ب).
  2. محاذاة دبابيس التسجيل من العفن التجويف الداخلي، واستخدام الشمع تشوه، تلتزم الجزء السفينة انتفاخ من العفن التجويف الداخلي لجزء مستقيم السفينة من العفن التجويف الداخلي.
  3. في منطقة جيدة التهوية، تطبيق طلاء رذاذ على مرونة مطاط إلى نهاية العفن التجويف الداخلي للحيلولة دون إذابة الجزء العفن بولي أثناء عملية صب (الشكل 2ج) المائية في التوسعات.
    ملاحظة: لأشباح متجانسة تخطي إلى "الخطوة 4، 6".
  4. مع الجانب الأكبر من التوسعات جزء القالب الخارجي إلى الأسفل، ملء الإنتفاخ مع 15 مل الحل الذي أنشأته في الخطوات 3.3-3.4 (الشكل 2ب). وضع أجزاء العفن الداخلية المجتمعين في جزء القالب الخارجي الجبهة (الشكل 2د). استخدام الأربطة المطاطية لعقد الجزء التجويف الداخلي في المكان.
    ملاحظة: في الشكل 2، هو مصبوغ بولي-c أحمر للرؤية.
  5. تجميد الجمعية العفن في ثلاجة-20 درجة مئوية ح 12 وإزالة من الثلاجة. الانتقال إلى الخطوة 4.6 دون السماح للحل في الذوبان الجمعية العفن.
  6. أثناء انتظار العفن بتجميد (الخطوة 4، 4)، تطبق كمية سخية من تشوه الشمع إلى السطح مرة أخرى من قالب نموذج مطبوع والمشبك ورقة مسطحة بلاستيكية خفض إلى الحد الأدنى لحجم ما يقرب من 100 ملم من 60 ملم 10 ملم (الشكل 3). ملء الفراغ بين العفن وصفائح البلاستيك مع الحل بولي نفس المستخدم في "الخطوة 4، 3". تجميد عينة العفن في الثلاجة نفسها (-20 درجة مئوية) كالعفن السفينة في "الخطوة 4، 4".

Figure 3
الشكل 3 : عينة من العفن والعينة النهائية وأشباح الخلفية. (أ) فرضت عينة العفن وورقة البلاستيك الشفاف. ج بولي يسكب في قالب نموذج ومسموح فقاعات الهواء على السطح. (ب) بولي-ج عينة بعد دورة التجميد النهائي/ذوبان الجليد. إعداد فانتوم التصوير (ج) التجريبية الولايات المتحدة تعلق على محاكاة مضخة وتوضع في الخلفية بولي-ج الوهمية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. تجميع والمشبك العفن سفينة كاملة معا في الاتجاه المبين في الشكل 1 و 1b (الشكل 2ه). خط طبقات قوالب التجويف الخارجي باستخدام شمع تشوه لضمان أن لا تسرب المائية أثناء الحقن (الشكل 2و).
  2. ملء المحاقن 60 مل مع الحل ج بولي في خطوات 3.1 و 3.2. ومع نهاية التشعب العفن حتى حقن الحل بولي-ج الجمعية العفن تجنب فقاعات الهواء في الحل حقن.
    ملاحظة: في حالة حدوث أي تسرب أثناء الحقن، إيقاف الحقن ومناطق راشح التصحيح مع الشمع تشوه. كرر حقن حقنه حتى يملأ الحل ج بولي العفن.
  3. تسمح العفن للجلوس مدة 30 دقيقة، التنصت على القالب برفق كل 10 دقائق للسماح لأي فقاعات الهواء ترتفع إلى الأعلى من العفن. كرر حقن حقنه إذا لزم الأمر إلى أعلى قبالة العفن. تجميد الجمعية العفن كامل ح 12 وإزالة من الثلاجة. السماح للجمعية العفن لذوبان الجليد في RT ح 12.
  4. بينما تنتظر العفن بتجميد (الخطوة 4، 8)، تجميع والمشبك آخر عينة العفن وصفائح البلاستيك المسطحة قص كوصف في الخطوة 4، 5 (الشكل 3). ملء الفراغ بين العفن وصفائح البلاستيك مع الحل بولي نفس المستخدم في "الخطوة 4، 7". تجميد وإذابة عينة العفن في الثلاجة نفسها (-20 درجة مئوية) وفي نفس الوقت كالعفن السفينة في "الخطوة 4-8" والعفن عينة الخطوة 4-5.
  5. تجميد وإذابة العفن السفينة وكلا قوالب نموذج من 4.5 الخطوات، 4.8 و 4.9 أربع مرات أكثر، لما مجموعة خمسة 24-ح تجميد/ذوبان دورات. بعد دورة التجميد/ذوبانال 5، إزالة عينات الاختبار بولي-ج من هذه القوالب (الشكل 3ب). تقليم أي كريوجيل الزائدة من العينات وتخزينها في حاوية محكمة الإغلاق نسبة 5% من حجم المياه التبييض الحل في الرايت
  6. إزالة السفينة بولي-ج من العفن التجويف الخارجي. عناية فصل جزء مستقيم السفينة من العفن التجويف الداخلي من الجزء التوسعات وإزالة من السفينة بولي-ج. قص الفواصل التسجيل من سيوصف نهاية الجزء التوسعات من العفن التجويف الداخلي لكشف خيوط بولي المطبوعة. وضع في حمام مائي في RT لإذابة الجزء التوسعات بولي.
    ملاحظة: وهذا قد يستغرق 24 ساعة أو أكثر، ومع ذلك، قد إضافة الماء الدافئ إلى الحمام بسرعة عملية حل.
  7. بعد تذويب وإزالة بولي طباعة جزء من داخل السفينة الوهمية، تخزين الوهمية في حاوية محكمة الإغلاق نسبة 5% من حجم المياه التبييض الحل في الرايت
  8. ملء القالب الخلفية مع حوالي 3.3 L بولي-ج الحل في الخطوات 3.5 و 3.6. تجميد (-20 درجة مئوية) العفن الخلفية ح 12 وإزالة من الثلاجة. تسمح العفن ذوبان الجليد في RT ح 12 وتكرار لما مجموعة 2 تجميد/ذوبان دورات.
  9. في الوقت نفسه كخطوة 4.13، التعبئة عينة العفن جمعية مع نفس الحل بولي-ج المستخدمة في الخطوة 4.13 ووضعها عن طريق عينات تجميد/ذوبان الجليد نفسه كالعفن الخلفية.
  10. بعد ذوبان 2nd ، إزالة عينة الخلفية وخلفية الوهمية من على قوالب وتخزينها في حاوية محكمة الإغلاق نسبة 5% من حجم المياه التبييض الحل في الرايت

5-الوهمية واختبار العينة

  1. وضع السفينة الوهمية والخلفية الوهمية في حمام مائي كبير. إرفاق نهاية السفينة أكبر لإخراج42،مضخة المياه الفسيولوجية43 استخدام المشابك أنابيب (الشكل 3ج). مكان السفينة الوهمية في الخلفية الوهمية ومن ثم إرفاق سيوصف نهايات الوهمية إلى مدخل إلى مضخة الفسيولوجية استخدام المشابك أنابيب.
  2. وضع قسطرة استشعار ضغط الحالة الصلبة في النظام للسفينة والمضخة قرب مدخل مضخة الفسيولوجية. تشغيل المضخة الفسيولوجية أن الضغوط الناجمة عن تشوهات جدار بين الحد أدنى من الجيش الشعبي الكوري 0 والحد أقصى 7.5 كيلو باسكال(الشكل 4).

Figure 4
الشكل 4 : التصوير البروتوكول. (أ) قياس الشخصية الضغط أثناء الإعداد التصوير الوهمية. (ب) ممثل ب-وضع صورة فانتوم في ضغط الحد الأدنى. (ج) ب-وضع في أقصى درجات الضغط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. استخدام نظام الموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) ومحول محدب مع تردد مركز حوالي 5 ميغاهرتز لجمع "الصور لنا" من أشباح الخلفية والسفينة في المقطع العرضي في موقع قطر السفينة الحد الأقصى (الشكل 4ب و ج 4 ). تسجيل ضغط البيانات باستخدام نظام شراء رقمية(الشكل 4).
    ملاحظة: يمكن الاطلاع على تفاصيل لأداء الحصول على الصور في هذه الخطوة في المزيج وآخرون44.
  2. الحصول على تقديرات التشرد باستخدام تقنية صورة غير جامدة المستندة إلى التسجيل كما هو موضح في مزيج et al. 44-من القياسات بتشريد ثنائي الأبعاد (2D) حساب الحقل (يوأنا(x))، ميدان موتر إجهاد 2D (اليوروij(x)) بتقييم الجزء متماثل من التدرج من ميدان التشرد:
    Equation 1
  3. ثم، حساب الحد الأقصى سلالة الرئيسية (اليوروف) كالحد الأقصى المكون الرئيسي للميدان موتر الإجهاد باستخدام المعادلة التالية:
    Equation 2
  4. وأخيراً، تحديد الإطار للسلالة الرئيسية في ذروة الضغط والفجوة في هذا المجال موتر إجهاد بالفرق في القسطرة الحد الأقصى والحد الأدنى قياس الضغوط(الشكل 4)، أو ضغط النبض (PP)، إلى حل مكانياً ضغط تطبيع مبدأ السلالة (اليوروف/PP).

Figure 5
الشكل 5 : الضغط تطبيع ضغط الصور. صور الممثل للضغط in%/kPa السلالة الموحدة (اليوروف/PP) تقاس داخل السفينة لل 10% متجانسة بشبح السفينة الشامل (أ) والاشباح غير متجانسة مع 15% من كتلة (ب) ونسبة 20 في المائة حسب الكتلة 25% حسب الكتلة الأمامية التوسعات قسم (أعلى من السفينة). وقد تم تعديل هذا الرقم من مزيج et al. 44- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Representative Results

تظهر الصور الممثل ب-وضع السفينة محاكاة أشباح لضغوط الحد الأدنى والحد الأقصى تقاس بالقسطرة (الشكل 4ب ج 4، على التوالي). ويرد in%/kPa سلالة تطبيع ضغط (اليوروف/PP) لأربعة أشباح المصنعة المختلفة (الشكل 5). الشكل 5 يبين سلالة تطبيع الضغط المقاسة ضمن فانتوم متجانسة المصنعة بنسبة 10 في المائة حسب الكتلة الحل بولي-ج. كانت نسبة الضغط المتوسط تقاس خلال ربع الخلفي (أسفل الصورة) الوهمية لإجهاد متوسط في الربع الأمامي (أعلى الصورة) 0.92. الشكل 5 يظهر ب اليوروف/PP للوهمية التي تم تصنيعها المقطع التوسعات فانتوم مع 15% من الحل الشامل بولي-ج وما تبقى من شبح تم استخدام 10% من كتلة بولي-ج. تم العثور على نسبة الخلفي الأمامي بسلالة لهذا الوهمية إلى 1.87. الشكل 5 ج يظهر اليوروف/PP للوهمية غير متجانسة مع 20 في المائة حسب الكتلة بولي-c، مع الخلفي الأمامي سلالة نسبة 4.23. الشكل 5 ويبين د اليوروف/PP للوهمية غير متجانسة مع 25% حسب الكتلة بولي-c، مع الخلفي الأمامي سلالة نسبة 7.37.

وتبين النتائج المعروضة هنا أن أشباح الابهر البطني تم إنشاؤها مع هندستها معقدة ومتفاوتة مكانياً خصائص المواد. تم تصميم الهندسيات الوهمية، أو على وجه التحديد، وقد فعلت قوالب الوهمية باستخدام برامج الكمبيوتر التي تسهل التعديلات الهندسة الوهمية (الشكل 1 و 1b). قوالب يمكن سهولة 3D مطبوعة وتجميعها والعفن مجمع الهندسيات يمكن طباعتها باستخدام خيوط بولي وإزالتها، على غرار فقدت الشمع تقنيات الصب. يمكن أن تكون مضغوطة بشكل حيوي أشباح السفن النهائية وهي مستقرة تحت الأحمال الكبيرة(الشكل 4). أشباح تتوافق مع الموجات فوق الصوتية، والتصوير (الشكل 4باء و جيم 4) خصائص المواد محاكاة ستيفنيسيس الابهر البطني. الاختلافات في نسب سلالة في الأمامي للمناطق الخلفية من الصور سلالة إثبات أن المناطق التي لها خصائص مادية مختلفة (الشكل 5) واختبار ميكانيكية مستقلة على العينات قياس قيم الضبط بهم بواقي القص كل منهما.

Discussion

وتعرض هذه الورقة تقنية لتصنيع محاكاة الأنسجة أشباح لاستخدامها في اختبار الاستوجرافي أو مرونة التصوير الخوارزميات. يسمح الجمع بين استخدام CAD والطباعة 3D لتصميم كفء لأشباح محاكاة الابهر مع هندستها معقدة، تتجاوز أشباح أنبوبي، بما في ذلك التوسعات تضخمات. ويتم إنشاء الوهمية في الخطوات 4؛ 1 تصميم هندسة الوهمية، 2) طباعة أجزاء العفن الوهمية، 3) خلط من الحلول كريوجيل الذي سيتم في نهاية المطاف تحاكي خصائص الموجات فوق الصوتية والخصائص الميكانيكية للسفن الوهمية و 4) صب/الحقن كريوجيل الحل إلى العفن، إعداد بولي-ج مع دورات تجميد أذاب وإزالة شبح من العفن. استخدام كندي في يسمح في تصميم قوالب التي تم الحصول عليها في الخطوة 1 لوسائل بسيطة لتعديل التحديد هندسة الأشباح. طباعة أجزاء العفن يأخذ حاليا حوالي 5-8 ح تبعاً لحجم الطباعة وهكذا يمكن بسهولة إجراء تعديلات متكررة للقوالب.

في الخطوة 3، يتم إنشاء حلول كريوجيل لتقليد السفينة، وأنسجة الأوعية الدموية والخلفية مع كربونات الكالسيوم الجسيمات محاكاة مبعثر الولايات المتحدة من الأنسجة. ينبغي أن تكون الحلول كريوجيل أثارت قبل الاستخدام إذا استقروا جزيئات الكالسيوم من الخليط. سوف تحدد التركيز الدقيق لخليط كريوجيل الخصائص الميكانيكية النهائي الأشباح. وبالتالي، من المهم إنشاء العينات المستقلة لكل من الحلول التي تستخدم في السفينة الوهمية والخلفية. على الرغم من أن ليس جزء من البروتوكول هنا، قياسات مستقلة لمعامل مرونة العينة ينبغي الحصول على استخدام اختبار التوتر أونياكسيال. اختبار ميكانيكية مستقلة عينات بولي-c لأشباح 10%، 15%، 20% ونسبة 25 في المائة التي تم إنشاؤها في نتائج الممثل كان قياس معامل القص 17.4 كيلو باسكال ± 1.0، 48.3 كيلو باسكال ± 5.7، 95.1 كيلو باسكال ± 0.4 و 170.0 ± 4.1 الجيش الشعبي الكوري، على التوالي.

الخطوة 4 هو الخطوة الأكثر أهمية في خلق هذه الأشباح. على الرغم من دبابيس التسجيلات في المكان للحفاظ على أجزاء العفن في مواقعها الصحيحة بالنسبة للآخرين، من المهم التأكد من أن القالب لا تفصل أجزاء أثناء عملية صب. وهكذا، استخدام المشابك عقد العفن. النظر في أهم من الخطوة 4 تقليل فقاعات الهواء محاصرين في القالب قبل فترة تجميد أذاب الأولى. يكون من المفيد غالباً لتفكيك أحد جانبي القالب الخارجي وتفقد الوهمية بعد الأول تجميد أذاب دورة لضمان أنها شكلت بشكل صحيح. هذا يمكن أن يوفر الوقت الضائع في وضع الوهمية "سيئة" من خلال دورات إضافية. بمجرد تم إزالة شبح من العفن تماما، يمكن تخزينه في الماء لعدة أسابيع مع استمرار استخدام.

تم إنشاؤها أشباح ج بولي المتقدمة في هذا العمل على وجه التحديد تقليد صلابة بالموجات فوق الصوتية ومواد النسيج الابهري. يسمح استخدام البولي فينيل الكحول كريوجيل لمجموعة أوسع نطاقا من صلابة ميكانيكية ممكنة، لتقليد أفضل خصائص المواد المتغيرة النسيج الابهري مقارنة بالمطاط أكثر مثل المواد33،34. وبالإضافة إلى ذلك، استخدام المائية والاستثمار الصب يلتقط أفضل الخصائص الصوتية مسبوك المطاط أو المواد المطبوعة مباشرة 3D33،45. يمكن الحصول على المحاصرين بعض فقاعات الهواء في قوالب لدينا قبل فترة تجميد أذاب الأولى. وهذا يؤدي إلى حدوث فجوة في الوهمية ويؤدي إلى ضعف مادي أو التحف الصوتية. وبالتالي، يوصي بفحص أشباح الخروج من القالب بعد أول التجميد أذاب لتحديد إذا كان يجب إعادة تشغيل العملية. وبالإضافة إلى ذلك، وجدت الكتاب أن العفن الداخلي يمكن أن تحول في بعض الأحيان أثناء تجميد الجزء التوسعات الأشباح. في حالة حدوث ذلك، سيكون تعديل واحد من البروتوكول أعلاه لإنشاء 3D جزء مصممة، المطبوعة، أو خلاف ذلك بشدة عقد العفن التجويف الداخلي للقالب الخارجي الأمامي خلال تجميد هذا القسم. قد وجد الباحثون أن استخدام الجانب الخلفي من العفن الخارجي وفاصل 5 ملم بين الخلفي الخارجي العفن والعفن الداخلي يعمل جيدا لهذا الغرض.

الوهمية وضعت هنا يعتبر مثاليا لدراسة تأثير التغيرات في القطر، والتوسعات وسمك لومينال، أو التي يحتمل وجود خثرة في الأنسجة بتحرير ملفات CAD الأصلية. ومع ذلك، الأعمال السابقة أظهرت أيضا أنه يمكن تعديل هذا الأسلوب صناعة لإنتاج الهندسات الوهمية الخاصة بالمريض باستخدام صور التصوير المقطعي وتجزئة البرامج، بدلاً من تصميم كندي، لخلق 3D طباعة قوالب الوهمية 44-أن النتائج تظهر هنا إثبات أن الخوارزمية قادرة على تصور الاختلافات المصنعة في الخواص الميكانيكية للأقسام الوهمية. تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن هذه الأشباح استخدمت لاختبار تقنيات التصوير التي مقرها في الولايات المتحدة، أيضا متوافقة مع الرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي نظم التصوير، وأنها قد تستخدم أيضا يتجاوز غرض مرونة التصوير، لمجموعة واسعة مجموعة من تقنيات التصوير الرواية والطرائق.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

هذا العمل كان يدعمها المركز الوطني "النهوض بالعلوم متعدية الجنسيات" من "المعاهد الوطنية للصحة" من خلال "جائزة رقم" UL1 TR000042 والمعهد الوطني للتصوير الطبية الحيوية والهندسة الحيوية للمعاهد الوطنية للصحة عن طريق رقم الجائزة R21 EB018432.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
PLA filament MatterHackers, MatterHackers.com MEEDKTKU
PVA filament MatterHackers, MatterHackers.com M4MJTECR
LeakSeal RPM International Inc., Rustoleum.com 265495
Polyvinyl alcohol powder (Elvanol 71-30) DowDuPont Inc., ChemistryStore.com SKU: 81015
Calcium Carbonate Powder greenwaybiotech.com via amazon.com Amazon: B00HFFCBYQ
Tacky Wax bards.com via amazon.com Bards: BB759
Amazon: B016KBDYRS
Rostock max 3D Printer SeeMeCNC, seemecnc.com SKU: 84459
Onshape CAD software OnShape, onshape.com
Mattercontrol printer software MatterHackers, MatterHackers.com
Mikro-Cath pressure catheter and device Millar, Inc., millar.com 4501016/B
BNC digital acquisition National Instruments Corporation, ni.com NI USB-6251 BNC
clear cast acrylic sheet mcmaster-carr Supply Company, mcmaster.com 8560K274
Cole-Parmer Stopcocks with Luer Connections; 3-way; male lock, Non-sterile Cole-Parmer, coleparmer.com EW-30600-02
BD Disposable Syringes (60 mL, Luer lock) Cole-Parmer, coleparmer.com EW-07945-28
6 Inch Ratchet Bar Clamp / 12 Inch Spreader Tekton, Inc., www.tekton.com 39181
Tygon PVC Clear Tubing mcmaster-carr Supply Company, mcmaster.com 6516T53
MTS Qtest Q/5 MTS Systems Corperation, www.mts.com 4501016
MTS 5N Load Cell MTS Systems Corperation, www.mts.com 4501016/B
Abaqus FEA Dassault Systèmes, 3ds.com

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Taylor, S. M. The Juxtarenal Abdominal Aortic Aneurysm. Archives of Surgery. 129 (7), 734-734 (1994).
  2. Nevitt, M. P., Ballard, D. J., Hallett, J. W. Prognosis of Abdominal Aortic Aneurysms. The New England Journal of Medicine. 321 (15), 1009-1014 (1989).
  3. Crane, C. Arteriosclerotic Aneurysm of the Abdominal Aorta. The New England Journal of Medicine. 253 (22), 954-958 (1955).
  4. IMPROVE Trial Investigators. Endovascular or open repair strategy for ruptured abdominal aortic aneurysm: 30-day outcomes from IMPROVE randomised trial. British Medical Journal. 348, 7661 (2014).
  5. Robinson, W. P., et al. Endovascular repair of ruptured abdominal aortic aneurysms does not reduce later mortality compared with open repair. Journal of Vascular Surgery. 63 (3), 617-624 (2016).
  6. Starnes, B. W., et al. Management of ruptured abdominal aortic aneurysm in the endovascular era. Journal of Vascular Surgery. 51 (1), 9-18 (2010).
  7. Schermerhorn, M. L., et al. Endovascular vs. Open Repair of Abdominal Aortic Aneurysms in the Medicare Population. The New England Journal of Medicine. 358 (5), 464-474 (2008).
  8. Darling, R. C., et al. Autopsy study of unoperated abdominal aortic aneurysms. The case for early. Circulation. 56, 161-164 (1977).
  9. Szilagyi, D. E., Smith, R. F., DeRusso, F. J., Elliott, J. P., Sherrin, F. W. Contribution of abdominal aortic aneurysmectomy to prolongation of life. Annals of Surgery. 164 (4), 678-699 (1966).
  10. Skibba, A. A., et al. Reconsidering gender relative to risk of rupture in the contemporary management of abdominal aortic aneurysms. Journal of Vascular Surgery. 62 (6), 1429-1436 (2015).
  11. Parkinson, F., et al. Rupture rates of untreated large abdominal aortic aneurysms in patients unfit for elective repair. Journal of Vascular Surgery. 61 (6), 1606-1612 (2015).
  12. Grant, S. W. W., et al. Calculating when elective abdominal aortic aneurysm repair improves survival for individual patients: development of the Aneurysm Repair Decision Aid and economic evaluation. Health technology assessment. 19 (32), Winchester, England. 1-154 (2015).
  13. Lederle, F. a, et al. Rupture rate of large abdominal aortic aneurysms in patients refusing or unfit for elective repair. JAMA: the journal of the American Medical Association. 287 (22), 2968-2972 (2002).
  14. Vorp, D. A., Raghavan, M. L. L., Webster, M. W. Mechanical wall stress in abdominal aortic aneurysm: Influence of diameter and asymmetry. Journal of Vascular Surgery. 27 (4), 632-639 (1998).
  15. Vande Geest, J. P., et al. Towards a noninvasive method for determination of patient-specific wall strength distribution in abdominal aortic aneurysms. Annals of Biomedical Engineering. 34 (7), 1098-1106 (2006).
  16. Stringfellow, M. M., Lawrence, P. F., Stringfellow, R. G. The influence of aorta-aneurysm geometry upon stress in the aneurysm wall. Journal of Surgical Research. 42 (4), 425-433 (1987).
  17. Maier, A., et al. A comparison of diameter, wall stress, and rupture potential index for abdominal aortic aneurysm rupture risk prediction. Annals of Biomedical Engineering. 38 (10), 3124-3134 (2010).
  18. Raghavan, M. L. L., Vorp, D. A., Federle, M. P., Makaroun, M. S., Webster, M. W. Wall stress distribution on three-dimensionally reconstructed models of human abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. 31 (4), 760-769 (2000).
  19. Di Martino, E. S., et al. Biomechanical properties of ruptured versus electively repaired abdominal aortic aneurysm wall tissue. Journal of Vascular Surgery. 43 (3), 570-576 (2006).
  20. Gasser, T. C., Ogden, R. W., Holzapfel, G. a Hyperelastic modelling of arterial layers with distributed collagen fibre orientations. Journal of the Royal Society, Interface / the Royal Society. 3 (6), 15-35 (2006).
  21. Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: Relevance to aneurysm disease. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
  22. Raut, S. S., Chandra, S., Shum, J., Finol, E. A. The role of geometric and biomechanical factors in abdominal aortic aneurysm rupture risk assessment. Annals of Biomedical Engineering. 41 (7), 1459-1477 (2013).
  23. Tavares Monteiro, J. A., et al. Histologic, histochemical, and biomechanical properties of fragments isolated from the anterior wall of abdominal aortic aneurysms. Journal of Vascular Surgery. 59 (5), (2014).
  24. Vallabhaneni, S. R., et al. Heterogeneity of tensile strength and matrix metalloproteinase activity in the wall of abdominal aortic aneurysms. Journal of endovascular therapy: an official journal of the International Society of Endovascular Specialists. 11 (4), 494-502 (2004).
  25. Zou, Y., Zhang, Y. Mechanical evaluation of decellularized porcine thoracic aorta. The Journal of Surgical Research. 175 (2), 359-368 (2012).
  26. Ophir, J., et al. Elastography: Imaging the elastic properties of soft tissues with ultrasound. Journal of Medical Ultrasonics. 29 (4), 155-171 (2002).
  27. Lopata, R. G. P., et al. Performance evaluation of methods for two-dimensional displacement and strain estimation using ultrasound radio frequency data. Ultrasound in Medicine and Biology. 35 (5), 796-812 (2009).
  28. Fromageau, J., et al. Ultrasonics Symposium, 2005 IEEE. , 257-260 (2005).
  29. Lopata, R. G. P., et al. Vascular elastography: A validation study. Ultrasound in Medicine and Biology. 40 (8), 1882-1895 (2014).
  30. Mascarenhas, E. J. S., et al. Assessment of mechanical properties of porcine aortas under physiological loading conditions using vascular elastography. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 59, 185-196 (2016).
  31. Brekken, R., et al. Strain estimation in abdominal aortic aneurysms from 2-D ultrasound. Ultrasound in Medicine and Biology. 32 (1), 33-42 (2006).
  32. Vonk, T., Nguyen, V., Schurink, G., van de Vosse, F., Lopata, R. Ultrasonics Symposium (IUS), 2014 IEEE International. , 9-12 (2014).
  33. Cloonan, A. J., et al. 3D-Printed Tissue-Mimicking Phantoms for Medical Imaging and Computational Validation Applications. 3D Printing and Additive Manufacturing. 1 (1), 14-23 (2014).
  34. Doyle, B. J., et al. Experimental modelling of aortic aneurysms: novel applications of silicone rubbers. Medical Engineering and Physics. 31 (8), 1002-1012 (2009).
  35. Zell, K., Sperl, J., Vogel, M., Niessner, R., Haisch, C. Acoustical properties of selected tissue phantom materials for ultrasound imaging. Physics in Medicine and Biology. 52 (20), 475 (2007).
  36. Surry, K., Austin, H., Fenster, A., Peters, T. Poly (vinyl alcohol) cryogel phantoms for use in ultrasound and MR imaging. Physics in Medicine and Biology. 49 (24), 5529 (2004).
  37. Chu, K. C., Rutt, B. K. Polyvinyl alcohol cryogel: An ideal phantom material for MR studies of arterial flow and elasticity. Magnetic Resonance in Medicine. 37 (2), 314-319 (1997).
  38. Richards, M. S., et al. Investigating the impact of spatial priors on the performance of model-based IVUS elastography. Physics in Medicine and Biology. 56 (22), 7223-7246 (2011).
  39. Raghavan, M. L., et al. Regional distribution of wall thickness and failure properties of human abdominal aortic aneurysm. Journal of Biomechanics. 39 (16), 3010-3016 (2006).
  40. Farsad, M., Zeinali-Davarani, S., Choi, J., Baek, S. Computational Growth and Remodeling of Abdominal Aortic Aneurysms Constrained by the Spine. Journal of Biomechanical Engineering. , (2015).
  41. Kim, J., Peruski, B., Hunley, C., Kwon, S., Baek, S. Influence of surrounding tissues on biomechanics of aortic wall. International Journal of Experimental and Computational Biomechanics. 2 (2), 105-117 (2013).
  42. Lillie, J. S., et al. Pulse Wave Velocity Prediction and Compliance Assessment in Elastic Arterial Segments. Cardiovascular Engineering and Technology. 6 (1), 49-58 (2015).
  43. Varble, N., et al. In vitro hemodynamic model of the arm arteriovenous circulation to study hemodynamics of native arteriovenous fistula and the distal revascularization and interval ligation procedure. Journal of Vascular Surgery. 59 (5), 1410-1417 (2014).
  44. Mix, D. S., et al. Detecting Regional Stiffness Changes in Aortic Aneurysmal Geometries Using Pressure-Normalized Strain. Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (10), 2372-2394 (2017).
  45. Browne, J., Ramnarine, K., Watson, A., Hoskins, P. Assessment of the acoustic properties of common tissue-mimicking test phantoms. Ultrasound in Medicine and Biology. 29 (7), 1053-1060 (2003).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 139، أشباح بالموجات فوق الصوتية، Elastography، نموذج الشريان الاورطي، 3D الطباعة، المائية، تمدد الأوعية الدموية، والمحاكاة
تصنيع الشريان الاورطي البطني المائية الأنسجة محاكاة أشباح للتحقق من صحة الاستوجرافي بالموجات فوق الصوتية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mix, D. S., Stoner, M. C., Day, S.… More

Mix, D. S., Stoner, M. C., Day, S. W., Richards, M. S. Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation. J. Vis. Exp. (139), e57984, doi:10.3791/57984 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter