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

ייצור העורק הידרוג רקמות-מחקה פאנטום עבור אימות Elastography אולטראסאונד

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

כאן אנו מתארים שיטה לייצור aneurysmal, אבי העורקים מחקה רקמות פאנטום לשימוש במכוני בדיקה אולטרסאונד elastography. השימוש המשולב של תכנון בעזרת מחשב (CAD) ופאנטום תלת-ממדי (3D) הדפסה טכניקות התוצרת אבי העורקים עם גיאומטריות צפוי, מורכבים כדי לאמת את elastographic הדמיה אלגוריתמים עם ניסויים מבוקרים.

Abstract

Elastography סאונד (לנו), או הדמיה אלסטיות, הוא תיאור imaging טכניקה אשר מנצל תמונות ארה ב רציפים של הרקמות הרכות למדוד את התנועה רקמות ולא להסיק או לכמת את מאפייני biomechanical הבסיסית. מפרצת אבי העורקים בבטן (AAA), ביו-מכני מאפיינים כגון שינויי הנפח של הרקמות ושל האומדנים של מתח רקמות עשוי להיות חיוני לשם הערכת הצורך להתערבות כירורגית. מפרצת אבי העורקים בבטן ארה ב elastography יכול להיות כלי שימושי כדי לפקח על התקדמות AAA ולזהות שינויים במאפייני biomechanical אופיינית לחולים בסיכון גבוה.

יעד ראשוני בפיתוח של AAA אותנו elastography טכניקה היא האימות של השיטה באמצעות מודל הרלוונטיים פיזית עם תכונות החומר הידוע. כאן אנו מציגים את תהליך הייצור של מטוסי פאנטום מחקה רקמות AAA עם ורשתות במרחב מאופנן תכונות חומר רלוונטי מבחינה פיזית. האשליות האלה, רקמת המטרה כדי לחקות את ארה ב מאפייני מודולוס גשמי, הגיאומטריה של מפרצות אבי העורקים בבטן. מטוסי פאנטום רקמות נעשים באמצעות cryogel של אלכוהול (PVA-c), יצוק באמצעות 3D חלקים המודפס שנוצרו באמצעות תוכנת עיצוב (CAD) באמצעות מחשב. המודולוס הפאנטום נשלטת על ידי שינוי הריכוז של PVA-c על ידי שינוי מספר מחזורים ההקפאה-הפשרה נהגה פולימריזציה של cryogel. הפאנטום AAA מחוברים משאבה והמודינמיקה, שנועדה לעוות את הרוחות עם הלחץ מחזורית הפיזיולוגיות, זורם. רצפי תמונות אולטרה סאונד הפאנטום deforming המותר עבור החישוב המרחבי של המתח לחץ מנורמל וזיהוי של תכונות מכאניות של הקיר כלי. התוצאות נציג של המתח לחץ מנורמל מוצגים.

Introduction

מפרצת אבי העורקים בבטן (AAA) הם מוקד הגדלות של אבי העורקים המתרחשות מעדיפים ליד נגע הסתעפות אבי העורקים1. הגורם המדויק של היווצרות AAA אינו ידוע, אף על פי תיאוריות רבות להציע בפתוגנזה זה multifactorial, עם גורמים גנטיים, התנהגותית, בגרימת וסביבתיים התורמים2,3. בזמן האבחון של מפרצת באב העורקים ניתן להשיג באמצעות טכניקות הדמיה לא פולשנית, נבואתו של המטופל הספציפי קרע הסיכון הוא לא מדויק4,5,6. תיקון ניתוחי יכול להפחית את הסיכון של באב העורקים, אך תיקון פעיל של אבי העורקים נושא שיעור גבוה של התחלואה והתמותה המשויך7. נוהלי כירורגי הנוכחי השתמש הגודל המרבי ב"קריטריונים", או מאקסימאלי מוחלטת של מפרצות, כדי לנבא את הסיכון של החולה של קרע. למרבה הצער, זה הוכח גם כי מפרצת עדיין ציסטות נקרעות מתחת גדלי קליני מקובל עבור תיקון כירורגי, כלומר חולים עם מפרצת בגודל כלשהו לשאת בסיכון מסוים של קרע8,9, 10 , 11 , 12 , 13. בנוסף, ידוע כי דוחות היסטוריים של קרע סיכון הן הסבירות יתר הערכות של הסיכון קרע אמיתי, כלומר חולים רבים חשופים לסיכון כירורגית ללא תועלת13. הערכה מדויקת יותר של הסיכון לחולה ספציפי קרע נדרש כדי לסייע stratify יחס של החולה סיכון-תועלת של ביצוע תיקון כירורגי מפרצת.

הוכח כי התפלגות מרחבית מתח בתוך AAA חשיבות קריטית בקביעת פוטנציאל קרע, וייתכן שהוא דרך מוצלחת יותר מאשר מאקסימאלי14,15,16,17 , 18. רוב המחקרים האחרונים לחקור את המכניקה של AAA קרע גיאומטריות מקוטע מתמונות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) טומוגרפיה הממחושבת ושימוש האוכלוסייה בממוצע המכאניות של אבי העורקים הרקמה למדידה ex-vivo. מודלים סופיים (FE) משמשות לאחר מכן לחזות את כלי השיט קיר מדגיש14,15,16,17,18. עם זאת, כי התכונות המכאניות נקבעים לאחר הכריתה של רקמה, לא ברור הדגמים וכתוצאה מכך להדגמה מדויקת יותר וכתוצאה מכך אין ויוו החולה הספציפי הלחצים. מחקרים אלה בדרך כלל מניחים כלי הומוגנית תכונות החומר קיר ולהתחשב אל המבנה מאוד הטרוגנית של אבי העורקים לקיר, כגון19,20,21,22 ,23,24,25.

גמישות מבוסס-אולטרסאונד לדימות משמש קלינית כדי לאבחן ולעקוב אחר מגוון של מחלות פתולוגיות26. טכנולוגיה זו מספקת אמצעי פולשני לחקור את האינטראקציות פיזי של הרקמות הרכות. הדמיה אלסטיות ארה ב כלי הדם שימש כתוספת הדמיה להערכה קלינית בארה בההקרנה וניטור של AAAs. השילוב של טכניקות אלה מספק שני נתונים גיאומטריים, כגון קוטר אורך, כמו גם נתונים מכאניים, כגון קשיחות יחסית והגיוון נוקשות. בעוד רבים אלסטיות טכניקות הדמיה דורשים של עומס חיצוני כדי לגרום עיוות הרקמה למדידה, רקמות תנועה שאפשר יהיה למדוד כאן הנגרמת על ידי שינויי הלחץ אבי העורקים נגרמת על ידי הלב הפועם. שיטות רבות פורסמו לפתרון במרחב שדות זן עיוות כלי, עם זאת, לימודי אימות השיטות האלה היו מוגבלים בני אדם חולים, חייתיים או ex-vivo רקמות דגימות27,28 ,29,30,31,32. עד כה, שיטות מעט לאפשר ליצירותיהם של גיאומטריות מותאם אישית עם תכונות החומר מגוונת במרחב27,29.

כאן אנו מציגים שיטת ייצור לנו מטוסי פאנטום תואם, מחקה רקמות התפורות למגוון של אבי העורקים הרלוונטיים ורשתות תכונות החומר עבור אימות של טכניקות elastography ארה ב. למרות קבוצות קודמות הצליחו לעצב גאומטריה מורכבת פאנטום לחקות AAA גיאומטריות באמצעות 3D הדפסה טכנולוגיה33,34, קונדומים להדפסה ידועים הנחתה גבוהה הברית וגם אין אמצעי אחר כך שלהם תכונות החומר. מטוסי פאנטום עשויים cryogel אלכוהול (PVA-c), אשר הוכח בעבר להיות אידיאלי מחקה וסקולריים רקמות מאפיינים35. האשליות האלה, ניתן להשתמש בארה ב, תהודה מגנטית ו elastographic-37,36,-דימות-38. הגיאומטריה של מפרצת אבי העורקים תוכנן באופן דומה לזה של מודל סימולציה שנוצרו על-ידי. Vorp et al. 14. כלי הקיבול כולל קוטר נומינלי של 22.5 מ מ, כולל של aneurysmal בליטה זו הבליטה 64 מ מ ארוך, 47 מ מ, קוטר ו אקסצנטרי (β = 0.6)14 בצד הקדמי של הפאנטום. בסעיף האחרון מחקה ההסתעפות iliac בקוטר דיסטלי של 15 מ מ. הפאנטום נבחר יש עובי קבועה של 5 מ מ. Raghavan et al. דיווחו במחקר קטן כי העובי הקיבול של AAA נע בין 0.23-4.26 מ מ, עם ערך החציוני של 1.48 מ מ39. עובי כלי הנומינלי בקצה גדול יותר של הספקטרום הזה נבחר כאן לייצור חששות עם הציפייה כי שיפור טכניקות הדפסה 3D תשפר את הפאנטום עובי מינימלי, כי הוא מסוגל להיות יצוק. בתבניות דמה עוצבו ב- CAD ו 3D מודפס באמצעות מדפסות זמינים מסחרית ואת הלהט.

התבניות הם הזרקת מלא עם הפתרון PVA-c ונחשפו לסדרה של מחזורים ההקפאה/ההפשרה (-20 ° C ו +20 ° C) קשר צולב הפולימר PVA-c, פולימריזציה הג'ל. הנפח של PVA-c נשלטת על ידי שינוי הריכוז של הג'ל PVA-c או מספר מחזורים ההקפאה-הפשרה. החלק aneurysmal של העובש פנטום אובדן נדרש להסיר את לומן הפנימי של כלי השיט. דבר זה הושג על ידי שימוש אלכוהול פילמנט במדפסת תלת-ממד (PVA). למרות כימית דומה האבקה PVA-c, חוט הלהט PVA לא פולימריזציה כאשר קפוא, בתור שכזה, יכול להיות מומס במים לאחר PVA-c הוגדר. דוגמה נוספת בתבניות מודפסות ליצירת דגימות בדיקות מתיחה, בתצורת "עצם", עם ריכוז PVA-c זהה. בתבניות אלה עוברים את מחזורים ההקפאה/ההפשרה אותו, משמשות עבור בדיקות מתיחה, באופן עצמאי למדוד את הנפח של הסעיפים פנטום. חומר רקע יוצר עם רך PVA-c, כדי לדמות רקמות של מקבץ40,41. על רקע זה דמה היה מיוצר בתור צינור גלילי axisymmetric הומוגנית עם הקוטר הפנימי של 4 ס מ, קוטר חיצוני 16.5 ס"מ אורך 16.5 ס"מ. זה היה עשוי פתרון PVA 5%, נתון סך של שני מחזורים ההקפאה-הפשרה.

הפאנטום AAA הסופי למקם את הפאנטום רקע, מחוברים, באמצעות ריהוט שפופרת, תופסנים, לשאוב מים והמודינמיקה שנועדה לעוות את הרוחות עם זרמי מחזורית הפיזיולוגיות, לחצים. מהירות המשאבה הייתה מוכנה לספק כ 6-7 kPa לחץ דופק בקצב של 1 הרץ. אולטרה רצפי תמונות צליל הפאנטום deforming נאספו, המתח לחץ מנורמל מחושב כדי לזהות הבדלים במרחב מגוון תכונות מכניות. התוצאות נציג של הלחץ המתח מנורמל תמונות בתוך אזור כלי מוצגים. הבדלים אזוריים הגדלת המתח מנורמל הפאנטום heterogenous נוקשה, ביחס הפאנטום הומוגנית, מדגימים את ההבדלים הקשיחות כלי השיט, היכולת שלנו למדוד את זה.

Protocol

1. הורד את הדגמים STL מהבורסה NIH הדפסה 3D

  1. נווט אל NIH החליפין הדפסה תלת-ממדית (3dprint.nih.gov) ו ערך החיפוש הקלד מדומה עובש Aneurysmal פנטום אבי העורקים ללחוץ על מקש enter.
  2. ברשימה הבאים המוחזרות החיפוש, למצוא את מודל " 3DPX-009210" ולחץ על הפוסט הזה.
  3. לחץ על לחצן הורד, לאחר מכן לחץ על הקובץ מדומה Mold.zip Aneurysmal פנטום אבי העורקים מהרשימה הנפתחת כדי להוריד את הקובץ.
  4. לחץ פעמיים על הקובץ שהורד כדי לפתוח אותו ולאחסן את הקבצים שהתקבל (InnerDistSTL.stl, InnerProxSTL.stl, OuterAntSTL.stl, OuterPostSTL.stl, BackgroundMoldSTL.stl ו SampleMoldSTL.stl) אל המחשב המשמשים להדפסה תלת-ממד בשלבים 2.1-2.7.
    הערה: ייתכן לחלופין הורדה אחת כל אחד מהקבצים המופיעים 1.4 שלב בנפרד.

2. הדפסה תלת-ממדית של עובש

  1. פתח את תוכנת ממשק 3D המדפסת ולהשתמש לחצן התחבר כדי לחבר המדפסת.
  2. יבא את הקובץ שהורד STL OuterAntSTL.stl (איור 1, כחול) לתוך התוכנה הדפסת תלת-ממד. התוכנה הדפסת תלת-ממד, בחר בלחצן ' ערוך ', אוריינט החלק עובש על-ידי לחיצה על תפריט סיבוב ולחיצה על הלחצנים X, Yאו Z כדי ליישר ציר זמן במקביל למיטה הדפסה עם מחוץ העובש מול המיטה ההדפסה. לחץ על לחצן שמור , ואז לחץ על לחצן הדפס ולהדפיס החלק עובש באמצעות חומצה polylactic (PLA) נימה פלסטיק על מכבש יחיד.

Figure 1
איור 1 : CAD ייצוג של הפאנטום, רקע ותבניות לדוגמה. (א) - (ב) 3D CAD תמונות של כלי השיט עובש והכיוון של חלקים להרכבה. מפרידי כלי רישום (i), סיכות (ii), חורים (iii) החור מילוי מוצגים. (ג) ציור של לומן הפנימי המדגיש את מידות הכלי הפנימי. (ד) CAD עיבוד של התבניות לדוגמה. (e) CAD עיבוד רקע העובש פנטום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. חזור על שלב 2.2 הקובץ OuterPostSTL.stl (איור 1, אדום).
  2. בעקבות תהליך זהה מן 2.2 שלב, לייבא את הקובץ STL InnerDistSTL.stl (איור 1, לבן) לתוך התוכנה הדפסת תלת-ממד, בחר בלחצן "עריכה", סיבוב התפריט לחץ על X, Y, או Z לחצנים כדי ליישר לציר הארוך בניצב מיטה הדפסה, כגון זה הסיכה רישום (i) בקשר עם המיטה ההדפסה. לחץ על לחצן שמור , ואז לחץ על לחצן הדפס ולהדפיס החלק עובש באמצעות פילמנט פלסטיק PLA extruder יחיד.
    הערה: אל תפרסמי את החלק הזה עם מבנה תמיכה. Infill לא להשתמש יותר מ- 30% עבור חלק זה מודפס.
  3. יבא את קובץ STL SampleMoldSTL.stl (איור 1d) לתוך התוכנה הדפסת תלת-ממד. בחר בלחצן ' ערוך ', בתפריט ' סובב ' לחץ על הלחצנים X, Yאו Z כדי ליישר את החלק כזה בתוך התבנית פונה מעלה, מן המיטה ההדפסה. לחץ על לחצן שמור , ואז לחץ על לחצן הדפס ולהדפיס החלק עובש באמצעות פילמנט פלסטיק PLA extruder יחיד.
    הערה: אל תפרסמי את החלק הזה עם מבנה תמיכה. להדפיס תבניות 3 או יותר לדוגמה.
  4. יבא את קובץ STL BackgroundMoldSTL.stl (איור 1e) לתוך התוכנה הדפסת תלת-ממד. בחר בלחצן "עריכה" ומתפריט ' סובב ' לחץ על הלחצנים X, Yאו Z כדי ליישר את החלק כך לתחתית התבנית (קרי, סוף הצילינדר סגור) מול המיטה הדפסה. לחץ על לחצן שמור , ואז לחץ על לחצן הדפס ולהדפיס החלק עובש באמצעות פילמנט פלסטיק PLA extruder יחיד.
    הערה: אל תפרסמי את החלק הזה עם מבנה תמיכה.
  5. יבא את קובץ STL InnerDistSTL.stl (איור 1, צהוב) לתוך התוכנה הדפסת תלת-ממד. בחר בלחצן "לערוך" ומתפריט ' סובב ' לחץ על הלחצנים X, Yאו Z כדי ליישר את החלק כך ניצב לציר הארוך מיטה הדפסה של נגע הסתעפות רישום סיכות (i) עומדים בפני מיטה הדפסה. לחץ על לחצן שמור , ואז לחץ על לחצן הדפס ולהדפיס החלק עובש באמצעות פוליוויניל חומצה (PVA) נימה פלסטיק על מכבש יחיד.
  6. הסר כל חומר תמיכה החלקים מודפס 3D של צעדים 2.1-2.7 (איור 2).
    הערה: אין צורך להסיר את מבנה התמיכה החלקים החיצוניים עובש, אם הם לא מפריעים עם מכלול עובש.

Figure 2
איור 2 : כלי קיבול הסופית הפנטום והאסיפה עובש פנטום. (א) עובש המודפס הסופי בתבניות לומן הפנימיים והחיצוניים. בקצה הדיסטלי של לומן הפנימי שהודפס פלסטיק PVA נמסים ו מחוברת לקצה הפרוקסימלית של העובש לומן הפנימי באמצעות שעווה deformable. (ב) צינורות המחוברים ליציאה הזרקה של לומן החיצוני ולעצב את המזרק בסימפטומים ולא במחלה עצמה. (ג) עובש לומן הפנימי לאחר ריסוס ציפוי של חומר איטום גמיש. (ד) הרכבה של בליטה בצד של לומן החיצוני עובש, עובש לומן הפנימית עם c-PVA (צבע אדום) נוסף עבור מטוסי פאנטום מפרצת נוקשה. (e) קיבול מלא עובש ו כשכרטיס. (f) שעווה deformable חלה על התפרים של העובש לומן החיצוני כדי למנוע PVA-c מאוזניה העובש. (ז) פנטום PVA-c הסופי לאחר 5 מחזורים ההקפאה/ההפשרה והסרה של העובש. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

3. הידרוג הכנה

  1. מערבבים 22.2 גר' אבקה PVA-c ב- 200 מ של מי ברז (10% על ידי המוני) גביע זכוכית. מיקרוגל הפתרון לרתיחה ומערבבים. חזור על שלב זה עד כל האבקה PVA היא התפרקה, הפתרון נראה שקוף.
  2. להשעות 0.4 גר' אבקת סידן פחמתי (0.2% על ידי המוני) ב- 10 מ"ל מים והוסף לפתרון של 2.1 שלב לפעול כמו אולטרסאונד scatterers. מערבבים ביסודיות. לכסות את הפתרון ולאפשר לו להתקרר לטמפרטורת החדר (RT).
    הערה: עבור מטוסי פאנטום הומוגנית לדלג על שלב 3.5
  3. מערבבים 17.6 גר' אבקה PVA-c ב- 100 מ של מי ברז (15% על-ידי המסה או לפי הצורך) את גביע זכוכית נפרדים. מיקרוגל הפתרון לרתיחה ומערבבים. חזור על שלב זה עד כל האבקה PVA היא התפרקה, הפתרון נראה שקוף.
  4. להשעות 0.4 גר' אבקת סידן פחמתי (0.2% על ידי המוני) ב 5 מ ל מים ולהוסיף הפתרון מ 2.3 שלב. מערבבים ביסודיות. לכסות את הפתרון ולאפשר לה להתקרר כדי RT.
  5. מערבבים 183.7 גר' אבקה PVA-c ב- 3.5 L של מי ברז (5% על ידי המוני) בסיר גדול נפרד. מביאים את הפתרון לרתיחה ומערבבים. להסיר את הסיר מהאש לאחר האבקה PVA היא התפרקה, הפתרון נראה שקוף.
  6. להשעות 7.4 גר' אבקת סידן פחמתי (0.2% על ידי המוני) ב- 10 מ"ל מים ולהוסיף הפתרון מ 2.5 שלב. מערבבים ביסודיות. לכסות את הפתרון ולאפשר לה להתקרר כדי RT.

4. הרכבה של עובש

  1. לצרף כ 100 מ מ לאורך צינור גמיש יציאת הזרקה של העובש לומן החיצוני. לסיים את ההפך של הצנרת, לצרף צימוד עם מזרק חיבורים (איור 2b).
  2. יישר את הפינים רישום התבנית הפנימית לומן וציות, באמצעות שעווה deformable, החלק הכלי בולטות התבנית הפנימית לומן כלי ישר לחלק של העובש לומן הפנימי.
  3. באזור מאוורר היטב, להחיל ציפוי הספריי גומי גמיש עד לסוף aneurysmal כייר לומן הפנימית כדי למנוע את הידרוג המסת החלק עובש PVA בתהליך היציקה (איור 2c).
    הערה: עבור מטוסי פאנטום הומוגנית לדלג על שלב 4.6.
  4. כאשר צד גדול יותר של החלק aneurysmal של העובש החיצוני פונה כלפי מטה, למלא את הבליטה 15 מ"ל של הפתרון שנוצרו בשלבים 3.3-3.4 (איור 2b,). מניחים את החלקים מורכבים עובש הפנימי בחלק הקדמי החיצוני עובש (איור 2d). השתמש גומיות כדי להחזיק את החלק הפנימי לומן במקום.
    הערה: על איור 2, PVA-c הוא צבוע אדום עבור ניראות.
  5. להקפיא את מכלול עובש במקפיא-20 ° C במשך 12 שעות ולהסיר מהמקפיא. לעבור שלב 4.6 בלי לתת את הפתרון ב ההפשרה הרכבה עובש.
  6. בזמן שחיכינו עבור כייר להקפיא (שלב 4.4), למרוח כמות נדיבה של שעווה deformable השטח האחורי של תבנית בדוגמה מודפסת,. תהדק את זה לגיליון פלסטיק שטוחים לחתוך לגודל מינימלי של 100 מ מ על ידי 60 מ מ ידי 10 מ מ (איור 3). למלא את החלל בין העובש יריעת-הפלסטיק הפתרון PVA אותו בשימוש 4.3 שלב. להקפיא כייר מדגם במקפיא אותו (-20 ° C) כמו כייר כלי ב- 4.4 שלב.

Figure 3
איור 3 : לטעום עובש, דוגמת הסופי ופאנטום רקע. (א) כשכרטיס מדגם עובש וגליון פלסטיק שקוף. PVA-c ויוצקים לתבנית לדוגמה, מותר בועות אוויר על פני השטח. (ב) PVA-c לדוגמה לאחר מחזור אחרונה ההקפאה/ההפשרה. (ג) נסיוני ארה ב ההתקנה הדמיה של פנטום מחובר סימולטור משאבת והניח ברקע PVA-c פנטום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. להרכיב, מהדק את התבנית כולה כלי יחד בכיוון שמוצג באיור 1 ו 1b (איור 2e). קו התפרים של התבניות לומן החיצוני באמצעות שעווה deformable כדי להבטיח כי הידרוג אינה דולפת במהלך ההזרקה (איור 2f).
  2. ממלאים מזרק 60 מ ל הפתרון PVA-c שנעשו צעדים 3.1 ו- 3.2. עם תום נגע הסתעפות של העובש להזריק את הפתרון PVA-c לתוך עובש הרכבה הימנעות בועות האוויר בפתרון מוזרק.
    הערה: אם הדלפות להתרחש במהלך ההזרקה, השהה הזרקת ואזורי תיקון דליפה עם שעווה deformable. חזור על זריקות המזרק עד הפתרון PVA-c ממלא את התבנית.
  3. לאפשר כייר לשבת במשך 30 דקות, הקשה העובש בעדינות כל 10 דקות כדי לאפשר בועות אוויר לעלות לפסגה של העובש. חזור על הזרקת מזרק במידת הצורך ולהשלמת העובש. להקפיא את מכלול עובש כל עבור 12 שעות ולהסיר מהמקפיא. לאפשר הרכבה עובש להפשיר ב RT במשך 12 שעות.
  4. בעוד מחכה כייר להקפיא (שלב 4.8), להרכיב, מלחציים עובש מדגם אחר, גיליון פלסטיק שטוחים לחתוך כפי שמתואר בשלב 4.5 (איור 3). למלא את החלל בין העובש יריעת-הפלסטיק הפתרון PVA אותו בשימוש שלב 4.7. הקפאה והפשרה כייר מדגם במקפיא אותו (-20 ° C) ו באותו הזמן כמו כייר כלי ב- 4.8 שלב ועובש מדגם של 4.5 שלב.
  5. להקפיא הפשרת כייר כלי ואת שתי התבניות לדוגמה מ- 4.5 צעדים, 4.8 ו- 4.9 עוד ארבע פעמים, על סך 5 24 - h ההקפאה/הפשרה מחזורים. לאחר מחזור ההקפאה/ההפשרהth 5, להסיר את הדגימות בדיקות PVA-c בתבניות שלהם (איור 3ב'). לקצץ בכל cryogel עודף מדגימות ולאחסן אותם במיכל אטום של 5% על-ידי אחסון פתרון מלבין/מים-RT.
  6. הסר את כלי הקיבול של PVA-c כייר לומן החיצוני. בזהירות להפריד בין החלק כלי ישר התבנית הפנימית לומן מן החלק aneurysmal ולהסיר מכלי הקיבול PVA-c. חותכים קפיציות הרשמה בסוף החלק aneurysmal של העובש לומן הפנימי מתפצל לשניים כדי לחשוף את הסיב PVA המודפס. מניחים באמבט מים ב RT כדי להמיס את החלק aneurysmal PVA.
    הערה: פעולה זו עשויה להימשך 24 שעות או יותר, עם זאת, הוספת מים חמים לאמבטיה יכול להאיץ את תהליך המסת.
  7. לאחר המסת והסרה של PVA הודפס חלק מן בתוך הפאנטום כלי השיט, לאחסן הפאנטום במיכל אטום של % 5 על-ידי פתרון אחסון מלבין/מים RT.
  8. ממלאים את התבנית רקע כ 3.3 L של הפתרון PVA-c גרם מדרגות 3.5, 3.6. להקפיא (-20 ° C), התבנית רקע 12 h ולהסיר מהמקפיא. לאפשר את התבנית להפשיר ב RT עבור 12 h וחזור על סך של 2 מחזורים ההקפאה/ההפשרה.
  9. באותו זמן כמו שלב 4.13, מילוי אסיפה עובש מדגם עם הפתרון PVA-c אותו בשימוש 4.13 צעד, לשים את זה דרך הדגימות ההקפאה/ההפשרה אותו בתור רקע העובש.
  10. לאחר ההפשרה 2nd , להסיר את הרקע מדגם ורקע דמה בתבניות שלהם ולאחסן אותם במיכל אטום של 5% על-ידי אחסון פתרון מלבין/מים-RT.

5. פנטום ובדיקות מדגם

  1. מקם את הכלי פנטום, רקע פנטום לתוך אמבט מים גדולה. צרף לסוף כלי גדול הפלט של המים והמודינמיקה משאבת42,43 באמצעות תופסנים לצנרת (איור 3c). הניחו את כלי הקיבול פנטום ברקע פנטום ולאחר מכן לצרף את הקצוות מתפצל לשניים של הפאנטום לים המשאבה והמודינמיקה באמצעות תופסנים לצנרת.
  2. למקם צנתר חיישן הלחץ של מצב מוצק במערכת של כלי השיט, משאבת ליד הים של המשאבה בגרימת. להפעיל את המשאבה והמודינמיקה כזה של העיוותים קיר הלחצים בין מינימום של 0 kPa מרבי 7.5 kPa (איור 4).

Figure 4
איור 4 : הדמיה פרוטוקול. (א) פרופיל הלחץ הנמדד במהלך הגדרת הדמיה פנטום. (ב) נציג B-מצב תמונה של הפאנטום-הלחץ המינימלי. (ג) B-מצב בלחץ המרבי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. השתמש מערכת סאונד (לנו) ומתמר קמורה עם תדירות מרכז כ 5 מגה הרץ לאסוף לנו תמונות של הפאנטום הרקע ואת כלי בחתך במיקום של הקוטר המרבי קיבול (איור 4b ו 4 c ). רישום נתונים לחץ באמצעות רכישה דיגיטלית מערכת (איור 4).
    הערה: ניתן למצוא פרטים על ביצוע הרכישה התמונה בשלב זה במיקס ואח44.
  2. לקבל את הערכות הזחה באמצעות טכניקה המבוססת על רישום התמונה הלא-קשיח כמתואר במיקס. et al. 44. מ המידות של העקירה דו-ממדית (2D) שדה (uאני(x)), לחשב את שדה הטנסור זן 2D (חדוהij(x)) המעריכה את חלק ה גרדיאנט סימטרי השדה ' הזחה ':
    Equation 1
  3. לאחר מכן, לחשב המתח העיקרי המרבי (חדוהp) כרכיב העיקרי המרבי של שדה הטנסור זן באמצעות המשוואה הבאה:
    Equation 2
  4. לבסוף, לקבוע את המסגרת של המתח העיקרי שיא הלחץ, חלוקה זו שדה הטנסור זן מאת ההבדל מינימלי ומקסימלי הקטטר נמדד לחצים (איור 4), או לחץ הדופק (PP), על במרחב נפתרה הלחץ מנורמל עיקרון זן (חדוהp/PP).

Figure 5
איור 5 : לחץ מנורמל זן תמונות. להחליפן בתמונות של הלחץ in%/kPa זן מנורמל (חדוהp/PP) נמדד בתוך כלי הקיבול. של הומוגניות 10% על ידי המוני כלי פנטום (א) ו הפאנטום הטרוגנית עם 15% על ידי המוני (b), 20% על ידי המוני, 25% על ידי המוני קדמי aneurysmal סעיף (העליון של הכלי). איור זה שונה ממיקס. et al. 44. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Representative Results

תמונות נציג B-במצב של כלי השיט מחקה פאנטום מוצגים עבור הלחצים מינימום ומקסימום נמדדת הקטטר (איור 4b ו- 4 c, בהתאמה). In%/kPa זן מנורמל-לחץ (חדוהp/PP) מוצג עבור ארבעה פנטומים מיוצרים שונים (איור 5). איור 5 מראה המתח מנורמל לחץ שנמדדה בתוך פנטום הומוגני יוצר עם 10% ע י מסת פתרון PVA-c. היחס בין המתח הממוצע נמדד האחורי ברבעון (התמונה למטה) של הפאנטום לאמץ הממוצע ברבעון הקדמי (תמונה למעלה) היה 0.92. איור 5 b מראה חדוהp/PP עבור פנטום שבו החלק aneurysmal של הפאנטום היה מיוצר עם 15% על-ידי פתרון מסה PVA-c ואת היתרה של הפאנטום נעשתה באמצעות 10% על ידי המוני PVA-c. היחס של אחורי לזן הקדמי על הפאנטום הזה נמצא 1.87. איור 5 ג מראה חדוהp/PP על הפאנטום הטרוגנית עם 20% על ידי המוני PVA-c, את ישבנה זן הקדמי יחס של 4.23. איור 5 d מראה חדוהp/PP על הפאנטום הטרוגנית עם 25% על ידי המוני PVA-c, את ישבנה זן הקדמי יחס של 7.37.

התוצאות המובאות כאן מראים כי פאנטום אב-עורקית של הבטן שנוצרו עם לסימולציה, תכונות החומר משתנה במרחב. העיצוב של גיאומטריות דמה, או ליתר דיוק, בתבניות דמה נעשו באמצעות תוכנת מחשב המאפשרת שינויים בגיאומטריה פנטום (איור 1 ו- 1b). עובש יכול להיות בקלות 3D מודפס ומורכבים, גיאומטריות מורכבות עובש ניתן להדפיס באמצעות PVA פילמנט שהוסר, בדומה השעווה האבודה טכניקות יציקה. הפאנטום הקיבול הסופי יכולה להיות מווסתת באופן דינמי, יציבים תחת המון גדול (איור 4). מטוסי פאנטום תואמים אולטראסאונד הדמיה (איור 4b ו- 4 c) ויש תכונות החומר מחקה stiffnesses אב-עורקית של הבטן. בווריאציות יחס המתח ב הקדמי באזורים האחוריים של תמונות זן להדגים כי האזורים יש תכונות החומר בדרגות שונות (איור 5), בדיקות מכניות עצמאית על הדגימות לכמת את הערכים המדויקים של שלהם מודולים בהתאמה הטיה.

Discussion

מאמר זה מציג שיטה לייצור מטוסי פאנטום מחקה רקמות לשימוש במכוני בדיקה elastography או גמישות הדמיה אלגוריתמים. השימוש המשולב של CAD ו הדפסה תלת-ממדית מאפשרת עיצוב יעיל של אבי העורקים פאנטום היה שווה עם לסימולציה, מעבר פנטומים צינורי, כולל גבשושיות וזיזים aneurysmal. היצירה של הפאנטום נעשית ב- 4 שלבים; 1) עיצוב של הגיאומטריה פנטום, 2) הדפסה של החלקים עובש פנטום, 3) ערבוב של פתרונות cryogel המחקות בסופו של דבר את מאפייני אולטראסוניות ואת תכונות מכניות של כלי פנטום ו 4) מוזג/הזרקת של cryogel פתרון לתבנית, הגדרת את c-PVA עם מחזורים ההקפאה-הפשרה והסרה של הפאנטום של העובש. השימוש של CAD ב בעיצוב של התבניות מתקבל בשלב 1 מאפשר פשוט אומר בדיוק לשנות הצורה הגיאומטרית של הפאנטום. הדפסה של חלקים התבנית כרגע לוקח כ 5-8 h בהתאם לגודל ההדפסה, וכך ניתן בקלות לבצע עבור שינויים חוזרים ונשנים התבניות.

בשלב 3, הפתרונות cryogel נוצרים כדי לחקות את כלי השיט, רקמות מפרצת ורקע עם החלקיקים סידן פחמתי מחקה את פיזור ארה של הרקמה. הפתרונות cryogel צריך ויגבר לפני השימוש, אם החלקיקים סידן התיישבו מתוך התערובת. הריכוז המדויק של התערובת של cryogel יקבע התכונות המכאניות הסופי של הפאנטום. לכן, חשוב ליצור את הדגימות עצמאית של כל אחד הפתרונות המשמשים את ספינת רפאים ורקע. אמנם לא חלק הפרוטוקול פה, מדידות עצמאי של הנפח של הדגימה צריכה להתקבל באמצעות בדיקת מתח uniaxial. בדיקות מכניות עצמאית של הדגימות PVA-c על הפאנטום 10%, 15%, 20% ו-25% שנוצרו בהתוצאות נציג היה נמדד מודולוס גזירה של kPa ± 1.0 17.4, kPa ± 5.7: 48.3, kPa ± 0.4 95.1 kPa ± 4.1 170.0, בהתאמה.

שלב 4 הוא השלב הקריטי ביותר ביצירת האשליות האלה. למרות הפינים רישומים במקום לשמור את החלקים עובש בעמדות נאות שלהם ביחס אחרים, חשוב להבטיח כי העובש חלקים תפריד בתהליך היציקה. לפיכך, השימוש התפסים להחזיק את התבנית. השיקול החשוב ביותר של שלב 4 היא למזער את בועות אוויר לכוד בתוך כייר לפני מחזור הפשרת ההקפאה הראשונה. לעתים קרובות שימושי כדי לפרק צד אחד של העובש החיצוני ולבדוק את הפאנטום לאחר הראשון ההקפאה-הפשרה מחזור כדי להבטיח שהוא הקים כראוי. זה יכול לחסוך זמן מבוזבז מעביר פאנטום "רע" מחזורים נוספים. ברגע הפאנטום הוסר מ העובש לחלוטין, זה יכול להיות מאוחסנים במים למשך מספר שבועות עם המשך השימוש.

הפאנטום PVA-c שפותחה בעבודה זו נוצרו לחקות באופן ספציפי את הנוקשות אולטראסוניות, החומרי של רקמות אבי העורקים. השימוש של אלכוהול cryogel מאפשרת מגוון רחב יותר של נוקשות מכני אפשרי, כדי לחקות טוב יותר את המאפיינים גשמי המשתנים של אבי העורקים רקמות לעומת גומי יותר כמו חומרי33,34. בנוסף, השימוש הידרוג ההשקעה הליהוק כדאי לוכדת את המאפיינים אקוסטית של קונדומים casted או חומרים מודפסים ישירות 3D33,45. אפשר כמה בועות אוויר לכוד בתבניות שלנו לפני מחזור הפשרת ההקפאה הראשונה. זה יכול לגרום פערים הפאנטום, להוביל לחולשה חומרים או חפצים אקוסטית. לפיכך, מומלץ לבחון פאנטום העובש לאחר ההפשרה ההקפאה הראשונה כדי לקבוע אם להפעיל מחדש את התהליך. בנוסף, החוקרים מצאו כייר הפנימי יכול לפעמים המשמרת במהלך ההקפאה של החלק aneurysmal של הרוחות. במקרה זה, שינוי אחד של הפרוטוקול הנ ל יהיה ליצור 3D מודפס, או אחרת מעוצב, חלק לשמור בחוזקה את התבנית הפנימית לומן כייר הקדמי החיצוני במהלך ההקפאה של סעיף זה. החוקרים מצאו כי שימוש בצד האחורי של העובש החיצוני כרווח 5 מ מ בין כייר החיצוני האחורי הפנימי העובש עובד טוב למטרה זו.

הפאנטום פותח כאן הינו אידיאלי עבור הלומדים את ההשפעה של שינויים aneurysmal קוטר ועובי luminal או שעשויות להיות הנוכחות של כגון ברקמה על-ידי עריכת קובצי CAD המקוריים. עם זאת, העבודה הקודם הראו גם כי ניתן לשנות את הטכניקה הייצור לייצר גיאומטריות פנטום מטופל ספציפי באמצעות טומוגרפיה תמונות ותוכנות פילוח, מאשר עיצוב CAD, ליצירת 3D מודפס בתבניות דמה 44. התוצאות המוצגות כאן מדגימים כי האלגוריתם היה מסוגל לדמיין הווריאציות מיוצרים התכונות המכאניות של הסעיפים פנטום. יצוין כי למרות האשליות האלה שימשו כדי לבדוק שבסיסן טכניקות הדמיה, הם גם תואמים עם תהודה מגנטית, טומוגרפיה מערכות הדמיה, כי הם עשויים גם לשמש מעבר מטרת אלסטיות הדמיה, עבור רחב מגוון של טכניקות הדמיה הרומן ואופני הפעולה.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי המרכז הלאומי עבור קידום מדעי Translational של מכוני הבריאות הלאומיים דרך פרס מס UL1 TR000042, המכון הלאומי של הדמיה ביו בביו-הנדסה של המכונים הלאומיים לבריאות דרך פרס מס 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

בביו-הנדסה גיליון 139 אולטרסאונד מטוסי פאנטום Elastography מודל אב העורקים הדפסת תלת-ממד הידרוג מפרצת סימולציה
ייצור העורק הידרוג רקמות-מחקה פאנטום עבור אימות Elastography אולטראסאונד
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