Een methode voor het schatten van dode foetussen dijbeen corticale stammen tijdens fractuur testen met behulp van digitale beeld correlatie

Timothy Rossman; Susheil Uthamaraj; Asghar Rezaei; Sean McEligot; Hugo Giambini; Iwona Jasiuk; Michael J. Yaszemski; Lichun Lu; Dan Dragomir-Daescu

doi:10.3791/54942

Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een methode voor het schatten van dode foetussen dijbeen corticale stammen tijdens fractuur testen met behulp van digitale beeld correlatie

6.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/54942

⸱

14 september 2017

Timothy Rossman¹ , Susheil Uthamaraj¹ , Asghar Rezaei¹^,² , Sean McEligot¹ , Hugo Giambini³ , Iwona Jasiuk⁴ , Michael J. Yaszemski³ , Lichun Lu³ , Dan Dragomir-Daescu¹^,²

¹Division of Engineering, Mayo Clinic, ²Department of Physiology and Biomedical Engineering, Mayo Clinic, ³Department of Orthopedic Surgery, Mayo Clinic, ⁴Department of Mechanical Science and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign

In dit artikel

Samenvatting

In dit protocol, worden het dijbeen oppervlakte stammen geschat tijdens fractuur testen met behulp van de digitale afbeelding correlatie techniek. De nieuwigheid van de methode gaat om toepassing van een hoog contrast stochastische spikkel patroon op het dijbeen oppervlak, zorgvuldig opgegeven verlichting, hoge snelheid video-opname en digitale beeldanalyse correlatie voor stam berekeningen.

Samenvatting

Dit protocol beschrijft de methode die het gebruik van digitaal beeld correlatie voor de raming van de corticale stam uit videobeelden van de hoge snelheid van de dode foetussen femorale oppervlak verkregen mechanische testen. Deze optische methode vereist een textuur van vele contrasterende fiduciaire merken op een effen witte achtergrond voor het nauwkeurig bijhouden van oppervlakte vervorming zoals laden wordt toegepast op het model. Onmiddellijk voorafgaand aan het testen, is het oppervlak van belang in de cameraweergave geschilderd met een watergedragen witte primer en toegestaan gedurende enkele minuten drogen. Dan, een zwarte verf is gespikkelde zorgvuldig over de witte achtergrond met speciale aandacht voor de zelfs grootte en vorm van de druppels. Verlichting is zorgvuldig ontworpen en zo ingesteld dat er optimaal contrast van deze merken terwijl het minimaliseren van reflecties door het gebruik van filters. Beelden werden verkregen door middel van snelle video-opname op maximaal 12.000 frames/s. De belangrijkste beelden voorafgaand aan en inclusief de fractuur gebeurtenis worden geëxtraheerd en vervormingen worden geschat tussen opeenvolgende frames in zorgvuldig formaat ondervraging windows over een bepaald gebied van belang. Deze vervormingen worden vervolgens gebruikt voor het berekenen van de oppervlakte spanning stoffelijk tijdens de test van de breuk. De gegevens van de stam is erg handig voor het identificeren van de inleiding van de breuk in het dijbeen en voor de uiteindelijke validatie van proximale dijbeen breuk sterkte modellen afgeleid van kwantitatieve berekend tomografie gebaseerde eindige Element Analysis (FEA/QCT).

Inleiding

Digitale afbeelding correlatie (DIC) is een afbeelding post-processing methode die wordt gebruikt in het huidige protocol te schatten de volledige veld oppervlakte spanning van dode foetussen femorale proefstukken van tijdreeks beelden verkregen tijdens proeven van de mechanische breuk. De techniek werd eerst ontwikkeld en toegepast in experimentele spanningsanalyse in de jaren 1980 en heeft ervaren een snelle toename van het gebruik in de afgelopen jaren¹^,²^,³. Het heeft verscheidene belangrijke voordelen ten opzichte van meer traditionele benaderingen van spanningsmeters mon....