Monitorização da Mecânica de parede durante a implantação de stent em um vaso
8 de maio de 2012
Stent induzidas distribuições de deformação arteriais são caracterizados utilizando um sistema óptico superfície medição da deformação. Esta técnica de visualização é usado para obter insights sobre o impacto do implante de stent no vaso hospedeiro.
Este experimento utiliza equipamento de medição de deformação sem contato para monitorar e capturar a deformação não uniforme induzida pelo stent em uma artéria simulada. Primeiro, prepare um vaso simulado para os ambientes de expansão do stent. Após calibrar o sistema de software aramis, expanda o stent e capture a deformação do vaso simulado.
Resultados das análises da deformação induzida pelo stent ao longo de um trajeto axial de vaso simulado. Mostram que a distribuição da deformação induzida pelo stent no vaso simulado é não uniforme. A principal vantagem do sistema de câmera Aramis em comparação com outros métodos de medição de deformação, como extensômetros, é que o sistema de câmera ARAMIS permite a medição de deformação sem contato.
Este protocolo demonstrará como calibrar o sistema aramis, juntamente com a análise da amostra aqui. Este método oferece informações sobre uma distribuição de fluxo devido à expansão da estrutura. Também pode ser aplicado a outros sistemas, como uma corda em uma cabeça durante a onda de choque ou uma corda em uma barra de aço sob tração.
Primeiro, fixe ambas as extremidades do vaso de látex em conexões de mangueira com pontas dentadas que foram presas a uma bancada robusta. Para um centro de teste de stent, delimite a área de interesse entre as conexões de mangueira com pontas dentadas, incluindo aproximadamente uma polegada em cada lado do stent. Para observar as deformações fora da região com stent, meça a área de interesse no vaso de látex a fim de determinar o campo de visão.
Em seguida, registre a distância da borda externa de um conector de mangueira com barbatanas até a posição central entre os conectores. Transfira a distância para o cateter medindo a partir do centro do stent em direção ao cateter. Em seguida, marque o cateter com uma caneta.
Agora remova o vaso de látex dos conectores da mangueira com barbatanas. Prepare o vaso de látex borrifando a área de interesse com um padrão estocástico de tinta spray branca e preta ou marcando a área de interesse com pontos aleatórios. Usando uma caneta permanente, selecione um painel de calibração que seja ligeiramente maior que a área de interesse.
Em seguida, posicione o painel de calibração entre os conectores de mangueira com pontas entre as áreas de interesse. Certifique-se de que a área de interesse esteja bem iluminada. Agora, ajuste a distância entre as duas câmeras, a distância entre a amostra e a altura da câmera para abrir um novo projeto no Aramis, selecione arquivo e depois novo projeto.
Em seguida, clique na guia sensor e selecione calibração. Depois, calibração completa para que o software RMS realize a calibração das câmeras com a abertura da lente totalmente aberta, focando a câmera no painel de calibração ao soltar o parafuso de fixação da câmera e girar a lente. Uma vez focado, aperte novamente o parafuso de fixação e feche a abertura.
Faça a primeira imagem do processo de calibração. Desloque o painel de calibração de acordo com a demonstração no computador até que a imagem esteja focada na tela do computador. Em seguida, faça a segunda imagem.
Repita este processo para o restante das imagens de calibração. Após todas as imagens de calibração serem capturadas, o software de análise de imagem RM S calculará as configurações de calibração. Se o desvio de calibração for inferior a 0,04, remova o painel de calibração e recoloque o vaso de látex pintado na mangueira com engate rápido.
Conectores, considerando que quadros por segundo aumentados produzirão resultados de deformação mais uniformes. Determine o número de quadros por segundo para o teste. Ajuste também a velocidade do obturador para menos de um quadro por segundo.
Para minimizar o vermelho na imagem, tire cinco imagens, adicione então pontos iniciais na série de imagens e calcule o teste mantendo a tecla control pressionada. Clique no centro da amostra para observar o ruído de fundo. Se o ruído do pré-teste estiver acima de 75 micros, drene.
Repita o processo de calibração. Prepare-se para a implantação do stent selecionando o número de imagens desejado para serem adquiridas durante o teste. 200 imagens serão suficientes para a expansão do stent.
Prossiga com a inserção gradual do cateter no vaso de látex. Utilize o indicador de marcação no cateter para orientar a inserção do stent até que atinja a posição central. Inicie a aquisição de imagens com o AAMI para o stent expansível com balão.
Aumente gradualmente a pressão do balão para expandir o stent até que o balão esteja completamente expandido. Em seguida, reduza gradualmente a pressão do balão até zero, para desinflar o balão e retirá-lo juntamente com o cateter no caso do stent autoexpansível. Remova gradualmente a bainha até que o stent esteja completamente expandido.
Em seguida, retire gradualmente o cateter para calcular a história da deformação em um ponto específico do vaso. Primeiro, crie um ponto de estágio mantendo pressionada a tecla de controle e clicando na área de interesse. Em seguida, selecione o tipo de deformação para traçar a deformação no ponto selecionado ao longo da duração do teste, para deformação espacial ao longo de um trajeto específico do vaso.
Crie uma linha de pontos multietapas clicando na aba seções e depois em criar seção. Selecione uma linha na imagem paralela ao eixo X em y igual a zero. Isso criará uma série de pontos de estágio em uma linha e exibirá uma série de linhas em um único gráfico.
Cada linha representa a deformação em um instante específico ao longo do comprimento da seção. Para analisar a taxa de expansão e o raio do vaso, crie um cilindro de melhor ajuste na barra de ferramentas superior, selecione primitivos e, em seguida, cilindro de melhor ajuste. Utilizando a ferramenta de seleção através da superfície, identifique uma pequena seção da imagem para que o software A is gere um ciclo tridimensional de cilindro de melhor ajuste, percorrendo essas imagens de cilindro ajustado para observar a variação do diâmetro do vaso de látex.
Para avaliar a distância entre dois pontos na guia de análise, clique em distância de ponto a ponto. Em seguida, selecione dois pontos para indicar o comprimento na imagem que se deseja analisar. Prossiga percorrendo as imagens para observar a variação da distância entre os dois pontos ao longo do tempo.
Este experimento demonstra o mapeamento de deformação durante o processo de retração de um stent expansível por balão, bem como a história principal da deformação. Em um ponto específico, enquanto as hastes do stent expandem a parede do vaso para fora, câmeras de alta velocidade capturaram e rastrearam o deslocamento dos pontos de referência pretos no duto. Com base no movimento registrado dos pontos de referência, o software calculou as deformações do duto ou de qualquer outro objeto alvo.
Claramente, o stent implantado levou a uma distribuição não uniforme de deformação na superfície do vaso. Além disso, a curva principal de histórico de deformação de um ponto específico 10 demonstrou estágios distintos de implante do stent. A expansão do balão ocorre de aproximadamente 10 a 12 segundos, e o recuo do stent após a desinsuflação do balão ocorre entre 12 e 14 segundos.
Última técnica dominada. Esta técnica pode ser realizada em duas horas. Lembre-se de concluir corretamente o processo de calibração.
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Visão Geral
Este estudo utiliza um sistema óptico de medição de deformação superficial para caracterizar as distribuições de deformação arterial induzida por stent. A técnica sem contato fornece informações sobre os efeitos da implantação de stent no vaso hospedeiro.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Engenharia Biomédica
- Pesquisa Cardiovascular
- Técnicas de Medição de Deformação
Antecedentes
- Stents são utilizados para suportar artérias durante e após a implantação.
- Compreender a distribuição de deformação é essencial para melhorar o design do stent.
- Técnicas de medição sem contato oferecem vantagens em comparação com métodos tradicionais.
- Sistemas ópticos podem capturar perfis detalhados de deformação em tempo real.
Objetivo do Estudo
- Visualizar a distribuição de deformação causada pela implantação de stent.
- Avaliar os efeitos de deformação não uniforme em uma artéria simulada.
- Comparar a eficácia da medição óptica de deformação com outras técnicas.
Métodos Utilizados
- Preparação de um vaso simulado que simula condições arteriais.
- Calibração do sistema óptico de medição de deformação Aramis.
- Expansão do stent dentro do vaso simulado.
- Captura e análise da distribuição de deformação ao longo de um trajeto axial.
Resultados Principais
- Descobriu-se que a distribuição de deformação induzida pelo stent é não uniforme.
- O sistema Aramis forneceu medições detalhadas de deformação sem contato.
- Os resultados destacam a importância da distribuição de deformação no projeto de stents.
- Métodos sem contato podem aprimorar pesquisas vasculares futuras.
Conclusões
- A medição óptica de deformação é eficaz para estudar os efeitos de stents.
- Padrões não uniformes de deformação podem influenciar o desempenho de stents.
- São necessárias pesquisas adicionais para otimizar os projetos de stents com base em dados de deformação.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Compreender a distribuição não uniforme da deformação durante a implantação de stents é essencial para reduzir os riscos no desenvolvimento de dispositivos vasculares. Este método permite a avaliação quantitativa das interações mecânicas entre os estritos do stent e as paredes dos vasos, reforçando a confiança preditiva nas iterações de projeto. Ao capturar perfis de deformação em tempo real, ele fornece subsídios para hipóteses mecanicistas que orientam o aprimoramento de modelos pré-clínicos e reduz a dependência de abordagens empíricas baseadas em tentativa e erro.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas mediante a quantificação da deformação mecânica induzida por stent nas superfícies dos vasos.
- Valor Operacional: Fornece mapeamento completo e sem contato da deformação, evitando artefatos provenientes de medidores tradicionais.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Gera distribuições quantitativas de deformação que servem como indicadores objetivos para comparações de projetos de stent.
- Valor Operacional: Apoia a padronização de ensaios por meio de protocolos reprodutíveis de calibração e aquisição de imagens.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Conecta a descoberta e a validação pré-clínica ao fornecer dados de linhagem relevantes para a resposta da lesão in vivo.
- Valor Operacional: Permite a colaboração entre diferentes funções por meio de pontos finais mecânicos compartilhados e quantificáveis.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este método insere-se no continuum de descoberta, desde a fase inicial de testes de hipóteses até o aperfeiçoamento de modelos pré-clínicos, oferecendo insights mecânicos que orientam a identificação de compostos promissores e a otimização do desenho.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses ao relacionar a geometria do stent com concentrações localizadas de deformação nas paredes dos vasos.
- Triagem: Fornece resultados quantitativos de deformação prontos para ensaios, permitindo comparações objetivas entre diferentes designs de stent.
- Análise: Oferece medições espaciais e temporais de deformação que facilitam comparações entre condições e a validação de modelos.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à continuidade pré-clínica ao fornecer perfis de deformação que informam ambientes mecânicos relevantes para doenças.
- Reutilização Corporativa: Funciona como uma plataforma reutilizável para avaliar múltiplos designs de stent em diferentes aplicações vasculares.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade mecanicista nas interações entre stent e vaso por meio de medição direta e sem contato da deformação.
- Valor Operacional: Garante reprodutibilidade e escalabilidade por meio de fluxos de trabalho padronizados de calibração e aquisição de imagens.
- Valor Estratégico: Melhora as decisões de prosseguimento ou interrupção ao identificar regiões de alta deformação que podem aumentar o risco de reestenose.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de designs de stent com base em perfis de desempenho mecânico.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em sistemas ópticos de medição de deformação e análise de correlação de imagem.
- Depende de câmeras estéreo de alta velocidade e iluminação calibrada para rastreamento preciso da superfície.
- Necessita padronização entre equipes dos limites de deformação e dos protocolos de análise.
- Envolve considerações de adaptação ao transferir de modelos vasculares simulados para tecidos biológicos ou modelos de tecidos doentes.
- Limitado pela acessibilidade da superfície e pelos requisitos de contraste para rastreamento confiável do padrão de pintas.
