В данной статье представлена демонстрация и обобщение протоколов изготовления желатиновых фантомов, имитирующих мягкие ткани, и соответствующая вязкоупругая характеристика с использованием вдавливания и магнитно-резонансной эластографии.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Вязкоупругие характеристики желатиновых фантомов, имитирующих мягкие ткани, с использованием вмятинной и магнитно-резонансной эластографии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Характеристика биомеханических свойств мягких биологических тканей важна для понимания тканевой механики и изучения связанных с биомеханикой механизмов заболевания, травмы и развития. Метод механического тестирования является наиболее простым способом определения характеристик тканей и рассматривается как проверка для измерения in vivo . Среди многих методов механического тестирования ex vivo тест на углубление обеспечивает надежный способ, особенно для образцов, которые являются небольшими, трудно фиксируемыми и вязкоупругими, такими как ткань мозга. Магнитно-резонансная эластография (МРЭ) является клинически используемым методом измерения биомеханических свойств мягких тканей. На основе распространения сдвиговых волн в мягких тканях, зарегистрированного с помощью MRE, вязкоупругие свойства мягких тканей могут быть оценены in vivo на основе волнового уравнения. Здесь вязкоупругие свойства желатиновых фантомов с двумя различными концентрациями измерялись с помощью MRE и углубления. Представлены протоколы фантомного изготовления, тестирования и оценки модуля.
Введение
Большинство мягких биологических тканей, по-видимому, обладают вязкоупругими свойствами, которые важны для понимания их повреждения и развития 1,2. Кроме того, вязкоупругие свойства являются важными биомаркерами в диагностике различных заболеваний, таких как фиброз и рак 3,4,5,6. Поэтому характеристика вязкоупругих свойств мягких тканей имеет решающее значение. Среди многих используемых методов характеризации, механическое тестирование образцов тканей ex vivo и эластография ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Желатиновый фантомный препарат
- Взвешивайте желатин, глицерин и воду согласно таблице 1. Смешайте желатиновый порошок с водой для получения желатинового раствора.
ПРИМЕЧАНИЕ: Концентрации отдельных компонентов для получения двух фантомов показаны в таблице 1. Чем выше концентрация желатина, тем жестче фантом. - Нагрейте желатиновый раствор до 60 °C на водяной бане. Добавьте глицерин в желатиновый раствор при сохранении температуры.
ПРИМЕЧАНИЕ: Глицерин стабилизирует желатиновые смеси, увеличивая их температуру плавления и модуль сдвига17. - Перемешайте раствор ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Следуя протоколу MRE, наблюдалось четкое распространение волн сдвига в желатиновых фантомах при 40 и 50 Гц (рисунок 3). Вязкоупругие свойства, измеренные с помощью MRE, и тесты на отступ показаны на рисунке 4. Расчетные значения G' и G" при каждом тестировании для каждого фантома обобщены в таблице 2. В соответствии с протоколом отступа вязкоупругие свойства каждого фантома в каждой испытательной точке обобщены в таблице 3.
.......Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Желатиновые фантомы обычно используются в качестве ткане-имитирующих материалов для тестирования и валидации алгоритмов и устройств 17,19,22,23,24,25,26,27. Одно из новаторских исследований с использованием желатинового фантома для сравнения MRE и динамиче.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Признается финансовая поддержка со стороны Национального фонда естественных наук Китая (грант 31870941), Фонда естественных наук Шанхая (грант 22ZR1429600) и Комиссии по науке и технике муниципалитета Шанхая (грант 19441907700).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 24-канальная головка и Шейная катушка | United Imaging Healthcare | 100120 | Оборудование |
| 3T МР-сканер | Imaging Healthcare | uMR 790 | |
| Плата для приобретения | Advantech Co | PCI-1706U | Оборудование |
| Компьютер-Windows | HP | 790-07 | Оборудование |
| Электромагнитный привод | Шанхайский университет | Оборудование | |
| Функции генератора | RIGOL | DG1022Z | Оборудование |
| Желатин | CARTE D'OR | Реагент | |
| глицерин | Vance Bioenergy Sdn.Bhd | Реагент | |
| Индентор программа управления | специально разработанным | программным обеспечением; доступ через: https://github.com/aaronfeng369/FengLab_indentation_code. | |
| Лазерный датчик | Panasonic | HG-C1050 | Оборудование |
| Тензодатчик | Техника | GSO-10 | Оборудование |
| MATLAB | Программное обеспечение | Mathworks | |
| Усилитель мощности | Yamaha | A-S201 | Оборудование |
| Звуковая катушка Электродвигатель | SMAC Corporation | DB2583 | Оборудование |
Ссылки
- Qiu, S., et al. Viscoelastic characterization of injured brain tissue after controlled cortical impact (CCI) using a mouse model. Journal of Neuroscience Methods. 330, 108463(2020).
- Garcia, K. E., et al.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
