Meso 스케일 입자 이미지 Velocimetry 혈관 흐름에서 체 외에서 의 연구

이 방법은 생명 공학 분야의 주요 질문, 특히 혈역학 및 인터혈관 장치와의 상호 작용과 관련된 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 대부분의 생명 공학 실험실에서 이미 발견 된 장비를 사용하고 이것이 비 전문가의 진입 장벽을 줄이는 데 도움이 될 수 있다는 것입니다. PDMS 프리폴리머 베이스를 경화 제고제에 10 대 1 비율로 중량별로 혼합한다.

66그램 혼합물은 최대 50입방센티미터의 부피를 가진 팬텀을 제조하기에 충분한 재료를 제공합니다. 혼합물을 진공 건조기에 60분 간 배치하여 가스를 탈포하고 거품 함정을 최소화합니다. 기포 파열을 용이하게하기 위해 순환 가압 감압제를 사용합니다.

성형 퍼티를 사용하여 유리 슬라이드에 인쇄 된 ABS 금형을 인쇄 하여 계면을 밀봉하는 주조 마운트를 수행합니다. 버블 트랩을 최소화하는 동안 PDMS 혼합물을 금형에 조심스럽게 붓습니다. 바늘을 사용하여 거품이 수동으로 파열 될 수 있습니다.

적어도 24 시간 동안 실온에서 주조 팬텀을 치료하십시오. 경화 하는 동안 먼지가 유령에 정착 하지 않도록 컨테이너를 사용할 수 있습니다. 데폴딩을 수행하려면 아세톤에 팬텀을 잠급하여 ABS를 녹입니다.

최대 70와트의 힘을 사용하여 최소 15분 동안 초음파 처리합니다. 팬텀을 이소프로필 알코올로 철저히 헹구고 물을 분해하여 용매 잔류물을 제거합니다. 이미지 캡처 소프트웨어에 카메라가 부착된 광학 현미경을 사용하여 시야 내의 기능을 최대화하는 배율 아래 팬텀 내에서 중요한 피처의 이미지를 캡처합니다.

동일한 배율에서 적절한 교정 레티클의 이미지를 캡처합니다. 두 이미지를 도구 모음에 드래그하여 ImageJ에 로드합니다. 교정 레티클 이미지를 클릭하여 활성 상태로 만들고 줄 도구를 선택합니다.

마우스를 사용하여 알려진 거리의 피쳐를 따라 선을 그리고 분석을 선택합니다. ImageJ 메뉴에서 스케일을 설정합니다. 알려진 거리라고 표시된 필드에 피쳐의 길이와 길이라고 표시된 필드 단위에 단위를 입력합니다.

전역으로 표시된 상자를 선택하여 열려 있는 모든 이미지에 이 교정 계수를 적용합니다. 팬텀 크리티컬 피쳐의 이미지를 활성 상태로 만들고 라인 도구를 사용하여 관심 있는 기능을 따라 선을 그립니다. ImageJ 메뉴 선택 분석에서 측정하여 줄의 길이를 측정합니다.

예상 값을 결과 창의 표시된 길이의 값과 비교하여 팬텀 충실도를 확인합니다. 모의 혈액 용액을 만들기 위해 용액과 글리세롤을 60 대 40 비율로 부피별로 혼합합니다. 모의 혈액 용액에 2.5%의 형광 폴리스티렌 비드 용액 1밀리리터를 추가한 다음, 자기 교반 플레이트에서 10분 동안 혼합물을 균질화합니다.

텍스트 프로토콜에 설명된 대로 시험관 내 순환 시스템 설정을 수행합니다. 비디오 이미징의 교정 비율을 이전과 같이 결정합니다. 아크릴 시트는 의도하지 않은 유출로부터 현미경을 보호하기 위해 PDMS 팬텀을 배치하기 전에 현미경 단계에 배치 될 수있다.

장치를 설치하려면 형광 현미경의 단계에 PDMS 팬텀을 배치하십시오. 팬텀을 기어 펌프에 연결하고 모의 혈액 용액을 소개합니다. 펌프 교정 곡선을 기반으로 원하는 유량에 대한 펌프 모터 컨트롤러를 설정합니다.

실험 전에 펌프를 1~5분 동안 실행하여 안정적인 상태 조건을 보장합니다. 실험 후 비드 집착이 관찰되면 최대 70와트의 힘을 사용하여 수성 세제 용액에서 팬텀을 초음파 처리합니다. 팬텀 표면에 붙어 있는 구슬이 변위가 없는 심문 창이 발생하기 때문에 모델의 청결도는 벡터 필드 충실도에도 중요합니다.

이미지 처리를 수행하려면 저장 AVI 파일을 ImageJ 창에 드래그하여 가져옵니다. 표시된 상자가 회색 축척으로 변환하도록 선택합니다. ImageJ 메뉴 선택 분석에서 히스토그램을 생성하여 이미지 픽셀 강도의 히스토그램을 생성합니다.

처리되지 않은 이미지에 대한 평균 및 표준 편차를 기록합니다. ImageJ 메뉴에서 이미지를 선택하여 밝기와 대비를 조정하여 밝기 대비 필터를 적용합니다. 밝기 및 대비 메뉴에서 세트 버튼을 클릭하여 이미지 제한을 정의합니다.

최소 값을 평균 값과 하나의 표준 편차및 최대 값으로 이미지의 최대 강도로 설정합니다. ImageJ 메뉴에서 포화 픽셀 수를 줄이기 위해 프로세스, 노이즈, 데반클을 선택합니다. 그런 다음 반지름이 1.5인 프로세스, 필터, 가우시안 블러를 선택합니다.

이렇게 하면 이전 반점 작업에 의해 3x3 이웃에서 가끔 씩 씩씩하게 비추는 픽셀을 제거하여 발생하는 아티팩트가 줄어듭니다. 다각형 도구를 클릭한 다음 이미지를 클릭하여 관심 영역을 간략하게 설명합니다. ImageJ 메뉴에서 편집을 선택하고 외부를 지우면 신호가 예상되지 않는 위치에서 센서 노이즈를 제거하여 전체 신호 대 노이즈 비율을 줄일 수 있습니다.

텍스트 프로토콜에서 설명하는 데이터 분석을 진행합니다. 여기에 표시된 완성된 팬텀은 치수뿐만 아니라 파티클 이미지 속도 또는 관심 있는 PIV 영역으로 강조 표시됩니다. 이 그림은 비디오 캡처 중 천공 동맥의 형광 구슬로 인한 이미지 강도 윤곽 플롯 및 표면 플롯을 보여줍니다.

이는 강도 캡핑이 수행된 후 신호 대 잡음 비율이 향상했음을 보여줍니다. 여기에 원시 비디오에서 얻은 결과 벡터 필드가 강도 캡핑 후 다시 강도 캡핑 후 정규화된 중앙분리대 테스트를 사용하여 검증된 벡터 필드입니다. 포스트 프로세싱 및 벡터 유효성 검사 기술이 사용됨에 따라 벡터 필드는 더욱 균일해지고 원형 채널의 흐름에 대한 예상 프로파일과 더 가깝게 유사합니다.

이 절차를 시도하는 동안 획득 된 신호 자체의 소음을 최소화하는 데 집중하는 것이 중요합니다. 이 프로토콜은 이러한 수차를 완화하기 위한 소프트웨어 기반 기술을 간략하게 설명하지만, 각 단계에서 발생을 줄이기 위해 주의를 기울여야 합니다. 아세톤으로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며, 이 절차를 수행하는 동안 발화원에서 멀리 떨어진 연기 후드 아래에서 항상 개인 보호 장비를 착용하고 작업해야 한다는 것을 잊지 마십시오.