Este protocolo proporciona una forma de preparar funciones de gel que imitan el tejido en los métodos de caracterización biomecánica ex vivo e in vivo, que son críticos para comprender y encontrar nuevos biomarcadores para el tejido. La hendidura puede medir muestras de tejido de tamaño pequeño y es fácil de llevar a cabo, mientras que la misma muestra se puede analizar utilizando MRE, proporcionando una estimación directa de escenarios de prueba in vivo. Este método podría proporcionar información sobre las propiedades mecánicas viscoelásticas dependientes de la frecuencia de muestras biológicas blandas, como el cerebro, el hígado, los tejidos tumorales, etc. También se pueden medir propiedades similares de otros fantasmas de muestra.
Comience mezclando el polvo de gelatina con agua para obtener la solución de gelatina. Caliente la solución de gelatina a 60 grados centígrados en un baño de agua y agregue glicerol a la solución mientras mantiene la temperatura. Revuelva la solución y caliéntela a 60 grados centígrados nuevamente.
Vierta la solución mezclada en un recipiente que se utilizará para MRE y pruebas de indentación. Enfríe la solución a temperatura ambiente y espere hasta que la solución se solidifique. Coloque el fantasma de gelatina en la bobina de la cabeza.
Luego, coloque la placa de vibración encima del fantasma de gelatina. Asegúrese de que el contacto entre el fantasma y la placa vibratoria sea firme. Coloque esponjas y sacos de arena alrededor del fantasma de gelatina para asegurarse de que el fantasma esté firmemente colocado.
Monte un actuador electromagnético en la bobina del cabezal y conecte la barra de transmisión a la placa de vibración. Conecte las líneas de alimentación del actuador con el amplificador y luego conecte las líneas de control con el controlador. Establezca la forma de onda, la frecuencia de vibración y la amplitud en el generador de funciones.
Ajuste la amplitud de vibración deseada ajustando el amplificador de potencia. Luego, configure el generador de funciones para que funcione en el modo de disparo. Conecte la línea de activación al puerto de disparo externo de la máquina de resonancia magnética.
Ajuste la frecuencia de escaneo MRE igual que la del generador de funciones, de modo que el gradiente de codificación de movimiento se sincronice con el movimiento de la placa de vibración. A continuación, ajuste el ángulo de giro a 30 grados, TR y TE a 50 y 31 milisegundos, el campo de visión a 300 milímetros, el grosor de la rebanada a cinco milímetros y el tamaño del vóxel a 2,34 por 2,34 milímetros cuadrados. Mida las imágenes de fase en cuatro puntos temporales en un ciclo sinusoidal.
Aplique gradientes de codificación y movimiento positivo y negativo en cada punto de tiempo. En función de la imagen de fase adquirida, elimine la fase de fondo restando las imágenes de fase codificadas positiva y negativa. Desenvuelva la fase con un algoritmo basado en la clasificación de confiabilidad.
Extraiga los componentes principales del movimiento aplicando una transformada rápida de Fourier a las imágenes de fase sin envolver. Filtre la imagen de fase con un filtro de paso de banda digital y estime el módulo de corte con un algoritmo de inversión directa 2D para obtener el módulo de almacenamiento G-prime y el módulo de pérdida G-double prime. Use un punzón circular para recortar el fantasma de gelatina en una muestra cilíndrica y use una cuchilla quirúrgica para recortarlo en una muestra cuboide.
Recorte la superficie de la muestra con una cuchilla afilada para que sea lo más suave posible para la hendidura. Encienda la alimentación del probador de sangría y haga clic en el botón Retroceder en la GUI para inicializar el proceso de calibración. Lea el valor del sensor láser y escriba el valor en el cuadro Línea base.
Coloque un portaobjetos de vidrio en la placa deflectora y registre el valor mostrado por el sensor láser. A continuación, coloque la muestra en el portaobjetos de vidrio y colóquelos juntos en la placa deflectora. Lea el valor del sensor láser y escriba este valor en el cuadro Diapositiva de muestra.
La diferencia entre estos dos valores es el grosor de la muestra en la región de interés. Coloque cuidadosamente la muestra junto con el portaobjetos de vidrio subyacente justo debajo del indentor y luego haga clic en el botón Contacto para iniciar el contacto automático entre el indentor y la superficie de la muestra. Basándose en el espesor de la muestra medido, estime el desplazamiento de la hendidura multiplicando el espesor por la deformación de prueba con sangría.
Escriba los valores de desplazamiento en el cuadro Desplazamiento. Establezca el tiempo de relajación en 180 segundos en el cuadro Tiempo de permanencia y haga clic en el botón Sangría. El desplazamiento y la fuerza reactiva durante el procedimiento de rampa/retención se registrarán automáticamente y se guardarán en un archivo en la ruta de archivo especificada.
Aquí se muestran imágenes de propagación de ondas para los dos fantasmas de gelatina a 40 y 50 hercios. Las cuatro fases corresponden a los cuatro puntos temporales en un ciclo sinusoidal. Aquí se muestran las propiedades viscoelásticas medidas a partir de MRE y experimentos de indentación.
Las imágenes representativas representan mapas típicos estimados de primos G y dobles dobles de G a 40 y 50 hercios para los dos fantasmas de gelatina de MRE. Aquí se presentan la media y la desviación estándar de los valores G-cero y G-infinito para los dos fantasmas de las seis pruebas de sangría repetidas. Las imágenes gráficas que se muestran en la pantalla representan la media y la desviación estándar de los valores de primo G y doble primo G a 40 y 50 hercios para los dos fantasmas de las seis pruebas repetidas de ERM.
El símbolo de asterisco indica una diferencia significativa. Al intentar este procedimiento, asegúrese de que la placa vibratoria esté firmemente presionada sobre el fantasma y no presione demasiado la placa. Al tratar la muestra, asegúrese de que la superficie sea lo más plana posible.
Esta técnica allana el camino para explorar las propiedades biomecánicas relacionadas con los estudios patológicos y desarrollar biomarcadores basados en la biomecánica para el diagnóstico y pronóstico de enfermedades.
