Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la bioingénierie, en particulier celles relatives à l’hémodynamique et leurs interactions avec les dispositifs intervasculaires. Le principal avantage de cette technique est qu’elle utilise des équipements déjà trouvés dans la plupart des laboratoires de bioingénierie, ce qui peut aider à réduire la barrière d’entrée pour les non-experts. Mélanger la base de prépolymer PDMS dans l’agent de séchage dans un rapport de 10 pour un par poids.
Un mélange de 66 grammes fournit suffisamment de matériaux pour la fabrication de fantômes avec des volumes jusqu’à 50 centimètres cubes. Placez le mélange dans un dessiccateur sous vide pendant 60 minutes pour déso gasoil et minimiser le piégeage de la bulle. Utilisez la dépressurisation de la pressurisation cyclique pour faciliter la rupture des bulles.
Pour effectuer le montage de coulée le moule imprimé d’ABS sur une glissière en verre utilisant le mastic de moulage pour sceller l’interface. Versez soigneusement le mélange PDMS dans le moule tout en essayant de minimiser le piégeage des bulles. Les bulles persistantes peuvent être rompues manuellement à l’aide d’une aiguille.
Guérir le fantôme moulé à température ambiante pendant au moins 24 heures. Un récipient peut être utilisé pour s’assurer que la poussière ne se dépose pas sur le fantôme pendant le séchage. Pour effectuer la démodage, dissoudre l’ABS en submerging le fantôme dans l’acétone.
Sonicate pendant au moins 15 minutes en utilisant des puissances jusqu’à 70 watts. Rincer soigneusement le fantôme avec de l’alcool isopropyle, puis de l’eau déionisée pour éliminer les résidus de solvants. À l’aide d’un microscope optique doté d’une caméra jointe dans un logiciel de capture d’image, capturez une image d’une entité critique dans le fantôme sous un grossissement qui maximise la fonctionnalité dans le champ de vision.
Capturez une image d’un reticle d’étalonnage approprié au même grossissement. Chargez les deux images dans ImageJ en les faisant glisser sur la barre d’outils. Cliquez sur l’image de reticle d’étalonnage pour la rendre active, puis sélectionnez l’outil de ligne.
À l’aide de la souris, tracez une ligne le long d’une entité d’une distance connue et sélectionnez analyser. Définissez l’échelle à partir du menu ImageJ. Entrez la longueur de la fonctionnalité dans le champ étiqueté distance connue et son unité dans le champ étiqueté unité de longueur.
Cochez la case étiquetée globale pour appliquer ce facteur d’étalonnage à toutes les images ouvertes. Activez l’image de la fonction critique fantôme et utilisez l’outil de ligne pour tracer une ligne le long d’une entité d’intérêt. À partir du menu ImageJ sélectionnez analyser, mesurer pour mesurer la longueur de la ligne.
Comparez la valeur attendue à la valeur de la colonne marquée longueur dans la fenêtre de résultats pour confirmer la fidélité fantôme. Pour faire la solution de sang simulé mélanger l’eau déionisée et le glycérol dans un rapport de 60 à 40 par volume. Ajouter un millilitre de solution de perle de polystyrène fluorescent à 2,5 % à la solution de sang simulé, puis homogénéiser le mélange sur une plaque magnétique à 400 rpm pendant 10 minutes.
Effectuez la configuration du système circulatoire in vitro tel que décrit dans le protocole texte. Déterminez le ratio d’étalonnage de l’imagerie vidéo comme auparavant. Une feuille acrylique peut être placée au-dessus de l’étape du microscope avant de placer le fantôme PDMS pour protéger le microscope contre les déversements involontaires.
Pour configurer l’appareil, placez le fantôme PDMS sur la scène du microscope à fluorescence. Connectez le fantôme à la pompe de vitesse et introduisez la solution de sang simulée. Réglez le contrôleur moteur de la pompe pour le débit désiré en fonction de la courbe d’étalonnage de la pompe.
Faire fonctionner la pompe pendant une à cinq minutes avant l’expérience afin d’assurer des conditions d’état stables. Si le collage de perles est observé après une expérience, sonicate le fantôme dans une solution de détergent aqueux en utilisant des pouvoirs jusqu’à 70 watts. La propreté du modèle est également essentielle pour la fidélité des champs vectoriels, car les perles collées à la surface du fantôme entraîneront des fenêtres d’interrogatoire sans déplacement.
Pour effectuer le traitement d’image, faites glisser le fichier AVI d’enregistrer sur la fenêtre ImageJ pour l’importer. Sélectionnez la boîte marquée convertir en échelle grise. À partir du menu ImageJ sélectionnez analyser, générer l’histogramme pour générer un histogramme d’intensités pixel image.
Prenez note de l’écart moyen et type pour l’image non traitée. À partir du menu ImageJ sélectionnez l’image, ajustez la luminosité et le contraste pour appliquer un filtre de contraste de luminosité. Sur le menu luminosité et contraste, cliquez sur le bouton défini pour définir les limites d’image.
Définissez la valeur minimale pour être la valeur moyenne plus un écart type et la valeur maximale pour être l’intensité maximale de l’image. À partir du menu ImageJ sélectionnez processus, bruit, despeckle pour réduire le nombre de pixels saturés. Sélectionnez ensuite le processus, les filtres, le flou gaussien avec un rayon de 1,5.
Cela permettra de réduire les artefacts résultant de la suppression occasionnelle de pixels illuminés dans un quartier 3x3 par l’opération de despeckling précédente. Cliquez sur l’outil polygone, puis cliquez sur l’image pour décrire la région d’intérêt. À partir du menu ImageJ sélectionnez modifier, effacer à l’extérieur pour supprimer le bruit du capteur dans les endroits où aucun signal n’est prévu qui peut diminuer le rapport signal/bruit global.
Procédez à l’analyse des données telle que décrit dans le protocole textuel. On y voit le fantôme terminé mis en évidence avec des dimensions ainsi que la velocimétrie de l’image des particules ou la région piv d’intérêt. Cette figure montre des parcelles de contour d’intensité d’image et des parcelles de surface résultant de perles fluorescentes dans l’artère perforatoire pendant la capture vidéo.
Cela démontre l’amélioration du rapport signal/bruit après le plafonnement de l’intensité. Voici les champs vectoriels qui en résultent obtenus sur vidéo brute, après le plafonnement de l’intensité, puis à nouveau après la validation du champ vectoriel plafonné d’intensité à l’aide du test médian normalisé. Au fur et à mesure que les techniques de post-traitement et de validation vectorielle sont utilisées, le champ vectoriel devient plus uniforme et ressemble plus étroitement au profil attendu pour le flux dans un canal circulaire.
Tout en essayant cette procédure, il est important de se concentrer sur la minimisation du bruit dans le signal acquis lui-même. Bien que ce protocole décrit les techniques basées sur les logiciels pour atténuer ces aberrations, il faut prendre soin à chaque étape de réduire leur occurrence. N’oubliez pas que travailler avec de l’acétone peut être extrêmement dangereux et vous devez toujours porter de l’équipement de protection individuelle ainsi que de travailler sous un capot de fumée loin de toutes les sources d’inflammation tout en effectuant cette procédure.
