Este método pode ajudar a avaliar os algoritmos inerentes ao campo da imagem de elasticidade do ultrassom vascular, imitando vasos não invasivamente relevantes com geometrias complexas e propriedades materiais espacialmente variadas. A principal vantagem desta técnica é que ela estabelece uma metodologia para fabricar facilmente tecidos imitando fantasmas com parâmetros geométricos ajustáveis, bem como propriedades mecânicas espacialmente variadas. Esta técnica de fabricação pode avançar nossa capacidade de diagnosticar aneurismas aórticos abdominais validando um método para medir as propriedades mecânicas de mudança inerentes à doença.
Demonstrando o procedimento, será Luke Cybulski, um técnico do meu laboratório. Para preparar os hidrogéis, misture 22,2 gramas de pó PVA-c em 200 mililitros de água da torneira em um copo de vidro, e micro-ondas a solução para ferver. Em seguida, mexa e ferva a solução novamente até que todo o PVA seja dissolvido.
Em seguida, suspenda 0,4 gramas de pó carbonato de cálcio em 10 mililitros de água e misture completamente a suspensão de carbonato de cálcio na solução PVA como dispersores de ultrassom. Em seguida, cubra a solução para resfriamento à temperatura ambiente. Faça outra solução PVA-c com 17,6 gramas de pó PVA-c em 100 mililitros de água da torneira em outro copo de vidro com ebulição e agitação até que a solução esteja clara.
Em seguida, adicione 0,4 gramas de pó carbonato de cálcio em cinco mililitros de suspensão dispersora de ultrassom de água à segunda solução PVA-c. Misture uma solução PVA-c final com 193,7 gramas de pó PVA-c e 3,5 litros de água da torneira em uma panela grande e leve a solução para ferver, removendo a panela do fogo assim que o PVA estiver totalmente suspenso na solução. Em seguida, adicione 7,4 gramas de pó carbonato de cálcio em 10 mililitros de suspensão de água à panela e deixe a solução esfriar à temperatura ambiente.
Para montar os moldes, conecte uma extremidade de aproximadamente 100 milímetros de tubulação flexível à porta de injeção de um molde de lúmen externo e conecte um pau de parada com conexões de seringa à outra extremidade. Utilizando cera deformável, alinhe os pinos de registro do molde de lúmen interno e adere a parte do vaso saliente do molde de lúmen interno à parte do vaso reto do molde do lúmen interno. Em uma área bem ventilada, aplique um spray no revestimento de borracha flexível na extremidade aneurismal do molde de lúmen interno para evitar que o hidrogel dissoluta a parte do molde de PVA durante o processo de moldagem.
Com o lado maior da parte aneurismal do molde externo voltado para baixo, encha a protuberância com 15 mililitros de solução PVA-c de 17,6 gramas e coloque as partes do molde interno montado na parte do molde externo dianteiro usando elásticos para segurar a parte do lúmen interno no lugar. Em seguida, coloque o conjunto de moldes em um congelador de menos 20 graus celsius por 12 horas. Enquanto isso, aplique uma quantidade generosa de cera deformável na superfície traseira de um molde de amostra impresso e fixe o molde da amostra em uma folha de plástico plana cortada a um tamanho mínimo de aproximadamente 100 por 60 por 10 milímetros.
Em seguida, encha o espaço entre o molde e a folha de plástico com a solução de PVA de 17,6 gramas e coloque o molde no congelador de menos 20 graus celsius. Sem deixar a solução no primeiro degelo do molde montar e fixar todo o molde do vaso que reveste as costuras do molde de lúmen externo com cera deformável para garantir que o hidrogel não vaze durante a injeção. Encha uma seringa de 60 mililitros com a solução de PVC de 22,2 gramas e segurando a extremidade bifurcação do molde para cima injete a solução PVA-c no conjunto de moldes.
Deixe o molde recém-construído definir por 30 minutos com toques suaves a cada 10 minutos para permitir que qualquer bolha de ar suba até o topo do molde. Em seguida, congele toda a montagem do molde por 12 horas. Enquanto isso, monte e fixe outro molde de amostra e corte de folha de plástico plano como demonstrado, preencha o espaço entre o molde e a folha de plástico com a solução PVA de 22,2 gramas e congele o molde por 12 horas.
No final da incubação de congelamento, descongele os dois moldes por 12 horas em temperatura ambiente, seguido por mais quatro ciclos de congelamento e degelo de 24 horas. Após o quinto ciclo de congelamento, remova as amostras de teste de PVA-c de seus moldes e corte qualquer criogel em excesso das amostras para armazenamento em um recipiente selado de 5% por solução de água alvejante em volume à temperatura ambiente. Em seguida, remova o vaso PVA-c do molde de lúmen externo, separando cuidadosamente a parte do vaso reto do molde de lúmen interno da parte aneurismal.
Em seguida, corte os espaçadores de registro da extremidade bifurcada da parte aneurismal do molde lúmen interno para expor o filamento PVA impresso e colocar a parte impressa do PVA em um banho de água à temperatura ambiente para dissolver a parte aneurisma do PVA. Depois de dissolver e remover a parte impressa do PVA do interior do navio fantasma armazenar o fantasma em recipiente selado de 5% por volume solução de água alvejante à temperatura ambiente. Encha o molde de fundo com aproximadamente 3,3 litros da solução PVA-c de 183,7 gramas e encha um molde de amostra com solução PVA-c de 183,7 gramas e congele e descongele os moldes de fundo e amostra para dois ciclos de 24 horas.
Após o segundo degelo, remova a amostra de fundo e o fantasma de fundo de seus moldes e armazene-os em um recipiente selado de 5% por volume de solução de água alvejante à temperatura ambiente. Para testes dos fantasmas e amostras, coloque o vaso e os fantasmas de fundo em um grande banho de água e use grampos de tubulação para anexar a extremidade maior do vaso à saída da bomba de água hemodinâmica. Coloque o fantasma do vaso no fantasma de fundo e use grampos de tubulação para fixar as extremidades bifurcadas do fantasma à entrada à bomba hemodinâmica.
Coloque um cateter de sensor de pressão de estado sólido no sistema da bomba final do vaso perto da entrada da bomba hemodinâmica e execute a bomba hemodinâmica de tal formação de Walde entre um mínimo de quilopascals zero e um máximo de 7,5 quilopascals. Em seguida, use um sistema de ultrassom e um transdutor convexo com uma frequência central de aproximadamente cinco mega-hertz para coletar imagens de ultrassom do fundo e fantasmas de vasos em seção transversal no local do diâmetro máximo do vaso registrando os dados de pressão usando um sistema de aquisição digital. Aqui, são mostradas imagens do modo B da nave imitando fantasmas para as pressões mínimas e máximas medidas pelo cateter.
Neste fantasma fabricado, a razão da pressão média normalizada medida no trimestre posterior do fantasma para a tensão média no trimestre anterior foi de 0,92. Neste fantasma fabricado, a seção aneurismal do fantasma foi feita com uma solução PVA-c de massa de 15 por cento e o restante do fantasma foi feito usando os 10% por massa PVA-c e a razão da tensão posterior e anterior foi determinada como 1,87. Aqui, o fantasma heterogêneo foi gerado com um PVA-c de massa de 20 por cento com uma relação de tensão posterior para anterior de 4,23 e este 25 por cento por phantom heterogêneo PVA-c em massa demonstrou uma tensão posterior a anterior de 7,37.
Como demonstrado, os fantasmas do vaso final podem ser dinamicamente pressionados e são estáveis sob grandes cargas. Ao tentar este processo de fabricação, é importante manter o registro de todas as seções de molde. Se as peças de molde não estiverem bem encaixadas, podem resultar seções finas da parede do vaso.
O uso de criogel de álcool polivinil permite uma ampla gama de valores de rigidez para imitar as propriedades materiais em mudança dos vasos sanguíneos. Seguindo a técnica mostrada neste procedimento, outras geometrias fantasmas podem ser criadas e testadas usando moldes CAD semelhantes ou moldes específicos do paciente a partir de imagens de tomografia aprimoradas de contraste dos vasos. Os fantasmas criogel desenvolvidos aqui foram especificamente projetados para ultrassom, no entanto, eles também são compatíveis com a residência magnética e sistemas de imagem tomogrophy computador e podem ser usados para validar uma ampla gama de técnicas de imagem.
