Este protocolo fornece uma maneira de preparar funções de gel que imitam tecidos nos métodos de caracterização biomecânica ex vivo e in vivo, que são críticos para a compreensão e descoberta de novos biomarcadores para o tecido O recuo pode medir amostras de tecido de pequeno porte e é fácil de realizar, enquanto a mesma amostra pode ser testada usando MRE, fornecendo uma estimativa direta de cenários de teste in vivo. Este método poderia fornecer informações sobre as propriedades mecânicas viscosas dependentes de frequência de amostras biológicas moles, como o cérebro, fígado, tecidos tumorais, etc. Propriedades semelhantes de outros simuladores de amostra também podem ser medidas.
Comece por misturar o pó de gelatina com água para obter a solução de gelatina. Aqueça a solução de gelatina a 60 graus Celsius em banho-maria e adicione glicerol à solução, mantendo a temperatura. Mexa a solução e aqueça-a novamente a 60 graus Celsius.
Despeje a solução misturada em um recipiente que será usado para testes de ERM e recuo. Arrefecer a solução à temperatura ambiente e esperar até que a solução esteja solidificada. Coloque o fantasma de gelatina na bobina da cabeça.
Em seguida, coloque a placa de vibração em cima do simulador de gelatina. Certifique-se de que o contato entre o fantasma e a placa de vibração seja firme. Coloque esponjas e sacos de areia ao redor do fantasma de gelatina para se certificar de que o fantasma está firmemente colocado.
Monte um atuador eletromagnético na bobina da cabeça e conecte a barra de transmissão à placa de vibração. Conecte as linhas de alimentação do atuador com o amplificador e, em seguida, conecte as linhas de controle com o controlador. Defina a forma de onda, a frequência de vibração e a amplitude no gerador de funções.
Defina a amplitude de vibração desejada ajustando o amplificador de potência. Em seguida, defina o gerador de funções para funcionar no modo de disparo. Conecte a linha de gatilho à porta de disparo externa da máquina de ressonância magnética.
Defina a frequência de varredura MRE da mesma forma que a do gerador de funções, de modo que o gradiente de codificação de movimento seja sincronizado com o movimento da placa de vibração. Em seguida, defina o ângulo de inversão para 30 graus, TR e TE para 50 e 31 milissegundos, campo de visão para 300 milímetros, espessura da fatia para cinco milímetros e tamanho do voxel para 2,34 por 2,34 milímetros quadrados. Meça as imagens de fase em quatro pontos temporais em um ciclo sinusoidal.
Aplique gradientes de movimento positivo e negativo e de codificação em cada ponto de tempo. Com base na imagem de fase adquirida, remova a fase de fundo subtraindo as imagens de fase codificadas positivas e negativas. Desembrulhe a fase com um algoritmo baseado em classificação de confiabilidade.
Extraia os principais componentes do movimento aplicando a transformada de Fourier rápida às imagens de fase desembrulhadas. Filtre a imagem de fase com um filtro passa-banda digital e estime o módulo de cisalhamento com um algoritmo de inversão direta 2D para obter o módulo de armazenamento G-prime e o módulo de perda G-double prime. Use um soco circular para aparar o fantasma de gelatina em uma amostra cilíndrica e use uma lâmina cirúrgica para cortá-lo em uma amostra cuboide.
Apare a superfície da amostra com uma lâmina afiada para torná-la o mais lisa possível para o recuo. Ligue a energia do testador de recuo e clique no botão Voltar a Desligar na GUI para inicializar o processo de calibração. Leia o valor do sensor a laser e digite o valor na caixa Linha de Base.
Coloque uma lâmina de vidro na placa defletora e registre o valor mostrado pelo sensor a laser. Em seguida, coloque a amostra na lâmina de vidro e coloque-as juntas na placa defletora. Leia o valor do sensor a laser e digite esse valor na caixa Slide de amostra.
A diferença entre esses dois valores é a espessura da amostra na região de interesse. Coloque cuidadosamente a amostra junto com a lâmina de vidro subjacente logo abaixo do recuo e, em seguida, clique no botão Contato para iniciar o contato automático entre o recuo e a superfície da amostra. Com base na espessura da amostra medida, estime o deslocamento do recuo multiplicando a espessura pela deformação de teste recuada.
Digite os valores de deslocamento na caixa Deslocamento. Defina o tempo de relaxamento para 180 segundos na caixa Tempo de permanência e clique no botão Recuo. O deslocamento e a força reativa durante o procedimento de rampa/retenção serão automaticamente registrados e salvos em um arquivo no caminho do arquivo especificado.
Imagens de propagação de ondas para os dois simuladores de gelatina a 40 e 50 hertz são mostradas aqui. As quatro fases correspondem aos quatro pontos temporais em um ciclo sinusoidal. As propriedades viscoelásticas medidas a partir de experimentos de ERM e recuo são mostradas aqui.
As imagens representativas retratam mapas típicos estimados de primos G-prime e G-double prime em 40 e 50 hertz para os dois simuladores de gelatina do MRE. A média e o desvio padrão dos valores de G-zero e G-infinito para os dois simuladores dos seis testes de indentação repetidos são apresentados aqui. As imagens gráficas mostradas na tela representam a média e o desvio padrão dos valores de primo G e primo duplo G em 40 e 50 hertz para os dois simuladores dos seis testes repetidos de ERM.
O símbolo de asterisco indica uma diferença significativa. Ao tentar este procedimento, certifique-se de que a placa vibratória esteja firmemente pressionada em cima do fantasma e não pressione demais a placa. Ao tratar a amostra, certifique-se de que a superfície é a mais plana possível.
Esta técnica abre o caminho para explorar as propriedades biomecânicas relacionadas a estudos patológicos e desenvolver biomarcadores baseados em biomecânica para diagnóstico e prognóstico da doença.
