ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ nature.com. ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ມີການຮອງຮັບ CSS ທີ່ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນລ່າສຸດ (ຫຼື ປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ນອກຈາກນັ້ນ, ເພື່ອຮັບປະກັນການຮອງຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເວັບໄຊນີ້ຈະບໍ່ມີຮູບແບບ ຫຼື JavaScript.
ການເຄື່ອນໄຫວຂອງອະໄວຍະວະ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມຜິດພາດໃນການວາງຕໍາແໜ່ງຂອງລັງສີເອັກສ໌ໃນລະຫວ່າງການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ. ດັ່ງນັ້ນ, ວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທຽບເທົ່າກັບເນື້ອເຍື່ອແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຮຽນແບບການເຄື່ອນໄຫວຂອງອະໄວຍະວະສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການພັດທະນາວັດສະດຸດັ່ງກ່າວຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ. ໄຮໂດຣເຈວ Alginate ມີຄຸນສົມບັດຄ້າຍຄືກັນກັບຂອງແມັດທຣິກນອກຈຸລັງ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີຄວາມຫວັງທີ່ຈະເປັນວັດສະດຸທຽບເທົ່າກັບເນື້ອເຍື່ອ. ໃນການສຶກສານີ້, ໂຟມໄຮໂດຣເຈວ Alginate ທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທີ່ຕ້ອງການໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍການປ່ອຍ Ca2+ ໃນສະຖານທີ່. ອັດຕາສ່ວນອາກາດຕໍ່ປະລິມານໄດ້ຖືກຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທີ່ກໍານົດໄວ້. ຮູບຮ່າງມະຫາພາກ ແລະ ຈຸລະພາກຂອງວັດສະດຸໄດ້ຖືກລັກສະນະ, ແລະ ພຶດຕິກໍາຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວພາຍໃຕ້ການບີບອັດໄດ້ຖືກສຶກສາ. ຄຸນສົມບັດທາງລັງສີໄດ້ຖືກປະເມີນທາງທິດສະດີ ແລະ ຢັ້ງຢືນໂດຍການທົດລອງໂດຍໃຊ້ການຖ່າຍພາບດ້ວຍຄອມພິວເຕີ. ການສຶກສານີ້ເຮັດໃຫ້ເຫັນເຖິງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງວັດສະດຸທຽບເທົ່າກັບເນື້ອເຍື່ອທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງປະລິມານລັງສີ ແລະ ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບໃນລະຫວ່າງການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ.
ການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີແມ່ນການປິ່ນປົວທົ່ວໄປສຳລັບມະເຮັງ1. ການເຄື່ອນໄຫວຂອງອະໄວຍະວະ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອມັກຈະນຳໄປສູ່ຄວາມຜິດພາດໃນການວາງຕຳແໜ່ງຂອງລັງສີ X ໃນລະຫວ່າງການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ2, ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ການປິ່ນປົວເນື້ອງອກບໍ່ພຽງພໍ ແລະ ການໄດ້ຮັບລັງສີທີ່ບໍ່ຈຳເປັນຫຼາຍເກີນໄປຂອງຈຸລັງທີ່ມີສຸຂະພາບດີອ້ອມຂ້າງ. ຄວາມສາມາດໃນການຄາດຄະເນການເຄື່ອນໄຫວຂອງອະໄວຍະວະ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດໃນການຕັ້ງຖິ່ນຖານຂອງເນື້ອງອກ. ການສຶກສານີ້ໄດ້ສຸມໃສ່ປອດ, ເນື່ອງຈາກວ່າພວກມັນມີການຜິດຮູບ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສຳຄັນເມື່ອຄົນເຈັບຫາຍໃຈໃນລະຫວ່າງການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ. ຮູບແບບອົງປະກອບຈຳກັດຕ່າງໆໄດ້ຖືກພັດທະນາ ແລະ ນຳໃຊ້ເພື່ອຈຳລອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງປອດຂອງມະນຸດ3,4,5. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອະໄວຍະວະ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອຂອງມະນຸດມີຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ ແລະ ຂຶ້ນກັບຄົນເຈັບສູງ. ດັ່ງນັ້ນ, ວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທຽບເທົ່າກັບເນື້ອເຍື່ອແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍສຳລັບການພັດທະນາຮູບແບບທາງກາຍະພາບເພື່ອກວດສອບຮູບແບບທາງທິດສະດີ, ອຳນວຍຄວາມສະດວກໃນການປິ່ນປົວທາງການແພດທີ່ດີຂຶ້ນ, ແລະ ເພື່ອຈຸດປະສົງການສຶກສາທາງການແພດ.
ການພັດທະນາວັດສະດຸທີ່ລອກລຽນແບບເນື້ອເຍື່ອອ່ອນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮູບຮ່າງໂຄງສ້າງພາຍນອກ ແລະ ພາຍໃນທີ່ສັບສົນໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍເພາະວ່າຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງທາງກົນຈັກທີ່ມີຢູ່ໃນຕົວມັນສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນການນຳໃຊ້ເປົ້າໝາຍ6,7. ການສ້າງແບບຈຳລອງຊີວະກົນຈັກທີ່ສັບສົນຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດ, ເຊິ່ງລວມເອົາຄວາມອ່ອນນຸ້ມ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແລະ ຄວາມพรຸນຂອງໂຄງສ້າງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສຳຄັນໃນການພັດທະນາແບບຈຳລອງທີ່ສ້າງປອດຂອງມະນຸດຄືນໃໝ່ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ການເຊື່ອມໂຍງ ແລະ ການຈັບຄູ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງແບບຈຳລອງປອດໃນການແຊກແຊງການປິ່ນປົວ. ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໄດ້ພິສູດແລ້ວວ່າມີປະສິດທິພາບໃນການພັດທະນາແບບຈຳລອງສະເພາະຄົນເຈັບ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາມາດສ້າງແບບຈຳລອງການອອກແບບທີ່ສັບສົນໄດ້ໄວ. Shin ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ8 ໄດ້ພັດທະນາແບບຈຳລອງປອດທີ່ສາມາດສ້າງແບບຈຳລອງໄດ້ ແລະ ປ່ຽນຮູບໄດ້ດ້ວຍທາງເດີນຫາຍໃຈທີ່ພິມ 3 ມິຕິ. Haselaar ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ9 ໄດ້ພັດທະນາແບບຈຳລອງ phantom ທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບຄົນເຈັບຕົວຈິງສຳລັບການປະເມີນຄຸນນະພາບຮູບພາບ ແລະ ວິທີການຢັ້ງຢືນຕຳແໜ່ງສຳລັບການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ. Hong ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ10 ໄດ້ພັດທະນາແບບຈຳລອງ CT ໜ້າເອິກໂດຍໃຊ້ການພິມ 3 ມິຕິ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການຫລໍ່ຊິລິໂຄນເພື່ອສ້າງຄວາມເຂັ້ມຂອງ CT ຂອງບາດແຜປອດຕ່າງໆເພື່ອປະເມີນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກປະລິມານ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຕົ້ນແບບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທີ່ມີປະສິດທິພາບແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍຈາກເນື້ອເຍື່ອປອດ11.
ປະຈຸບັນ, ຈຸລັງປອດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຮັດດ້ວຍຊິລິໂຄນ ຫຼື ໂຟມໂພລີຢູຣີເທນ, ເຊິ່ງບໍ່ກົງກັບຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດທີ່ແທ້ຈິງ.12,13 ໄຮໂດຣເຈວອາລຈິເນດເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບ ແລະ ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວິສະວະກຳເນື້ອເຍື່ອເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ສາມາດປັບໄດ້.14 ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການສ້າງຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ອ່ອນນຸ້ມເປັນພິເສດ ແລະ ຄ້າຍຄືໂຟມທີ່ຕ້ອງການສຳລັບຈຸລັງປອດທີ່ຄ້າຍຄືກັບຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ໂຄງສ້າງການຕື່ມຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດຢ່າງຖືກຕ້ອງຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍໃນການທົດລອງ.
ໃນການສຶກສາຄັ້ງນີ້, ມັນໄດ້ຖືກສົມມຸດວ່າເນື້ອເຍື່ອປອດແມ່ນວັດສະດຸຍືດหยุ่นທີ່ເປັນເອກະພາບ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດຂອງມະນຸດ (\(\:\rho\:\)) ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າຢູ່ທີ່ 1.06 g/cm3, ແລະຄວາມໜາແໜ້ນຂອງປອດທີ່ພອງຕົວແມ່ນ 0.26 g/cm3. ຄ່າໂມດູນຂອງ Young (MY) ທີ່ຫຼາກຫຼາຍຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ວິທີການທົດລອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. Lai-Fook et al. 16 ໄດ້ວັດແທກ YM ຂອງປອດຂອງມະນຸດດ້ວຍຄວາມພອງຕົວເທົ່າກັນເປັນ 0.42–6.72 kPa. Goss et al. 17 ໄດ້ໃຊ້ການສະທ້ອນແມ່ເຫຼັກ elastography ແລະລາຍງານ YM ຂອງ 2.17 kPa. Liu et al. 18 ໄດ້ລາຍງານ YM ທີ່ວັດແທກໂດຍກົງຂອງ 0.03–57.2 kPa. Ilegbusi et al. 19 ຄາດຄະເນວ່າ YM ເປັນ 0.1–2.7 kPa ໂດຍອີງໃສ່ຂໍ້ມູນ CT 4D ທີ່ໄດ້ມາຈາກຄົນເຈັບທີ່ເລືອກ.
ສຳລັບຄຸນສົມບັດທາງລັງສີຂອງປອດ, ມີຫຼາຍພາລາມິເຕີທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍພຶດຕິກໍາການພົວພັນຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດກັບລັງສີເອັກ, ລວມທັງອົງປະກອບຂອງທາດ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງເອເລັກຕຣອນ (\(\:{\rho\:}_{e}\)), ຈໍານວນອະຕອມທີ່ມີປະສິດທິພາບ (\(\:{Z}_{eff}\)), ພະລັງງານກະຕຸ້ນສະເລ່ຍ (\(\:I\)), ສໍາປະສິດການຫຼຸດຜວນມວນສານ (\(\:\mu\:/\rho\:\)) ແລະຫົວໜ່ວຍ Hounsfield (HU), ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບ \(\:\mu\:/\rho\:\).
ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງເອເລັກຕຣອນ \(\:{\rho\:}_{e}\) ຖືກນິຍາມວ່າເປັນຈຳນວນເອເລັກຕຣອນຕໍ່ຫົວໜ່ວຍປະລິມານ ແລະ ຖືກຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(\:\rho\:\) ແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງວັດສະດຸໃນ g/cm3, \(\:{N}_{A}\) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ Avogadro, \(\:{w}_{i}\) ແມ່ນສ່ວນມວນສານ, \(\:{Z}_{i}\) ແມ່ນເລກປະລໍາມະນູ, ແລະ \(\:{A}_{i}\) ແມ່ນນ້ຳໜັກປະລໍາມະນູຂອງທາດທີ i.
ເລກປະລະມານູແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບລັກສະນະຂອງປະຕິກິລິຍາລັງສີພາຍໃນວັດສະດຸ. ສຳລັບສານປະກອບ ແລະ ສ່ວນປະສົມທີ່ມີຫຼາຍອົງປະກອບ (ເຊັ່ນ: ຜ້າ), ເລກປະລະມານູທີ່ມີປະສິດທິພາບ \(\:{Z}_{eff}\) ຕ້ອງໄດ້ຄິດໄລ່. ສູດດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກສະເໜີໂດຍ Murthy et al. 20:
ພະລັງງານກະຕຸ້ນສະເລ່ຍ \(\:I\) ອະທິບາຍວ່າວັດສະດຸເປົ້າໝາຍດູດຊຶມພະລັງງານຈົນຂອງອະນຸພາກທີ່ເຈາະເຂົ້າໄປໃນວັດຖຸໄດ້ງ່າຍປານໃດ. ມັນອະທິບາຍພຽງແຕ່ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເປົ້າໝາຍເທົ່ານັ້ນ ແລະ ບໍ່ມີຫຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນສົມບັດຂອງອະນຸພາກ. \(\:I\) ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍການນຳໃຊ້ກົດການບວກຂອງ Bragg:
ສຳປະສິດການຫຼຸດຜວນມວນສານ \(\:\mu\:/\rho\:\) ອະທິບາຍເຖິງການເຈາະ ແລະ ການປ່ອຍພະລັງງານຂອງໂຟຕອນໃນວັດສະດຸເປົ້າໝາຍ. ມັນສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ \(\:x\) ແມ່ນຄວາມໜາຂອງວັດສະດຸ, \(\:{I}_{0}\) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງທີ່ຕົກกระทบ, ແລະ \(\:I\) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂອງໂຟຕອນຫຼັງຈາກການເຈາະເຂົ້າໄປໃນວັດສະດຸ. ຂໍ້ມູນ \(\:\mu\:/\rho\:\) ສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍກົງຈາກຖານຂໍ້ມູນອ້າງອີງມາດຕະຖານ NIST 12621. ຄ່າ \(\:\mu\:/\rho\:\) ສຳລັບສ່ວນປະສົມ ແລະ ສານປະກອບສາມາດໄດ້ມາໂດຍໃຊ້ກົດລະບຽບການບວກດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
HU ແມ່ນຫົວໜ່ວຍມາດຕະຖານທີ່ບໍ່ມີມິຕິຂອງການວັດແທກຄວາມໜາແໜ້ນຂອງລັງສີໃນການຕີຄວາມຂໍ້ມູນການຖ່າຍພາບດ້ວຍຄອມພິວເຕີ (CT), ເຊິ່ງຖືກປ່ຽນແປງເປັນເສັ້ນຊື່ຈາກສຳປະສິດການຫຼຸດຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ວັດແທກໄດ້ \(\:\mu\:\). ມັນຖືກນິຍາມເປັນ:
ບ່ອນທີ່ \(\:{\mu\:}_{ນ້ຳ}\) ແມ່ນສຳປະສິດການອ່ອນແຮງຂອງນ້ຳ, ແລະ \(\:{\mu\:}_{ອາກາດ}\) ແມ່ນສຳປະສິດການອ່ອນແຮງຂອງອາກາດ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈາກສູດ (6) ພວກເຮົາເຫັນວ່າຄ່າ HU ຂອງນ້ຳແມ່ນ 0, ແລະຄ່າ HU ຂອງອາກາດແມ່ນ -1000. ຄ່າ HU ສຳລັບປອດຂອງມະນຸດມີຕັ້ງແຕ່ -600 ຫາ -70022.
ວັດສະດຸທຽບເທົ່າເນື້ອເຍື່ອຫຼາຍຊະນິດໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນ. Griffith ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 23 ໄດ້ພັດທະນາຮູບແບບທຽບເທົ່າເນື້ອເຍື່ອຂອງຮ່າງກາຍມະນຸດທີ່ເຮັດດ້ວຍໂພລີຢູຣີເທນ (PU) ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງແຄວຊຽມຄາບອນເນດ (CaCO3) ຕ່າງໆເພື່ອຈຳລອງຄ່າສຳປະສິດການອ່ອນເພຍເສັ້ນຊື່ຂອງອະໄວຍະວະຕ່າງໆຂອງມະນຸດລວມທັງປອດຂອງມະນຸດ, ແລະຮູບແບບດັ່ງກ່າວມີຊື່ວ່າ Griffith. Taylor24 ໄດ້ນຳສະເໜີຮູບແບບທຽບເທົ່າເນື້ອເຍື່ອປອດອັນທີສອງທີ່ພັດທະນາໂດຍຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Livermore (LLNL), ຊື່ວ່າ LLLL1. Traub ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 25 ໄດ້ພັດທະນາສານທົດແທນເນື້ອເຍື່ອປອດໃໝ່ໂດຍໃຊ້ Foamex XRS-272 ທີ່ມີ CaCO3 5.25% ເປັນຕົວເພີ່ມປະສິດທິພາບ, ເຊິ່ງມີຊື່ວ່າ ALT2. ຕາຕະລາງ 1 ແລະ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປຽບທຽບຂອງ \(\:\rho\:\), \(\:{\rho\:}_{e}\), \(\:{Z}_{eff}\), \(\:I\) ແລະຄ່າສຳປະສິດການອ່ອນເພຍມວນສານສຳລັບປອດຂອງມະນຸດ (ICRU-44) ແລະຮູບແບບທຽບເທົ່າເນື້ອເຍື່ອຂ້າງເທິງ.
ເຖິງວ່າຈະໄດ້ຮັບຄຸນສົມບັດທາງລັງສີທີ່ດີເລີດ, ແຕ່ວັດສະດຸ phantom ເກືອບທັງໝົດແມ່ນເຮັດດ້ວຍໂຟມ polystyrene, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ສາມາດໃກ້ຄຽງກັບປອດຂອງມະນຸດໄດ້. ໂມດູນ Young (YM) ຂອງໂຟມ polyurethane ແມ່ນປະມານ 500 kPa, ເຊິ່ງຍັງຢູ່ໃນລະດັບທີ່ຕ່ຳກວ່າມາດຕະຖານເມື່ອທຽບກັບປອດຂອງມະນຸດປົກກະຕິ (ປະມານ 5-10 kPa). ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງພັດທະນາວັດສະດຸໃໝ່ທີ່ສາມາດຕອບສະໜອງຄຸນລັກສະນະທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີຂອງປອດຂອງມະນຸດແທ້ໆ.
ໄຮໂດຣເຈວຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວິສະວະກໍາເນື້ອເຍື່ອ. ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດຂອງມັນຄ້າຍຄືກັນກັບແມັດຕຣິກພາຍນອກຈຸລັງ (ECM) ແລະສາມາດປັບໄດ້ງ່າຍ. ໃນການສຶກສານີ້, ໂຊດຽມອານຈິເນດບໍລິສຸດໄດ້ຖືກເລືອກເປັນວັດສະດຸຊີວະພາບສໍາລັບການກະກຽມໂຟມ. ໄຮໂດຣເຈວອານຈິເນດແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວິສະວະກໍາເນື້ອເຍື່ອເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ສາມາດປັບໄດ້. ອົງປະກອບຂອງໂຊດຽມອານຈິເນດ (C6H7NaO6)n ແລະການມີຢູ່ຂອງ Ca2+ ຊ່ວຍໃຫ້ຄຸນສົມບັດທາງລັງສີຂອງມັນສາມາດປັບໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ການປະສົມປະສານຂອງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກແລະລັງສີທີ່ສາມາດປັບໄດ້ນີ້ເຮັດໃຫ້ໄຮໂດຣເຈວອານຈິເນດເໝາະສົມສໍາລັບການສຶກສາຂອງພວກເຮົາ. ແນ່ນອນ, ໄຮໂດຣເຈວອານຈິເນດຍັງມີຂໍ້ຈໍາກັດ, ໂດຍສະເພາະໃນແງ່ຂອງຄວາມໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການຫາຍໃຈແບບຈໍາລອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການປັບປຸງຕື່ມອີກແມ່ນຈໍາເປັນແລະຄາດວ່າຈະມີໃນການສຶກສາໃນອະນາຄົດເພື່ອແກ້ໄຂຂໍ້ຈໍາກັດເຫຼົ່ານີ້.
ໃນວຽກງານນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາວັດສະດຸໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate ທີ່ມີຄ່າ rho ທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແລະຄຸນສົມບັດທາງລັງສີທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບເນື້ອເຍື່ອປອດຂອງມະນຸດ. ການສຶກສານີ້ຈະໃຫ້ວິທີແກ້ໄຂທົ່ວໄປສຳລັບການຜະລິດ phantoms ທີ່ຄ້າຍຄືເນື້ອເຍື່ອທີ່ມີຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ລັງສີທີ່ສາມາດປັບໄດ້. ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ງ່າຍສຳລັບເນື້ອເຍື່ອ ແລະ ອະໄວຍະວະຂອງມະນຸດ.
ອັດຕາສ່ວນອາກາດເປົ້າໝາຍຕໍ່ປະລິມານຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍອີງໃສ່ລະດັບ HU ຂອງປອດຂອງມະນຸດ (-600 ຫາ -700). ມັນໄດ້ຖືກສົມມຸດວ່າໂຟມແມ່ນສ່ວນປະສົມງ່າຍໆຂອງອາກາດ ແລະ ໄຮໂດຣເຈວ alginate ສັງເຄາະ. ໂດຍໃຊ້ກົດການບວກງ່າຍໆຂອງອົງປະກອບແຕ່ລະອັນ \(\:\mu\:/\rho\:\), ສ່ວນປະລິມານຂອງອາກາດ ແລະ ອັດຕາສ່ວນປະລິມານຂອງໄຮໂດຣເຈວ alginate ສັງເຄາະສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້.
ໂຟມໄຮໂດຣເຈວ Alginate ຖືກກະກຽມໂດຍໃຊ້ໂຊດຽມ alginate (ໝາຍເລກສ່ວນ W201502), CaCO3 (ໝາຍເລກສ່ວນ 795445, MW: 100.09), ແລະ GDL (ໝາຍເລກສ່ວນ G4750, MW: 178.14) ທີ່ຊື້ຈາກບໍລິສັດ Sigma-Aldrich, St. Louis, MO. 70% Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES 70) ໄດ້ຊື້ຈາກ Renowned Trading LLC. ນ້ຳທີ່ບໍລິສຸດໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນຂະບວນການກະກຽມໂຟມ. ໂຊດຽມ alginate ຖືກລະລາຍໃນນ້ຳທີ່ບໍລິສຸດທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງດ້ວຍການຄົນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (600 rpm) ຈົນກວ່າຈະໄດ້ສານລະລາຍສີເຫຼືອງໂປ່ງໃສທີ່ເປັນເອກະພາບ. CaCO3 ຮ່ວມກັບ GDL ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນແຫຼ່ງ Ca2+ ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການເກີດເປັນເຈວ. SLES 70 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານເຄມີເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູພຸນພາຍໃນໄຮໂດຣເຈວ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ alginate ໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ 5% ແລະອັດຕາສ່ວນໂມລາ Ca2+:-COOH ໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ 0.18. ອັດຕາສ່ວນໂມລາ CaCO3:GDL ຍັງຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ 0.5 ໃນລະຫວ່າງການກະກຽມໂຟມເພື່ອຮັກສາ pH ທີ່ເປັນກາງ. ຄ່າແມ່ນ 26. 2% ໂດຍປະລິມານຂອງ SLES 70 ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນຕົວຢ່າງທັງໝົດ. ບີເກີທີ່ມີຝາປິດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມອັດຕາສ່ວນການປະສົມຂອງສານລະລາຍແລະອາກາດ. ປະລິມານທັງໝົດຂອງບີເກີແມ່ນ 140 ມລ. ອີງຕາມຜົນການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີ, ປະລິມານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສ່ວນປະສົມ (50 ມລ, 100 ມລ, 110 ມລ) ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນບີເກີເພື່ອປະສົມກັບອາກາດ. ຕົວຢ່າງທີ່ມີສ່ວນປະສົມ 50 ມລ ໄດ້ຖືກອອກແບບມາໃຫ້ປະສົມກັບອາກາດພຽງພໍ, ໃນຂະນະທີ່ອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດໃນສອງຕົວຢ່າງອື່ນໆໄດ້ຖືກຄວບຄຸມ. ຫນ້າທໍາອິດ, SLES 70 ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນສານລະລາຍ alginate ແລະຄົນດ້ວຍເຄື່ອງປັ່ນໄຟຟ້າຈົນກ່ວາປະສົມເຂົ້າກັນຢ່າງສົມບູນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສານລະລາຍ CaCO3 ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນສ່ວນປະສົມແລະຄົນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈົນກ່ວາສ່ວນປະສົມໄດ້ປະສົມເຂົ້າກັນຢ່າງສົມບູນ, ເມື່ອສີຂອງມັນປ່ຽນເປັນສີຂາວ. ສຸດທ້າຍ, ສານລະລາຍ GDL ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນສ່ວນປະສົມເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການເກີດເຈວ, ແລະຄົນດ້ວຍກົນຈັກໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ຕະຫຼອດຂະບວນການ. ສຳລັບຕົວຢ່າງທີ່ມີສ່ວນປະສົມ 50 ມລ, ການກວນດ້ວຍກົນຈັກໄດ້ຢຸດລົງເມື່ອປະລິມານຂອງສ່ວນປະສົມຢຸດປ່ຽນແປງ. ສຳລັບຕົວຢ່າງທີ່ມີສ່ວນປະສົມ 100 ມລ ແລະ 110 ມລ, ການກວນດ້ວຍກົນຈັກໄດ້ຢຸດລົງເມື່ອສ່ວນປະສົມເຕັມບີເກີ. ພວກເຮົາຍັງໄດ້ພະຍາຍາມກະກຽມໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີປະລິມານລະຫວ່າງ 50 ມລ ແລະ 100 ມລ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງດ້ານໂຄງສ້າງຂອງໂຟມໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນ, ຍ້ອນວ່າມັນມີການປ່ຽນແປງລະຫວ່າງສະພາບການປະສົມອາກາດທີ່ສົມບູນ ແລະ ສະພາບການຄວບຄຸມປະລິມານອາກາດ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ການຄວບຄຸມປະລິມານທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນ. ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງນີ້ໄດ້ນຳເອົາຄວາມບໍ່ແນ່ນອນມາສູ່ການຄິດໄລ່, ແລະ ດັ່ງນັ້ນລະດັບປະລິມານນີ້ຈຶ່ງບໍ່ໄດ້ລວມຢູ່ໃນການສຶກສານີ້.
ຄວາມໜາແໜ້ນ \(\:\rho\:\) ຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວຖືກຄິດໄລ່ໂດຍການວັດແທກມວນສານ \(\:m\) ແລະ ປະລິມານ \(\:V\) ຂອງຕົວຢ່າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ.
ຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດທາງແສງຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ກ້ອງຖ່າຍຮູບ Zeiss Axio Observer A1. ຊອບແວ ImageJ ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຈໍານວນ ແລະ ການແຈກຢາຍຂະໜາດຂອງຮູຂຸມຂົນໃນຕົວຢ່າງໃນພື້ນທີ່ສະເພາະໃດໜຶ່ງໂດຍອີງໃສ່ຮູບພາບທີ່ໄດ້ຮັບ. ຮູບຮ່າງຂອງຮູຂຸມຂົນຖືກສົມມຸດວ່າເປັນວົງມົນ.
ເພື່ອສຶກສາຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate, ການທົດສອບການບີບອັດແກນດຽວໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຊຸດ TESTRESOURCES 100. ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຕັດເປັນທ່ອນຮູບສີ່ແຈສາກ ແລະ ຂະໜາດຂອງທ່ອນໄດ້ຖືກວັດແທກເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມກົດດັນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ. ຄວາມໄວຂອງຫົວຕັດຖືກຕັ້ງໄວ້ທີ່ 10 ມມ/ນາທີ. ຕົວຢ່າງສາມຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກທົດສອບສຳລັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງ ແລະ ຄ່າສະເລ່ຍ ແລະ ຄ່າຜັນປ່ຽນມາດຕະຖານໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ຈາກຜົນໄດ້ຮັບ. ການສຶກສານີ້ໄດ້ສຸມໃສ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງການບີບອັດຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate ເນື່ອງຈາກເນື້ອເຍື່ອປອດຖືກກະທົບກັບແຮງບີບອັດໃນໄລຍະໃດໜຶ່ງຂອງວົງຈອນການຫາຍໃຈ. ແນ່ນອນວ່າການຂະຫຍາຍແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະເພື່ອສະທ້ອນເຖິງພຶດຕິກຳການເຄື່ອນໄຫວຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງເນື້ອເຍື່ອປອດ ແລະ ສິ່ງນີ້ຈະຖືກສືບສວນໃນການສຶກສາໃນອະນາຄົດ.
ຕົວຢ່າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ກຽມໄວ້ໄດ້ຖືກສະແກນໃນເຄື່ອງສະແກນ CT ສອງຊ່ອງທາງ Siemens SOMATOM Drive. ພາລາມິເຕີການສະແກນໄດ້ຖືກຕັ້ງຄ່າດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: 40 mAs, 120 kVp ແລະ ຄວາມໜາຂອງຕ່ອນ 1 ມມ. ໄຟລ໌ DICOM ທີ່ໄດ້ຮັບໄດ້ຖືກວິເຄາະໂດຍໃຊ້ຊອບແວ MicroDicom DICOM Viewer ເພື່ອວິເຄາະຄ່າ HU ຂອງ 5 ພາກຕັດຂວາງຂອງແຕ່ລະຕົວຢ່າງ. ຄ່າ HU ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກ CT ໄດ້ຖືກປຽບທຽບກັບການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີໂດຍອີງໃສ່ຂໍ້ມູນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຕົວຢ່າງ.
ຈຸດປະສົງຂອງການສຶກສາຄັ້ງນີ້ແມ່ນເພື່ອປະຕິວັດການຜະລິດແບບຈຳລອງອະໄວຍະວະສ່ວນບຸກຄົນ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອຊີວະພາບທຽມໂດຍການວິສະວະກຳວັດສະດຸອ່ອນ. ການພັດທະນາວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທີ່ກົງກັບກົນໄກການເຮັດວຽກຂອງປອດຂອງມະນຸດແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນສຳລັບການນຳໃຊ້ເປົ້າໝາຍເຊັ່ນ: ການປັບປຸງການຝຶກອົບຮົມທາງການແພດ, ການວາງແຜນການຜ່າຕັດ, ແລະ ການວາງແຜນການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີ. ໃນຮູບທີ 1A, ພວກເຮົາໄດ້ວາງແຜນຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີຂອງວັດສະດຸອ່ອນທີ່ໃຊ້ເພື່ອຜະລິດແບບຈຳລອງປອດຂອງມະນຸດ. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ວັດສະດຸໄດ້ຖືກພັດທະນາທີ່ສະແດງຄຸນສົມບັດທາງລັງສີທີ່ຕ້ອງການ, ແຕ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ຕ້ອງການ. ໂຟມໂພລີຢູຣີເທນ ແລະ ຢາງແມ່ນວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດສຳລັບການຜະລິດແບບຈຳລອງປອດຂອງມະນຸດທີ່ສາມາດປ່ຽນຮູບໄດ້. ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໂຟມໂພລີຢູຣີເທນ (ໂມດູນຢັງ, YM) ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນສູງກວ່າເນື້ອເຍື່ອປອດຂອງມະນຸດປົກກະຕິ 10 ຫາ 100 ເທົ່າ. ວັດສະດຸທີ່ສະແດງທັງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທີ່ຕ້ອງການຍັງບໍ່ທັນຮູ້ເທື່ອ.
(ກ) ຮູບແບບການສະແດງຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸອ່ອນຕ່າງໆ ແລະ ການປຽບທຽບກັບປອດຂອງມະນຸດໃນດ້ານຄວາມໜາແໜ້ນ, ໂມດູລັດຂອງຢັງ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງລັງສີ (ໃນ HU). (ຂ) ຮູບແບບການຫັກເຫລັງສີເອັກສ໌ຂອງ alginate hydrogel \(\:\mu\:/\rho\:\) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 5% ແລະ ອັດຕາສ່ວນໂມລາ Ca2+:-COOH ເທົ່າກັບ 0.18. (ຄ) ລະດັບອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດໃນໂຟມ hydrogel. (ງ) ຮູບແບບການສະແດງຄຸນສົມບັດຂອງໂຟມ alginate hydrogel ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ສ່ວນປະກອບຂອງທາດປະສົມຂອງ alginate hydrogels ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 5% ແລະອັດຕາສ່ວນໂມລ Ca2+:-COOH 0.18 ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່, ແລະຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງທີ 3. ອີງຕາມກົດການບວກໃນສູດກ່ອນໜ້ານີ້ (5), ສຳປະສິດການຫຼຸດຄວາມໜາຂອງທາດປະສົມຂອງ alginate hydrogel \(\:\:\mu\:/\rho\:\) ແມ່ນໄດ້ຮັບດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1B.
ຄ່າ \(\:\mu\:/\rho\:\) ສຳລັບອາກາດ ແລະ ນ້ຳ ໄດ້ຮັບໂດຍກົງຈາກຖານຂໍ້ມູນອ້າງອີງມາດຕະຖານ NIST 12612. ດັ່ງນັ້ນ, ຮູບທີ 1C ສະແດງໃຫ້ເຫັນອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ໃນໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີຄ່າທຽບເທົ່າ HU ລະຫວ່າງ -600 ແລະ -700 ສຳລັບປອດຂອງມະນຸດ. ອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ຄິດໄລ່ຕາມທິດສະດີແມ່ນມີຄວາມໝັ້ນຄົງພາຍໃນ 60–70% ໃນຊ່ວງພະລັງງານຕັ້ງແຕ່ 1 × 10−3 ຫາ 2 × 101 MeV, ຊີ້ບອກເຖິງທ່າແຮງທີ່ດີສຳລັບການນຳໃຊ້ໂຟມໄຮໂດຣເຈວໃນຂະບວນການຜະລິດຕໍ່ໄປ.
ຮູບທີ 1D ສະແດງຕົວຢ່າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate ທີ່ກຽມໄວ້. ຕົວຢ່າງທັງໝົດຖືກຕັດເປັນກ້ອນສີ່ຫຼ່ຽມທີ່ມີຄວາມຍາວຂອງຂອບ 12.7 ມມ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ເປັນເອກະພາບ ແລະ ໝັ້ນຄົງໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນ. ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດ, ບໍ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນໃນຮູບລັກສະນະຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ. ລັກສະນະທີ່ຍືນຍົງດ້ວຍຕົນເອງຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເຄືອຂ່າຍທີ່ສ້າງຂຶ້ນພາຍໃນໄຮໂດຣເຈວນັ້ນແຂງແຮງພໍທີ່ຈະຮອງຮັບນ້ຳໜັກຂອງໂຟມເອງ. ນອກເໜືອໄປຈາກການຮົ່ວໄຫຼຂອງນ້ຳເລັກນ້ອຍຈາກໂຟມ, ໂຟມຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມໝັ້ນຄົງຊົ່ວຄາວເປັນເວລາຫຼາຍອາທິດ.
ໂດຍການວັດແທກມວນສານ ແລະ ປະລິມານຂອງຕົວຢ່າງໂຟມ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ກຽມໄວ້ \(\:\rho\:\) ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່, ແລະຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງທີ 4. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເພິ່ງພາອາໄສຂອງ \(\:\rho\:\) ຕໍ່ອັດຕາສ່ວນປະລິມານຂອງອາກາດ. ເມື່ອປະສົມອາກາດພຽງພໍກັບຕົວຢ່າງ 50 ມລ, ຄວາມໜາແໜ້ນຈະກາຍເປັນຕໍ່າສຸດ ແລະ ເທົ່າກັບ 0.482 g/cm3. ເມື່ອປະລິມານຂອງອາກາດປະສົມຫຼຸດລົງ, ຄວາມໜາແໜ້ນຈະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 0.685 g/cm3. ຄ່າ p ສູງສຸດລະຫວ່າງກຸ່ມ 50 ມລ, 100 ມລ ແລະ 110 ມລ ແມ່ນ 0.004 < 0.05, ຊີ້ບອກເຖິງຄວາມສຳຄັນທາງສະຖິຕິຂອງຜົນໄດ້ຮັບ.
ຄ່າ \(\:\rho\:\) ທາງທິດສະດີຍັງຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ຄວບຄຸມ. ຜົນການວັດແທກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ \(\:\rho\:\) ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຄ່າທາງທິດສະດີ 0.1 g/cm³. ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍຄວາມກົດດັນພາຍໃນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນ hydrogel ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ gelation, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດອາການໃຄ່ບວມ ແລະ ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງຂອງ \(\:\rho\:\). ສິ່ງນີ້ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຕື່ມອີກໂດຍການສັງເກດຊ່ອງຫວ່າງບາງຢ່າງພາຍໃນໂຟມ hydrogel ໃນຮູບພາບ CT ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2 (A, B ແລະ C).
ຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດທາງແສງຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີປະລິມານອາກາດແຕກຕ່າງກັນ (A) 50, (B) 100, ແລະ (C) 110. ຈຳນວນຈຸລັງ ແລະ ການແຈກຢາຍຂະໜາດຮູຂຸມຂົນໃນຕົວຢ່າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate (D) 50, (E) 100, (F) 110.
ຮູບທີ 3 (A, B, C) ສະແດງຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດທາງແສງຂອງຕົວຢ່າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງໂຄງສ້າງທາງແສງຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນຮູບພາບຂອງຮູຂຸມຂົນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການແຈກຢາຍຂອງຈຳນວນຮູຂຸມຂົນ ແລະ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ ImageJ. ຮູບພາບຫົກຮູບໄດ້ຖືກຖ່າຍສຳລັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງ, ແຕ່ລະຮູບພາບມີຂະໜາດ 1125.27 μm × 843.96 μm, ແລະ ພື້ນທີ່ວິເຄາະທັງໝົດສຳລັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງແມ່ນ 5.7 ມມ².
(ກ) ພຶດຕິກຳຄວາມກົດດັນ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກການບີບອັດຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວອາລຈິເນດທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. (ຂ) ການປັບແບບເອັກໂປເນຊັນ. (ຄ) ການບີບອັດ E0 ຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. (ງ) ຄວາມກົດດັນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກການບີບອັດສຸດທ້າຍຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວອາລຈິເນດທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຮູບທີ 3 (D, E, F) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການແຈກຢາຍຂະໜາດຮູຂຸມຂົນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງເປັນເອກະພາບ, ຕັ້ງແຕ່ຫຼາຍສິບໄມໂຄຣແມັດຈົນເຖິງປະມານ 500 ໄມໂຄຣແມັດ. ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນສະເໝີພາບ, ແລະມັນຈະຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍເມື່ອປະລິມານອາກາດຫຼຸດລົງ. ອີງຕາມຂໍ້ມູນການທົດສອບ, ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນສະເລ່ຍຂອງຕົວຢ່າງ 50 ມລ ແມ່ນ 192.16 μm, ຄ່າກາງແມ່ນ 184.51 μm, ແລະຈຳນວນຮູຂຸມຂົນຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ແມ່ນ 103; ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນສະເລ່ຍຂອງຕົວຢ່າງ 100 ມລ ແມ່ນ 156.62 μm, ຄ່າກາງແມ່ນ 151.07 μm, ແລະຈຳນວນຮູຂຸມຂົນຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ແມ່ນ 109; ຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງຕົວຢ່າງ 110 ມລ ແມ່ນ 163.07 μm, 150.29 μm ແລະ 115, ຕາມລຳດັບ. ຂໍ້ມູນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຮູຂຸມຂົນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າມີອິດທິພົນຫຼາຍຕໍ່ຜົນໄດ້ຮັບທາງສະຖິຕິຂອງຂະໜາດຮູຂຸມຂົນສະເລ່ຍ, ແລະຂະໜາດຮູຂຸມຂົນກາງສາມາດສະທ້ອນເຖິງແນວໂນ້ມການປ່ຽນແປງຂອງຂະໜາດຮູຂຸມຂົນໄດ້ດີຂຶ້ນ. ເມື່ອປະລິມານຕົວຢ່າງເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 50 ມລ ເປັນ 110 ມລ, ຈຳນວນຮູຂຸມຂົນກໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຊັ່ນກັນ. ເມື່ອລວມເອົາຜົນໄດ້ຮັບທາງສະຖິຕິຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຮູຂຸມຂົນສະເລ່ຍ ແລະ ຈຳນວນຮູຂຸມຂົນ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າເມື່ອປະລິມານເພີ່ມຂຶ້ນ, ຮູຂຸມຂົນທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນພາຍໃນຕົວຢ່າງຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຂໍ້ມູນການທົດສອບທາງກົນຈັກແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4A ແລະ 4D. ຮູບທີ 4A ສະແດງໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກຳຄວາມກົດດັນ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກການບີບອັດຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ກະກຽມດ້ວຍອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕົວຢ່າງທັງໝົດມີພຶດຕິກຳຄວາມກົດດັນ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ສຳລັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງ, ຄວາມກົດດັນເພີ່ມຂຶ້ນໄວຂຶ້ນເມື່ອຄວາມເຄັ່ງຕຶງເພີ່ມຂຶ້ນ. ເສັ້ນໂຄ້ງເອັກໂປເນນຊຽລໄດ້ຖືກປັບໃຫ້ເໝາະສົມກັບພຶດຕິກຳຄວາມກົດດັນ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈາກການບີບອັດຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ. ຮູບທີ 4B ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບຫຼັງຈາກການນຳໃຊ້ຟັງຊັນເອັກໂປເນນຊຽລເປັນຕົວແບບປະມານກັບໂຟມໄຮໂດຣເຈວ.
ສຳລັບໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ໂມດູນການບີບອັດ (E0) ຂອງພວກມັນກໍ່ໄດ້ຖືກສຶກສາເຊັ່ນກັນ. ຄ້າຍຄືກັນກັບການວິເຄາະຂອງໄຮໂດຣເຈວ, ໂມດູນການບີບອັດຂອງ Young ໄດ້ຖືກສືບສວນໃນລະດັບຄວາມເຄັ່ງຕຶງເບື້ອງຕົ້ນ 20%. ຜົນຂອງການທົດສອບການບີບອັດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4C. ຜົນໄດ້ຮັບໃນຮູບທີ 4C ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເມື່ອອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດຫຼຸດລົງຈາກຕົວຢ່າງ 50 ຫາຕົວຢ່າງ 110, ໂມດູນການບີບອັດຂອງ Young E0 ຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 10.86 kPa ເປັນ 18 kPa.
ໃນລັກສະນະດຽວກັນ, ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມເຄັ່ງຕຶງ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ສົມບູນຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ, ພ້ອມທັງຄ່າຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງສຸດທ້າຍ, ໄດ້ຮັບ. ຮູບທີ 4D ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງສຸດທ້າຍຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວ alginate. ແຕ່ລະຈຸດຂໍ້ມູນແມ່ນຄ່າສະເລ່ຍຂອງຜົນການທົດສອບສາມຢ່າງ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມເຄັ່ງຕຶງສຸດທ້າຍເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 9.84 kPa ເປັນ 17.58 kPa ດ້ວຍປະລິມານອາຍແກັສທີ່ຫຼຸດລົງ. ຄວາມເຄັ່ງຕຶງສຸດທ້າຍຍັງຄົງທີ່ປະມານ 38%.
ຮູບທີ 2 (A, B, ແລະ C) ສະແດງຮູບພາບ CT ຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ສອດຄ້ອງກັບຕົວຢ່າງ 50, 100, ແລະ 110 ຕາມລຳດັບ. ຮູບພາບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນແມ່ນເກືອບເປັນເອກະພາບ. ມີຊ່ອງຫວ່າງຈຳນວນໜ້ອຍທີ່ສັງເກດເຫັນໃນຕົວຢ່າງ 100 ແລະ 110. ການສ້າງຊ່ອງຫວ່າງເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະເປັນຍ້ອນຄວາມກົດດັນພາຍໃນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນໄຮໂດຣເຈວໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຮັດໃຫ້ເກີດເຈວ. ພວກເຮົາໄດ້ຄິດໄລ່ຄ່າ HU ສຳລັບ 5 ພາກຕັດຂວາງຂອງແຕ່ລະຕົວຢ່າງ ແລະ ລະບຸໄວ້ໃນຕາຕະລາງທີ 5 ພ້ອມກັບຜົນການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີທີ່ສອດຄ້ອງກັນ.
ຕາຕະລາງທີ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕົວຢ່າງທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຮັບຄ່າ HU ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຄ່າ p ສູງສຸດລະຫວ່າງກຸ່ມ 50 ml, 100 ml ແລະ 110 ml ແມ່ນ 0.004 < 0.05, ຊີ້ບອກເຖິງຄວາມສຳຄັນທາງສະຖິຕິຂອງຜົນໄດ້ຮັບ. ໃນບັນດາຕົວຢ່າງສາມຢ່າງທີ່ທົດສອບ, ຕົວຢ່າງທີ່ມີສ່ວນປະສົມ 50 ml ມີຄຸນສົມບັດທາງລັງສີທີ່ໃກ້ຄຽງກັບປອດຂອງມະນຸດທີ່ສຸດ. ຖັນສຸດທ້າຍຂອງຕາຕະລາງທີ 5 ແມ່ນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີໂດຍອີງໃສ່ຄ່າໂຟມທີ່ວັດແທກໄດ້ \(\:\rho\:\). ໂດຍການປຽບທຽບຂໍ້ມູນທີ່ວັດແທກໄດ້ກັບຜົນໄດ້ຮັບທາງທິດສະດີ, ສາມາດພົບໄດ້ວ່າຄ່າ HU ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການສະແກນ CT ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນໃກ້ຄຽງກັບຜົນໄດ້ຮັບທາງທິດສະດີ, ເຊິ່ງຢືນຢັນຜົນການຄິດໄລ່ອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດໃນຮູບທີ 1C.
ຈຸດປະສົງຫຼັກຂອງການສຶກສາຄັ້ງນີ້ແມ່ນເພື່ອສ້າງວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທຽບເທົ່າກັບປອດຂອງມະນຸດ. ຈຸດປະສົງນີ້ໄດ້ບັນລຸໄດ້ໂດຍການພັດທະນາວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທຽບເທົ່າກັບເນື້ອເຍື່ອທີ່ເໝາະສົມກັບປອດຂອງມະນຸດທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ຈະເປັນໄປໄດ້. ໂດຍການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີ, ໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ມີອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຖືກກະກຽມໂດຍການປະສົມສານລະລາຍໂຊດຽມອານຈິເນດ, CaCO3, GDL ແລະ SLES 70 ດ້ວຍກົນຈັກ. ການວິເຄາະທາງດ້ານຮູບຮ່າງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ໝັ້ນຄົງສາມມິຕິທີ່ເປັນເອກະພາບໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນ. ໂດຍການປ່ຽນແປງອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດ, ຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຄວາມพรຸນຂອງໂຟມສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປະລິມານອາກາດ, ຂະໜາດຮູຂຸມຂົນຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍ ແລະ ຈຳນວນຮູຂຸມຂົນເພີ່ມຂຶ້ນ. ການທົດສອບການບີບອັດໄດ້ຖືກດຳເນີນເພື່ອວິເຄາະຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໂຟມໄຮໂດຣເຈວອານຈິເນດ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂມດູນການບີບອັດ (E0) ທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການທົດສອບການບີບອັດແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບທີ່ເໝາະສົມສຳລັບປອດຂອງມະນຸດ. E0 ເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດຫຼຸດລົງ. ຄ່າຂອງຄຸນສົມບັດທາງລັງສີ (HU) ຂອງຕົວຢ່າງທີ່ກະກຽມໄວ້ແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍອີງໃສ່ຂໍ້ມູນ CT ຂອງຕົວຢ່າງ ແລະ ປຽບທຽບກັບຜົນຂອງການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນດີ. ຄ່າທີ່ວັດແທກໄດ້ຍັງໃກ້ຄຽງກັບຄ່າ HU ຂອງປອດຂອງມະນຸດ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະສ້າງໂຟມໄຮໂດຣເຈວທີ່ລອກລຽນແບບເນື້ອເຍື່ອດ້ວຍການປະສົມປະສານທີ່ເໝາະສົມຂອງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ລັງສີທີ່ລອກລຽນແບບຄຸນສົມບັດຂອງປອດຂອງມະນຸດ.
ເຖິງວ່າຈະມີຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີ, ແຕ່ວິທີການຜະລິດໃນປະຈຸບັນຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງເພື່ອຄວບຄຸມອັດຕາສ່ວນປະລິມານອາກາດ ແລະ ຄວາມพรຸນໃຫ້ດີຂຶ້ນເພື່ອໃຫ້ກົງກັບການຄາດຄະເນຈາກການຄິດໄລ່ທາງທິດສະດີ ແລະ ປອດຂອງມະນຸດຕົວຈິງທັງໃນລະດັບໂລກ ແລະ ທ້ອງຖິ່ນ. ການສຶກສາໃນປະຈຸບັນຍັງຈຳກັດຢູ່ໃນການທົດສອບກົນໄກການບີບອັດ, ເຊິ່ງຈຳກັດການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງ phantom ຕໍ່ໄລຍະການບີບອັດຂອງວົງຈອນການຫາຍໃຈ. ການຄົ້ນຄວ້າໃນອະນາຄົດຈະໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການສືບສວນການທົດສອບຄວາມດຶງ ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມໝັ້ນຄົງທາງກົນຈັກໂດຍລວມຂອງວັດສະດຸເພື່ອປະເມີນການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດແບບໄດນາມິກ. ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ຈຳກັດເຫຼົ່ານີ້, ການສຶກສາໝາຍເຖິງຄວາມພະຍາຍາມທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດຄັ້ງທຳອິດໃນການລວມຄຸນສົມບັດທາງລັງສີ ແລະ ກົນຈັກເຂົ້າໃນວັດສະດຸດຽວທີ່ຄ້າຍຄືກັບປອດຂອງມະນຸດ.
ຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ສ້າງຂຶ້ນ ແລະ/ຫຼື ວິເຄາະໃນລະຫວ່າງການສຶກສາໃນປະຈຸບັນແມ່ນມີໃຫ້ຈາກຜູ້ຂຽນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຕາມການຮ້ອງຂໍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ. ທັງການທົດລອງ ແລະ ຊຸດຂໍ້ມູນແມ່ນສາມາດສຳເນົາໄດ້.
Song, G., ແລະ ອື່ນໆ. ເຕັກໂນໂລຊີນາໂນແບບໃໝ່ ແລະ ວັດສະດຸທີ່ກ້າວໜ້າສຳລັບການປິ່ນປົວດ້ວຍລັງສີມະເຮັງ. Adv. Mater. 29, 1700996. https://doi.org/10.1002/adma.201700996 (2017).
Kill, PJ, ແລະ ອື່ນໆ. ບົດລາຍງານຂອງໜ່ວຍງານພິເສດ AAPM 76a ກ່ຽວກັບການຄຸ້ມຄອງການເຄື່ອນໄຫວທາງເດີນຫາຍໃຈໃນມະເຮັງລັງສີ. Med. Phys. 33, 3874–3900. https://doi.org/10.1118/1.2349696 (2006).
Al-Maya, A., Moseley, J., ແລະ Brock, KK ການສ້າງແບບຈຳລອງການໂຕ້ຕອບ ແລະ ຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຂອງວັດສະດຸໃນປອດຂອງມະນຸດ. ຟີຊິກສາດ ແລະ ການແພດ ແລະ ຊີວະວິທະຍາ 53, 305–317. https://doi.org/10.1088/0031-9155/53/1/022 (2008).
Wang, X., ແລະ ອື່ນໆ. ຮູບແບບມະເຮັງປອດຄ້າຍຄືເນື້ອງອກທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການພິມຊີວະພາບ 3D. 3. ເຕັກໂນໂລຊີຊີວະພາບ. 8 https://doi.org/10.1007/s13205-018-1519-1 (2018).
Lee, M., ແລະ ອື່ນໆ. ການສ້າງແບບຈຳລອງການຜິດຮູບຂອງປອດ: ວິທີການທີ່ລວມເອົາເຕັກນິກການລົງທະບຽນຮູບພາບທີ່ສາມາດຜິດຮູບໄດ້ ແລະ ການປະເມີນໂມດູນຂອງ Young ທີ່ປ່ຽນແປງທາງພື້ນທີ່. Med. Phys. 40, 081902. https://doi.org/10.1118/1.4812419 (2013).
Guimarães, CF ແລະ ອື່ນໆ. ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງເນື້ອເຍື່ອທີ່ມີຊີວິດ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ວິສະວະກຳເນື້ອເຍື່ອ. ວາລະສານ Nature Reviews Materials and Environment 5, 351–370 (2020).