基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究_第1页
基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究_第2页
基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究_第3页
基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究_第4页
基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究_第5页
已阅读5页,还剩3页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究基于OCT的人工皮肤多维度检测方法研究

摘要:人工皮肤作为一种重要的医用材料被广泛应用于各种医疗领域,因其具有类似皮肤的外观和生理功能且不排斥人体而备受关注。然而,其使用寿命和效果的评估一直是一个难题。现有的评估方法往往只能在外观和感官上进行评估,难以提供更全面和客观的评估结果。因此,为了有效地评估人工皮肤的使用寿命和效果,本文基于光学相干层析成像技术(OCT)提出一种多维度检测方法。该方法可以在不影响人工皮肤的正常使用和外观的前提下,对其结构、厚度、强度等多个指标进行评估和监测。本研究采用OCT仪器获取人工皮肤的断面图像,并通过图像处理和分析得到人工皮肤的结构和厚度信息。同时,针对人工皮肤在使用过程中易受力损伤的问题,本研究提出了一种基于OCT的强度检测方法。实验结果表明,所提出的多维度检测方法可以为人工皮肤的使用寿命和效果评估提供全面和客观的数据支持。

关键词:人工皮肤;光学相干层析成像(OCT);多维度检测;结构;厚度;强度

Introduction

人工皮肤作为一种关键的医用材料,被广泛应用于各种医疗领域。近年来,随着对人工皮肤逼真度和生理功能要求的提高,其制造材料和生产工艺也得到了不断改进和完善。通过与人体接触表面的调节,人工皮肤不仅能够接受人体组织新生而且具有良好的渗透性和抗氧化性。因此,人工皮肤是一种广泛且可行的替代品,在模拟皮肤功能上可以比较突出地实现生理与化学反应等复杂过程。

然而,人工皮肤的使用寿命和效果评估一直是一个难题。现有的评估方法主要集中在外观、抗水性、抗裂性、渗透率等方面,但是很难对人工皮肤的内部结构和性能进行全面的评估。因此,为了有效评估人工皮肤的使用寿命和效果,需要开发新的检测方法来对其进行有效评估。

光学相干层析成像(OCT)是一种非侵入性且高分辨率的显微镜技术。该技术广泛应用于医疗和生物学领域,以实现真实的断面图像的可视化。OCT技术可以提供与高质量的皮肤切片相当的信息。微秒间隔的OCTA线扫描图像可以被组合成二维断面图像,并利用其反射率和光的透射率来提供图像的信息,能够提供皮肤的结构,厚度等多个方面的信息。因此,OCT技术非常适合人工皮肤的多维度检测。

Inthispaper,anovelmultidimensionaldetectionmethodbasedonOCTforartificialskinisproposed.Theproposedmethodcanevaluateandmonitorthestructural,thickness,strengthandotherindexesofartificialskinwithoutaffectingnormaluseandappearanceofartificialskin.Inourstudy,OCTimagesofartificialskinwereacquiredusingOCTinstruments,andthestructuralandthicknessinformationofartificialskinwereobtainedbyimageprocessingandanalysis.Additionally,toaddresstheproblemofforcedamagetoartificialskinduringuse,astrengthdetectionmethodbasedonOCTwasproposed.Experimentalresultsshowthattheproposedmultidimensionaldetectionmethodcanprovidecomprehensiveandobjectivedatasupportfortheevaluationofartificialskin'sservicelifeandeffects.

Keywords:Artificialskin;Opticalcoherencetomography(OCT);Multidimensionaldetection;Structure;Thickness;StrengthArtificialskiniswidelyusedinthefieldofroboticsandprostheticsduetoitsabilitytomimicthemechanicalandsensorypropertiesofhumanskin.However,theevaluationofartificialskin'sperformanceandserviceliferemainsachallenge.Inthisstudy,amultidimensionaldetectionmethodbasedonopticalcoherencetomography(OCT)wasproposedtoevaluatethestructure,thickness,andstrengthofartificialskin.

OCTisanon-invasiveimagingtechnologythatuseslow-coherenceinterferometrytogeneratehigh-resolution,cross-sectionalimagesofbiologicaltissues.Inthisstudy,OCTwasappliedtoimagetheinternalstructureofartificialskinandtomeasureitsthickness.

TheproposedmultidimensionaldetectionmethodalsoincludedastrengthdetectionmethodbasedonOCT.TheOCTsystemwasusedtomeasurethemechanicaldeformationoftheartificialskinunderacontrolledload,andtheresultingimageswereanalyzedtoquantifythestrainandstressdistribution.

Experimentalresultsshowedthattheproposedmultidimensionaldetectionmethodprovidedcomprehensiveandobjectivedatasupportfortheevaluationofartificialskin'sservicelifeandeffects.TheOCTimagesrevealedtheinternalstructureoftheartificialskin,includingthethicknessandmorphologyofeachlayer.Thestrengthdetectionmethodalsoprovidedvaluableinformationonthemechanicalpropertiesoftheartificialskin,includingitselasticityandresistancetodeformation.

Inconclusion,theproposedmultidimensionaldetectionmethodbasedonOCTisapromisingapproachfortheevaluationofartificialskin'sperformanceandservicelife.Themethodcanprovideaccurateandobjectivedataonthestructure,thickness,andstrengthofartificialskin,facilitatingitsfurtherdevelopmentandapplicationinroboticsandprostheticsFurthermore,OCT-basedmultidimensionaldetectioncanalsoenablethereal-timemonitoringofartificialskinforanydamageorwearovertime.Thiscanbecrucialfordevicesthataresubjecttofrequentuseorexposuretoenvironmentalfactors.Withthistechnology,itcanbepossibletodetectanychangesintheartificialskin'sstructuralandmechanicalproperties,whichcanultimatelyhelpintimelymaintenanceandrepair.

Besides,multidimensionalOCT-baseddetectioncanbeextendedtoevaluatethebiologicalcompatibilityofartificialskin.Thiscanbeachievedbyassessingthetissueresponseandintegrationoftheartificialskinwiththesurroundingtissues.OCTcanprovidehigh-resolutionimagesofthetissue-implantinterfaceandmonitoritsevolutionovertime.Thiscanensurethebiocompatibilityandsafetyoftheartificialskinandimproveitsclinicaloutcomes.

Insummary,themultidimensionaldetectionmethodbasedonOCTcanofferunparalleledinsightsintothestructure,mechanicalproperties,andbiocompatibilityofartificialskin.Thiscanhelpinthedevelopmentofadvancedmaterialsandmanufacturingtechniques,leadingtomoreefficientandsafedevicesforvariousapplications.TheintegrationofOCTwithotherimagingandsensingmodalitiescanfurtherbroadenitsscopeandenablecomprehensiveevaluationofartificialskinperformanceInadditiontotheapplicationsmentionedabove,OCTcanalsobeusedforthecharacterizationandevaluationofotherbiomaterialsandmedicaldevices,includingbonescaffolds,dentalimplants,andcardiovascularstents.Forexample,OCThasbeenusedtoassessthestructuralintegrityandguidingpropertiesofspinalcordtissuescaffolds,whichareusedtopromotenerveregenerationandrecoveryafterspinalcordinjury(SCI)(Garnieretal.,2014).Thetechniquehasalsobeenappliedtomonitortheformationofnewbonetissueinosteochondraldefectstreatedwithbonegrafts(Chenetal.,2015)andtoevaluatetheendothelializationandneointimalgrowthofvascularstents(Gargiuloetal.,2012).

Furthermore,OCTcanbeusedforthereal-timemonitoringofsurgicalprocedures,suchaslaser-assistedinsitukeratomileusis(LASIK)andcornealtransplantation.InLASIK,OCTcanprovidehigh-resolutionimagesofthecornealflapandstroma,allowingthesurgeontopreciselycontrolthedepthandthicknessoftissueablation(Billeetal.,2019).Incornealtransplantation,OCTcanhelptovisualizethegraft-hostinterfaceanddetectanycomplications,suchaswounddehiscenceorepithelialingrowth(Dorairajetal.,2018).

Recently,OCThasbeencombinedwithotherimagingandsensingmodalities,suchastwo-photonmicroscopy,fluorescencelifetimeimagingmicroscopy(FLIM),andRamanspectroscopy,toprovidecomplementaryandsynergisticinformationaboutthemolecularandfunctionalpropertiesoftissuesandcells(Kimetal.,2019).Forexample,OCT-FLIMcanrevealthemetabolicactivityandoxygenationstatusofcellsandtissues,whichareimportantindicatorsoftissueviabilityandfunction(Wonetal.,2011).OCT-Ramancanprovidemolecularinformationaboutthechemicalcompositionanddistributionofcellsandtissues,whichcanbeusedfordiseasediagnosisandmonitoring(Wangetal.,2017).

Insummary,OCTisapowerfulandversatileimagingtechniquethatoffersuniqueandvaluableinsightsintothemorphology,mechanicalproperties,andbiocompatibilityofbiomaterialsandmedicaldevices.Itsnon-invasiveandnon-destructivenature,highresolution,andreal-timeimagingcapabilitiesmakeitanidealtoolforpreclinicalandclinical

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论