蛋白仿體實驗材料與流程

此實驗主要目的為驗證本系統能利用影像處理的方式有效區分組織中的肌肉 纖維與肌肉細胞，並將其各自量化呈現。這裡將使用蛋白仿體模擬肌肉組織，並 利用聚焦式超音波對蛋白組織作燒灼，使其產生白色肉眼可見的燒灼蛋白質變性 區域，目的在於模擬蛋白仿體為肌肉組織，在超音波影像中呈現黑色；模擬燒灼 區域為肌肉纖維，在超音波影像中呈現白色，並使用台大醫院復健部超音波室內 之Siemens Acuson S2000 US System 做超音波影像的拍攝，於拍攝後將蛋白仿體沿 截面切下，對該截面拍攝照片，經過簡單的影像處理將超音波影像中蛋白仿體的 燒灼區面積占總面積比例與照片中的燒灼區域面積占總面積比例做分布圖，得出 其相關性，進而證明此系統能量化區分不同的兩種細長組織。

2.3.1 實驗材料

本實驗將製作蛋白仿體作為實驗對象。由於超音波需透過水當介質傳遞，若 水中的氣泡太多很容易產生空蝕化效應影響超音波的聚焦位置，因此在實驗前需 將水中的氣體去除，使用去氣水機(真空攪拌脫泡設備，加安幫浦，台灣)來攪拌並 抽為真空，使水中的氣泡像沸騰一般往上衝，而經過約40 分鐘的去氣程序後可使 水中幾乎看不到氣泡再冒上來，因此認定此為已去氣水，可作為接下來製作蛋白 仿體使用。製作蛋白仿體的成份如表2-1。蛋白仿體製作流程如下：

(1)準備適合本實驗所需的塑膠容器兩只，其大小為 22.5cm×7cm×4cm。

(2) 購買當日新鮮雞蛋，因為新鮮雞蛋的蛋白較為透明不黏稠且內部雜質較少，可 減少蛋白仿體多餘的超音波反射影響實驗的穩定度。將買來的蛋分離蛋白部分後 使用網杓過濾雜質留下清澈蛋白。

(3) 將去氣水加入燒杯中，放入攪拌子，開啟攪拌器，至不會產生氣泡的強度攪拌。

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(4) 將過濾後的清澈蛋白緩緩加入燒杯中，此時蛋白與去氣水混和後會產生些許白 化現象，屬正常反應。

(5) 加入 Acylamide/Bis，加入後液體會由渾濁轉為透明。

(6) 加入甘油。

(7) 加入 APS 溶液。

(8) 最後加入 TEMED，加入後約 15 秒，攪拌均勻後關閉攪拌器，並使用鐵湯匙將 攪拌子取出並撈出雜質與剩餘的泡沫。

(9) 將溶液緩緩倒入塑膠容器中，須注意在倒入溶液的過程中盡量不要產生氣泡，

將溶液倒滿再多一些使液體表面呈弧狀，並剪取保鮮膜作封口動作，靜置約15 分 鐘溶液變為固態便可使用。

隨後將蛋白仿體使用的聚焦式超音波燒灼，所使用的探頭為Sonic concepts 所 發行的H-104MR 探頭，規格如表 2-2 所示。

2.3.2 實驗流程

首先將凝固後的蛋白仿體兩只，因為其中一只有切一小段作為聚焦式超音波 試打，因此一只較長，一只較短。利用事先準備好的牙籤，橫向每隔3 公分的距 離，縱向距離表面分別1 公分與 1.5 公分深度處，側向平行各插入一根牙籤作為標 示位置及編號之用，確保使用診斷超音波拍攝時與切面拍照時為同樣的截面，以 牙籤作參照。

將凝固後的蛋白仿體放入一個大型水槽內，並支撐於一定高度，將水槽內倒 滿去氣水，使蛋白仿體完全沒入水中。隨後將聚焦式超音波探頭上方安裝一個事 先準備好的椎形壓克力容器，並由上方開口處沿容器邊緣倒滿去氣水，用保鮮膜 將開口處封住，而後把氣泡去除，並用橡皮圈固定，再將聚焦式超音波探頭連接

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線處安裝好，將控制系統及功率放大器連接完成，最後把探頭安裝至定位儀上，

以便接下來超音波施打位置的校正，全部安裝完成後如圖2-7。

將配置好的功率放大器及控制系統打開，設定輸出功率為50 瓦，以仿體內牙 籤垂直延伸至表面的位置為施打目標，將聚焦式超音波探頭表面之保鮮膜處與仿 體欲施打位置處塗抹水基凝膠，隨即將兩者於水中接觸，把開關打開，開始施打，

時間為60 秒，重複此動作在各標記處施打若干個點，施打完後蛋白仿體表面會呈 現肉眼可見的白色燒灼區域，如圖2-8。

施打完成後將蛋白仿體取出水缸，運送至台大醫院復健部超音波室使用 Siemens Acuson S2000 US System 以 18MHz 探頭對各標記點做超音波影像的拍攝，

如圖2-9。拍攝完成後將仿體運回實驗室，用利刃將各標記處切面，由先前敘述的 聚焦式超音波施打目標處，將刀面平行於牙籤垂直切下，並對各標號截面拍下照 片，如圖2-10，可明顯看出燒灼後的仿體在切面呈現椎狀白色斑點，隨後將照片 利用MeVisLab 做簡單的影像處理，並做燒灼區域佔整體切面的比例計算。

圖

圖

圖 mens Acuso

。

完成後將仿 施打目標處

完成後，將蛋 on S2000 US

仿體運回實驗

表

油Glycerol A ide/Bis, 19:

APS(Ammo sed water Anhydrous 1, 40% Solu onium persu

ethylethylen

al

-104MR 規 ncepts 所發

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所使用的蛋白

ution ulfate) nediamine)

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