חקירה ניסויית של מבנים זרימה משני Downstream של כישלון IV סטנט דגם הקלד סעיף מבחן עורק 180 ° מפותל

Kartik V. Bulusu; Michael W. Plesniak

doi:10.3791/51288

הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

חקירה ניסויית של מבנים זרימה משני Downstream של כישלון IV סטנט דגם הקלד סעיף מבחן עורק 180 ° מפותל

10.4K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/51288

⸱

19 ביולי 2016

Kartik V. Bulusu¹ , Michael W. Plesniak¹

¹Department of Mechanical and Aerospace Engineering, The George Washington University

במאמר זה

סיכום

שתלי סטנט בעקמומיות עורקים היצרות מועדים לכשלים "מסוג IV" הכוללים שבר רוחבי מלא של סטנטים ותזוזה ליניארית של החלקים השבורים. אנו מציגים פרוטוקול לזיהוי מבני זרימה משנית (מערבולת) במודל עורק עקום, במורד הזרם של כשלים בסטנטים "סוג IV" רלוונטיים מבחינה קלינית.

תקציר

הרשת העורקת בכלי הדם האנושיים כוללת של כלי דם נוכחיים ubiquitously בגיאומטריות מורכבות (סניפים, עקמומיות ו tortuosity). מבנים זרימת משניות הם דפוסי זרימת מְעַרבָּלִי המתרחשים בעורקים מעוקלים כתוצאה מפעולתם המשולבת של כוחות צנטריפוגליים, מפל לחץ לוואי ומאפייני יבוא. מורפולוגיה זרימה כזו מושפע מאוד pulsatility והרמוניות מספר תנאי יבוא פיסיולוגיים להשתנות במידה רבה במאפייני גודל-כוח-צורה לעומת הלא פיסיולוגי (יציב תנודתית) זורם ^{1 - 7.}

מבני זרימה משני בסופו של דבר עלולים להשפיע על זמן מתח וחשיפת קיר גזירה של חלקיקים הנישאים בדם לכיוון התקדמות הטרשת עורקת, restenosis, רגישות של טסיות ופקקתי ^{4 - 6, 8 - 13} לכן, את היכולת לזהות ולאפיין את המבנים האלה תחת מעבדה. תנאים בשליטה ממשלתיים הוא precursאו כדי לקדם חקירות קליניות.

טיפול כירורגי נפוץ טרשת עורקים היא השתלת סטנט, להיפתח העורקים stenosed עבור זרימת הדם בלא הפרעה. אבל הפרעות זרימת במקביל בשל התקנות סטנט לגרום מורפולוגיה זרימה משתי רב היקף ^{4 -. 6} בהדרגת מורכבות מסדר גבוהה כגון אסימטריה ופסד קוהרנטיות יכולות להיגרם על ידי כשלי סטנט שהתפתחו לְעוּמַת אלה במסגרת תזרים שאנן ^5. כשלים סטנט אלה סווגו כניירות ערך "סוגי I-to-IV" מבוססים על שיקולי כישלון ו ^-14 חומרה קלינית.

מחקר זה מציג פרוטוקול החקירה הניסויית של מבני זרימה משני המורכב בשל להשלים שבר סטנט רוחבי ועקירה ליניארי של חלקים שברים ( "IV סוג") במודל של עורק מפותל. שיטת הניסוי כרוך ביישום velocimetry תמונה החלקיקים (2C-2D PIV) טכניקות עם צורה-גל יבוא עורק תרדמה ארכיטיפיים, מקדם שבירה מתאימה-אנלוגי דם עובד נוזל למדידות ממוצעי שלב ^{15 -. 18} זיהוי כמותי של מבני זרימה משני הושג תוך שימוש במושגים של פיזיקת זרימה, תאורית שלב מכרעת רומן התמרת Wavelet אלגוריתם להחיל נתונים PIV ניסיוני ^{5, 6, 19 - 26.}

מבוא

מבנים זרימת משניות הם דפוסי זרימת מְעַרבָּלִי המתרחשים גיאומטריות זרימה פנימיות עם עקמומיות כגון צינורות ותעלות מעוקלים. מבנים מְעַרבָּלִי אלה נובעים כתוצאה מפעולתם המשולבת של כוחות צנטריפוגליים, הדרגתיים ומאפיין יבוא לחץ לוואי. באופן כללי, מבני זרימה משני מופיעים מישוריים בחיתוכים של צינורות מעוקלים כמו מערבולות סימטריות דין מהסוג תחת זרם יציב, סימטרי מערבולות Dean- ולין מהסוג בתנאי יבוא תנודתית ^{1 -. 3} מורפולוגיה זרימה משניים מושפעות מאוד pulsatility מרובים הרמוניים של pulsatile, תנאי יבוא פיסיולוגיים. מבנים אלה לרכוש מאפייני גודל-כוח-צורה שונה במידה ניכרת לעומת הלא פיזיולוגי (יציב תנודתית) זורם ^{1 -. 6} הת....