Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

التحقيق التجريبي للهياكل تدفق الثانوية المصب من الفشل نموذج النوع الرابع الدعامة في قسم اختبار 180 درجة الشريان منحني

Published: July 19, 2016 doi: 10.3791/51288
Automatic Translation
1, 1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, The George Washington University

Abstract

شبكة الشرايين في الأوعية الدموية البشرية تتكون من الأوعية الدموية الحالية بتواجد مطلق مع هندستها معقدة (الفروع، التقوسات وتعرج). هياكل تدفق الثانوية أنماط تدفق دوامة التي تحدث في الشرايين منحنية بسبب العمل المشترك للقوى الطرد المركزي، تدرجات الضغط السلبية وخصائص تدفق. هذه الأشكال التضاريسية تدفق تتأثر كثيرا pulsatility والتوافقيات متعددة من الظروف تدفق الفسيولوجية وتختلف اختلافا كبيرا في الخصائص حجم القوة الشكل مقارنة مع غير الفسيولوجية (ثابتة ومتذبذبة) تدفقات 1-7.

هياكل تدفق الثانوية قد تؤثر في نهاية المطاف الضغط جدار القص والتعرض لفترة من الجسيمات التي تنتقل عن طريق الدم نحو تطور تصلب الشرايين، عودة التضيق، وتوعية الصفائح وتخثر 4-6، 8-13 ولذلك، فإن القدرة على كشف وتميز هذه الهياكل تحت المختبر. الظروف التي تسيطر عليها هي precursأو لمزيد من التحقيقات السريرية.

والعلاج الجراحي مشتركة لتصلب الشرايين هي زرع الدعامة، لفتح الشرايين stenosed لتدفق الدم دون عائق. لكن الاضطرابات تدفق يصاحب ذلك بسبب المنشآت الدعامة يؤدي إلى تعدد النطاق الأشكال التضاريسية تدفق الثانوية 4 - 6 أعلى تدريجيا تعقيدات النظام مثل عدم التماثل والخسارة في التماسك يمكن أن يتسبب التي تلت ذلك الفشل الدعامات وجها لوجه الذين تقل أعمارهم عن التدفقات رابط الجأش 5. وقد تم تصنيف هذه الإخفاقات الدعامة ب "أنواع I-إلى الرابع" بناء على اعتبارات الفشل وشدة السريرية 14.

تقدم هذه الدراسة على بروتوكول للتحقيق التجريبي للهياكل تدفق الثانوي معقدة بسبب استكمال كسر الدعامات عرضية والتشرد الخطي قطع بكسر ( "النوع الرابع") في نموذج الشريان المنحني. ويشمل المنهج التجريبي تنفيذ السرعة بواسطة الصور الملتقطة للجسيمات (2C-2D التعريف الشخصي) التقنيات مع الشريان السباتي تدفق الموجي التوراتية، مطابقة معامل الانكسار الدم التناظرية سائل العمل لقياسات متوسط ​​مرحلة 15 - 18 وقد تحقق تحديد الكمي للهياكل تدفق الثانوية باستخدام مفاهيم الفيزياء التدفق، ونظرية النقطة الحرجة ورواية المويجات تحويل الخوارزمية تطبيقها على بيانات التعريف الشخصية التجريبية 5، 6، 19 - 26.

Introduction

هياكل تدفق الثانوية أنماط تدفق دوامة التي تحدث في هندستها تدفق الداخلية مع انحناءات مثل الأنابيب والقنوات المنحنية. هذه الهياكل دوامة تنشأ نتيجة لعمل المشترك لقوى الطرد المركزي، تدرجات الضغط السلبية وخصائص تدفق. بشكل عام، يبدو أن الهياكل تدفق الثانوية في مستو المقاطع العرضية من أنابيب منحنية كما متماثل الدوامات دين من نوع تحت تدفقا ثابتا و، متماثل Dean- ولين من نوع الدوامات في ظل ظروف تدفق متذبذبة 1 - 3 الأشكال التضاريسية تدفق الثانوية تتأثر كثيرا pulsatility والتوافقيات متعددة من نابض، وظروف تدفق الفسيولوجية. هذه الهياكل تكتسب مختلفة بشكل ملحوظ خصائص حجم القوة الشكل مقارنة مع غير الفسيولوجية (ثابتة ومتذبذبة) التدفقات 1 - 6 يتأثر تطور الآفة تصلب الشرايين في الشرايين بسبب وجود ذبذبات القص عالية التردد في المناطق التي تعاني من انخفاض متوسط ​​القص 27، 28

علاج مشتركة لتصلب الشرايين، ومضاعفات مما أدى إلى تضييق الشرايين التي كتبها الآفات الانسداد، هو زرع الدعامات. كسور الدعامة هي الإخفاقات الهيكلية الدعامات زرعها التي تؤدي إلى مزيد من المضاعفات الطبية مثل في الدعامة عودة التضيق (ISR)، تخثر الدعامة وتشكيل تمدد الأوعية الدموية 9 - 13 تم تصنيف الكسور الدعامة في مختلف الفشل "أنواع-I-إلى الرابع"، حيث "النوع الرابع" يميز أعلى شدة السريرية وتعرف بأنها كسر عرضية كاملة من الدعامات الدعامات جنبا إلى جنب مع نزوح خطية من شظايا الدعامة 14. ويصف بروتوكول المعروضة في هذه الدراسة experimentaطريقة لتر من التصور من الهياكل تدفق الثانوية المصب من "النوع الرابع" كسر الدعامة المثالية في نموذج الشريان المنحني.

بروتوكول اقترح لديه أربع سمات أساسية التالية:

تصميم وتصنيع نماذج الدعامات على نطاق المختبر: وصف هندسي من الدعامات يمكن أن تترافق مع مجموعة من-توسيع النفس اللوالب (الينابيع أو اللوالب) متداخلة باستخدام الننتول (سبيكة من النيكل والتيتانيوم) الأسلاك (29). طول الدعامات وقطر تبختر لها تعتمد على مقياس طول الآفات الشريانية التي واجهتها خلال غرس السريري 5. تباين حدودي من قطر تبختر وطلوع سلالم (أو الملعب) يؤدي إلى الدعامات مختلف تكوينات هندسية. وتعرض ملخص من المعلمات تصميم الدعامات المختار للطباعة 3D في الجدول 1.

إعداد السائل التناظرية الدم يعمل مطابقةمع اللزوجة الحركية من الدم ومعامل الانكسار من قسم الاختبار: مطلوب الوصول البصري إلى قسم اختبار الشريان المنحني من أجل إجراء قياسات سرعة غير الغازية. وفقا لذلك، يتم استخدام نيوتن الدم محاكاة سائل العمل مع معامل الانكسار من طراز الأوعية الدموية ومثالي، اللزوجة الديناميكية، ومطابقة الدم البشري للحصول على قياسات تدفق الدم دقيقة 16 - 18، 30 وذكرت وسائل العمل المستخدمة في هذه الدراسة من الألمانية وآخرون. (2006)، التي تتألف من 79٪ المشبعة يوديد الصوديوم المائي (ناي)، و 20٪ الجلسرين النقي، والمياه 1٪ (من حيث الحجم) 16.

ترتيب تجريبي للكشف عن الهياكل تدفق الثانوية متماسكة باستخدام مكون اثنين، واثنين من الأبعاد السرعة بواسطة الصور الملتقطة للجسيمات (2C-2D التعريف الشخصي): تم تصميم التجارب للحصول على البيانات سرعة تدفق الثانوية متوسط ​​المرحلة على مختلف المواقع مستو مستعرضة المصب مزيج من شارعaight وأقسام الدعامة المنحنية التي تجسد والمثالية "النوع الرابع" كسر الدعامات 5، 6، 9، 14، و-خطوات بروتوكول المتعلقة باقتناء حقول سرعة تدفق الثانوي باستخدام الصور الملتقطة للجسيمات السرعة بواسطة (التعريف الشخصية) الأسلوب الذي ينطوي على نظام التعريف الشخصية التي تضم جهاز ليزر (ورقة الخفيفة) مصدر والبصريات على التركيز وتسليط الضوء على مناطق التدفق، جهاز خاص تهمة عبر الارتباط إلى جانب (CCD الاستشعار أو الكاميرا) والجسيمات التتبع لتكون مضيئة من قبل ورقة الخفيفة داخل فترة زمنية قصيرة (Δt وانظر الجدول 4) 31، 32.

تفترض الخطوات في البروتوكول ما يلي: أولا، معايرة، انشاء التجريبية من نظام التعريف الشخصية يومين عنصر، ثنائي الأبعاد (2C-2D) أن يقيم الصور بالنقر المزدوج الإطار، التسجيلات واحد التعرض. ثانيا، نظام 2C-2D التعريف الشخصية بحساب نزوح متوسط ​​الجسيمات التتبع عن طريق إجراء عبر ارتباط بين اثنين من إطارات الصور المكتسبة خلال كل تسجيل. ورويرد موجز منتدى الطاقة الدولي من التعريف الشخصية المواصفات والحصول على الصور البرمجيات في جدول المواد والمعدات. ثالثا، يتم اتباع جميع احتياطات السلامة اللازمة لتشغيل الليزر من قبل العاملين في المختبرات المتدربين وفقا للمبادئ التوجيهية التي تقدمها المؤسسة المضيفة. ويقترح المؤلفان الحكام. 31 و 32 لفهم شامل للتنفيذ، وظائف وتطبيق تقنية التعريف الشخصي في ديناميات aero-، الهيدرولوجية وmicrofluid، والارتباط ذروة الكشف وتقدير التشريد والمادية وكثافة الجسيمات التتبع والضوضاء قياس ودقة. نلاحظ أيضا أن الليزر والكاميرا يمكن التحكم بواسطة الكمبيوتر الحصول على البيانات التعريف الشخصي (الشكل 3A) وبرامج معالجة البيانات.

تم إنشاء قياسات سرعة تدفق الثانوية متوسط ​​المرحلة باستخدام 2C-2D التعريف الشخصية باستخدام وصف البروتوكول الذي يلي: الحصول على البيانات ومرحلة ما بعد المعالجة للكشف عن بنية متماسكة. مرحلة ما بعد العملية تشارك جي البيانات متماسك الكشف عن هيكل تدفق الثانوي باستخدام الأساليب الثلاثة التالية: التحويلات المويجات المستمر، المعادلة 1 5، 6، 19 - 24، 26.

يلاحظ المؤلف أن موتر سرعة التدرج هو الأساس، ومصفوفة 3 × 3،
المعادلة 2 .

يقدم البروتوكول وسيلة لاكتساب القياسات التجريبية ثنائية الأبعاد (من تقنية 2C-2D التعريف الشخصي). ولذلك، فإن وصول التجريبي الكامل للموتر سرعة التدرج لا يمكن تحقيقه باستخدام هذا الأسلوب. موتر سرعة التدرج لكل بكسل المعادلة 3 صورة التعريف الشخصية المعادلة 4 يجب أن تكون مصفوفة 2 × 2، المعادلة 5 . والدوامي زي مكونquation 6 "SRC =" / ملفات / ftp_upload / 51288 / 51288eq6.jpg "/> لكل بكسل المعادلة 7 يتم احتساب باستخدام جزء مكافحة متماثل من موتر سرعة التدرج المعادلة 8 . وستكون النتيجة مجموعة 2D من الدوامي المعادلة 9 يمكن تصور في مؤامرة كفاف. ويقترح المؤلفان بقوة المرجع. 25 لمناقشة الوصول التجريبي بليغة إلى التدرج موتر سرعة نحو تعزيز المعرفة من تبديد الدوامي، ومعدلات الإجهاد وكشف هيكل متماسك. وعلاوة على ذلك، فإن الكتاب لا يحاول استكشاف العلاقات المتداخلة بين الأساليب المذكورة أعلاه كشف هيكل متماسك واقتراح المرجع. 23، 24 للمناقشة شاملة حول هذا الموضوع.

التركيز على الخطوات في البروتوكول هو تحديد كمية تدفق الثانوي (دوامة) شructures (المعروف أيضا باسم الهياكل متماسكة). ثلاث طرق متماسك بمعنى الكشف عن هيكل.، معادلة 10 والمويجات حولت الدوامي معادلة 11 يتم تطبيقها على البيانات الميدانية سرعة نحو الكشف عن عدة الحجم، حوادث متعددة قوة الهياكل تدفق الثانوية المصب من المثالية "النوع الرابع" كسر الدعامات.

ال معادلة 12 ، يعرف دوامة كمنطقة المكانية حيث القاعدة الإقليدية من موتر الدوامي يهيمن على أن من معدل الضغط 19، 23، تتحلل 24. وسرعة التدرج المصفوفة إلى متماثل (معدل الضغط) ومكافحة متماثل (دوران) قطع. يتم حساب القيم الذاتية للمصفوفة معدل الضغط. معادلة 13 . ثم يتم حساب القاعدة من معدل الضغط. ) ثم يتم حسابها. ال معادلة 16 غير المحسوبة في نهاية المطاف. معادلة 17 . مؤامرة كفاف من مجموعة كاملة من معادلة 18 مع ايزو مناطق معادلة 19 ، سيشير الهياكل تدفق الثانوي 19.

ال معادلة 20 ، المعروف أيضا باسم 'قوة دوامات' هو طريقة تحديد دوامة يؤديها تحليل النقطة الحرجة للموتر سرعة التدرج المحلي والقيم الذاتية المقابلة لها 20 - 24 يتم حسابها. يجب أن تكون القيم الذاتية للشكل، معادلة 22 . مؤامرة محيط معادلة 23 مع ايزو مناطق معادلة 24 سيشير الهياكل تدفق الثانوية 20-22.

المويجات تحويل طريقة تستخدم وظيفة تحليل (أو المويجات) الذي يحتوي على نعومة في أماكن طبيعية وطيفية، غير مقبولة (أو لديه صفر الوسط)، ولها محدود معادلة 25 5 و 6 و 26. وبحلول convolving والمتوسعة أو التعاقد المويجات مع حقل الدوامي 2D، المويجات تحول الدوامي معادلة 26 يتم إنشاء الحقل جيتم احتساب omprising بنى متماسكة مع مجموعة واسعة من المقاييس ونقاط القوة 5 و 6 و 26. الانتروبيا شانون الحقل الدوامي-تحولت المويجات 2D إلى تقدير حجم المويجات الأمثل الذي يتم حل جميع الهياكل متماسكة على نحو كاف. ويشمل هذا التقدير الكون مجموعة من الاحتمالات معادلة 27 لكل بكسل معادلة 21 مثل ذلك معادلة 28 ، ومعامل تطبيع مربع من الدوامي المرتبطة بكسل في موقع م، ن 5 و 6. وترد الخطوات الإجرائية بيانيا في الشكل (6). وترد القيود المفروضة على اختيار المويجات بالتفصيل في المرجع. يصف 26. هذه الخطوة بروتوكول الإجراء للكشف عن هيكل متماسك باستخدام المويجات 2D ريكر. مبررات استخدام هذا ثويرد avelet لمطابقة نمط دوامة في المرجع. 5 و 6 و المراجع ذات الصلة واستشهدت فيها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. تصميم وتصنيع نماذج دعامه

ملاحظة: تم اتباع الخطوات التالية لإنشاء نماذج على نطاق المختبر من الدعامات المستقيمة والمنحنية. فإن تركيب اثنين من النماذج الدعامة تجسد كسر "النوع الرابع" (التشرذم والتشرد الخطي قطع الدعامة المكسورة).

ملاحظة: استخدمت الكتاب برو / مهندس البرمجيات في الوقت للبحث عن خلق نماذج كندي للهندسة الدعامات. الإجراء أدناه هو معمم وقد لا تتضمن الشروط العامة للبرنامج CAD المستخدمة. ويمكن أيضا حزم CAD الأخرى المتاحة استخدامها. الخطوات التي تتبع قابلة للتطبيق لبرنامج CAD أن واضعي استخدمت في ذلك الوقت للبحث وتم تكييفها من موقع الشركة المصنعة. لمزيد من وصف الجهاز النماذج الأولية السريعة المستخدمة من قبل المؤلفين الرجوع إلى قائمة المواد. يتم عرض المعادلات حدودي والقيم تمت تهيئته لتصميم الدعامات في تابلي 1 و 1D الشكل و1E أمثلة من نماذج الدعامات المستقيمة والمنحنية بعد النماذج الأولية السريعة.

  1. إنشاء هندسة الدعامة مباشرة عن طريق تحديد المعادلات حدودي وتهيئة المعلمات من اللوالب اليسار واليمين في (XYZ) نظام المشاركة في تنسيق الديكارتي (الجدول 1).
    1. توليد مجموعة من 10 اليسار اللوالب تحول متباعدة متساو في مجموعة دائرية مستو حول خط مسند مستقيمة أو ض محور، وذلك باستخدام المعادلة. 1، 2، 3 و 5 هو مبين في الجدول رقم 1، مع القيم تمت تهيئته عدد اللفات
      ( معادلة 29 )، في الملعب، والأسلاك الدعامة سمك ( معادلة 30 ) والقطر الاسمي من الدعامات ( معادلة 31 ) (الشكل 1A والجدول 1).
    2. كرر الخطوة 1.1.1 باستخدام المعادلة. 1، 2، 4 و 5 لتوليدنمط دائري من 10 اللوالب اليسار equispaced (الشكل 1A).
    3. توليد الهندسة الدعامات على التوالي من خلال الجمع بين أو تجميع اليسار واليمين تحول اللوالب حول محور مشترك (الشكل 1A).
  2. إنشاء هندسة الدعامات المقوسة من خلال تحديد المعادلات حدودي وتهيئة المعلمات من اللوالب اليسار واليمين في أسطواني (R-β-X) نظام المشاركة في تنسيق أو حول خط مسند المنحني (الجدول 1). كرر الخطوات من 1.1.1 - 1.1.2 مع المعلمات تهيئة مسبقا باستخدام المعادلة. 1 و 2 و 6 و 7.
    1. توليد هندسة الدعامات المقوسة الجمع أو تجميع اليسار وتحول الحق اللوالب المنحني حول محور مشترك (R) وsubtending زاوية معادلة 32 في الأصل (الشكل 1B).
  3. خلق عالية الدقة ستيريوليثغرافي (STL) الملفات من النماذج الدعامة CAD المستقيمة والمنحنية.
    1. اختر 'تصدير> نموذج 'من' القائمة ملف. اختيار الخيار "المحكمة الخاصة بلبنان". مجموعة 'ارتفاع وتر "إلى 0. تعيين" مراقبة زاوية "إلى 1. تطبيق" موافق "لإنشاء ملف المحكمة الخاصة بلبنان. ملاحظة: قيمة "التحكم في زاوية" تنظم كمية التغطية بالفسيفساء على طول السطح مع نصف قطر صغير والإعداد يمكن أن يكون بين 0 و 1.
  4. صنع نماذج الدعامات على جهاز النماذج الأولية السريعة هو مبين في الشكل 1C استخدام المواد المدرجة في الجدول المواد والمعدات.
    1. بدء برنامج الطباعة 3D (انظر قائمة المواد). اضغط على "إدراج" لتحديد موقع ملف المحكمة الخاصة بلبنان على الكمبيوتر 3D الطابعة ثم حدد الملف المطلوب. اسحب الماوس على الشاشة لوضع تقديم 3D للملف المحكمة الخاصة بلبنان على منصة افتراضية ( 'صينية') على الشاشة.
    2. حدد وحدات حسب الاقتضاء (خيارات: "مم" أو "بوصة ')' مم" من علامات التبويب القائمة ملف. تحديد نوعية المنتج النهائي بأنها "غير لامع" ([أب]ستعقد: "ماتي" أو "لمعان"). اختر "ضبط صينية> التحقق من صحة" علامة التبويب من القوائم الملف.
    3. ابحث عن رسالة "نجاح التحقق من الصحة" على الاستمرار في الخطوة التالية. إذا التحقق من الصحة تكرار خطوات ناجحة في 1.3 - 1.4.2 حتى يتحقق التحقق من صحة ناجحة.
    4. اختر "ضبط صينية> بناء" علامة التبويب من القوائم ملف لإرسال ملف إلى 3D الطابعة للتصنيع.
      ملاحظة: قيمة 'ارتفاع وتر "تسيطر على درجة من التغطية بالفسيفساء من سطح النموذج. أنه يؤثر سيتم استبدال حجم الدقة وملف هذا النموذج من قبل الحد الأدنى من القيمة تلقائيا. قيم صغيرة من ارتفاع وتر يؤدي إلى أقل انحراف عن الهندسة جزء الفعلية مع حجم ملف المقايضة. مطلوب التحقق من الصحة للتأكد من أن الجزء غير متجاورة خاليا من التشوهات الهيكلية خلال مرحلة التصنيع.

2. إعداد الحركية Viscosity- والانكسار فيالسائل الدم التناظرية المطابقة التنفيذ المباشر

ملاحظة: الإجراء التالي تسفر عن حوالي 600 مل من محلول الدم التناظرية. وتعرض ملخص الكواشف الكيميائية والمذيبات مع الخصائص ذات الصلة المستخدمة في إعداد الحل في قائمة المواد. خصائص المواد ذات الصلة، وتقديم معدات المختبرات المقترحة والمبادئ التوجيهية لإجراء العمليات الحسابية الحجمي في الجداول 2 و 3 و 4 على التوالي.

  1. تحضير محلول مشبع من الصوديوم يوديد (ناي).
    1. صب 500 مل من H 2 O منزوع الأيونات في دورق 2000 مل. ضع الكأس على محرك مغناطيسي.
    2. قياس ≈860 غرام من ناي على توازن ركزت الوزن وإضافة 100 زيادات ز في الدورق مع التحريك والانتظار لإضافة الحالية بحل تماما قبل إضافة المقبل. تسجيل درجات الحرارة في كل بالإضافة إلى ذلك، منذ عملية التشبع من H 2 O منزوع الأيونات مع ناي هو قليلا exothermic. بردت الحل عند الضرورة للحفاظ عليه في RT (≈ 25 درجة مئوية).
    3. إضافة الزيادات ناي صغيرة (≈5-10 ز) ما يصل إلى 20 غراما، حتى يتشبع الحل. تسجيل الكتلة ودرجة الحرارة من كل إضافة. إزالة الدورق مع حل ناي المشبعة من محرك مغناطيسي عند الانتهاء.
  2. قياس كثافة المحلول ناي المشبعة ( معادلة 33 ).
    1. إضافة 10 مل من محلول ناي المشبعة من الخطوة 2.1 إلى دورق 50 مل على نطاق وركزت باستخدام حقنة (أو ماصة حجمية)، والتأكد من عدم وجود فقاعات الهواء. وأضافت كتلة سجل وحجم.
    2. حساب كثافة كل إضافة باستخدام المعادلة. 8 (انظر الجدول 3). كرر هذه الخطوة حوالي 4-5 مرات. متوسط ​​الكثافة المسجلة. العودة الحل لدفعة من حل ناي المشبعة التي أعدت في الخطوة 2.1.
  3. تقدير الحجم الكلي للحل محاكاة الدم. < رأ>
  4. قياس كتلة الحل ناي المشبعة التي أعدت في الخطوة 2.1 وحساب حجمه ( معادلة 34 ) باستخدام المعادلة. 9. تقدير الحجم الكلي للحل محاكاة الدم ( معادلة 35 ) وكميات جزئية من الجلسرين ( معادلة 36 ) والماء منزوع الأيونات ( معادلة 37 ) التي يمكن ان تضاف التالية المعادلة. 10 و 11 و 12 (انظر الجدول 3).
  • يعد حل الدم التناظرية.
    1. يعد حل التناظرية الدم التي تتألف من 79٪ من محلول ناي المشبعة، و 20٪ الجلسرين والماء منزوع الأيونات 1٪ (من حيث الحجم) خلال المتجانس خلط على محرك مغناطيسي.
    2. ضع الكأس مع الحل ناي المشبعة على محرك مغناطيسي وإضافة الجلسرين بمقادير صغيرة (88 / 51288eq38.jpg "/>)، وذلك باستخدام حقنة (أو تخرج أو ماصة حجمية) حتى وحدة التخزين بالكامل من الجلسرين ( معادلة 36 ) يضاف المحسوبة في الخطوة 2.3. لكل معادلة 39 التكرار، وتسجيل الصوت المضافة والانتظار حتى يصبح المحلول المتجانس واضح قبل إضافة الزيادة القادمة من الجلسرين.
    3. بعد التجانس متكاملة من الحلول ناي المشبعة والجلسرين، إضافة معادلة 40 باستخدام حقنة (أو تخرج أو ماصة حجمية). يستمر التحريك على محرك مغناطيسي حتى حل الدم التناظرية هو المتجانس واضح.
  • تميز السائل التناظرية الدم في درجة الحرارة المحيطة والضغط القياسيين (25 ° C (1)، أجهزة الصراف الآلي).
    1. قياس اللزوجة الحركية (ν) باستخدام جهاز قياس اللزوجة Ubbelohde القياسية أو أداة قياس ما يعادلها.اللزوجة الحركية يمكن تعديلها عن طريق إضافة كميات صغيرة من الجلسرين قياسها باستخدام ماصة تخرج أو الحجمي.
    2. قياس معامل الانكسار (ن) باستخدام الإنكسار. معامل الانكسار يمكن تعديلها بإضافة كميات ضئيلة من الصوديوم وحمض مائي باستخدام ملعقة.
      ملاحظة: واضعو التقرير اللزوجة الحركية، ν = 3.55 سنتيستوك (3.55 × 10 -6 م 2 ثانية -1 ± 2.8٪)، ومعامل انكسار التناظرية السوائل في الدم، ن = 1.45 (± 3.4٪) 5، 6.

    • 3. ترتيب تجربة لقياس سرعة تدفق الثانوي الحقول المصب من "النوع الرابع" الفشل الدعامة

    ملاحظة: يتكون المنحني قسم اختبار الشريان 180 درجة من مبنيين الاكريليك لصقها معا، 180 ° قناة منحنية تشكيله على كل كتلة وتوفير الأنابيب مدخل ومخرج كما هو مبين في أرقام 1F، 3A و 5، 6 (انظر الجدول 2).

    1. تثبيت الدعامات ملفقة في الخطوة 1 في قسم اختبار الشريان المنحني المصنوعة من الاكريليك لتجسيد سيناريو كسر النوع الرابع مثالي، تنطوي على كسر عرضية كاملة من الدعامات والتشرد الخطي من أجزاء مجزأة (انظر أرقام 1F، 3A و 3B).
      1. وضع الدعامات على التوالي المنبع من قسم اختبار الشريان المنحني (انظر أرقام 1F و3B). للتأكد من أن تباعد بين مباشرة والدعامات المقوسة هو '3 مرات "قطر الأنبوب (D أنبوب = 12.7 مم)، ووضع الدعامات المقوسة 45 درجة داخل انحناء مع نهاية واحدة عند مدخل إلى أنبوب منحني ( الشكل 2B).
    2. التجمع الخامسالبريد الإعداد التجريبية من خلال ربط أنابيب الاكريليك مباشرة إلى مدخل ومخرج من قسم اختبار الشريان المنحني 180 درجة كما هو مبين في العرض التخطيطي للترتيب التجريبي (الشكل 2) على طاولة الضوئية (الشكل 3A).

    4. اكتساب الحقول سرعة تدفق الثانوي

    ملاحظة: الوصف التالي في البروتوكول ويتعلق باقتناء حقول سرعة تدفق الثانوي باستخدام الصور الملتقطة للجسيمات السرعة بواسطة (التعريف الشخصية) تقنية الشكل 3B (الرسم التخطيطي) يدل على أن هناك أربعة مواقع (45 °، 90 °، 135 ° و 180 °). مع الشقوق الزاوي لتسهيل إسقاط ورقة ليزر، وجعل مستو مستعرضة سرعة تدفق الثانوية. تتعلق بالخطوات بروتوكول لقياسات المكتسبة للموقع 90 درجة. إذا تم وضع ورقة ليزر على 45 درجة المكان، يتم وضع الكاميرا في الموقع 135 درجة للوصول البصرية لتدفق الثانوي ليasurements في الموقع 45 درجة.

    ملاحظة: الإجراء أدناه هو معمم وقد لا تتضمن عبارات عامة إلى الحصول على الصور وبرامج معالجة البريد وبرنامج حاسوبي لمراقبة الأداة المستخدمة (انظر قائمة المواد). ويمكن أيضا أن الصورة والحصول على البيانات الأخرى الحزم المتوفرة أن تستخدم في البروتوكول.

    1. بدوره على الليزر باستخدام مفاتيح ON / OFF تقع على مصدر قوة الليزر. إلقاء الضوء على قطعة صغيرة من الورق لتصور ورقة الليزر. ضبط سمك ورقة ليزر (لحوالي 2 مم) بصريا، من خلال تحويل ورقة الليزر التركيز البصريات تقع على مصدر الليزر.
    2. وضع ورقة ليزر على طول المنطقة قياس 90 درجة بحيث الورقة هو عمودي على طاولة البصرية. وضع الكاميرا بالقرب من موقع 0 درجة أو 180 درجة للوصول البصرية وجهة نظر مستعرضة تنيره ورقة الليزر.
    3. محاذاة الليزر والكاميرا باستخدام الحصول على الصور وآخر برامج معالجة لضبطمجال الرؤية للكاميرا لالتقاط بما فيه الكفاية صورة المقطع العرضي دائري من الشريان المنحني (انظر الشكل 3A) والحد من تشويه جسيم. أداء المحاذاة التي كتبها 'التجربة والخطأ "عن طريق فحص صورة ولدت البرمجيات من مجال الرؤية. إيقاف تشغيل الليزر باستخدام مفاتيح التحكم الموجودة على مصدر الطاقة ليزر وتأكد من أن يتم تشغيل الكاميرا مع غطاء العدسة إزالتها.
    4. بدء الحصول على الصور وبرامج معالجة آخر على الكمبيوتر الحصول على البيانات التعريف الشخصية وتسجيل الدخول باسم 'مستخدم خبير. إنشاء مشروع جديد من القائمة ملف، حدد "اسم المشروع" وخيار "التعريف الشخصي" تحديد إطار "نوع المشروع. اختر "جديد" من القائمة ملف تهيئة جلسة تسجيل التعريف الشخصية الجديدة. حدد "الجهاز" ضمن قسم "الإعدادات" على الحصول على الصور وبرامج معالجة آخر.
    5. انتقل مربع حوار "تسجيل" لتظهر على الشاشة،"كاميرا 1" خانة الاختيار تفعيل واختر 'الإطار (T1A) واحد "الخيار. حدد الليزر 'زر الراديو "إلى أن تعيين ON في الحصول على الصور وبعد تجهيز إعدادات البرنامج. تنشيط وضع الطاقة الخارجية على مصدر قوة الليزر عن طريق الضغط على "EXT" ومفاتيح "السلطة العليا" التي تقع على مصدر قوة الليزر.
    6. اختر "الاستيلاء" على الحصول على الصور وآخر برامج معالجة لبدء الحصول على الصور التعريف الشخصي لمراقبة على شاشة الكمبيوتر. تحريك الكاميرا مع تعديلات طفيفة اليدوية على الطاولة البصرية وضبط التركيز على تحسين موقع الكاميرا لتعظيم مجال للرؤية، والحد من التشويش والتشويه الصورة.
    7. اختر 'وقف' زر الراديو على إعدادات الحصول على الصور والبرامج بعد تجهيز لوقف حصول على بيانات التعريف الشخصية ولا تجعل أي تعديلات أخرى الكاميرا. إجراء محاذاة كاملة في هذه المرحلة.
      ملاحظة: يتم التحكم في نبضات الليزر في هذه المرحلة من صورةاقتناء وبرامج معالجة البريد ويمكن زيادة تسيطر عليها متفاوتة تردد النبض أو "التعرض" في إعدادات البرنامج. سيتم إيقاف الليزر تلقائيا منذ يتم التحكم بها الحصول على الصور وبرامج معالجة آخر. لم يتم إغلاق البرنامج الحصول على صورة ومرحلة ما بعد المعالجة كما سيتم استخدام المشروع الحالي للحصول على بيانات التعريف الشخصية في الخطوات التالية.
    8. الحصول على صور من حقول تدفق الثانوية باستخدام 2C-2D نظام التعريف الشخصية عن طريق اتباع الخطوات التالية لضمان إنشاء بيانات التعريف الشخصية المرحلة الحكيمة باستخدام النبضات الزناد الزمنية من الكمبيوتر التحكم مضخة أداة التي يتم مزامنتها مع ذبذبة ليزر مزدوج وكاميرا.
      ملاحظة: مضخة للبرمجة متصل بالكمبيوتر تحكم مضخة الصك ويتم التحكم بواسطة برنامج حاسوبي لمراقبة وثيقة. الخطوات التي تتبع تشمل إنشاء وحدات التحكم البرنامج على جهاز الكمبيوتر التعريف الشخصية باستخدام الحصول على الصور وبعد تجهيز وضخ مراقبة الكمبيوتر أداة لناجي برنامج حاسوبي لمراقبة وثيقة.
      1. بدوره على مضخة للبرمجة باستخدام مفتاح ON / OFF تقع على المضخة. إطلاق برنامج مراقبة وثيقة على الكمبيوتر مضخة تحكم الصك.
      2. تحميل ملف نصي يحتوي على قيم الوقت الجهد الموجي مع مشغل المرجعية (تي / T = 0)، التي تمثل الفسيولوجية (الشريان السباتي) تدفق الموجي نسبة إلى برنامج حاسوبي لمراقبة وثيقة الحفاظ على عدد Womersley الفسيولوجية معادلة 41 و، والحد الأقصى رينولدز معادلة 42 وعميد معادلة 43 أرقام الشكل (4A).
      3. مجموعة 'السعة إلى 1 (فولت)،' العاصمة تعويض "إلى 0 (فولت)، 'عدد من الخطوات الوقت" إلى 1000 و "الفترة الزمنية" إلى 4 (ثانية) على جهاز التحكم أداة الشاشة واجهة البرنامج.
      4. تأكد من أن باور خارجيوضع r على مصدر طاقة الليزر في الخطوة 4.5، لا يزال تفعيلها. اضغط على "EXT" و "السلطة العليا" مفاتيح تقع على مصدر قوة الليزر، إذا لزم الأمر.
      5. اختر 'الجهاز' بعد النقر فوق "تسجيل جديد" ضمن قسم "الإعدادات" على الحصول على الصور وبرامج معالجة آخر. انتقل إلى "تسجيل" مربع الحوار على الحصول على الصور وآخر برامج معالجة (التعريف الشخصية الكمبيوتر)، وتفعيل "كاميرا 1" خانة الاختيار وحدد "إطار مزدوج (T1A + T1B) 'الخيار لإعداد ليزر لاطلاق النار في النبض المزدوج واسطة.
      6. اختر الخيار 'التوقيت' على 'تسجيل' مربع الحوار على الحصول على الصور وآخر برامج معالجة، حدد "مصدر الزناد" وتعيينها إلى "الزناد دوري الخارجي" لمزامنة مع الزناد إشارات من وحدة مضخة تحكم الصك. اختر 'Aquisit "تحت القسم" إعدادات "على الحصول على الصور وبعد تجهيز البرمجيات إلى sالإعداد لاذع واكتساب التعريف الشخصي.
      7. انتقل إلى "تسلسل تسجيل" مربع الحوار على الحصول على الصور وآخر برامج معالجة. إضافة "مسح الجدول 'فرعية تحت عنوان" تسلسل تسجيل "باستخدام علامة التبويب المخصص لذلك على واجهة البرنامج. تعبئة الجدول تم إنشاؤها باستخدام 'تحرير مسح الجدول'، 'إلحاق المسح الضوئي "وقيم الوقت المدخلات بدءا من 0 مللي ثانية وتنتهي مع 4000 مللي ثانية في فترات من 40 ميلي ثانية. إدخال Δt القيم المقابلة لكل دخول الوقت في الجدول. اضغط على "أدخل" على لوحة المفاتيح بعد أن دخلت كل قيمة.
      8. انتقل إلى "تسلسل تسجيل" مربع الحوار على الحصول على الصور وآخر برامج معالجة. إضافة فرعية "الحصول على صورة" تحت عنوان "مسح الطاولة" بإنشائه في الخطوة 4.8.7. تعيين "عدد الصور" إلى 200، وتفعيل خانة الاختيار "إظهار الصور أثناء تسجيل" ثم اختر "البدء فورا".
      9. سيليط "الجهاز" ضمن قسم "الإعدادات" وتؤكد أنه تم تعيين الليزر إلى 'على' مع إعدادات الطاقة المناسبة. انتقل إلى "تحكم الليزر" للتأكيد. نظام التعريف الشخصية جاهز الآن للحصول على البيانات.
      10. حدد "تشغيل" زر الراديو على السيطرة أداة واجهة البرنامج على الكمبيوتر السيطرة أداة ضخ لتزويد السائل إلى تجربة استخدام المدخلات المقدمة في خطوة 4.8.2-4.8.3 جنبا إلى جنب مع نبض الزناد كل 4 ثوان.
      11. اختر "بدء التسجيل" للحصول على قياسات مرحلة الحكيمة باستخدام الزناد إشارة من تحكم مضخة الصك حتى عدد محدد مسبقا من الحقول سرعة مستو (200، الكافي لتحقيق التقارب الإحصائي 5، 6، 31، 32) في كل حالة وقت اقامة في مسح الجدول (راجع الخطوة 4.8.7) مصنوع في الموقع 90 درجة.
      12. يتم الضغط على 'وقف' على مصدر قوة الليزر بمجرد تسجيل. إيقاف المضخة وكاميرا، ووضع عدسة الكاميرا التعاونالاصدار. اختر 'وقف' زر الراديو على السيطرة أداة واجهة البرنامج على الكمبيوتر مضخة تحكم الصك.
      13. بصريا تفتيش الإعداد التجريبية لسبر مستوى التسرب، وجمع السائل تسربت إذا لزم الأمر، للتأكد من أن جميع الأجهزة تم قطع التيار الكهربائي عنه أو يمكن تركها في وضع الاستعداد، أيهما أنسب. إغلاق جلسة تسجيل في الحصول على الصور وآخر برامج معالجة.

    5. الكشف عن هياكل متماسكة الثانوية تدفق

    ملاحظة: استخدام الحصول على الصور والبرامج بعد تجهيز ومجموعة من وظائف سطر الأوامر (الأدوات القائمة على MATLAB، PIVMat 3.01) لاستيراد، بعد عملية وتحليل 2- المجالات ناقلات المكون من نظام التعريف الشخصية 5 و 6 و 33.

    1. إنشاء قناع أن يشمل الداخلي أي هندسة التدفق، والتعميم، ومنطقة مستو مستعرضة.
      1. حدد المشروع تم إنشاؤه في الخطوة 4.4، التي لديها الآن بيانات التعريف الشخصية المكتسبة في كلمثيل الوقت المحدد في الخطوة 4.8.7. وعلاوة على ذلك، حدد أي بيانات في مربع الحوار الذي يحتوي على كامل الفرقة بيانات التعريف الشخصية.
      2. اتبع الإرشادات في "ملف كود التكميلي - خلق قناع".
    2. إنشاء روتين معالجة آخر عن طريق اختيار رمز "دفعة" من القائمة ملف في إطار المشروع، في حين تم اختيار بعض مجموعة بيانات التعريف الشخصية افتراضيا. مربع حوار مع 'قائمة التشغيل "ويبدو أن يجب أن يتم ملؤها في نفس الترتيب على النحو المذكور في الخطوة التالية.
      1. اتبع الإرشادات في "ملف كود التكميلي - إيجاد وظيفة معالجة روتينية".
    3. حقول متوسط ​​المرحلة حساب وRMS سرعة تدفق الثانوي، والدوامي.
      1. حدد عملية "إحصاءات ناقلات: ناقل ناتج الحقل 'من' الإحصاءات 'مجموعة وانقر على" معلمة "في مربع الحوار. تفعيل "متوسط ​​V" و "RMS V 'خانات الاختيار اوندإيه قسم "حقول المتجهات. حدد عملية 'تعفن زي Eyx - Exy "من مجموعة" استخراج حقل عددي: الدوران والقص "لتحديد الدوامي ثنائي الأبعاد في المقطع العرضي مستو.
    4. تبدأ بعد معالجة البيانات التعريف الشخصي بأكملها وتوليد كميات بلغ متوسط ​​مرحلة السرعة، RMS سرعة، الدوامي ويحوم قوة مع العمليات التي تم إنشاؤها في الخطوات 5.3 و 5.4.
      1. "انقر بزر الماوس الأيمن" على أية بيانات التعريف الشخصية تحت إطار المشروع، اختر 'هايبرلوب> جميع مجموعات "، وحدد الخيار" إضافة الكل "تحت" مجموعات المتاحة:' القسم لضمان أن يتم تحديد الفرقة بيانات التعريف الشخصية بأكملها.
      2. اختر 'المعلمة' من القائمة المنسدلة تحت "التصفية:" الباب. خيار اختيار 'دفعة تجهيز' الموجود أسفل 'العملية: "القسم. انقر على "تنفيذ" لبدء "هايبرلوب" بعد تجهيز البيانات التعريف الشخصي.
    5. حساب دواماتقوة معادلة 44 ) حقول للكشف عن الهياكل تدفق الثانوية باستخدام الحصول على الصور وبرامج معالجة آخر. حدد عملية "يحوم قوة" من مجموعة "استخراج حقل عددي: الدوران والقص.
      1. كرر الخطوات من 5.4.1-5.4.2 لتنفيذ مرحلة ما بعد المعالجة "هايبرلوب".
    6. كشف الهياكل متماسكة من قبل معادلة 45 والمويجات المستمر تحول في مجال الدوامي معادلة 46 من خلال خلق وظائف MATLAB المعرفة واستخدام وظائف MATLAB المستندة إلى 3.01 PIVmat (انظر "كود الملف التكميلي - رموز MATLAB" على سبيل المثال كود).
      1. توليد مجموعة 2D البيانات من المعادلة التالية تمثل المويجات 2D ريكر عن طريق تهيئة عامل المقياس معادلة 47 في المعادلة. 13 إلى قيمة التعسفي (انظر "كود الملف التكميلي - رموز MATLAB").
        معادلة 48
      2. أداء الإلتواء ثنائي الأبعاد أو فورييه تكاثر الدوامي المعادلة 9 البيانات من الخطوة 5.4، مع وظيفة 2D ريكر المويجات (المعادلة 13) لتوليد الموجات تحولت المجال الدوامي معادلة 46 في عامل مقياس تهيئة معادلة 47 . (انظر "مدونة التكميلي ملف - رموز MATLAB").
      3. حساب الكون شانون معادلة 49 من المويجات تحول ميدان الدوامي معادلة 46 ممثلة المعادلة. 14 (انظر "مدونة التكميلي ملف - رموز MATLAB").
        معادلة 50
      4. تغيير عامل مقياس ل معادلة 51 وتولد مجموعة 2D جديدة من البيانات التي تمثل المويجات 2D ريكر (المعادلة 13) (انظر الشكل 6).
      5. كرر الخطوات من 5.6.1 - 5.6.4، لمجموعة كبيرة من العوامل على نطاق و( معادلة 52 ، نرى رد الفعل في الشكل (6).
      6. إنشاء مؤامرة من شانون الكون معادلة 53 مقابل المويجات عامل المقياس معادلة 47 في خطوة 5.6.5 (انظر الشكل 6). تحديد نطاق الموجات الأمثل معادلة 47 ، عادة المقابلة إلى أدنى حد ممكن المحلي في شانون الكون معادلة 49 . كرر الخطوة 5.6.4 على نطاق واسع المويجات الأمثل (حد ذاتهاالبريد شانون الكون مقابل مؤامرة على نطاق الموجات في الشكل 6).
      7. إنشاء مؤامرة كفاف من المويجات تحول الدوامي معادلة 46 في عامل مقياس المويجات المقابلة لقيمة مثلى من شانون الكون معادلة 53 .

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    تم إنشاؤها النتائج المعروضة في الشكل 7A-D بعد معالجة البيانات بعد تدفق الثانوي سرعة (انظر الأرقام 5، 6) تم الحصول عليها من نظام 2C-2D التعريف الشخصي هو مبين في الشكل 3A. وكانت حالة تدفق تزويد القسم اختبار الشريان المنحني مع وجود كسر "النوع الرابع" الدعامة المثالية الموجي الشريان السباتي هو مبين في الشكل 4B. وقد أظهرت دراساتنا السابقة حساسية الهياكل تدفق الثانوية لظروف تباطؤ في مجموعة متنوعة من الطول الموجي تدفق نابض داخل نطاق معين من الأرقام Womersley معادلة 55 4 - 6 وبناء على ذلك، فإن حالات الوقت معادلة 56 من النتائج المعروضة في الشكل 7A-D، وقد تم اختيار لتتوافق مع مرحلة تباطؤ الانقباضي من تدفق الشريان السباتي ثaveform. يتم عرض هياكل تدفق الثانوية متماسكة متفاوتة الخصائص الحجم القوة المورفولوجية على مختلف مستو المقاطع العرضية معادلة 57 كما هو مبين في الشكل 7A-D. وقد تم تصنيف الهياكل الثانوية متماسكة على نطاق واسع تدفق التي ظهرت في المقطع اختبار الشريان المنحني كما مشوه Dean-، Lyne- والجدار نوع الدوامات (DLW). عادة، الدوامات DLW تتطور خلال مرحلة التسارع الانقباضي. خلال مرحلة التباطؤ الانقباضي، والهياكل DLW تجربة خسارة غير نمطية في التماسك، والتباين، والتغييرات في المناصب دوامة، والأحجام، ونقاط القوة والأشكال التضاريسية. وفيما يلي وصف النتائج المعروضة في الشكل 7A-D:

    في معادلة 58 موقع (الشكل 7A): زوج واحد من متماثل ومتماسكة ومشوهةويلاحظ الدوامات عميد (D) في معادلة 59 الحقول ر / ر = 0.23 و 0.27. ويبدو أن هذه الدوامات D-نوع لترجمة نحو الجدار الخارجي أثناء التباطؤ. س حقول سلالة الحالي وأنماط التي يهيمن عليها القص في تي / T = 0.23، بالإضافة إلى مد نوع الدوامات. كأثر ممكن من التباطؤ في تي / T = 0.27، وانخفاض في قوة الدوامات D-نوع وسلالة يهيمن حقول تدفق قرب الجدار لوحظ. تم الكشف عن نطاق متعدد الأشكال التضاريسية تدفق الثانوية بالإضافة إلى مد نوع في المويجات حولت حقول الدوامي معادلة 60 مشيرا إلى وجود عدة أنماط دوامة التي يسيطر عليها التوتر.

    في معادلة 61 موقع (الشكل 7B): الانتقال من زوج واحد من D-الدوامات في معادلة 62 مجالات. كما يتضح من المقادير من دوامات القوة، ولام وW- نوع الدوامات لها دوران أعلى من مد نوع الدوامات. اضطرابات تدفق تنبعث من-الدعامة بكسر في معادلة 62 وعلى الأرجح ساهم الموقع إلى تشكيل الدوامات DLW. لوحظ تأثير التباطؤ كما خفض قوة في L- وW-نوع الدوامات. وهناك اتفاق جيد في الموقع على نطاق واسع هياكل DLW متماسكة بين معادلة 63 و معادلة 59 مجالات. تم الكشف عن الأشكال التضاريسية تدفق الثانوية إضافية على نطاق أصغر في "معادلة

    في معادلة 64 موقع (الشكل 7C): معادلة 59 الحقل في تي / T = 0.23 يشير إلى فقدان L من نوع الدوامات وجود مد ممدود ومن نوع W الدوامات. في تي / T = 0.27 هناك فقدان يحوم قوة في كل د- ومن نوع W الدوامات. يشار إلى تأثير التباطؤ جراء التفاوت هياكل دوامة لوحظت في معادلة 63 حقل. جنبا إلى جنب مع وجود ممدود مد نوع الدوامات لوحظ وافر من نطاق صغير الدوامات W-نوع. وتشير Q-الحقول وجود القريب الجدار التي يهيمن عليها القص المناطق ر قبعة توحي زيادة عدم الثبات من اضطرابات تدفق الناجم عن كسر الدعامة.

    في معادلة 65 موقع (الشكل 7D): معادلة 59 الحقل في تي / T = 0.23 يتألف من ضعف، والهياكل DLW. ويرجع ذلك إلى تأثير تباطؤ تدفق هذه الهياكل DLW تميل إلى مزيد من استنزاف في تي / T = 0.27. لوحظ فقدان في تدفق القص القريب الجدار في حقول س في كلتا الحالتين من الزمن. في تي / T = 0.23، معادلة 63 يظهر الحقل الذي مد الدوامات وتقع أقرب إلى الجدار الداخلي جنبا إلى جنب مع متعددة النطاق الدوامات W-نوع والهياكل المحيطة التي يهيمن عليها سلالة بالاتفاق مع المقابلة معادلة 59 حقل.51288eq63.jpg "/> الحقل يظهر بوضوح خسارة في تماسك البنى DLW وعدم التماثل في كلتا الحالتين من الوقت بينما معادلة 66 الحقول لا التقاط هذه الظاهرة.

    استخلاصات بعد التنفيذ الناجح للبروتوكول معادلة 67 الكشف عن هياكل تدفق الثانوية على نطاق واسع وتغيير الأشكال التضاريسية تدفقها. معادلة 68 المناطق الكشف عن معدل سلالة العالية التي واجهت عادة في المناطق القريبة من الجدار. المويجات المستمر تحويل الخوارزمية الكشف عن الهياكل تدفق الثانوية على نطاق واسع في اتفاق جيد مع unthresholded معادلة 67 . المويجات نواة 2D ريكر حلها بالإضافة إلى العديد من انخفاض الدورة الدموية، متعددة النطاق morpholo تدفق الثانوي خيس التي تم كشفها مع معادلة 69 وunthresholded معادلة 70 . مزيج من هذه المقاييس الثلاثة وحددت بشكل كلي دوامة تدفق الثانوي والهياكل التي يسيطر عليها التوتر.

    شكل 1
    الشكل 1. تصميم وتصنيع وتركيب الدعامات المستقيمة والمنحنية. (A) نموذج كندي من التكوين الدعامة على التوالي وذلك باستخدام مزيج من اللوالب اليسار وتحول الحق. (ب) نموذج كندي من التكوين الدعامة المنحني. الطابعة (C) 3D المستخدمة لتصنيع الدعامات. (D) و (E) الدعامات المستقيمة والمنحنية بعد الطباعة 3D. (F) الدعامات المثبتة في المنحني قسم اختبار الشريان 180 درجة.: //www.jove.com/files/ftp_upload/51288/51288fig1large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل 2
    . الشكل 2. رسم تخطيطي لل(التعريف الشخصية) نظام صورة الجسيمات السرعة بواسطة وأشارت-مكونات النظام التالية: 1. بدون تاريخ، YAG ليزر مع عدسات لإنتاج ورقة ليزر و2. كاميرا CCD التي تسيطر عليها اكتساب التعريف الشخصية البيانات الكمبيوتر الكمبيوتر، 3. مضخة تحكم الأداة التي توفر الموجي الوقت الجهد إلى المضخة وتزامن يؤدي إلى الكمبيوتر اكتساب البيانات التعريف الشخصي، 4. برمجة مضخة والعتاد التي تنتج معدلات تدفق الفسيولوجية، 5. حلقة مغلقة، قسم اختبار تجريبي لها مدخل ومخرج الأنابيب، 180 درجة المنحني قسم اختبار الشريان وخزان للسوائل الدم التناظرية. أقحم: مختلف مستو المقاطع العرضية حيث يمكن للقياسات التعريف الشخصية يكون تقدم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل (3)
    الشكل 3. ترتيب التجريبية من التعريف الشخصية نظام مع موقع تركيب الدعامات. (A) ترتيب نظام التعريف الشخصية على الطاولة البصرية مع مختلف-مكونات النظام. (ب) رسم تخطيطي للالمنحني قسم اختبار الشريان 180 درجة مع أبعاد هامة، موقع الدعامات المستقيمة والمنحنية التي تجسد من كسر الدعامات و"النوع الرابع" والتباعد بين أجزاء الدعامات كسر (د الفضاء). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    -page = "1"> الشكل (4)
    الشكل 4. الموجي الفسيولوجي التي تنتجها مضخة للبرمجة يحمل ملامح الخصائص مثل ذروة الانقباضي في الوقت t / T = 0.19. (A) معدل التدفق (مل / ثانية) قياس المنبع من منحني قسم اختبار الشريان 180 درجة أكثر من 20 دورات الموجي . (ب) تدفق الموجي معدل مع الانحرافات المعيارية في حالات مختلفة من الزمن يقاس على مدى 20 دورات الموجي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الرقم 5
    الرقم 5. تسلسل القياسات التعريف الشخصية والكشف عن هياكل تدفق الثانوية في قسم اختبار الشريان المنحني 180 درجة. (A >) الجيل البيانات الميدانية سرعة تدفق الثانوية باستخدام تقنية التعريف الشخصي عن طريق تزامن الزناد المنتجة بواسطة الكمبيوتر مضخة تحكم الصك. (ب) بعد معالجة تسلسل باستخدام البيانات الميدانية تدفق الثانوية عن طريق معالجة الصور منقطة (أو المصفوفات) ل** ووكاريتاس الدولية λ - المعايير، والدوامي، تحولت المويجات (Ω ') الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل (6)
    الشكل 6. التمثيل حسابي من المويجات المستمر تحويل نهج الشرياني الثانوي الكشف عن هيكل تدفق إدراجات: 2D-ريكر المويجات على نطاق التعسفي (ℓ)، مثال حقل الدوامي 2D، شانون الاختلاف الكون مع نطاق الموجات (ℓ). كوم / ملفات / ftp_upload / 51288 / 51288fig6large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الرقم 7
    . الرقم 7. الهياكل الثانوية التدفق في المنحني قسم اختبار الشريان 180 درجة في 45 °، 90 °، 135 ° و 180 ° مواقع مستو وحالات الوقت، تي / T = 0.23، 0.27، خلال التباطؤ الانقباضي إدراجات: رسم تخطيطي تصور مواقع القياس، مقارنة ** ووλ CI - المعايير، والدوامي، تحولت المويجات (Ω ') حقول البيانات في كل المواقع والحالات مستو خلال التباطؤ الانقباضي، colorbars تشير إلى مجموعة من القيم التي اكتسبها من Q- وكاريتاس الدولية λ - المعايير، والدوامي، تحولت المويجات (Ω ') البيانات وتفسيرها. خريج "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    معامل المعادلة لا. تمت تهيئته القيمة فئة نموذج الدعامة وصف
    θ = 360 ن يتحول ر 1 ن يتحول = 4 مباشرة؛ منحن عدد اللفات في الحلزون
    (ن يتحول)
    الجدول 1 المعادلة 1 2 الملعب = 22.225 مم في كل دور مباشرة؛ منحن الملعب من الحلزون
    (الملعب)
    قادرة 1 المعادلة 2 "SRC =" / ملفات / ftp_upload / 51288 / 51288tbl2.jpg "/> 3 D = 11.84 مم مباشرة القطر الاسمي من الدعامات
    (D)
    الجدول 1 المعادلة 3 4 D = 11.84 مم مباشرة القطر الاسمي من الدعامات
    (D)
    الجدول 1 المعادلة 5 5 الملعب = 22.225 مم في كل دور مباشرة الملعب من الحلزون
    (الملعب)
    طول نموذج الدعامة التوالي (ض)
    الجدول 1 معادلة 6 6 l7.jpg "/> منحن دائرة نصف قطرها من طراز الشريان المنحني 180 °
    R قوس
    β = 180 ر 7 β = 45 منحن زاوية مقابل من الدعامات المقوسة في مركز انحناء
    د الأسلاك - د سلك = 0.85 مم مباشرة؛ منحن قطر تبختر الدعامة
    لتر على التوالي = ض - لتر على التوالي = 88.9 مم مباشرة طول نموذج الدعامة التوالي

    الجدول 1. المعادلات حدودي القيم المعلمة اليسار واللوالب الصحيحة، وتهيئة.

    lways "> المذيبات الكيميائية والكواشف صيغة كيميائية الكثافة عند 20 درجة مئوية
    (جم / سم 3)
    مؤشر الانكسار اللزوجة الحركية
    (م 2 / ثانية) × 10 -6
    شكل عدد CAS قلم الصوديوم يوديد ناي 3.67 1.7745 - بلوري 7681-82-5 الغليسيرول C 3 H 8 O 3 1.262 1.4746 ≈1115 ل سائل 56-81-5 الماء منزوع الأيونات H 2 O 1 1.333 1.002 سائل - صوديوماللامائية الثيوسلفات نا 2 O 3 S 2 1.01 - - مسحوق 7772-98-7 على القياسات التي أبلغ عنها SEGUR وأوبرستار 16

    الجدول 2. وصف المذيبات الكيميائية والكواشف المستخدمة في إنشاء الحل الدم التناظرية.

    معامل المعادلة لا. وصف معدات المختبرات اقترح
    الجدول 3 المعادلات 100 8 يتم احتساب كثافة محلول مشبع يوديد الصوديوم (ناي) عن طريق قياس كتلة ماlution وحجم وأضاف بكميات صغيرة إلى كوب 50 مل. 1. بيكر (50 مل)
    2. وزن مقياس
    3. تخرج أو ماصة حجمية
    الجدول 3 المعادلات 101 9 حجم دفعة كاملة من محلول مشبع يوديد الصوديوم أعدت 1. بيكر مع حل ناي المشبعة (2000 مل)
    2. وزن النطاق
    الجدول 3 المعادلات 102 10 الحجم الكلي للحل التناظرية الدماء المتوقعة بعد إعداد الحل الحجمي 1. بيكر مع حل ناي المشبعة (2000 مل) لمزج مع الجلسرين والماء DI.
    2. وزن النطاق
    الجدول 3 المعادلات 103 11 الحجم الكلي للالجلسرين لتضاف إلى محلول مشبع يوديد الصوديوم 1. بيكر مع حل ناي المشبعة (2000 مل)
    2. وزن النطاق
    3. بيكر (100 مل) لنقل الجلسرين إلى حل ناي المشبعة
    الجدول 3 المعادلات 104 12 الحجم الكلي للمياه DI التي يمكن ان تضاف الى حل المشبعة ناي والجلسرين 1. تخرج أو ماصة حجمية لنقل المياه DI إلى حل المشبعة ناي والجلسرين

    الجدول 3. الجدول الحسابات مئوية من الحجم الحل الدم التناظرية: 79٪ ناي، و 20٪ الجلسرين و 1٪ DI المياه.

    مواصفات نظام التعريف الشخصية الهندسة أو قيمة مميزة وصف
    هندسة تدفق دائري المقطع العرضي بالتوازي مع ورقة الخفيفة قسم اختبار الشريان المنحني
    أقصى في الطائرة سرعة 0.16 متر ثانية -1 تدفق الثانوية على نطاق وسرعة
    حجم الصورة س 1376 بكسل ص 1040 بكسل التعريف الشخصية كاميرا CCD حجم صفيف
    الفاصل الزمني بين نبضات الليزر (Δt) 600 - 3200 μsec مساهمة في التعريف الشخصية برنامج الحصول على صورة (ديفيس 7.2)
    العدد النهائي للنواقل س 86، ص 65 الإخراج من التعريف الشخصي بعد معالجة البيانات (ديفيس 7.2)

    الجدول 4. المواصفات للcompon اثنينوالأنف والحنجرة، ثنائي الأبعاد (2C-2D) نظام التعريف الشخصية.

    الملحق 1
    كود التكميلي الملف 1. إنشاء قناع. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.

    الملحق 2
    كود التكميلي الملف 2. إنشاء روتين معالجة آخر. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.

    الملحق 3
    التكميلي كود Fإيلي 3: رموز MATLAB الرجاء انقر هنا لتحميل هذا الملف.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    بروتوكول المعروضة في هذه الورقة يصف الحصول على البيانات التجريبية عالية الدقة باستخدام تقنية الصورة الجسيمات السرعة بواسطة (التعريف الشخصية) وطرق متماسكة كشف هيكل، وهي، تحويل المويجات المستمر، المعادلة 1 ، مناسبة لتحديد دوامة والتدفقات التي يهيمن عليها القص. تحليل البيانات التجريبية من تدفقات الفسيولوجية في وجود "النوع الرابع" كسر مثالي يكشف أن الهياكل تدفق الثانوية مع آثار الهيدروديناميكية معقدة مثل عدم التماثل هيكل تدفق والتباين في التوزيع المكانية والزمانية التي لا يمكن التنبؤ بها من نظريات ديناميكية السوائل بسيطة.

    هناك أربع خطوات حاسمة في تنفيذ هذا بمعنى بروتوكول.، (ط) تصميم وتصنيع نماذج الدعامات على نطاق المختبر، (ب) إعداد سائل العمل التناظرية الدم المتطابقة مع اللزوجة الحركية من الدم وrefracمؤشر TIVE من طراز الشريان المنحني، (ج) غير الغازية ترتيب تجريبي (2C-2D التعريف الشخصي) و (د) طرق الكشف المتقدمة هيكل متماسك لتحديد أنماط تدفق الدم في الشرايين.

    عدد Womersley معلمة أبعاد التي تتعلق تردد تدفق نابض لآثار لزجة 7. رقم رينولدز يتعلق قوات بالقصور الذاتي للقوات تدفق لزجة. عميد عدد يتصل القوات الجاذبية التي تنشأ في التدفق من خلال أنابيب منحنية إلى بالقصور الذاتي وقوى اللزوجة 1 و 2. التفاصيل المتعلقة التحجيم من الموجي الفسيولوجية مع أرقام Womersley ورينولدز يتم عرض في 5 و 6. وكان الموجي تدفق المستخدمة في هذه الدراسة أعيد بناؤها من قياسات معدل تدفق الشريان السباتي التوراتية (المتوسط) من 17-20 المرضى الأصحاء بواسطة Holdworth وآخرون. 15. الأنابيب المؤدية إلى قسم اختبار الشريان المنحني طويلة بما فيه الكفاية للسماح بتدفق أن وضعت الكامل لمثل هذه أن كوندي تدفق نابضستعقد في مدخل إلى قسم اختبار الشريان المنحني هي في مرحلة مع مضخة (أرقام 3A، 3B و 4A). تم ضمان التكرار من الموجي الفسيولوجية التي قدمتها إجراء قياسات التعريف الشخصية المحورية من معدل تدفق وسرعة السائبة المنبع إلى الشريان نموذج باستخدام نظام 2C-2D التعريف الشخصي (انظر الشكل رقم 4B).

    المحفزات الهيدروديناميكية من ديناميكا الدم الشرياني نحو المضاعفات السريرية المذكورة أعلاه ليست معروفة جيدا. التدفقات النفسية يشمل الدعامات والدعامات كسور تشكل تعقيدات في الجسم الحي وفي قياسات المختبر. بروتوكول المقدمة هنا يمكن تعديلها لتشمل الامتثال في الأنابيب لدراسة تأثير هياكل تدفق الثانوية الشرايين تحت سيناريوهات التدفق غير مثالية وأكثر واقعية. ومثل هذه التجارب تشكل تحديات إضافية في قياس وبعد تجهيز البيانات. استخدام تقنيات سرتيو أو الشعاعي الطبقي التعريف الشخصية، قادرة على رسم الخرائط قلادة Veloci ثلاثية الأبعادالحقول تاي يمكن أن تحسن بشكل كبير من فهمنا لديناميات الهياكل تدفق الثانوية.

    القيود المفروضة على كذبة الترتيب التجريبي في قرار عدم في الجدار القريب (التجويف نموذج الشريان) المناطق وعدم وصول البصرية لتدفق الدم في مناطق الدعامة مزروع. هذه القيود مع ذلك، تشكل ملحقات أنيقة من بروتوكول المعروضة. استخدام مواد واضحة بصريا ل3D الطباعة من الدعامات، فإن واقعية والمريض محددة هندستها الشرايين السماح بالوصول غير مسبوق للديناميكا الدم من الدعامات يزرع والدعامات كسر.

    نتيجة ممتدة من بروتوكول المقدمة هنا تتعلق اختيار "أفضل" على نطاق المويجات للكشف عن بنية متماسكة. الخطوات 5.6.3 - 5.6.7 هي الحل المقترح لمشكلة "أفضل" على نطاق الموجات (أو وظيفة أساس) في الكشف عن هيكل متماسك. وجد الباحثون أنه في أعقاب الخطوات 5.6.3 - 5.6.7 تصميمد جميع الهياكل متماسكة على نطاق واسع وبالإضافة إلى ذلك، الكشف عن هياكل متماسكة نطاق أصغر التي تم كشفها حتى الآن في التجارب نموذج الشريان المنحني. ويقترح المؤلفان المرجع. 34، 35 حيث يستخدم شانون الكون لتقييم "أفضل" أساس في حزمة الموجات منفصلة تحويل (DWPT) خوارزمية نحو الكشف عن البنى متماسكة في تجربة التدفق المضطرب. لمزيد من المعلومات عن النهج المتعلقة المويجات المستمر تحويل الخوارزمية، والكتاب تشير المرجع. 5 و 6 و 35 و المراجع المذكورة فيه.

    وحدوث كسور في زرع الدعامة واضطرابات تدفق يصاحب ذلك يؤدي في هياكل تدفق الثانوية مع معقدة، متعددة الأشكال التضاريسية على نطاق ومتفاوتة الخصائص حجم القوة. أهمية منهجيات مثل السرعة بواسطة الصور الملتقطة للجسيمات (التعريف الشخصية) في تركيبة مع الكشف عن هيكل متماسك خصوصا، تحويل المويجات تسمح لتسوية متعددة النطاق ومتعددة القوة secondarهياكل تدفق ذ تحت الدعامة وسيناريوهات التدفق الناجم عن الدعامات كسر. بروتوكول المقدمة هنا يمهد الطريق لتحقيق مضاعفات طبية مثل في الدعامة عودة التضيق (ISR)، تخثر الدعامة وتشكيل تمدد الأوعية الدموية 8، 11-14 بسبب التدفقات الثانوية. وبالإضافة إلى ذلك، سوف الثانوية أنماط تدفق دوامي التي واجهتها في مناطق رئيسية تميل للتأثير على الحركة والتعرض لفترة من الجسيمات التي تنتقل عن طريق الدم مثل الصفائح الدموية، توعيتهم لتفعيل نحو تجلط الدم. وبالقرب من الجدار (التجويف) هياكل تدفق الثانوية التي يهيمن عليها سلالة تؤثر في نهاية المطاف الضغط جدار القص الذي يرتبط ارتباطا وثيقا تصلب الشرايين، وخاصة في تقوسات الشرايين.

    الإجراءات التحليلية للتنبؤ تدفق الثانوي (دوامة) هياكل معقدة، وتتطلب معادلات نافيير ستوكس في الإحداثيات حلقية والنظريات مقارب 1 - 3 و 7 مزيج من التجارب وأعلى ترتيب الأساليب التحليلية وتعزيز رؤى جديدة لوديناميكا الدم من الشرايين منحني عرضة لعدة أمراض القلب والأوعية الدموية ومضاعفات السريرية المرتبطة زرع الدعامة وكسور الدعامات.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    أعلنت أي تضارب في المصالح.

    Acknowledgments

    الكتاب يعترف بدعم من منحة جبهة الخلاص الوطني CBET-0909678 وبتمويل من مركز GW لبيوميميتيقا وBioinspired الهندسة (كوبر). نشكر الطلاب، السيد كريستوفر Popma، والسيدة ليني بينا، السيدة شانون كالاهان، السيد Shadman حسين، والسيد محمد ر Najjari، والسيدة جيسيكا Hinke للمساعدة في المختبر، والسيد ماثيو Barraja للمساعدة في رسومات CAD.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Acrylic tubes and sheet McMaster-Carr Supply Company Inlet and outlet pipes and material of the curved artery test section
    Object24 Desktop 3D printer Stratasys Desktop rapid prototyping machine. http://www.stratasys.com
    VeroWhitePlus Opaque material Stratasys Building material for Object24 Desktop 3D printer
    Fullcure 705 Stratasys Non-toxic gel-like photopolymer Support material for Object24 Desktop 3D printer
    Ubbelohde viscometer Cole Parmer YO-98934-12 Toward measurement of kinematic viscosity of the blood-analog fluid
    VELP scientifica - ESP stirrer  VELP Scientifica F206A0179 Magnetic stirrer
    Ohaus Scout Pro SP 601  The Lab Depot SP4001 Weigh scale
    Refractometer Atago PAL-RI Toward measurement of refractive index of blood-analog fluid
    Beakers, pipettes, syringes and spatula Sigma-Aldrich  CLS710110,  CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216 Toward handling materials required for blood-analog solution preparation
    Sodium Iodide Sigma-Aldrich 383112-2.5KG  Crystalline
    Glycerol Sigma-Aldrich G5516-1L Liquid
    Deionized Water - - Liquid
    Sodium thiosulfate anhydrous Sigma-Aldrich 72049-250G Powder
    PIV Recording medium LaVision Imager Intense 10Hz PIV Image acquisition CCD camera
    PIV Illumination source New Wave Research Solo III-15 PIV Laser source, Nd:YAG laser, 532 nm, dual pulse 70 mJ/pulse
    PIV Imaging software LaVision DaVis 7.2 PIV data acquisition and instrument control
    PIV Seeding material Thermo-scientific   Flouro-Max Red fluorescent polymer microspheres (≈ 7 µm); Dry dyed polystyrene (DVB) fluorescent microspheres emit bright and distinct colors when illuminated by the light of shorter  wavelengths than the emission wavelength. 

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Dean, W. R. Note on the motion of a fluid in a curved pipe. Phil Mag. 7, 208-223 (1927).
    2. Dean, W. R. The streamline motion of a fluid in a curved pipe. Phil Mag. 7, 673-695 (1928).
    3. Lyne, W. H. Unsteady viscous flow in a curved pipe. J. Fluid. Mech. 45, part 1 13-31 (1970).
    4. Glenn, A. L., Bulusu, K. V., Shu, F., Plesniak, M. W. Secondary flow structures under stent-induced perturbations for cardiovascular flow in a curved artery model. Int. J. Heat Fluid Fl. 35, 76-83 (2012).
    5. Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. Secondary flow morphologies due to model stent-induced perturbations in a 180° curved tube during systolic deceleration. Exp. Fluids. 54, 1493 (2013).
    6. Bulusu, K. V., Hussain, S., Plesniak, M. W. Determination of secondary flow morphologies by wavelet analysis in a curved artery model with physiological inflow. Exp. Fluids. 55, 1832 (2014).
    7. Womersley, J. R. Method for the calculation of velocity, rate of flow and viscous drag in arteries when the pressure gradient is known. J. Physiol. 127, 553-563 (1955).
    8. Sheriff, J., Bluestein, D., Girdhar, G., Jesty, J. High-shear stress sensitizes platelets to subsequent low-shear conditions. Ann. Biomed. Eng. 38 (4), 1442-1450 (2010).
    9. Popma, J. J., Tiroch, K., Almonacid, A., Cohen, S., Kandzari, D. E., Leon, M. B. A qualitative and quantitative angiographic analysis of stent fracture late following sirolimus-eluting stent implantation. Am. J. Cardiol. 103 (7), 923-929 (2009).
    10. Kim, S. H., et al. A fractured sirolimus-eluting stent with a coronary aneurysm. Ann. Thorac. Surg. 88, 664-665 (2009).
    11. Adlakha, S., et al. Stent fracture in the coronary and peripheral arteries. J. Interv. Cardiol. 23 (4), 411-419 (2010).
    12. Alexopoulos, D., Xanthopoulou, I. Coronary stent fracture: How frequent it is? Does it matter. Hellenic J. Cardiol. 52, 1-5 (2011).
    13. Nair, R. N., Quadros, K. Coronary stent fracture: A review of the literature. Cardiac. Cath. Lab Director. 1, 32-38 (2011).
    14. Jaff, M., Dake, M., Popma, J., Ansel, G., Yoder, T. Standardized evaluation and reporting of stent fractures in clinical trials of noncoronary devices. Catheter Cardiovasc. Interv. 70, 460-462 (2007).
    15. Holdsworth, D., Norley, C. J., Frayne, R., Steinman, D. A., Rutt, B. K. Characterization of common carotid artery blood-flow waveforms in normal human subjects. Physiol. Meas. 20 (3), 219-240 (1999).
    16. Deutsch, S., Tarbell, J. M., Manning, K. B., Rosenberg, G., Fontaine, A. A. Experimental fluid mechanics of pulsatile artificial blood pumps. Annu. Rev. Fluid Mech. 38, 65-86 (2006).
    17. Yousif, M. Y., Holdsworth, D. W., Poepping, T. L. A blood-mimicking fluid for particle image velocimetry with silicone vascular models. Exp. Fluids. 50, 769-774 (2011).
    18. Budwig, R. Refractive index matching methods for liquid flow investigations. Exp. Fluids. 17, 350-355 (1994).
    19. Hunt, J. C. R., Wray, A. A., Moin, P. Eddies, stream, and convergence zones in turbulent flows. Center for Turbulence Research. , Report CTR-S88 (1988).
    20. Adrian, R. J., Christensen, K. T., Liu, Z. C. Analysis and interpretation of instantaneous turbulent velocity fields. Exp. Fluids. 29, 275-290 (2000).
    21. Chong, M., Perry, A. E., Cantwell, B. J. A general classification of three-dimensional flow fields. Phys. Fluids A. 2 (5), 765-777 (1990).
    22. Zhou, J., Adrian, R. J., Balachandar, S., Kendall, T. M. Mechanisms for generating coherent packets of hairpin vortices in channel flow. J. Fluid Mech. 387, 353-396 (1999).
    23. Haller, G. An objective definition of a vortex. J. Fluid Mech. 525, 1-26 (2005).
    24. Chakraborty, P., Balachander, S., Adrian, R. J. On the relationships between local vortex identification schemes. J. Fluid Mech. 535, 189-214 (2005).
    25. Wallace, J. M. Twenty years of experimental and direct numerical simulation access to the velocity gradient tensor: What have we learned about turbulence. Phys. Fluids. 21, 021301 (2009).
    26. Farge, M., Guezennec, Y., Ho, C. M., Meneveau, C. Continuous wavelet analysis of coherent structures. Center for Turbulence Research, Proceedings of the Summer Program. , 331-348 (1990).
    27. Himburg, H. A., Friedman, M. H. Correspondence of Low Mean Shear and High Harmonic Content in the Porcine Iliac Arteries. ASME J. Biomedical Eng. 128, 852-856 (2006).
    28. Dai, G., et al. Distinct endothelial phenotypes evoked by arterial waveforms derived from atherosclerosis-susceptible and -resistant regions of human vasculature. PNAS. 101 (41), 14871-14876 (2004).
    29. Hanus, J., Zahora, J. Measurement and comparison of mechanical properties of nitinol stents. Physica Scripta. 118, 264-267 (2005).
    30. Segur, J. B., Oberstar, H. E. Viscosity of glycerol and its aqueous solutions. Ind. Eng. Chem. 43, 2117-2120 (1951).
    31. Adrian, R. J., Westerweel, J. Particle image velocimetry. , Cambridge University Press. NY. (2011).
    32. Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S. T., Kompenhans, J. Particle image velocimetry - A practical guide, 2nd ed. , Springer. Berlin. (2007).
    33. Moisy, F. PIVmat 3.01 software. , Laboratoire FAST., University Paris Sud, University Pierre et Marie Curie. CNRS. 91405 Orsay Cedex, France. (2013).
    34. Ruppert-Felsot, J. E., Praud, O., Sharon, E., Swinney, H. L. Extraction of coherent structures in a rotating turbulent flow experiment. Physical Review E. 72, 016311 (2005).
    35. Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. Shannon entropy-based wavelet transform methods for autonomous coherent structure identification in fluid flow field data. Entropy. 17 (10), 6617-6642 (2015).

    Tags

    الهندسة الحيوية، العدد 113، النوع الرابع الفشل الدعامات، تصلب الشرايين، والهياكل تدفق الثانوية، متماسك كشف هيكل، س - المعيار، λ
    التحقيق التجريبي للهياكل تدفق الثانوية المصب من الفشل نموذج النوع الرابع الدعامة في قسم اختبار 180 درجة الشريان منحني
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Bulusu, K. V., Plesniak, M. W.… More

    Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180° Curved Artery Test Section. J. Vis. Exp. (113), e51288, doi:10.3791/51288 (2016).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter