Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsstrukturen hinter einem Modell Typ IV Stent Failure in einem 180 ° Curved Artery Test Sektion

Kartik V. Bulusu; Michael W. Plesniak

doi:10.3791/51288

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Methodenartikel

Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsstrukturen hinter einem Modell Typ IV Stent Failure in einem 180 ° Curved Artery Test Sektion

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DOI:

10.3791/51288

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19. Juli 2016

Kartik V. Bulusu¹ , Michael W. Plesniak¹

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

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Stentimplantate in stenosierten arteriellen Krümmungen sind anfällig für "Typ IV"-Versagen, das die vollständige Querfraktur von Stents und die lineare Verschiebung der frakturierten Teile beinhaltet. Wir präsentieren ein Protokoll zur Detektion von Sekundärflussstrukturen (wirbelförmigen) Strukturen in einem gekrümmten Arterienmodell, stromabwärts von klinisch relevanten "Typ IV"-Stentversagen.

Zusammenfassung

Das arterielle Netzwerk im menschlichen Gefäßsystem besteht aus ubiquitär Blutgefäße mit komplexen Geometrien (Filialen, Krümmungen und Verwindung). Sekundäre Strömungsstrukturen sind verwirbelte Strömungsmuster, die in gekrümmten Arterien aufgrund der kombinierten Wirkung von Zentrifugalkräften, ungünstige Druckgradienten und Zufluss Merkmale auftreten. Solche Fließ Morphologien sind durch Pulsatilität und mehreren Harmonischen der physiologischen Zuströmbedingungen und variieren stark in Größe stärkeFormEigenschaften im Vergleich zu nicht-physiologischen (steady und oszillatorischen) stark beeinflusst fließt ^{1 bis 7.}

Sekundäre Strömungsstrukturen können beeinflussen letztlich die Wandschubspannung und Belichtungszeit von Blut getragenen Partikeln in Richtung Progression der Atherosklerose, Restenose, Sensibilisierung von Blutplättchen und Thrombose ^{4 - 6, 8 - 13.} Deshalb ist die Fähigkeit zu erkennen und zu charakterisieren , diese Strukturen im Labor. -kontrollierten Bedingungen ist precursoder klinische Untersuchungen zu fördern.

Eine gemeinsame chirurgische Behandlung von Atherosklerose ist der Stent-Implantation, verengte Arterien für einen ungehinderten Blutfluss zu öffnen. Aber die gleichzeitige Flussstörungen aufgrund Stent Installationen führen in mehrskaligen Sekundärströmung Morphologien . ^{4 - 6} Progressiv höhere Ordnung Komplexitäten wie Asymmetrie und der Verlust in der Kohärenz kann ⁵ durch folgenden Stent Ausfälle gegenüber den unter ungestörte Ströme induziert werden. Diese Stents wurden Fehler als "Typ I-to-IV" eingestuft basierend auf Versagen Erwägungen und klinischen Schweregrad ^14.

Diese Studie stellt ein Protokoll für die experimentelle Untersuchung der komplexen Sekundärströmungsstrukturen aufgrund von Quer Stent Fraktur und lineare Verschiebung des gebrochenen Teile ( "Typ IV") in einer gekrümmten Arterienmodell vervollständigen. Das experimentelle Verfahren beinhaltet die Durchführung von Particle Image Velocimetry (2C-2D PIV) Techniken mit einer archetypischen Arteria carotis Einströmen Wellenform, einen Brechungsindex angepaßten Blut analogen Arbeitsfluid für phasen gemittelten Messungen . ^{15 - 18} Quantitative Identifizierung der Sekundärströmungsstrukturen erreicht Konzepte der Strömungsphysik verwendet, kritische Punkt Theorie und eine neuartige ^{26 -} Wavelet - Algorithmus angewendet , um experimentelle Daten PIV ^{5, 6, 19} zu transformieren.

Einleitung

Sekundäre Strömungsstrukturen sind verwirbelte Strömungsmuster, die in der internen Strömungsgeometrien mit Krümmungen wie gebogene Rohre und Kanäle auftreten. Diese Wirbelstrukturen entstehen aufgrund der kombinierten Wirkung von Zentrifugalkräften, ungünstige Druckgradienten und Zufluss Eigenschaften. Im Allgemeinen scheinen die sekundäre Strömungsstrukturen in planaren Querschnitte von gebogenen Rohren als symmetrische Dean-Typ Wirbel unter stetigen Zufluss und symmetrische Dean - und Lyne artigen Wirbel unter oszillierenden Einströmverhältnisse . ^{1 - 3} Sekundärfluss Morphologien von Pulsatilitäts stark betroffen sind und mehrere Harmonische von pulsier....