Name: Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsstrukturen hinter einem Modell Typ IV Stent Failure in einem 180 ° Curved Artery Test Sektion (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: Erfahren Sie, wie Sekundärströmungen in gekrümmten Arterienmodellen mit Particle Image Velocimetry und Coherent Structure Detection analysiert werden. Diese Methode erfasst Strömungsmuster bei Typ-IV-Stentfrakturen für die kardiovaskuläre Forschung.

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Die Autoren danken für die Unterstützung von NSF Zuschuss CBET-0909678 und Finanzierung von der GW-Zentrum für Bionik und Bioinspirierte Engineering (COBRE). Wir danken den Studenten, Herr Christopher Popma, Frau Leanne Penna, Frau Shannon Callahan, Herr Shadman Hussain, Herr Mohammed R. NAJJARI und Frau Jessica Hinke um Hilfe im Labor und Herr Mathieu Barraja für die Unterstützung in CAD-Zeichnungen.

<ol><li>Dean, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Note+on+the+motion+of+a+fluid+in+a+curved+pipe%5BTitle%5D)+AND+%22Phil+Mag%22%5BJournal%5D)">Note on the motion of a fluid in a curved pipe.</a> Phil Mag. 7, 208-223 (1927).</li>
<li>Dean, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+streamline+motion+of+a+fluid+in+a+curved+pipe%5BTitle%5D)+AND+%22Phil+Mag%22%5BJournal%5D)">The streamline motion of a fluid in a curved pipe.</a> Phil Mag. 7, 673-695 (1928).</li>
<li>Lyne, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unsteady+viscous+flow+in+a+curved+pipe%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid.+Mech%22%5BJournal%5D)">Unsteady viscous flow in a curved pipe.</a> J. Fluid. Mech. 45, part 1 13-31 (1970).</li>
<li>Glenn, A. L., Bulusu, K. V., Shu, F., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+flow+structures+under+stent-induced+perturbations+for+cardiovascular+flow+in+a+curved+artery+model%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Heat+Fluid+Fl%22%5BJournal%5D)">Secondary flow structures under stent-induced perturbations for cardiovascular flow in a curved artery model.</a> Int. J. Heat Fluid Fl. 35, 76-83 (2012).</li>
<li>Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+flow+morphologies+due+to+model+stent-induced+perturbations+in+a+180%C2%B0+curved+tube+during+systolic+deceleration%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Secondary flow morphologies due to model stent-induced perturbations in a 180° curved tube during systolic deceleration.</a> Exp. Fluids. 54, 1493(2013).</li>
<li>Bulusu, K. V., Hussain, S., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+secondary+flow+morphologies+by+wavelet+analysis+in+a+curved+artery+model+with+physiological+inflow%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Determination of secondary flow morphologies by wavelet analysis in a curved artery model with physiological inflow.</a> Exp. Fluids. 55, 1832(2014).</li>
<li>Womersley, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+the+calculation+of+velocity%2C+rate+of+flow+and+viscous+drag+in+arteries+when+the+pressure+gradient+is+known%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Method for the calculation of velocity, rate of flow and viscous drag in arteries when the pressure gradient is known.</a> J. Physiol. 127, 553-563 (1955).</li>
<li>Sheriff, J., Bluestein, D., Girdhar, G., Jesty, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-shear+stress+sensitizes+platelets+to+subsequent+low-shear+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">High-shear stress sensitizes platelets to subsequent low-shear conditions.</a> Ann. Biomed. Eng. 38 (4), 1442-1450 (2010).</li>
<li>Popma, J. J., Tiroch, K., Almonacid, A., Cohen, S., Kandzari, D. E., Leon, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+qualitative+and+quantitative+angiographic+analysis+of+stent+fracture+late+following+sirolimus-eluting+stent+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">A qualitative and quantitative angiographic analysis of stent fracture late following sirolimus-eluting stent implantation.</a> Am. J. Cardiol. 103 (7), 923-929 (2009).</li>
<li>Kim, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fractured+sirolimus-eluting+stent+with+a+coronary+aneurysm%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Thorac.+Surg%22%5BJournal%5D)">A fractured sirolimus-eluting stent with a coronary aneurysm.</a> Ann. Thorac. Surg. 88, 664-665 (2009).</li>
<li>Adlakha, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stent+fracture+in+the+coronary+and+peripheral+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Interv.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Stent fracture in the coronary and peripheral arteries.</a> J. Interv. Cardiol. 23 (4), 411-419 (2010).</li>
<li>Alexopoulos, D., Xanthopoulou, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+stent+fracture%3A+How+frequent+it+is%3F+Does+it+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Hellenic+J.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Coronary stent fracture: How frequent it is? Does it matter.</a> Hellenic J. Cardiol. 52, 1-5 (2011).</li>
<li>Nair, R. N., Quadros, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+stent+fracture%3A+A+review+of+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiac.+Cath.+Lab+Director%22%5BJournal%5D)">Coronary stent fracture: A review of the literature.</a> Cardiac. Cath. Lab Director. 1, 32-38 (2011).</li>
<li>Jaff, M., Dake, M., Popma, J., Ansel, G., Yoder, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+evaluation+and+reporting+of+stent+fractures+in+clinical+trials+of+noncoronary+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Catheter+Cardiovasc.+Interv%22%5BJournal%5D)">Standardized evaluation and reporting of stent fractures in clinical trials of noncoronary devices.</a> Catheter Cardiovasc. Interv. 70, 460-462 (2007).</li>
<li>Holdsworth, D., Norley, C. J., Frayne, R., Steinman, D. A., Rutt, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+common+carotid+artery+blood-flow+waveforms+in+normal+human+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Meas%22%5BJournal%5D)">Characterization of common carotid artery blood-flow waveforms in normal human subjects.</a> Physiol. Meas. 20 (3), 219-240 (1999).</li>
<li>Deutsch, S., Tarbell, J. M., Manning, K. B., Rosenberg, G., Fontaine, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+fluid+mechanics+of+pulsatile+artificial+blood+pumps%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Experimental fluid mechanics of pulsatile artificial blood pumps.</a> Annu. Rev. Fluid Mech. 38, 65-86 (2006).</li>
<li>Yousif, M. Y., Holdsworth, D. W., Poepping, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+blood-mimicking+fluid+for+particle+image+velocimetry+with+silicone+vascular+models%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">A blood-mimicking fluid for particle image velocimetry with silicone vascular models.</a> Exp. Fluids. 50, 769-774 (2011).</li>
<li>Budwig, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refractive+index+matching+methods+for+liquid+flow+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Refractive index matching methods for liquid flow investigations.</a> Exp. Fluids. 17, 350-355 (1994).</li>
<li>Hunt, J. C. R., Wray, A. A., Moin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eddies%2C+stream%2C+and+convergence+zones+in+turbulent+flows%5BTitle%5D)+AND+%22Center+for+Turbulence+Research%22%5BJournal%5D)">Eddies, stream, and convergence zones in turbulent flows.</a> Center for Turbulence Research. , Report CTR-S88 (1988).</li>
<li>Adrian, R. J., Christensen, K. T., Liu, Z. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+and+interpretation+of+instantaneous+turbulent+velocity+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Analysis and interpretation of instantaneous turbulent velocity fields.</a> Exp. Fluids. 29, 275-290 (2000).</li>
<li>Chong, M., Perry, A. E., Cantwell, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+general+classification+of+three-dimensional+flow+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Fluids+A%22%5BJournal%5D)">A general classification of three-dimensional flow fields.</a> Phys. Fluids A. 2 (5), 765-777 (1990).</li>
<li>Zhou, J., Adrian, R. J., Balachandar, S., Kendall, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+for+generating+coherent+packets+of+hairpin+vortices+in+channel+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">Mechanisms for generating coherent packets of hairpin vortices in channel flow.</a> J. Fluid Mech. 387, 353-396 (1999).</li>
<li>Haller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+objective+definition+of+a+vortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">An objective definition of a vortex.</a> J. Fluid Mech. 525, 1-26 (2005).</li>
<li>Chakraborty, P., Balachander, S., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+relationships+between+local+vortex+identification+schemes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fluid+Mech%22%5BJournal%5D)">On the relationships between local vortex identification schemes.</a> J. Fluid Mech. 535, 189-214 (2005).</li>
<li>Wallace, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty+years+of+experimental+and+direct+numerical+simulation+access+to+the+velocity+gradient+tensor%3A+What+have+we+learned+about+turbulence%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Twenty years of experimental and direct numerical simulation access to the velocity gradient tensor: What have we learned about turbulence.</a> Phys. Fluids. 21, 021301(2009).</li>
<li>Farge, M., Guezennec, Y., Ho, C. M., Meneveau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+wavelet+analysis+of+coherent+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Center+for+Turbulence+Research%2C+Proceedings+of+the+Summer+Program%22%5BJournal%5D)">Continuous wavelet analysis of coherent structures.</a> Center for Turbulence Research, Proceedings of the Summer Program. , 331-348 (1990).</li>
<li>Himburg, H. A., Friedman, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correspondence+of+Low+Mean+Shear+and+High+Harmonic+Content+in+the+Porcine+Iliac+Arteries%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+J.+Biomedical+Eng%22%5BJournal%5D)">Correspondence of Low Mean Shear and High Harmonic Content in the Porcine Iliac Arteries.</a> ASME J. Biomedical Eng. 128, 852-856 (2006).</li>
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<li>Hanus, J., Zahora, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+and+comparison+of+mechanical+properties+of+nitinol+stents%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Scripta%22%5BJournal%5D)">Measurement and comparison of mechanical properties of nitinol stents.</a> Physica Scripta. 118, 264-267 (2005).</li>
<li>Segur, J. B., Oberstar, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscosity+of+glycerol+and+its+aqueous+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem%22%5BJournal%5D)">Viscosity of glycerol and its aqueous solutions.</a> Ind. Eng. Chem. 43, 2117-2120 (1951).</li>
<li>Adrian, R. J., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAdrian%2C+RJ+%22Particle+image+velocimetry%22">Particle image velocimetry</a>. , Cambridge University Press. NY. (2011).</li>
<li>Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S. T., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRaffel%2C+M+%22Particle+image+velocimetry+-+A+practical+guide%2C+2nd+ed%22">Particle image velocimetry - A practical guide, 2nd ed</a>. , Springer. Berlin. (2007).</li>
<li>Moisy, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMoisy%2C+F+%22PIVmat+3.01+software%22">PIVmat 3.01 software</a>. , Laboratoire FAST., University Paris Sud, University Pierre et Marie Curie. CNRS. 91405 Orsay Cedex, France. (2013).</li>
<li>Ruppert-Felsot, J. E., Praud, O., Sharon, E., Swinney, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+of+coherent+structures+in+a+rotating+turbulent+flow+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Extraction of coherent structures in a rotating turbulent flow experiment.</a> Physical Review E. 72, 016311(2005).</li>
<li>Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shannon+entropy-based+wavelet+transform+methods+for+autonomous+coherent+structure+identification+in+fluid+flow+field+data%5BTitle%5D)+AND+%22Entropy%22%5BJournal%5D)">Shannon entropy-based wavelet transform methods for autonomous coherent structure identification in fluid flow field data.</a> Entropy. 17 (10), 6617-6642 (2015).</li>
</ol>

Keine Interessenkonflikte erklärt.

Das Protokoll in diesem Papier beschreibt den Erwerb von High-Fidelity-experimentellen Daten Particle Image Velocimetry Technik (PIV) und kohärente Struktur Nachweisverfahren unter Verwendung, dh., Kontinuierliche Wavelet-Transformationen, <img alt="Gleichung 1" src="https://neuron2.jove.com/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> , Geeignet für die Identifizierung von Wirbel und Strömungen schub dominiert. Analyse der experimentellen Daten von physiologischen Zuflüsse in Gegenwart eines idealisierten &quot;Typ IV&quot;...

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 pulsierender, physiologischen Einströmverhältnisse. Diese Strukturen erfassen deutlich unterschiedlichen Größenfestigkeitsformeigenschaften im Vergleich zu nicht-physiologischen (steady und oszillatorischen) fließt . 1 - 6 atherosklerotischen Läsion Entwicklung in Arterien durch das Vorhandensein von Hochfrequenzscherschwingungen in betroffenen Gebieten erlebt niedrige mittlere Scher 27, 28 </sup&gt;. Sekundärströmungsstrukturen können den Fortschritt von Erkrankungen wie Atherosklerose beeinflussen und möglicherweise die endothelial Reaktion aufgrund pulsatile Blutfluß vermitteln durch Wandschubspannungen verändern und Belichtungszeiten von durch Blut übertragbaren Teilchen. Eine übliche Behandlung der Atherosklerose, eine Komplikation in Verengung der Arterien durch obstruktive Läsionen, ist die Implantation von Stents. Stent Frakturen sind strukturelle Versagen der implantierten Stents , die zur weiteren medizinischen Komplikationen wie In-Stent - Restenose (ISR), Stentthrombose und Aneurysmabildung führen . 9 - 13 Stentfrakturen haben verschiedene Fehler &quot;Typen I-to-IV&quot; eingestuft worden, wobei &quot;Typ IV&quot; den höchsten klinischen Schweregrad charakterisiert und wird als die vollständige Querfraktur der Stentstreben zusammen mit linearen Verschiebungen der Stent Fragmente 14 definiert. das Protokoll in dieser Studie präsentierten beschreibt eine experimental Verfahren zur Visualisierung von sekundären Strömungsstrukturen hinter einer idealisierten &quot;Typ IV&quot; Stentfraktur in einem gekrümmten Arterienmodell. Das vorgeschlagene Protokoll hat die folgenden vier wesentliche Merkmale: Konstruktion und Herstellung von Labormaßstab Stentmodelle: Geometrische Beschreibung von Stents kann mit einer Reihe von Self-Expandable Spiralen (Federn oder Helices) miteinander verflochten mit Nitinol (eine Legierung aus Nickel und Titan) Drähte 29 verbunden sein. Die Länge des Stents und seine Strebe Durchmesser sind abhängig von der Längenskala von arteriellen während der klinischen Implantation 5 aufgetreten Läsionen. Parametric Variation der Strebe Durchmesser und der Aufstand der Wicklung (oder Pech) führt zu Stents aus verschiedenen geometrischen Konfigurationen. Eine Zusammenfassung der Stentkonstruktionsparameter für den 3D - Druck ausgewählt sind in Tabelle 1 dargestellt. Herstellung eines Blut analogen Arbeitsfluid abgestimmtmit kinematischen Viskosität von Blut und der Brechungsindex der Teststrecke: Ein optischer Zugang zu dem gekrümmten Arterie Teststrecke ist erforderlich , um nicht-invasive Geschwindigkeitsmessungen zu machen. Dementsprechend ist ein Newtonsches Blutähnliche Flüssigkeit mit dem Brechungsindex des vaskulären Modells arbeitet und im Idealfall, eine dynamische Viskosität, menschlichem Blut passend verwendet werden , um genaue Blutströmungsmessungen 16 erhalten , -. 18, 30 das Arbeitsfluid in dieser Studie verwendet wurde berichtet von Deutsch et al. (2006), das sich aus 79% gesättigtem wässrigem Natriumiodid (NaI), 20% iges Glycerin und 1% Wasser (bezogen auf das Volumen) 16. Versuchsanordnung zum Nachweis von kohärenter sekundären Strömungsstrukturen unter Verwendung eines zweikomponentigen, zweidimensionalen Particle Image Velocimetry (2C-2D - PIV): Die Experimente wurden entworfen , um phasen gemittelten sekundären Strömungsgeschwindigkeitsdaten in verschiedenen planaren Querschnittsstellen erwerben nachgeordnet eine Kombination aus straight und gekrümmte Stentabschnitte verkörpert eine idealisierte &quot;Typ IV&quot; Stentfraktur 5, 6, 9, 14. Die Protokollschritte auf den Erwerb von Sekundärströmungsgeschwindigkeit Felder mit Particle Image Velocimetry (PIV) Technik im Zusammenhang beinhaltet ein PIV - System , das besteht aus ein Laser (Lichtbogen) Quelle, Optik, die Regionen Strömungs eine spezielle Kreuzkorrelationsladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD-Sensor oder Kamera) und Markierungspartikel innerhalb eines kurzen Zeitintervalls durch den Lichtbogen ausgeleuchtet werden (&amp; Dgr; t zu fokussieren und zu belichten siehe Tabelle 4) 31, 32;. Die Schritte in dem Protokoll gelten folgende Voraussetzungen: Erstens, eine kalibrierte, experimentelle Aufbau eines Zweikomponenten, zweidimensionale (2C-2D) PIV-System, das Bilder von Doppelrahmen, Einzelbelichtung Aufnahmen auswertet. Zweitens berechnet der 2C-2D-PIV System die mittlere Verschiebungen Markierungspartikel durch Ausführen einer Kreuzkorrelation zwischen zwei Bildrahmen während jeder Aufnahme erworben. Ein brief Zusammenfassung der PIV Spezifikationen und Bildaufnahme-Software ist in der Materialien und Geräte Tabelle dargestellt. Drittens benötigt alle Sicherheitsvorkehrungen um den Laser zu arbeiten, werden von geschultem Laborpersonal gefolgt nach den Richtlinien von der Gastinstitution zur Verfügung gestellt. Die Autoren schlagen vor Refs. 31 und 32 für ein ganzheitliches Verständnis der Umsetzung, Funktionalität und Anwendung von PIV-Technik in der Luft-, Wasser- und mikrofluidischen Dynamik, Korrelationsspitzenerkennung und Verschiebung Schätzung, Material und Dichte der Tracerpartikel und Messrauschen und Genauigkeit. Beachten Sie auch , dass der Laser und die Kamera kann durch die PIV Datenerfassungscomputer (3A) und die Datenverarbeitungssoftware gesteuert werden. Die Datenerfassung und Nachbearbeitung für eine kohärente Strukturerkennung: Phase gemittelten Messungen sekundären Strömungsgeschwindigkeit ein 2C-2D - PIV wurden unter Verwendung erzeugt die Protokollbeschreibung verwendet , die folgt. Nachbearbeitung<html> ing der Daten beteiligt kohärenten sekundären Strömungsstrukturerkennung die folgenden drei Verfahren: kontinuierliche Wavelet-Transformationen, <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> 5, 6, 19-24, 26. Die Autoren weisen, dass die Geschwindigkeit Gradiententensors ist im Wesentlichen, eine 3 x 3 Matrix, <img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq2.jpg" /> . Das Protokoll stellt ein Verfahren zum Erfassen zweidimensionaler experimentellen Messungen (von 2C-2D-PIV-Technik). Daher wird die volle experimentellen Zugang zum Geschwindigkeitsgradienten tensor nicht erreichbar sein, mit dieser Methode. Der Geschwindigkeitsgradient Tensor für jedes Pixel <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq3.jpg" /> des PIV Bild <img alt="Gleichung 4" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq4.jpg" /> sollte eine 2 x 2-Matrix ist, <img alt="Gleichung 5" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq5.jpg" /> . Die z-Komponente vorticityquation 6 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 51288 / 51288eq6.jpg &quot;/&gt; für jedes Pixel <img alt="Gleichung 7" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq7.jpg" /> berechnet wird, um die antisymmetrische Teil des Geschwindigkeits Gradiententensors mit <img alt="Gleichung 8" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq8.jpg" /> . Das Ergebnis wird ein 2D-Array von vorticity sein <img alt="Gleichung 9" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq9.jpg" /> dass in einem Konturdiagramm visualisiert werden. Die Autoren schlagen vor stark Ref. 25 für eine beredte Diskussion experimentellen Zugang zum Geschwindigkeitsgradienten Tensor das Wissen der Verwirbelung Ableitung, Dehnungsraten und kohärente Struktur Erkennung zu verbessern. Weiterhin versuchen die Autoren nicht die Zusammenhänge zwischen den genannten kohärenten Struktur Detektionsverfahren und schlägt Ref zu erkunden. 23, 24 für eine umfassende Diskussion zu diesem Thema. Der Fokus der Schritte in dem Protokoll ist die quantitative Ermittlung der Sekundärströmung (verwirbelten) structures (auch als kohärente Strukturen bekannt). Drei Methoden der kohärenten Strukturerkennung nämlich., <img alt="Gleichung 10" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq10.jpg" /> und Wavelet-transformierten vorticity <img alt="Gleichung 11" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq11.jpg" /> sind auf Geschwindigkeit Felddaten zu Detektion von stromabwärts der idealisierten &quot;Typ IV&quot; Stentfraktur Multi-Skala, Multi-Stärke Vorkommen von sekundären Strömungsstrukturen angewendet. Das <img alt="Gleichung 12" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq12.jpg" /> Definiert einen Wirbel als räumliche Bereich , in dem die euklidische Norm des vorticity tensor dass 19 der Rate der Dehnungs dominiert, 23, 24 .Die Geschwindigkeitsgradienten Matrix in symmetrische (Dehnungsrate) zerlegt wird und antisymmetrische (Rotation) Teilen. Eigenwerte der Dehnungsrate Matrix berechnet werden; <img alt="Gleichung 13" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq13.jpg" /> . Norm der Verformungsgeschwindigkeit wird dann berechnet; <img alt = &quot;Gleichung 14&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 51288 / 51288eq14.jpg&quot; /&gt;. Vorticity aus dem anti- symmetrischen Teil berechnet. Enstrophie oder Quadrat von z-Komponente Verwirbelung, <img alt="Gleichung 15" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq15.jpg" /> ) Wird dann berechnet. Das <img alt="Gleichung 16" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq16.jpg" /> schließlich ist berechnet; <img alt="Gleichung 17" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq17.jpg" /> . Ein Konturdiagramm des gesamten Satzes von <img alt="Gleichung 18" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq18.jpg" /> mit iso-Regionen <img alt="Gleichung 19" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq19.jpg" /> Zeigt an , 19 sekundäre Strömungsstrukturen. Das <img alt="Gleichung 20" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq20.jpg" /> , Die auch als &quot;wirbelnde Kraft&quot; genannt , ist eine Methode Wirbel Identifizierung von kritischen Stellenanalyse des lokalen Geschwindigkeits Gradiententensors und seine entsprechenden Eigenwerte durchgeführt von 20 bis 24 <strong&gt;. Eigenwerte des Geschwindigkeits Gradiententensors bei jedem Pixel <img alt="Gleichung 21" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> berechnet. Die Eigenwerte sollten von der Form sein, <img alt="Gleichung 22" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq22.jpg" /> . Ein Konturplot <img alt="Gleichung 23" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq23.jpg" /> mit iso-Regionen <img alt="Gleichung 24" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq24.jpg" /> zeigt an Strukturen Nebenstrom 20-22. Wavelet-Transformationsverfahren verwendet eine Analysefunktion (oder wavelet), die Glätte in physikalischen und spektralen Räume hat, zulässig ist (oder nur Null-Mittelwert) und hat eine finite <img alt="Gleichung 25" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq25.jpg" /> 5, 6, 26. Durch Falten einer dilatiert oder kontrahiert mit einer 2D vorticity Feld Wavelet - transformierten vorticity Wavelet <img alt="Gleichung 26" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq26.jpg" /> Feld erzeugt comprising kohärenter Strukturen mit einer Vielzahl von Skalen und Stärken 5, 6, 26. Shannon Entropie des 2D - Wavelet-transformierten vorticity Feld wird berechnet , um die optimale Wavelet - Skala abzuschätzen bei dem alle kohärenten Strukturen angemessen gelöst werden. Diese Entropieschätzung beinhaltet eine Reihe von Wahrscheinlichkeiten <img alt="Gleichung 27" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq27.jpg" /> für jedes Pixel, <img alt="Gleichung 21" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> so dass <img alt="Gleichung 28" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq28.jpg" /> Der normierte Quadratmodul der Verwirbelung mit dem Pixel an der Stelle m zugeordnet ist , n 5, 6. Die Verfahrensschritte sind in Figur 6 graphisch dargestellt. Die Einschränkungen bei der Wahl der Wavelet platziert werden ausführlich in Ref dargestellt. 26. Dieses Protokoll Schritt beschreibt das Verfahren für eine kohärente Struktur Erkennung eines 2D-Ricker-Wavelet verwendet wird. Die Begründung für die Verwendung dieses wavelet für vortical Musterabgleich wird in Ref dargestellt. 5, 6 und die zugehörigen darin zitierten Referenzen.

<table><tbody><tr><td>Acrylrohre und -platten</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td></td><td>Einlass- und Auslassrohre und Material der gekrümmten Arterientestsektion</td></tr><tr><td>Object24 Desktop 3D-Drucker</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Desktop Rapid Prototyping Maschine. http://www.stratasys.com</td></tr><tr><td>VeroWhitePlus Undurchsichtiges Material</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Baumaterial für Object24 Desktop 3D-Drucker</td></tr><tr><td>Fullcure 705</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Ungiftiges gelartiges Photopolymer Trägermaterial für den Object24 Desktop-3D-Drucker</td></tr><tr><td>Ubbelohde Viskosimeter</td><td>Cole Parmer</td><td>YO-98934-12</td><td>Zur Messung der kinematischen Viskosität der blutanalogen Flüssigkeit</td></tr><tr><td>VELP scientifica - ESP Rührer&nbsp;</td><td>VELP Scientifica</td><td>F206A0179</td><td>Magnetrührer</td></tr><tr><td>Ohaus Scout Pro SP 601&nbsp;</td><td>The Lab Depot</td><td>SP4001</td><td>Waage</td></tr><tr><td>Refraktometer</td><td>Atago</td><td>PAL-RI</td><td>Zur Messung des Brechungsindex von blutanalogen Flüssigkeiten</td></tr><tr><td>Becher, Pipetten, Spritzen und Spatel</td><td>Sigma-Aldbsp;</td><td>CLS710110,&nbsp; CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216</td><td>Für den Umgang mit Materialien, die für die Herstellung von Blutanaloga-Lösungen erforderlich sind</td></tr><tr><td>Natriumiodid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>383112-2,5 KG&nbsp;</td><td>kristallin</td></tr><tr><td>Glycerin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5516-1L</td><td>Flüssiges</td></tr><tr><td>deionisiertes Wasser</td> <td>-</td><td></td> <td>Flüssiges</td></tr><tr><td>Natriumthiosulfat wasserfrei</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>72049-250G</td><td>Pulver</td></tr><tr><td>PIV-Aufnahmemedium</td><td>LaVision</td><td>Imager Intense 10Hz</td><td>PIV Bilderfassung CCD-Kamera</td></tr><tr><td>PIV Beleuchtungsquelle</td><td>New Wave Research</td><td>Solo III-15</td><td>PIV Laserquelle, Nd:YAG-Laser, 532 nm, Doppelpuls 70 mJ/Puls</td></tr><tr><td>PIV-Bildgebungssoftware</td><td>LaVision</td><td>DaVis 7.2</td><td>PIV-Datenerfassung und Gerätesteuerung</td></tr><tr><td>PIV-Seeding-Material</td><td>Thermowissenschaftlich&nbsp; &nbsp;</td><td>Fluoro-Max</td><td>Red fluoreszierende Polymer-Mikrosphären (&asymp; 7 &micro; m); Trockengefärbte fluoreszierende Mikrosphären aus Polystyrol (DVB) geben helle und deutliche Farben ab, wenn sie mit dem Licht von kürzeren Wellenlängen als die Emissionswellenlänge.&nbsp;</td></tr></tbody></table>

experimentelle untersuchung von sekundärströmungsstrukturen hinter einem modell typ iv stent failure in einem 180 ° curved artery test sektion

Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180&#176; Curved Artery Test Section

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 &quot;Typ I-to-IV&quot; 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 ( &quot;Typ IV&quot;) 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.

Ergebnisse in 7A-D wurden nach der Nachbearbeitung sekundären Strömungsgeschwindigkeitsdaten (siehe Abbildungen 5, 6) erzeugt präsentiert von 2C-2D - PIV - System in 3A gezeigt erworben. Der Zufluss Zustand der gekrümmten Arterie Meßstrecke mit einer idealisierten &quot;Typ IV&quot; Stent Fraktur zugeführt wurde , die Arteria carotis Wellenform in Figur 4B gezeigt. Unsere frühere Studien haben die Empfindlichkeit der sek...

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.

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

The arterial network in the human vasculature comprises of ubiquitously present blood vessels with complex geometries (branches, curvatures and ...

Dieses Video zeigt, wie die Particle-Image-Velocimetry und die Erkennung kohärenter Strukturen genutzt werden können, um Sekundärströmungen oder wirbelartige Strukturen in einem Modell einer gekrümmten Arterie nachzuweisen, um die klinische Relevanz von Stentversagen vom Typ IV besser zu verstehen. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen in der kardiovaskulären Hämodynamik zu beantworten. Zum Beispiel, wie Stents, die sich im Laufe der Zeit verschlechtern und letztlich brechen können, die Strömungsmuster des Blutes beeinflussen und den Krankheitsverlauf bei der Umgestaltung des Gefäßsystems beeinträchtigen.Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Untersuchung von In-vivo- und In-vitro-Messungen bei komplexen physiologischen arteriellen Strömungen ermöglicht, an denen Stents und Stentfrakturen beteiligt sind. Den Demonstrationsvorgang werden Mohammad Najjari, ein Doktorand, und Jessica Hinke, eine Studentin im Grundstudium, durchführen. Bereiten Sie eine blutähnliche Lösung vor, die aus 79 % gesättigter Natriumiodidlösung, 20 % Glycerin und 1 % entionisiertem Wasser besteht.Beginnen Sie mit einer gesättigten Natriumiodidlösung und geben Sie anschließend das Glycerin in kleinen Portionen mit einer Spritze hinzu, bis das gesamte Volumen an Glycerin zugegeben wurde. Warten Sie zwischen den Zugaben, bis die Lösung sichtbar homogenisiert ist, und notieren Sie das Volumen jeder einzelnen Glycerinzugabe. Danach geben Sie das erforderliche Wasservolumen hinzu und rühren weiter, bis die blutähnliche Lösung sichtbar homogenisiert ist.Fügen Sie schließlich mit einem Spatel sehr kleine Mengen Natriumthiosulfat hinzu, bis die Lösung optisch klar ist. Erstellen Sie zunächst hochauflösende STL-Dateien aus den CAD-Modellen des geraden und gekrümmten Stents. Wählen Sie in der Software im Dateimenü die Optionen „Export“ und „Modell“.Wählen Sie die STL-Option, setzen Sie die Sehnenhöhe auf null und stellen Sie die Winkelsteuerung auf eins ein. Der Wert der Winkelsteuerung regelt das Maß der Tessellierung entlang der Oberfläche bei kleinen Radien, und die Einstellung kann zwischen null und eins angepasst werden. Klicken Sie anschließend auf OK, um die STL-Datei zu erstellen.Als Nächstes stellen Sie die Stent-Modelle auf einer Rapid-Prototyping-Maschine her. Starten Sie dazu die 3D-Drucksoftware und klicken Sie auf „Einfügen“, um die STL-Datei auf dem Computer des 3D-Druckers zu suchen. Wählen Sie anschließend die gewünschte Datei aus und bewegen Sie mit der Maus die STL-Datei auf eine virtuelle Plattform auf dem Bildschirm. Als Nächstes unter Verwendung der 3D-gedruckten Teile den Stent in den gekrümmten arteriellen Prüfabschnitt einbauen, um ein idealisiertes Frakturszenario vom Typ IV nachzubilden, das einen vollständigen transversalen Bruch der Stents und eine lineare Verschiebung der Fragmentteile beinhaltet. Danach den Aufbau auf einem optischen Tisch montieren.Verbinden Sie die geraden Acrylrohre mit dem Einlass und dem Auslass eines 180-Grad-gekrümmten arteriellen Testabschnitts. Beginnen Sie damit, die Position des Lasers grob einzustellen, indem Sie ein kleines Stück Papier beleuchten. Stellen Sie die Dicke des Laserstrahls durch Fokussierung auf etwa 2 mm ein.Als Nächstes richten Sie die Laserlichtebene entlang des 90-Grad-Bereichs der Messregion aus, wobei die Ebene senkrecht zur Tischfläche steht. Dann platzieren Sie eine Kamera in der Nähe der 0-Grad- oder 180-Grad-Position, um den von der Laserlichtebene beleuchteten Querschnittsbereich zu beobachten. Passen Sie die Ausrichtung von Laser und Kamera schrittweise an, sodass die Kamera den kreisförmigen Querschnitt der gekrümmten Arterie mit minimaler Partikeldistortion erfasst, was mithilfe der „Grab“-Funktion der Software bewertet wird.Nachdem die Kamera und der Laser positioniert sind, nehmen Sie Bilder der sekundären Strömungsfelder auf. Schalten Sie zunächst die programmierbare Pumpe ein. Stellen Sie im Steuerprogramm des Pumpengeräts die Amplitude auf einen Volt ein.Stellen Sie den DC-Offset auf null Volt ein. Stellen Sie die Anzahl der zeitgesteuerten Schritte auf 1000 ein und setzen Sie die Zeitdauer auf vier Sekunden. Weitere Einstellungen werden im Textprotokoll erläutert.Laden Sie dann die Textdatei mit den Werten für die Spannungs-Zeit-Wellenform und führen Sie das Programm aus, um die blutähnliche Flüssigkeit dem Experiment zuzuführen. Öffnen Sie im PIV-Datenerfassungsprogramm nach dem Klicken auf die Registerkarte Neue Aufnahmen das Gerät im Abschnitt Einstellungen, und vergewissern Sie sich, dass der Laser mit der entsprechenden Leistungseinstellung auf Ein steht. Navigieren Sie zur Lasersteuerung, um die Werte zu bestätigen.Navigieren Sie zu „Timing“ und stellen Sie es auf „Externer zyklischer Trigger“ ein. Klicken Sie auf „Acquisit“, wählen Sie „Table Scan“, „Edit Table Scan“, „Append Scan“ und füllen Sie die Scan-Einstellungen aus, indem Sie eine Startzeit eingeben, die der systolischen Verzögerung entspricht. Zeitinkrement und Endzeit der PIV-Datenaufnahme.Die Referenzzeit, DT1, oder die Zeit zwischen den Laserimpulsen sollte angepasst werden. Klicken Sie anschließend auf Schließen. Klicken Sie unter Acquisit auf Bildaufnahme und geben Sie die Anzahl der Bilder mit 200 an.Jetzt ist das PIV-System bereit, Daten aufzuzeichnen. Wählen Sie „Start Recording“, um phasenweise Messungen unter Verwendung des Triggersignals der Pumpeninstrumentensteuerung durchzuführen. Die festgelegte Anzahl von Ebenen oder Geschwindigkeitsfeldern zu jedem Zeitpunkt sowie an der vorab vereinbarten 90-Grad-Teststelle wird dann erfasst.Wenn die Aufnahme abgeschlossen ist, schalten Sie den Laser aus. Schalten Sie die Pumpe aus, schalten Sie die Kamera aus und setzen Sie die Objektivabdeckung wieder auf. Mithilfe der ergänzenden Codedatei berechnen Sie die phasengemittelten und RMS-Werte der Sekundärströmungsgeschwindigkeiten, der Wirbelstärke und der Wirbelstärkefelder.Initialisieren Sie in der Software die Einstellungen bezüglich der definierten Skala und senden Sie diese zur Maskendefinition. Weitere Einzelheiten finden Sie in der ergänzenden Codedatei. Klicken Sie in der Software mit der rechten Maustaste auf beliebige PIV-Daten und starten Sie die Stapelverarbeitung.Wählen Sie die Operation Vektor-Statistik, Vektorfeld-Ergebnisse aus der Gruppe Statistik aus, und klicken Sie im Dialogfeld auf Parameter. Aktivieren Sie die Optionen für den mittleren V und RMSV im Abschnitt Vektorfeld. Wählen Sie anschließend die Operation Wirbelstärke aus der Gruppe Skalarfelder extrahieren Rotation und Scherung aus.Dies ermittelt die zweidimensionale Wirbelstärke im ebenen Querschnitt. Beginnen Sie nun die Verarbeitung, indem Sie einen Rechtsklick auf beliebige PIV-Daten im Projekt-Fenster ausführen und „Hyperloop All Sets“ auswählen. Um die Swirling-Strength-Felder zur Detektion sekundärer Strömungsstrukturen zu berechnen, führen Sie einen Rechtsklick auf beliebige PIV-Daten durch, wählen „Velocity Vector Field“ im Baummenü aus und starten die Batch-Verarbeitung.Danach wählen Sie die Operation Wirbelstärke aus der Gruppe Skalarfelder extrahieren Rotation und Scherung aus und klicken Sie auf Schließen. Klicken Sie nun mit der rechten Maustaste auf dasselbe Geschwindigkeitsvektorfeld, wählen Sie Hyperloop alle Sätze aus und passen Sie die Parameter für die Stapelverarbeitung wie zuvor an. Führen Sie abschließend die Berechnung der Wirbelstärkenfelder durch.Die Daten zur Sekundärströmungsgeschwindigkeit an der Querschnittsstelle im 90-Grad-Winkel wurden mit dem 2C-2D-PIV-System erfasst. Als Zuflussbedingung für den gekrümmten arteriellen Prüfabschnitt mit einer idealisierten Stentfraktur vom Typ IV wurde das Wellenprofil der Arteria carotis verwendet. Die Feldmessdaten der Sekundärströmungsgeschwindigkeit wurden mithilfe der PIV-Technik generiert, indem die durch den Pumpensteuerrechner erzeugten Trigger synchronisiert wurden.Die Nachbearbeitung der Daten wurde auf die pixelbasierten Daten angewendet, um das Q-Kriterium und die Wirbelstärke oder das Landis ci-Kriterium während der systolischen Verzögerung zu bestimmen. Die auf dem Wirbelstärken- und Q-Kriterium basierenden Strömungsfelder wurden verglichen. Die mit DLW-Zeichen markierten Wirbelmuster, die repräsentativ für deformierte Dean-Lynn-und Wall-Typ-DLW-Wirbelmuster sind, sowie die deformationsdominierten Bereiche wurden an vier unterschiedlichen Querschnittslagen während der systolischen Verzögerung untersucht.Die auf der kontinuierlichen Wavelet-Transformation basierende Methode wurde auf das Wirbelfeld der Sekundärströmung angewandt, wodurch eine Wirbelerkennung mit größerer Detailgenauigkeit hinsichtlich Form, Größe und Stärke ermöglicht wurde. Schließlich wurden das Q-Kriterium, die Swirling Strength und die auf der Wavelet-Transformation basierenden Strömungsfelder miteinander verglichen. Die auf der Wavelet-Transformation basierende Methode zeigte das Vorhandensein komplexer Wirbelmuster mit hoher Detailgenauigkeit hinsichtlich Größe, Skalierung und Stärken auf.Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie in etwa acht Stunden durchgeführt werden, einschließlich der PIV-Datenaufnahme und der Nachbearbeitung, nachdem die Modell-Stents auf dem 3D-Drucker gedruckt wurden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, darauf zu achten, dass der Brechungsindex der blutanalogen Flüssigkeit durch geringe Mengen Natriumthiosulfat ausreichend angeglichen wird. Zukünftig werden wir zur Verbesserung der Genauigkeit der Paratheorie-Ergebnisse und zur Minimierung der optischen Verzerrung eine PIV-Kalibrierungskarte wie diese verwenden.Mit diesem Verfahren können Strömungen in patientenspezifischen Blutgefäßen untersucht werden, um zusätzliche Fragen zu pathologischen Zuständen zu beantworten und ermöglichen bisher ungeahnten Zugang zur Hämodynamik von Prothesen, Stent-Implantaten und frakturierten Stents.

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Forschung

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Stent-induzierte arterielle Dehnungsverteilungen sind gekennzeichnet mit einer optischen Oberfläche Dehnungsmessung System. Diese Visualisierung Technik wird verwendet, um Einblicke in die Auswirkungen der Stentimplantation auf dem Host-Schiff zu gewinnen.

Die Überwachung der Wand Mechanik Während der Entfaltung des Stents in einem Gefäß

Ein Modell der Stent-Implantation in Maus Halsschlagader beschrieben. Im Vergleich zu anderen ähnlichen Methoden ist dieses Verfahren sehr schnell, einfach und zugänglich, bietet die Möglichkeit, auf bequeme Weise die Gefäßwand Reaktion auf verschiedene Medikamente-freisetzende Stents und die molekularen Mechanismen der Restenose zu studieren.

Ein Mausmodell der Stentimplantation in der Arteria carotis für das Studium der Restenose

Histologischen und biochemischen Modifikationen nach Aneurysma endograft Ausgrenzung sind noch unklar. Wir beschreiben ein neues Modell der endograft Implantation auf einem Maus-Aneurysma. Durch Thrombus Analyse mit und ohne persistant zirkulierenden Blutstrom Schnittstelle und neue endovaskuläre Biomaterialien Auswertung, wird dieses Modell zu einem besseren Verständnis endovaskuläre Aneurysma Ausschluss Pathobiologie.

Ein neues Mausmodell der endovaskuläre Aortenaneurysma Repair

Unser Ziel war es, entwickeln, produzieren und testen ferro Stents für Endothelzellen-Capture. Zehn Stents wurden zur Fraktur getestet und 10 weitere Stents wurden für einbehaltene Magnetismus getestet. Schließlich wurden 10 Stents in vitro getestet und 8 weitere Stents wurden in 4 Schweinen implantiert, um die Zellaufnahme und Retention zu zeigen.

Ferromagnetische Bare Metal Stent für Endothelzellen-Abscheidung und Retention

Mit einem 3D-Drucker wird ein Formgedächtnis-Polymer-Filament zu einer verzweigten röhrenförmigen Struktur extrudiert. Die Struktur ist so gemustert und geformt, dass sie sich nach dem Falten zu einer kompakten Form zusammenziehen und dann beim Erhitzen zu ihrer geformten Form zurückkehren kann.

4D gedruckt bifurcated Stents mit Kirigami-inspirierten Strukturen

Es muss bestimmt werden, welche atherosklerotischen Läsionen im koronaren Gefäßsystem fortschreiten, um die Intervention zu leiten, bevor ein Myokardinfarkt auftritt. Dieser Artikel beschreibt die biomechanische Modellierung von Arterien aus der optischen Kohärenztomographie unter Verwendung von Fluid-Struktur-Interaktionstechniken in einem kommerziellen Finite-Elemente-Solver, um diese Progression vorherzusagen.

Optische Kohärenztomographie basierte biomechanische Fluid-Struktur-Interaktionsanalyse der koronaren Atherosklerose Progression

Aorteninsuffizienz ist eine Herzerkrankung der Aortenklappe. Dieses Manuskript zeigt, wie die vierdimensionale Strömungsmagnetresonanztomographie die Aorteninsuffizienz unter Verwendung von In-vitro-Herzklappen bewerten kann, die das Aorteninsuffizienz nachahmen.

In vitro Beurteilung der Aorteninsuffizienz mittels vierdimensionaler Strömungsmagnetresonanztomographie

In vivo cine intravaskuläre Ultraschallbilder zeigen die koronare Querschnittsbewegung entsprechend unterschiedlichen Druckbelastungsbedingungen. Basierend auf einem Finite-Elemente-Modell wurde ein iteratives Schema verwendet, um die patientenspezifischen mechanischen Eigenschaften der Herzkranzgefäße in vivo zu bestimmen, indem die Koronarbewegung aus dem Computermodell mit medizinischen Bildern abgeglichen wurde.

Intravaskulärer Ultraschall Bildbasierter Finite-Elemente-Modellierungsansatz zur Quantifizierung der mechanischen Eigenschaften der menschlichen Koronararterie in vivo 

Selbstorganisierte Monoschichten (SAMs) aus langkettigen Alkan Thiolen auf Gold gebildet ist gut definierten Substraten für die Bildung von Protein-Muster-und Zell-Entbindung. Mikrokontaktdruck von Hexadecanthiol mit einem Polydimethylsiloxan (PDMS)-Stempel durch Verfüllung mit folgten einem Glykol-terminierte Alkanthiol Monomer erzeugt ein Muster, bei dem Protein und Zellen adsorbieren nur den Stempel Hexadecanthiol Region.

Erstellen Zweidimensionale Patterned Substrate für Protein-und Zell-Confinement

Wir beschreiben eine Methode, um unter adhärenten Zellen eine laminare Strömung Schubspannung in einem sterilen kontinuierlichen Kreislauf. Die Zellen "Haftung kann Morphologie durch die transparente Kammer untersucht werden, Proben aus der Schaltung für Metabolit-Analyse und-Zellen nach Scher-Belastung für zukünftige Experimente oder Kultur geerntet wurden.

Parallel-Platten-Flow-Kammer und Continuous Flow Circuit endothelialen Vorläuferzellen unter Laminar Flow Schubspannung Bewerten

Erfahren Sie, wie Sekundärströmungen in gekrümmten Arterienmodellen mit Particle Image Velocimetry und Coherent Structure Detection analysiert werden. Diese Methode erfasst Strömungsmuster bei Typ-IV-Stentfrakturen für die kardiovaskuläre Forschung.

Experimentelle Untersuchung von Sekundärströmungsstrukturen hinter einem Modell Typ IV Stent Failure in einem 180 ° Curved Artery Test Sektion (Video) | JoVE Journal

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

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