Name: Investigación experimental de estructuras secundarias de flujo aguas abajo de una Falla Modelo Tipo IV stent en una sección de prueba 180 ° de la arteria curvada (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: Aprende a detectar estructuras de flujo secundario en arterias curvas usando Velocimetría por Imagen de Partículas y Detección de Estructuras Coherentes. Este método analiza fallas de stents Tipo IV.

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Los autores reconocen el apoyo de NSF subvención CBET-0909678 y la financiación del Centro de Biomimética GW y Bioinspirada Ingeniería (COBRE). Agradecemos a los estudiantes, el Sr. Christopher Popma, Sra. Leanne Penna, la Sra Shannon Callahan, el Sr. Shadman Hussain, Mohammed R. NAJJARI, y la Sra. Jessica Hinke en busca de ayuda en el laboratorio y el Sr. Mathieu Barraja destinados a contribuir a dibujos CAD.

<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>
<li>Dai, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+endothelial+phenotypes+evoked+by+arterial+waveforms+derived+from+atherosclerosis-susceptible+and+-resistant+regions+of+human+vasculature%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Distinct endothelial phenotypes evoked by arterial waveforms derived from atherosclerosis-susceptible and -resistant regions of human vasculature.</a> PNAS. 101 (41), 14871-14876 (2004).</li>
<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>

No hay conflictos de interés declarado.

El protocolo presentado en este documento se describe la adquisición de alta fidelidad datos experimentales utilizando la técnica de velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y métodos de detección estructura coherente, a saber., La transformada continua, <img alt="Ecuación 1" src="https://neuron2.jove.com/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> , Adecuado para la identificación de vórtice y los flujos de cizalla dominada. Análisis de los datos experimentales de los flujos fisiológicos en la presencia de una fractura...

estructuras de flujo secundarias son los patrones de flujo de torbellino que se producen en las geometrías de flujo interno con curvaturas tales como tubos y canales curvos. Estas estructuras de torbellino surgen debido a la acción combinada de fuerzas centrífugas, gradientes de presión adversos y las características de flujo de entrada. En general, las estructuras de flujo secundarias aparecen en planares secciones transversales de los tubos curvados como vórtices de tipo Dean simétricas bajo flujo constante y, simétricos vórtices de Dean y Lyne de tipo bajo condiciones de flujo de entrada oscilatorios 1 - 3. Morfologías de flujo secundarias se ven afectadas en gran medida por la pulsatilidad y múltiples armónicos de pulsátil, condiciones de flujo de entrada fisiológicos. Estas estructuras adquieren marcadamente diferentes características de tamaño de resistencia-forma en comparación con no fisiológica (constante y oscilatorio) fluye 1 -. 6 desarrollo de la lesión aterosclerótica en las arterias se ve afectada por la existencia de oscilaciones de cizalla de alta frecuencia en las regiones que experimentan baja cizalladura media 27, 28 </sup&gt;. estructuras de flujo secundarias pueden influir en el progreso de las enfermedades tales como la aterosclerosis y, posiblemente, mediar en la respuesta endotelial debido al flujo sanguíneo pulsátil mediante la alteración de tensiones de cizallamiento de la pared y los tiempos de exposición de las partículas transmitidas por la sangre. Un tratamiento común para la aterosclerosis, una complicación que resulta en un estrechamiento de las arterias por lesiones obstructivas, es la implantación de stents. Las fracturas de stents son las fallas estructurales de stents implantados que conducen a otras complicaciones médicas tales como la reestenosis en el stent (ISR), trombosis del stent y la formación de aneurismas. 9 - 13 fracturas de stents se han clasificado en distintas deficiencias &quot;Tipos I-a-IV&quot;, en el que &quot;Tipo IV&quot; caracteriza a la más alta gravedad clínica y se define como la fractura transversal completa de los puntales del stent junto con desplazamientos lineales de los fragmentos de stent 14. el protocolo presentado en este estudio describe un Experimental método de visualización de las estructuras de flujo secundarias aguas abajo de un &quot;Tipo IV&quot; fractura stent idealizada en un modelo de arteria curvada. El protocolo sugerido tiene las siguientes cuatro características esenciales: Diseño y fabricación de modelos de stent a escala de laboratorio: Descripción geométrica de los stents puede estar asociada con un conjunto de espirales autoexpandibles (muelles o hélices) entrelazados usando Nitinol (una aleación de níquel y titanio) cables 29. La longitud del stent y su diámetro puntal depende de la escala de longitud de las lesiones arteriales encontradas durante la implantación clínica 5. variación paramétrica de diámetro puntal y el levantamiento de la liquidación (o tono), que lleva a los stents de diferentes configuraciones geométricas. Un resumen de los parámetros de diseño de stent elegidas para la impresión 3D se presentan en la Tabla 1. Preparación de un fluido análogo de sangre de trabajo coincidecon la viscosidad cinemática de la sangre y el índice de refracción de la sección de prueba: se requiere el acceso óptico a la sección de prueba de la arteria curvada con el fin de hacer mediciones de velocidad no invasivos. En consecuencia, un sangre-imitación newtoniano fluido de trabajo con el índice de refracción del modelo vascular e idealmente, una viscosidad dinámica, a juego de la sangre humana se utiliza para obtener las mediciones de flujo de sangre precisa 16 -. 18, 30 se informó El fluido de trabajo utilizado en este estudio por Deutsch et al. (2006), que consta de yoduro de 79% de sodio saturado acuoso (NaI), 20% de glicerol puro, y 1% de agua (en volumen) 16. Disposición experimental para la detección de estructuras de flujo secundarias coherentes usando una de dos componentes, de dos dimensiones velocimetría de imágenes de partículas (2C-2D PIV): experimentos fueron diseñados para adquirir datos de la velocidad de flujo secundario de fase promediada en varios lugares de la sección transversal planas aguas abajo de una combinación de straight y secciones de stent curvas que incorpora un idealizada &quot;Tipo IV&quot; stent fractura 5, 6, 9, 14. El protocolo pasos relacionados con la adquisición de campos de velocidad de flujo secundaria utilizando la técnica de imagen de partículas velocimetría (PIV) implica un sistema de PIV que comprende de un láser (hoja luz) fuente, la óptica para enfocar e iluminar las regiones de partículas trazadoras flujo, un dispositivo de carga especial de correlación cruzada (CCD-sensor o cámara) y al ser iluminada por la lámina de luz dentro de un corto intervalo de tiempo (Dt ; véase la Tabla 4) 31, 32. Los pasos en el protocolo supone lo siguiente: En primer lugar, un calibrado, puesta en marcha experimental de un sistema de PIV de dos componentes, de dos dimensiones (2D-2C) que evalúa las imágenes haciendo doble marco, las grabaciones de una sola exposición. En segundo lugar, el sistema de 2C-2D PIV calcula los desplazamientos medios de partículas trazadoras mediante la realización de correlación cruzada entre dos cuadros de imagen adquiridos durante cada grabación. Un brResumen del IEF PIV especificaciones y software de adquisición de imágenes se presenta en la tabla de materiales y equipos. En tercer lugar, todas las precauciones de seguridad necesarias para operar el láser son seguidos por personal de laboratorio experto de acuerdo con las directrices proporcionadas por la institución de destino. Los autores sugieren Refs. 31 y 32 para una comprensión holística de la aplicación, la funcionalidad y la aplicación de la técnica de PIV en la dinámica de aeroestructuras, hidro y microfluidos, detección de pico de correlación y de estimación de desplazamiento, material y densidad de las partículas trazadoras y, ruido de medición y precisión. Tenga en cuenta también que el láser y la cámara pueden ser controlados por el ordenador de adquisición de datos de PIV (Figura 3A) y el software de procesamiento de datos. Adquisición de datos y post-procesamiento para la detección de estructura coherente: mediciones de la velocidad de flujo secundario de fase promediada utilizando un PIV 2C-2D se generaron utilizando la descripción del protocolo que sigue. Proceso después de<html> ción de los datos de detección involucrado estructura de flujo secundario coherente utilizando los tres métodos siguientes: la transformada continua, <img alt="Ecuación 1" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> 5, 6, 19 a 24, 26. Los autores señalan que el tensor de gradiente de velocidad es esencialmente, una matriz de 3 x 3, <img alt="Ecuación 2" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq2.jpg" /> . El protocolo se presenta un método de adquisición de mediciones experimentales de dos dimensiones (de técnica 2C-2D PIV). Por lo tanto, un acceso completo experimental para el tensor de gradiente de velocidad no será alcanzable mediante este método. El tensor gradiente de velocidad para cada píxel <img alt="Ecuación 3" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq3.jpg" /> de la imagen PIV <img alt="Ecuación 4" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq4.jpg" /> debe ser una matriz de 2 x 2, <img alt="Ecuación 5" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq5.jpg" /> . La vorticidad componente zquation 6 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 51288 / 51288eq6.jpg &quot;/&gt; para cada píxel <img alt="Ecuación 7" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq7.jpg" /> se calcula utilizando la parte anti-simétrica del tensor de gradiente de velocidad <img alt="Ecuación 8" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq8.jpg" /> . El resultado será una matriz 2D de la vorticidad <img alt="Ecuación 9" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq9.jpg" /> que pueden ser visualizados en un gráfico de contorno. Los autores sugieren fuertemente Ref. 25 para una discusión elocuente acceso experimental para el tensor gradiente de velocidad hacia la mejora del conocimiento de la disipación de la vorticidad, velocidades de deformación y la detección estructura coherente. Por otra parte, los autores no intentan explorar las interrelaciones entre los métodos de detección antes mencionados estructura coherente y sugerir Ref. 23, 24 para una discusión completa sobre este tema. El enfoque de los pasos en el protocolo es la identificación cuantitativa de flujo secundario (vortical) structures (también conocidos como estructuras coherentes). Tres métodos de detección coherente viz estructura., <img alt="Ecuación 10" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq10.jpg" /> y wavelet transforma vorticidad <img alt="Ecuación 11" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq11.jpg" /> se aplican a los datos de campo velocidad hacia la detección de múltiples escalas, ocurrencias múltiples de resistencia de las estructuras secundarias de flujo aguas abajo de la idealizada &quot;Tipo IV&quot; fractura del stent. los <img alt="Ecuación 12" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq12.jpg" /> , Define un vórtice como una región espacial donde la norma euclidiana del tensor de vorticidad domina la de la tasa de deformación 19, 23, 24 matriz de gradiente de velocidad .La se descompone en simétrico (velocidad de deformación) y partes anti-simétricas (rotación). Valores propios de la matriz de la velocidad de deformación se calculan; <img alt="Ecuación 13" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq13.jpg" /> . A continuación se calcula la norma de la velocidad de deformación; <img alt = &quot;Ecuación 14&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 51288 / 51288eq14.jpg&quot; /&gt;. Vorticidad se calcula a partir de la parte anti-simétrica. Enstrofía o cuadrado del componente z vorticidad, <img alt="Ecuación 15" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq15.jpg" /> ), Entonces se calcula. los <img alt="Ecuación 16" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq16.jpg" /> es finalmente computarizada; <img alt="La ecuación 17" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq17.jpg" /> . Un gráfico de contorno de todo el conjunto de <img alt="La ecuación 18" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq18.jpg" /> con iso-regiones <img alt="La ecuación 19" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq19.jpg" /> , Indicará estructuras de flujo secundario 19. los <img alt="La ecuación 20" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq20.jpg" /> , También conocida como &quot;fuerza de remolino &#39;es un método de identificación de vórtice realizado por el análisis crítico de punto del tensor gradiente de velocidad local y sus correspondientes valores propios 20-24 <strong&gt;. Los valores propios del tensor gradiente de velocidad en cada píxel <img alt="La ecuación 21" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> se calculan. Los valores propios deben ser de la forma, <img alt="La ecuación 22" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq22.jpg" /> . Un gráfico de contorno de <img alt="La ecuación 23" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq23.jpg" /> con iso-regiones <img alt="La ecuación 24" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq24.jpg" /> indicará estructuras de flujo secundarios 20 a 22. Transformada wavelet método utiliza una función de análisis (o wavelets) que tiene la suavidad en los espacios físicos y espectrales, es admisible (o tiene media cero) y tiene una finita <img alt="La ecuación 25" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq25.jpg" /> 5, 6, 26. Por la convolución de una dilatada o contraída wavelet con un campo de vorticidad 2D, transformada wavelet vorticidad <img alt="La ecuación 26" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq26.jpg" /> campo es generado comprising de estructuras coherentes con una amplia gama de escalas y fortalezas 5, 6, 26. entropía de Shannon del campo de vorticidad wavelet transformadas 2D se calcula para estimar la escala wavelet óptimo en el que todas las estructuras coherentes se resuelven adecuadamente. Esta estimación entropía consiste en un conjunto de probabilidades <img alt="La ecuación 27" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq27.jpg" /> para cada píxel <img alt="La ecuación 21" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> de tal manera que <img alt="La ecuación 28" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq28.jpg" /> , El módulo normalizado cuadrado de la vorticidad asociado con el píxel en la posición m, n 5, 6. Los pasos de procedimiento se presentan gráficamente en la Figura 6. Las restricciones impuestas a la elección de la wavelet se presentan en detalle en la Ref. 26. Este paso protocolo describe el procedimiento para la detección de estructura coherente utilizando un wavelet 2D Ricker. La justificación para el uso de esta wavelet la coincidencia de patrón de vórtice se presenta en la Ref. 5, 6 y las referencias pertinentes citadas en el mismo.

<table><tbody><tr><td>Tubos y láminas acrílicas</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td></td><td>Tubos de entrada y salida y material de la sección de prueba de la arteria curva</td></tr><tr><td>Impresora 3D de escritorio Object24</td><td>Stratasys</td><td>Máquina de prototipado rápido de</td><td></td> escritorio. http://www.stratasys.com</tr><tr><td>VeroWhitePlus Material opaco Material de</td> construcción <td>Stratasys</td><td></td><td>para la impresora 3D de sobremesa Object24</td></tr><tr><td>Fullcure 705</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Fotopolímero gelatinoso no tóxico Material de soporte para la impresora 3D de escritorio Object24</td></tr><tr><td>Viscosímetro Ubbelohde</td><td>Cole Parmer</td><td>YO-98934-12</td><td>Hacia la medición de la viscosidad cinemática del fluido análogo de la sangre</td></tr><tr><td>VELP scientifica - Agitador ESP&nbsp;</td><td>VELP Scientifica</td><td>F206A0179</td><td>Agitador magnético</td></tr><tr><td>Ohaus Scout Pro SP 601&nbsp;</td><td>The Lab Depot</td><td>SP4001</td><td>Báscula de pesaje</td></tr><tr><td>Refractómetro</td><td>Atago</td><td>PAL-RI</td><td>Hacia la medición del índice de refracción de fluidos análogos de la sangre</td></tr><tr><td>Vasos, pipetas, jeringas y espátula</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>CLS710110,&nbsp; CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216</td><td>Hacia el manejo de materiales necesarios para la preparación de soluciones análogas a la sangre</td></tr><tr><td>Yoduro de sodio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>383112-2.5KG&nbsp;</td><td>cristalino</td></tr><tr><td>Glicerol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5516-1L</td><td></td></tr><tr><td>Agua desionizada</td> líquida<td>-</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Tiosulfato de sodio líquido anhidro</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>72049-250G</td><td>Polvo</td></tr><tr><td>PIV Medio de grabación</td><td>LaVision</td><td>Imager Intense 10Hz</td><td>PIV Adquisición de imágenes Cámara CCD PIV</td></tr><tr><td>Fuente de iluminación</td><td>New Wave Research</td><td>Solo III-15</td><td>Fuente láser PIV, láser Nd:YAG, 532 nm, doble pulso 70 mJ/pulso</td></tr><tr><td>PIV Software de imagen</td><td>LaVision</td><td>DaVis 7.2</td><td>PIV Adquisición de datos y control de instrumentos</td></tr><tr><td>PIV Material de siembra</td><td>Termocientífico&nbsp; &nbsp;</td>Microesferas de polímero fluorescente rojo <td>Flouro-Max</td><td>(&asymp; 7 &micro; m); Las microesferas fluorescentes de poliestireno teñido en seco (DVB) emiten colores brillantes y distintos cuando se iluminan con la luz de más cortos. longitudes de onda que la longitud de onda de emisión.</td></tr></tbody></table>

investigación experimental de estructuras secundarias de flujo aguas abajo de una falla modelo tipo iv stent en una sección de prueba 180 ° de la arteria curvada

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

La red arterial en la vasculatura humana comprende de forma ubicua presentes vasos sanguíneos con geometrías complejas (ramas, curvaturas y tortuosidad). estructuras de flujo secundarias son los patrones de flujo de torbellino que se producen en las arterias curvas debido a la acción combinada de fuerzas centrífugas, gradientes de presión adversos y las características de flujo de entrada. Tales morfologías de flujo se ven afectados en gran medida por la pulsatilidad y múltiples armónicos de condiciones de flujo de entrada fisiológicos y varían en gran medida en las características de tamaño de resistencia-forma en comparación con no fisiológica (constante y oscilatorio) los flujos 1-7. Estructuras de flujo secundarias pueden en última instancia, influir en el tiempo de la tensión de cizallamiento y la exposición de las partículas transmitidas por la sangre hacia la progresión de la aterosclerosis, restenosis, la sensibilización de las plaquetas y la trombosis 4-6, 8-13 Por lo tanto, la capacidad de detectar y caracterizar estas estructuras en condiciones de laboratorio. condiciones controladas por es precurso para promover las investigaciones clínicas. Un tratamiento quirúrgico común de la aterosclerosis es la implantación del stent, para abrir las arterias con estenosis de flujo sanguíneo sin obstrucciones. Pero las perturbaciones de flujo concomitantes debido a las instalaciones de stent dan lugar a morfologías de flujo secundarias multi-escala. 4 - 6 complejidades de orden progresivamente más altas, tales como la asimetría y la pérdida de coherencia pueden ser inducidas por los consiguientes fallos de stent vis-à-vis los cuales son menores flujos no perturbadas 5. Estos fallos de stent han sido clasificados como &quot;Tipos I-a-IV&quot;, basada en consideraciones de fallo y la gravedad clínica 14. Este estudio presenta un protocolo para la investigación experimental de las estructuras de flujo secundaria complejos debido a completar fractura stent transversal y el desplazamiento lineal de las partes fracturadas ( &quot;Tipo IV&quot;) en un modelo de arteria curvada. El método experimental implica la aplicación de velocimetría de imágenes de partículas (2C-2D PIV) técnicas con una forma de onda de entrada de la arteria carótida arquetípico, un índice de refracción corresponde sangre analógico fluido de trabajo para las mediciones de fase promediada 15 -. 18 se logró la identificación cuantitativa de las estructuras de flujo secundarias utilizando los conceptos de la física de flujo, teoría del punto crítico y una novela transformada wavelet algoritmo aplicado a los datos de PIV experimental 5, 6, 19-26.

Los resultados presentados en la Figura 7A-D fueron generados después de los datos de velocidad de procesamiento de poste de flujo secundario (véanse las figuras 5, 6) adquirido de sistema de 2C-2D PIV muestra en la Figura 3A. La condición de flujo de entrada suministrada a la sección de prueba de la arteria curvada con una fractura &quot;Tipo IV&quot; stent idealizada era la forma de onda de la arteria carótida se muestra en la ...

Los implantes de stents en curvaturas arteriales estenosadas son propensos a fallos de "Tipo IV" que implican la fractura transversal completa de los stents y el desplazamiento lineal de las partes fracturadas. Presentamos un protocolo para la detección de estructuras de flujo secundario (vórtices) en un modelo de arteria curvada, aguas abajo de los fracasos de los stents "Tipo IV" clínicamente relevantes.

Investigación experimental de estructuras secundarias de flujo aguas abajo de una Falla Modelo Tipo IV stent en una sección de prueba 180 ° de la arteria curvada

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

Este video muestra cómo utilizar la velocimetría por imágenes de partículas y la detección de estructuras coherentes para identificar flujos secundarios o estructuras vorticales en un modelo de arteria curva, con el fin de comprender mejor la relevancia clínica de las fallas de stents tipo IV. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en hemodinámica cardiovascular, como, por ejemplo, cómo los stents, que pueden deteriorarse con el tiempo y finalmente fracturarse, pueden influir en los patrones de flujo sanguíneo y afectar la progresión de la enfermedad en el remodelado vascular.La principal ventaja de esta técnica es que facilita la investigación de mediciones in vivo y in vitro en flujos arteriales fisiológicos complejos que implican stents y fracturas de stents. El procedimiento lo demostrarán Mohammad Najjari, un estudiante de posgrado, y Jessica Hinke, una estudiante de pregrado. Prepare una solución análoga a la sangre compuesta por 79% de solución saturada de yoduro de sodio, 20% de glicerol y 1% de agua desionizada.Comience con una solución saturada de yoduro de sodio; a continuación, agregue el glicerol en pequeños incrementos utilizando una jeringa hasta que se

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Stent inducidas distribuciones de tensión arterial se caracterizan mediante una tensión óptica superficie sistema de medición. Esta técnica de visualización se utiliza para obtener información sobre el impacto de la implantación de un stent en el vaso receptor.

El seguimiento de los mecánica de la pared durante la implementación del stent en un buque

Se describe un modelo de implantación de un stent en la arteria carótida del ratón. En comparación con otros métodos similares, este procedimiento es muy rápido, simple y accesible, que ofrece la posibilidad de estudiar de una manera conveniente la reacción de la pared vascular a diferentes stents liberadores de fármacos y los mecanismos moleculares de la restenosis.

Un modelo murino de la implantación de un stent en la arteria carótida para el Estudio de la reestenosis

Este artículo describe un nuevo conector anastomótico coronario no oclusivo en un modelo porcino de bypass coronario sin bomba (OPCAB). Este conector coronario fácil de usar tiene un potencial intrínseco para facilitar la cirugía OPCAB mínimamente invasiva.

Evaluación de una anastomosis coronaria Conector asistida por láser Novela - el videoclip Trinidad - en un modelo porcino de bypass sin circulación extracorpórea

Nuestros objetivos eran para diseñar, fabricar y probar los stents ferromagnéticos para la captura de las células endoteliales. Diez stents fueron probados para la fractura y 10 más stents se ensayaron para determinar el magnetismo retenido. Finalmente, 10 stents se probaron in vitro y 8 más stents fueron implantados en 4 cerdos para mostrar la captura de células y la retención.

Ferromagnético Bare Metal stent para la captura de la célula endotelial y Retención

Usando una impresora 3D, un filamento de polímero de memoria de forma se extruye para formar una estructura tubular ramificada. La estructura está estampada y moldeada de tal forma que puede contraerse en una forma compacta una vez doblada y luego volver a su forma formada cuando se calienta.

Stents bifurcados impresos en 4D con estructuras inspiradas en kirigami

Es necesario determinar qué lesiones ateroscleróticas progresarán en la vasculatura coronaria para guiar la intervención antes de que ocurra el infarto de miocardio. Este artículo describe el modelado biomecánico de arterias a partir de la tomografía de coherencia óptica utilizando técnicas de interacción fluido-estructura en un solucionador comercial de elementos finitos para ayudar a predecir esta progresión.

Tomografía de coherencia óptica basada en el análisis de interacción fluido-estructura biomecánica de la progresión de la aterosclerosis coronaria

La regurgitación aórtica es una enfermedad cardíaca de la válvula aórtica. Este manuscrito demuestra cómo las imágenes de resonancia magnética de flujo cuatridimensional pueden evaluar la regurgitación aórtica utilizando válvulas cardíacas in vitro que imitan la regurgitación aórtica.

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Las imágenes de ultrasonido intravascular in vivo muestran el movimiento de la sección transversal coronaria correspondiente a diferentes condiciones de carga de presión. Sobre la base de un modelo de elementos finitos, se empleó un esquema iterativo para determinar las propiedades mecánicas específicas del paciente de las arterias coronarias in vivo mediante la comparación del movimiento coronario del modelo computacional y las imágenes médicas.

Enfoque de modelado de elementos finitos basado en imágenes de ultrasonido intravascular para cuantificar in vivo las propiedades mecánicas de la arteria coronaria humana 

Monocapas auto-ensambladas (SAMs) formado por largas cadenas de alcanos tioles en oro proporcionan sustratos bien definidos para la formación de los patrones de proteínas y el confinamiento de la célula. Impresión por microcontacto de hexadecanethiol con un polidimetilsiloxano (PDMS) sello seguido por el relleno con un glicol terminada alcano tiol monómero produce un patrón en el que las proteínas y las células de absorber sólo a la región hexadecanethiol sellado.

La creación de dos dimensiones con dibujos sustratos para el confinamiento de proteínas y células

Estamos describiendo un método de someter a las células adherentes al esfuerzo cortante de flujo laminar en un circuito de flujo continuo estéril. Adhesión de las células, la morfología puede ser estudiado a través de la cámara transparente, las muestras obtenidas de los circuitos para el análisis de metabolitos y células recolectadas después de la exposición de corte para futuros experimentos o la cultura.

De placas paralelas de flujo y la Cámara de circuito de flujo continuo para evaluar las células progenitoras endoteliales bajo una tensión cortante de flujo laminar

Aprende a detectar estructuras de flujo secundario en arterias curvas usando Velocimetría por Imagen de Partículas y Detección de Estructuras Coherentes. Este método analiza fallas de stents Tipo IV.

Investigación experimental de estructuras secundarias de flujo aguas abajo de una Falla Modelo Tipo IV stent en una sección de prueba 180 ° de la arteria curvada (Video) | JoVE Journal

Investigación experimental de estructuras secundarias de flujo aguas abajo de una Falla Modelo Tipo IV stent en una sección de prueba 180 ° de la arteria curvada

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