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

סרטון זה מראה כיצד להשתמש ב-Particle Image Velocimetry, ובזיהוי מבנה קוהרנטי, כדי לזהות זרימה משנית או מבנים וורטיקליים במודל עורק עקום, כדי להבין טוב יותר את הרלוונטיות הקלינית של כשלים בסטנטים מסוג IV. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בהמודינמיקה קרדיווסקולרית. כגון, כיצד סטנטים, שעלולים להידרדר עם הזמן ובסופו של דבר להישבר, יכולים להשפיע על דפוסי זרימת הדם ולהשפיע על התקדמות המחלה בשיפוץ כלי הדם.

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מאפשרת חקירה של מדידות in-vivo ו-in-vitro בזרימות עורקים פיזיולוגיות מורכבות הכוללות שברים בסטנט ובסטנט. המדגימים את הנוהל יהיו מוחמד נג'ארי, סטודנט לתואר שני, וג'סיקה הינקה, סטודנטית לתואר ראשון. הכינו תמיסה אנלוגית לדם המורכבת מתמיסת נתרן יודיד רוויה 79%, 20% גליצרול ו-1% מים נטולי יונים.

התחל עם תמיסת נתרן יודיד רוויה, ולאחר מכן, הוסף את הגליצרול במרווחים קטנים באמצעות מזרק עד להוספת כל נפח הגליצרול. בין התוספות, המתן עד שהתמיסה תהפוך להומוגנית באופן גלוי, ושים לב לנפח של כל תוספת גליצרול. לאחר מכן, הוסיפו את נפח המים הנדרש, המשיכו לערבב עד שהתמיסה האנלוגית בדם תהיה הומוגנית בעליל.

לבסוף, הוסף כמויות קטנות מאוד של נתרן תיוסולפט, בעזרת מרית עד שהתמיסה צלולה אופטית. כדי להתחיל, צור קבצי STL ברזולוציה גבוהה מדגמי הסטנט הישר והמעוקל. בתוכנה, בחר ייצוא ודגם מתפריט הקובץ.

בחר באפשרות STL, הגדר את גובה האקורד לאפס והגדר את בקרת הזווית לאחד. ערך בקרת הזווית מווסת את כמות הטסלציה לאורך פני השטח עם רדיוסים קטנים, וניתן לכוונן את ההגדרה בין אפס לאחד. לאחר מכן, לחץ על אישור כדי ליצור את קובץ ה-STL.

לאחר מכן, ייצרו את דגמי הסטנט במכונת אב טיפוס מהירה. לשם כך, הפעל את תוכנת הדפסת התלת מימד ולחץ על הוספה כדי לאתר את קובץ STL במחשב מדפסת התלת מימד. לאחר מכן, בחר את הרצוי file והניע את העכבר כדי למקם את ה-STL file על פלטפורמה וירטואלית על המסך.

לאחר מכן, באמצעות החלקים המודפסים בתלת מימד, התקן את הסטנט בקטע בדיקת העורקים המעוקלים כדי לשחזר תרחיש שבר אידיאלי מסוג IV. כרוך בשבר רוחבי שלם של סטנטים ותזוזה ליניארית של חלקים מקוטעים. כעת, הרכיבו את ההתקנה על שולחן אופטי.

חבר את צינורות האקריליק הישרים לכניסה ויציאה של קטע בדיקת עורק מעוקל של 180 מעלות. כדי להתחיל, התאם באופן גס את מיקום הלייזר על ידי הארת פיסת נייר קטנה. הפוך את יריעת הלייזר לעובי של כ-2 מ"מ על ידי התאמת המיקוד.

לאחר מכן, כוון את יריעת הלייזר לאורך החלק של 90 מעלות של אזור המדידה כשהיריעה מאונכת לשולחן. לאחר מכן, הנח מצלמה ליד מיקום מעלות האפס או 180 מעלות כדי view אזור החתך המואר על ידי יריעת הלייזר. התאם בהדרגה את יישור הלייזר והמצלמה כך שהמצלמה תראה את החתך המעגלי של העורק המעוקל עם עיוות חלקיקים מינימלי, המוערך באמצעות פונקציית Grab בתוכנה.

לאחר שהמצלמה והלייזר נמצאים במקומם, רכוש תמונות של שדות הזרימה המשניים. ראשית, הפעל את המשאבה הניתנת לתכנות. בתוכנית בקרת מכשירי המשאבה, הגדר את המשרעת לוולט אחד.

הגדר את היסט ה-DC לאפס וולט. הגדר את מספר הצעדים המתוזמנים ל- 1000 והגדר את פרק הזמן לארבע שניות. הגדרות נוספות נדונות בפרוטוקול הטקסט.

לאחר מכן, טען את קובץ הטקסט המכיל את הערכים עבור צורת גל הזמן של המתח, והפעל את התוכנית כדי לספק את נוזל הדם האנלוגי לניסוי. בתוכנית PIV Data Acquisition, לאחר לחיצה על הקלטות חדשות הכרטיסייה, בחר את המכשיר תחת הקטע הגדרות, ואשר שהלייזר מוגדר למצב מופעל עם הגדרות החשמל המתאימות. נווט אל בקרת לייזר כדי לאשר את הערכים.

נווט אל תזמון והגדר אותו לטריגר מחזורי חיצוני. לחץ על רכישה, בחר סריקת טבלה, ערוך סריקת טבלה, צרף סריקה ואכלס את הגדרות הסריקה על ידי הזנת שעת התחלה המייצגת האטה סיסטולית. תוספת זמן ושעת סיום של רכישת נתוני PIV.

יש לכוונן את זמן הייחוס, DT1 או הזמן בין פולסי לייזר. לאחר מכן, לחץ על סגור. תחת Acquisit, לחץ על רכישת תמונות והזן את מספר התמונות כ-200.

כעת, מערכת ה-PIV מוכנה לרכוש נתונים. בחר התחל הקלטה כדי לרכוש מדידות לפי שלב, באמצעות אות ההדק מבקרת מכשיר המשאבה. לאחר מכן יירכש המספר המוגדר של שדות מישור או מהירות בכל מופע זמן, ובמיקום קטע הבדיקה שנקבע מראש של 90 מעלות.

בסיום ההקלטה, כבה את הלייזר. כבה את המשאבה, כבה את המצלמה והחלף את מכסה העדשה. באמצעות קובץ הקוד המשלים, חשב את השדות מהירויות זרימה משניות ממוצעות ו-RMS Secondary Flowcities, מערבולת וחוזק מסתחרר.

בתוכנה, אתחול הגדרה הנוגעת לקנה מידה מוגדר ושלח להגדרת מסכה. עיין בקובץ הקוד המשלים לקבלת פרטים. בתוכנה, לחץ לחיצה ימנית על כל נתוני PIV והתחל עיבוד אצווה.

בחר את הפעולה סטטיסטיקה וקטורית, תוצאות שדה וקטורי מהקבוצה סטטיסטיקה, ולחץ על פרמטר בתיבת הדו-שיח. החלף את אפשרויות ה- V ו- RMSV הממוצעות תחת הקטע שדה וקטור. לאחר מכן, בחר את הפעולה מערבולות מהקבוצה חלץ שדות סקלריים סיבוב וגזירה.

זה מוצא את המערבולת הדו-ממדית בחתך המישורי. כעת, התחל את העיבוד על ידי לחיצה ימנית על כל נתוני PIV תחת חלון הפרויקט, ובחירה ב-Hyperloop All Sets. כדי לחשב את שדות חוזק הסיבוב לזיהוי מבני זרימה משניים, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על כל נתוני PIV, בחר שדה וקטור מהירות בעץ והתחל עיבוד אצווה.

לאחר מכן, בחר את הפעולה כוח מסתחרר מהקבוצה חלץ שדות סקלריים סיבוב וגזירה, ולחץ על סגור. כעת, לחץ לחיצה ימנית על אותו שדה וקטור מהירות, בחר Hyperloop All Sets והתאם את הפרמטרים לעיבוד אצווה כמו קודם. לבסוף, בצע את החישוב של שדות הכוח המסתחרר.

נתוני מהירות זרימה משנית במיקום חתך של 90 מעלות, נרכשו ממערכת 2C 2D PIV. מצב הזרימה שסופק לקטע בדיקת העורק המעוקל עם שבר סטנט מסוג IV אידיאלי היה צורת גל עורק הצוואר. נתוני השדה של מהירות הזרימה המשנית נוצרו בטכניקת PIV, באמצעות סנכרון של טריגר המיוצר על ידי מחשב הבקרה של מכשיר המשאבה.

עיבוד לאחר הנתונים הוחל על הנתונים המפוקסלים, כדי לקבוע את קריטריון ה-Q ו-Swirling Strength או Landis ci-criterion במהלך ההאטה הסיסטולית הושוו שדות הזרימה המבוססים על חוזק מסתחרר וקריטריון Q. הדפוסים הוורטיקליים המסומנים בתווי DLW, המייצגים דפוסים מעוותים של DLW מסוג דין-לין ווול, ואזורים שנשלטו על ידי מתח, נבדקו בארבעה מיקומי חתך נפרדים במהלך האטה סיסטולית.

השיטה המבוססת על Wavelet Transformed הרציפה יושמה על שדה מערבולת הזרימה המשני, שאפשרה זיהוי מערבולת עם פירוט רב יותר בצורה, בגודל ובעוצמה. לבסוף, הושוו שדות הזרימה המבוססים על קריטריון Q, חוזק מסתחרר ו-Wavelet Transformed. השיטה המבוססת על Wavelet Transformed חשפה את נוכחותם של דפוסי וורטיקל מורכבים עם פירוט רב בגודל, קנה מידה ועוצמה.

לאחר השליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך כשמונה שעות, כולל רכישת נתוני PIV ועיבוד לאחר מכן, לאחר הדפסת סטנטים של המודל במדפסת התלת מימד. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לוודא שמקדם השבירה של הנוזל האנלוגי בדם מותאם כראוי באמצעות כמויות זעירות של נתרן תיוסולפט. בעתיד, כדי לשפר את דיוק התוצאות של הפרתיאוריה, ולמזער את העיוות האופטי, נשתמש במפת כיול PIV כזו.

לאחר הליך זה, ניתן להעריך זרימות בכלי דם ספציפיים למטופל על מנת לענות על שאלות נוספות הנוגעות למצבים פתולוגיים, מה שמאפשר גישה חסרת תקדים להמודינמיקה של תותבות, שתלי סטנטים וסטנטים שבורים.