Name: 180 ° 곡선 동맥 테스트 섹션에서 모델 유형 IV 스텐트 실패의 다운 스트림 보조 흐름 구조의 실험 조사 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: 학습하세요 180° 곡선 동맥 모델에서 Particle Image Velocimetry와 Coherent Structure Detection을 활용하여 Type IV 스텐트 파손으로 인한 이차 흐름 구조를 분석하는 방법을. 이 기술은 심혈관 혈역학 연구에 중요한 인사이트를 제공합니다.

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저자는 생체 모방 공학 및 Bioinspired 공학에 대한 GW 센터 (코 브레)에서 NSF 부여 CBET-0909678 및 자금 지원을 인정합니다. 우리의 지원을위한 실험실 씨 마티유 Barraja에 도움 씨 크리스토퍼 Popma 씨 리앤 Penna 씨 섀넌 칼라 씨 Shadman 후세인 씨 모하메드 R. Najjari 및 양 제시카 Hinke을 학생들에게 감사 CAD 도면.

<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>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

이 논문에 제시된 프로토콜은 입자 영상 속도계 기술 (PIV)과 일관된 구조 검출 방법, 즉., 연속 웨이블릿 변환을 사용하여 고 충실도 실험 데이터의 취득을 설명합니다 <img alt="식 (1)" src="https://neuron2.jove.com/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> , 소용돌이 및 전단 지배 흐름의 식별에 적합합니다. 이상화 &quot;유형 IV&quot;골절의 존재 생리 유입에서 실험 데이터의 분석 밝혀 그 단순한 유체 다이내믹 이론에​​서 예측 할 수없는 시공간 분포의 유동 구조의 비대칭 변화와 같은 복잡한 유체 역학적 효과 2 차 흐름 구조. 이 프로토콜 즉 실행의 네 가지 중요한 단계가 있습니다. (내가) 디자인 및 실험실 규모의 스텐트 모델의 제조, 혈액과 refrac의 동점도와 일치 혈액 아날로그 작동 유체의 (ⅱ) 준비티브 만곡 동맥 모델 인덱스 (ⅲ) 비 침습적 실험 장치 (2C-2D PIV) 및 (IV...

보조 유동 구조는 만곡 된 파이프 및 채널과 같은 곡률 내부 유동 형상에서 발생하는 선회 흐름 패턴이다. 이러한 선회 구조 인한 원심력, 역 압력 구배 유입 특성의 결합 작용으로 발생한다. . 3 차 유동 모폴로지 크게 박동에 의해 영향 - 일반적으로, 보조 유동 구조 및 진동형 유입 조건에서 대칭 Dean- 및 라인 씨 형 와류가 1 정상 유입 하에서 대칭 딘 형 와류 같은 만곡 관의 평면 단면에 나타나는 타악기의 여러 고조파, 생리 유입 조건. 이러한 구조는 1 유동 비 생리적 (정상 및 진동)에 비해 현저하게 다른 크기 강도 형상 특성을 확보 -. 6 동맥 죽상 경화 병변의 발달 영역에 고주파 전단 진동의 존재에 의해 영향을 낮은 평균 전단 (27) (28)를 경험 </suP&gt;. 보조 유동 구조는 질병 예컨대 아테롬성 동맥 경화증 및 가능의 진행에 영향 인해 벽 전단 응력과 혈액 유래 입자의 노출 시간을 변경함으로써 박동성 혈류 내피 반응을 매개 할 수있다. 죽상 경화증에 대한 일반적인 치료는 폐색 병변 동맥 협착에 기인하는 합병증은 스텐트 이식이다. 스텐트 골절은 또한 의료 등의 스텐트 내 재 협착과 같은 합병증 (ISR), 스텐트 혈전증과 동맥류 형성 9로 이어질 이식 된 스텐트의 구조적인 실패입니다 -. 13 스텐트 골절 다양한 실패 &quot;유형 I-에-IV&quot;로 분류되어, 특징 &quot;유형 IV&quot;가 가장 높은 임상 심각도를 특징 및 스텐트 조각 (14)의 선형 ​​변위와 함께 스텐트 스트럿의 전체 횡 골절로 정의된다. 본 연구에서 제시된 프로토콜은 experimenta 설명곡선 동맥 모델의 이상화 된 &quot;타입 IV&quot;스텐트 골절 하류 보조 유동 구조의 시각화 리터 방법. 제안 된 프로토콜은 다음과 같은 네 가지 필수 기능을 가지고 있습니다 : 설계 및 실험실 규모 스텐트 모델 제작 : 스텐트의 기하학적 설명 니티놀 와이어 (29) (니켈 및 티타늄의 합금)을 사용하여 자체 팽창 나선 (스프링 또는 나선) 세트 얽혀 연관 될 수있다. 스텐트와 지주 지름의 길이는 임상 주입 5 중에 발생한 동맥 병변의 길이 규모에 좌우된다. 파라 메트릭 지주 직경의 변화와 권선 (또는 피치)의 상승은 다양한 기하학적 구성의 스텐트에 연결됩니다. 3D 인쇄를 위해 선택된 스텐트 설계 파라미터의 요약은 표 1에 제시되어있다. 혈액 아날로그 작동 유체의 제조는 유사한만곡 동맥 검사부 광학 액세스 속도 비 침습성 측정을 위해 요구된다 : 혈액의 동점도 시험 부의 굴절률. 따라서, 인간의 혈액을 일치하는 이상적인 굴절률 혈관 모델 인덱스 동적 점도와 함께 작동 유체 뉴턴 혈액 모방 16 정확한 혈류 측정을 얻기 위해 사용된다 -. (18) (30)를 본 연구에 사용 된 작동 유체는보고 독일어 등으로. (2006), (부피 기준) 79 % 포화 수성 요오드화 나트륨 (NaI를), 20 % 순수 글리세롤, 1 %의 물 (16)로 구성된 것이다. 두 개의 구성 요소의 2 차원 입자 화상 속도계 (2C-2D PIV)를 사용하여 코 히어 런트 보조 유동 구조의 검출을위한 실험 구성은 : 실험 하류 다양한 평면의 단면 위치에서의 위상 평균 이차 유동 속도 데이터를 수집하도록 설계되었다 STR의 조합aight 및 구현 만곡 스텐트 부분 이상화 된 &quot;타입 IV&quot;스텐트 골절 5, 6, 9, 14. 입자상 속도계 (PIV) 기술을 이용하여 이차 유속 필드의 취득에 관한 프로토콜 단계로 이루어지는 PIV 시스템을 포함 레이저 (광 시트) 소스 초점 흐름 특별한 상호 상관 전하 결합 소자 (CCD 센서 또는 카메라)과 트레이서 입자의 영역을 조명하기위한 광학 장치의 Δt (짧은 시간 간격 내에서 광 시트에 의해 조명 될 32, 31) 표 4를 참조하십시오. 프로토콜의 단계에서는 가정 다음 우선, 2 화면 단일 노출 기록하여 화상을 평가하는 이성, 이차원 (2C-2D) PIV 시스템의 교정, 실험 장치. 둘째, 2C-2D PIV 시스템은 각각의 기록 동안에 획득 개의 영상 프레임 사이의 상호 상관을 수행하여 추적 된 입자의 평균 변위를 계산한다. BRPIV 사양 및 이미지 수집 소프트웨어의 IEF 요약 재료 및 장비 표에 표시됩니다. 셋째, 레이저를 작동하는 데 필요한 모든 안전 예방 조치는 호스트 기관에 의해 제공되는 가이드 라인에 따라 훈련 기관 담당자가 따른다. 저자는 참고 문헌을 제시한다. , 에어로 하이드로 미세 유체 역학 상관 피크 검출 변위 추정 물질 추적 입자의 밀도, 측정 잡음 및 정확도의 구현 기능 및 PIV 기술의 응용에 대한 전체적인 이해를 위해 31, 32. 또한, 레이저 및 카메라가 PIV 데이터 취득 시스템 (도 3a) 및 데이터 처리 소프트웨어에 의해 제어 될 수 있다는 점에 유의하라. 데이터 수집 및 후 처리 히어 런트 검출 구조의 경우 : 2C-2D PIV를 사용하여 위상 차의 평균 유속의 측정은 이하의 프로토콜 정보를 이용하여 생성 하였다. 후 처리<html> 연속 웨이블렛 변환을 상기 데이터의 ING는 다음과 같은 세 가지 방법을 이용하여 간섭 보조 유동 구조 검출을 포함 <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> 5, 6, 19-24, 26. 저자는 속도 구배 텐서 본질적으로하는 3 × 3 행렬을 참고 <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq2.jpg" /> . 이 프로토콜 (2C-2D PIV 기술)에서 이차원 실험 측정치를 획득하는 방법을 제시한다. 따라서, 속도 구배 텐서에 대한 모든 실험적인 접근이 방법을 사용하여 달성 할 수 없습니다. 각 화소의 속도 구배 텐서 <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq3.jpg" /> PIV 이미지 <img alt="식 (4)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq4.jpg" /> 2 × 2 행렬이어야한다, <img alt="식 (5)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq5.jpg" /> . 는 z 성분 와도quation 6 &quot;SRC =&quot;/ 파일 / ftp_upload / 51288 / 51288eq6.jpg &quot;&gt; 각 픽셀에 대한 / <img alt="식 (7)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq7.jpg" /> 속도 구배 텐서의 반대 칭 부분을 사용하여 계산된다 <img alt="식 (8)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq8.jpg" /> . 그 결과 와도의 2 차원 배열이됩니다 <img alt="식 (9)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq9.jpg" /> 그는 등고선 플롯으로 시각화 할 수 있습니다. 저자는 강력하게 심판을 제안한다. 소용돌이 발산, 변형율 및 코히 런트 검출 구조의 기술 향상을 향한 속도 구배 텐서에 웅변 토의 실험 액세스 25. 또한 저자들은 참조를 상기 간섭 구조 검출 방법 간의 상호 관계를 탐구하고 제안하지 않는다. 그 주제에 대한 종합 토론 23, 24. 프로토콜의 단계의 초점은 보조 흐름 (와류)의 양적 식별이다 일(또한 일관된 구조라고도 함) ructures. 코 히어 런트 검출 구조 즉 세 가지 방법., <img alt="식 (10)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq10.jpg" /> 그리고 잔물결이 와도을 변환 <img alt="식 (11)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq11.jpg" /> 이상화 된 &quot;타입 IV&quot;스텐트 골절 하류 보조 유동 구조의 멀티 - 스케일 멀티 강도 발생의 검출을 향해 속도 필드 데이터에 적용된다. 그만큼 <img alt="식 (12)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq12.jpg" /> 와도 텐서의 유클리드 놈이 균주 19, 23, 속도 24 국지적 속도 구배 행렬은 대칭 적 (스트레인 비율)과 항 - 대칭 (회전) 부분으로 분해되는 것을 지배하는 경우, 공간 영역으로서 와류를 정의한다. 변형율 행렬의 고유 값 계산된다; <img alt="식 (13)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq13.jpg" /> . 변형율의 규범이어서 계산된다; <img의 고도 = &quot;식 (14)&quot;SRC = &quot;/ 파일 / ftp_upload / 51288 / 51288eq14.jpg&quot;/&gt;. 소용돌이는 반 대칭 부분에서 계산된다. Enstrophy 또는 z 성분의 소용돌이의 광장, <img alt="식 (15)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq15.jpg" /> )를 계산한다. 그만큼 <img alt="식 (16)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq16.jpg" /> 마지막으로 계산이고; <img alt="식 (17)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq17.jpg" /> . 전체 집합의 윤곽 플롯 <img alt="식 (18)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq18.jpg" /> 의 이소 - 지역으로 <img alt="식 (19)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq19.jpg" /> 이차 흐름 구조 (19)가 표시됩니다. 그만큼 <img alt="식 (20)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq20.jpg" /> 또한 &#39;소용돌이 힘 &quot;으로 알려진 로컬 속도 구배 텐서의 중요한 점 분석에 의해 수행되는 와류 식별 방법 및 해당 고유 20-24 <strong&gt;. 각 화소의 속도 구배 텐서의 고유치 <img alt="식 (21)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> 계산된다. 고유 값은 형식이어야합니다 <img alt="식 (22)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq22.jpg" /> . 의 윤곽 플롯 <img alt="식 (23)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq23.jpg" /> 의 이소 - 지역으로 <img alt="식 (24)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq24.jpg" /> (22) - 이차 흐름 구조 (20)가 표시됩니다. 방법을 웨이블릿 변환하는 것은 물리적 및 스펙트럼 공간에서 부드러움이있는 분석 기능 (또는 웨이브)를 사용, 허용 (또는 제로 평균을 가지고)와 유한이 <img alt="식 (25)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq25.jpg" /> 5, 6, 26. A는 팽창 된 또는 컨벌루션 저자는 차원 와도 필드 웨이블릿 수축 웨이블릿 변환 와도 <img alt="식 (26)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq26.jpg" /> 필드 c를 생성한다저울과 장점 (5, 6)의 넓은 범위, 2 차원 웨이블릿 변환 와도 필드 (26). 섀넌 엔트로피와 일관된 구조 omprising 모든 간섭 구조가 적절하게 해결하는 최적의 웨이블렛 스케일을 추정하기 위해 계산된다. 이 엔트로피 추정 확률의 세트를 포함 <img alt="식 (27)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq27.jpg" /> 각 픽셀에 대한 <img alt="식 (21)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" /> 되도록 <img alt="식 (28)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq28.jpg" /> , 정규화 된 사각형 위치 m의 픽셀과 관련된 와도 계수, n은 5, 6. 절차상의 단계는 그림 6에 그래픽으로 표시됩니다. 웨이블릿의 선택에 배치 제한은 참고 문헌에 자세히 표시됩니다. 26이 프로토콜 단계는 2D Ricker 웨이블릿을 이용하여 코 히어 런트 검출 구조를위한 절차를 설명한다. 이 사용 w에 대한 정당성선회 패턴 매칭을위한 avelet은 참고 문헌에 제시되어있다. 도 5,도 6과 관련 참조 내에 들었다.

<table><tbody><tr><td>아크릴 튜브 및 시트</td><td>McMaster-Carr Supply Company</td><td></td><td>곡선 동맥 테스트 섹션의 입구 및 출구 파이프 및 재료</td></tr>, <tr><td>Object24 데스크탑 3D 프린터</td>, <td>Stratasys</td><td></td><td>데스크탑 래피드 프로토 타이핑 기계.http://www.stratasys.com</td></tr><tr><td>VeroWhitePlus 불투명 소재</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Object24 데스크탑 3D 프린터</td></tr><tr><td>Fullcure 705</td> <td>용 건축 자재Stratasys</td><td></td><td>비독성 젤 같은 포토폴리머 지원 재료 Object24 데스크탑 3D 프린터</td></tr><tr><td>Ubbelohde 점도계</td><td>Cole Parmer</td><td>YO-98934-12</td><td>혈액-아날로그 유체의 운동학적 점도 측정을 향하여</td></tr><tr><td>VELP scientifica - ESP stirrer&nbsp;</td><td>VELP Scientifica</td><td>F206A0179</td><td>자석 교반기</td></tr><tr><td>Ohaus Scout Pro SP 601&nbsp;</td><td>The Lab Depot</td><td>SP4001</td><td>무게 저울</td></tr><tr><td>굴절계</td><td>Atago</td><td>PAL-RI</td><td>혈액 아날로그 유체의 굴절률 측정을 위해</td></tr><tr><td>비커, 피펫, 주사기 및 주걱</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>CLS710110,&nbsp; CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216</td><td>혈액 아날로그 용액 준비에 필요한 물질을 다루는 데 필요한 나트륨</td></tr><tr><td>요오드</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>383112-2.5KG&nbsp;</td><td>결정</td></tr><tr><td>글리세롤</td><td>시그마 - 알드리치</td><td>G5516-1L</td><td>액체</td></tr><tr><td>탈 이온수</td> <td>-</td><td></td> <td>액체</td></tr><tr><td>티오 황산나트륨 무수</td><td>시그마 - 알드리치</td><td>72049-250G</td><td>분말</td></tr><tr><td>PIV 기록 매체</td><td>LaVision</td><td>이미저 강렬한 10Hz</td><td>PIV 이미지 획득 CCD 카메라</td></tr><tr><td>PIV 조명 소스</td><td>뉴 웨이브 연구</td><td>솔로 III-15</td><td>PIV 레이저 소스, Nd:YAG 레이저, 532 nm, 이중 펄스 70 mJ/pulse</td></tr><tr><td>PIV 이미징 소프트웨어</td><td>LaVision</td><td>DaVis 7.2</td><td>PIV 데이터 수집 및 기기 제어</td></tr><tr><td>PIV 시딩 재료</td><td>Thermo-scientific&nbsp; &nbsp;</td><td>Flouro-Max</td><td>적색 형광 고분자 마이크로스피어(&asymp; 7 &micro; m); 건조 염색 폴리스티렌 (DVB) 형광 마이크로스피어는 더 짧은 빛에 의해 조명될 때 밝고 뚜렷한 색상을 방출합니다. 방출 파장보다 파장.&nbsp;</td></tr></tbody></table>

180 ° 곡선 동맥 테스트 섹션에서 모델 유형 iv 스텐트 실패의 다운 스트림 보조 흐름 구조의 실험 조사

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

인간의 혈관의 동맥 네트워크는 복잡한 형상 (지점, 곡률과 비틀림)에 보편적으로 존재하는 혈관 구성되어 있습니다. 보조 유동 구조에 의한 원심력, 역 압력 구배 유입 특성의 결합 작용으로 만곡 동맥에 발생하는 선회 흐름 패턴이다. 이러한 흐름 모폴로지 크게 박동 및 생리 학적 유입 조건의 여러 고조파의 영향과 1 흐르는 비 생리적 (정상 및 진동)에 비해 크기 강도 형 특성이 크게 변화된다 - (7). 보조 유동 구조 궁극적 죽상 경화증, 재 협착, 혈소판 감작 및 혈전증 (4)의 진행 방향으로 혈액 유래 입자 벽 전단 응력 및 노출 시간에 영향을 미칠 수 - 6, 8-13 따라서, 실험에 따라 이러한 구조를 검출하고 특성화하는 능력. -controlled 조건은 precurs입니다임상 연구를 촉진합니다. 죽상 동맥 경화증에 대한 일반적인 수술 적 치료는 탁 트인 혈액 흐름에 대한 협착 동맥을 열어 스텐트 시술이다. 그러나 때문에 스텐트 설치에 수반 흐름 교란 멀티 규모의 이차 흐름 모폴로지 (4) 결과 -. 6 이러한 일관성의 비대칭 손실로 점진적으로 더 높은 차수의 복잡성은 마주 교란 흐름 5 세 미만 계속되는 스텐트 장애에 의해 유발 될 수있다. 이러한 스텐트 실패는 실패의 고려 사항 및 임상 적 중증도 (14)에 따라 &quot;유형 I-에-IV&quot;로 분류되고있다. 본 연구는 만곡 동맥 스텐트 모델 횡 골절 및 골절 부의 선형 변위 ( &quot;타입 IV&quot;)을 완료하기 때문에 복잡한 보조 유동 구조의 실험 연구를위한 프로토콜을 제공한다. 실험 방법은 입자 화상 속도계의 구현을 포함한다 (도 2C-2전형적인 경동맥 유입 파형 D PIV)는 기술, 굴절률 위상 평균 측정치 (15)에 대한 작동 유체 혈액 아날로그 일치 -. 18 차 유동 구조의 양적 식별이 흐름 물리학의 개념, 중요한 점 이론과 소설을 사용하여 달성되었다 26 - PIV 실험 데이터 5, 6, 19에 적용되는 알고리즘을 웨이블릿 변환.

도 7A-D에 제시된 결과 (참조 :도 5, 6)도 3a에 도시 2C-2D PIV 시스템으로부터 취득한 후 처리 이차 유속 데이터 후에 발생 하였다. 이상화 된 &quot;타입 IV&quot;스텐트 골절 만곡 동맥 시험 부에 공급되는 유입 상태는도 4b에 도시 된 경동맥 파형이다. 우리의 이전 연구 Womersley 번호의 특정 범위 내에 유입 맥동 파형의 다양한 감속 조건 보조 유동 구조의 감도를 입증 <img alt="식 (55)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq55.jpg" /> 4 -. (6) 따라서, 시간 인스턴스 <img alt="식 (56)" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq56.jpg" /> 도 7A-D에<...

협착된 동맥 곡률에 있는 스텐트 임플란트는 스텐트의 완전한 횡방향 파괴 및 골절된 부분의 선형 변위를 포함하는 "유형 IV" 실패가 발생하기 쉽습니다. 우리는 임상적으로 관련된 "유형 IV" 스텐트 실패의 하류에 있는 곡선 동맥 모델에서 2차 흐름(와류) 구조를 감지하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

180 ° 곡선 동맥 테스트 섹션에서 모델 유형 IV 스텐트 실패의 다운 스트림 보조 흐름 구조의 실험 조사

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

이 영상에서는 입자 영상 유속계(Particle Image Velocimetry)와 일관성 구조 검출(Coherent Structure Detection)을 사용하여 곡선형 동맥 모델 내의 2차 유동 또는 와류 구조를 검출함으로써, Type IV 스텐트 실패의 임상적 관련성을 더 잘 이해하는 방법을 보여줍니다. 이 방법은 심혈관 혈역학의 핵심 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 시간이 지나면서 퇴화하고 결국 파손될 수 있는 스텐트가 혈류 패턴에 어떻게 영향을 미치며, 혈관 리모델링 과정에서 질병의 진행에 어떠한 영향을 주는지를 분석할 수 있습니다.이 기술의 주요 장점은 스텐트 및 스텐트 파손이 포함된 복잡한 생리적 동맥 흐름에서 인비보(in-vivo) 및 인비트로(in-vitro) 측정을 용이하게 한다는 점입니다. 시연은 대학원생 Mohammad Najjari와 학부생 Jessica Hinke가 진행합니다. 79% 포화 요오드화 나트륨 용액, 20% 글리세롤, 1% 탈이온수로 구성된 혈액 유사 용액을 준비하십시오.포화 요오드화 나트륨 용액으로 시작하여, 주사기를 사용하여 글리세롤의 전체 부피가 모두 첨가될 때까지 조금씩 나누어 추가합니다. 각 첨가 단계 사이에 용액이 가시적으로 균질해질 때까지 기다리고, 각 글리세롤 첨가량을 기록합니다. 다음으로, 필요한 부피의 물을 추가하고 혈액 유사 용액이 가시적으로 균질해질 때까지 계속 교반합니다.마지막으로, 용액이 투명해질 때까지 스패출러를 사용하여 소량의 티오황산나트륨을 첨가합니다. 먼저, 직선 및 곡선 스텐트 CAD 모델로부터 고해상도 STL 파일을 생성합니다. 소프트웨어의 파일 메뉴에서 내보내기(Export)와 모델(Model)을 선택하십시오.STL 옵션을 선택하고, Chord Height를 0으로 설정한 다음, Angle Control을 1로 설정하십시오. Angle Control 값은 작은 반지름을 가진 표면을 따라 생성되는 테셀레이션의 양을 조절하며, 설정값은 0에서 1 사이로 조정할 수 있습니다. 그런 다음 OK를 클릭하여 STL 파일을 생성하십시오.다음으로, 쾌속 조형(Rapid Prototyping) 장비를 사용하여 스텐트 모델을 제작합니다. 이를 위해 3D 프린팅 소프트웨어를 실행하고 'Insert'를 클릭하여 3D 프린터 컴퓨터에 있는 STL 파일을 찾습니다. 그런 다음 원하는 파일을 선택하고 마우스를 조작하여 화면의 가상 플랫폼

experimental-investigation-secondary-flow-structures-downstream-model

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

스텐 트 유도된 동맥 변형 배포판은 광학 표면 스트레인 측정 시스템을 사용하여 특징. 이러한 시각화 기술은 호스트 혈관에 스텐 트 주입의 영향에 대한 통찰력을 얻기 위해 사용됩니다.

선박의 스텐 트를 배포하는 동안 벽 역학 모니터링

마우스 경동맥 동맥 스텐트 시술의 모델이 설명되어 있습니다. 다른 유사한 방법에 비해,이 절차를 편리하게 다른 약물 용출 스텐트 재 협착의 분자 메커니즘 혈관 벽의 반응에서 공부 할 수있는 가능성을 제공, 매우 빠른, 간단하고 액세스 할 수 있습니다.

재 협착의 연구에 대한 경동맥 스텐트 시술의 쥐과 모형

이 논문은 돼지 오프 펌프 관상동맥 우회술(OPCAB) 모델의 새로운 비폐색성 관상동맥 문합 커넥터에 대해 설명합니다. 이 사용하기 쉬운 관상동맥 커넥터는 최소 침습 OPCAB 수술을 용이하게 할 수 있는 본질적인 잠재력을 가지고 있습니다.

삼위 일체 클립 - - 소설 레이저를 이용한 관상 동맥 문합 커넥터의 평가 돼지 오프 펌프 바이 패스 모델에

우리의 목표는 설계, 제조 및 내피 세포 캡처를위한 강자성 스텐트를 테스트했다. 열 스텐트 파괴에 대해 시험하고, 10 이상이 유지 자성 스텐트에 대해 시험 하였다. 마지막으로, 10 스텐트는 시험관 시험하고 8 개의 스텐트는 세포 캡처 및 보존을 보여 4 돼지에 이식했다.

내피 세포 캡처 및 유지에 대한 강자성 베어 메탈 스텐트

3D 프린터를 사용하여 형상 메모리 폴리머 필라멘트가 압출되어 분기형 관 구조를 형성합니다. 구조는 한 번 접힌 후 가열 할 때 형성 된 모양으로 돌아갈 수 있도록 패턴화되고 모양이 됩니다.

키리가미에서 영감을 받은 구조의 4D 인쇄 된 분기식 스텐트

심근 경색이 발생하기 전에 개입을 안내하기 위해 관상 동맥 경화성 병변이 관상 동맥 혈관에서 진행될 지 결정할 필요가 있습니다. 이 문서에서는 이러한 진행을 예측하는 데 도움이 되는 상용 유한 요소 솔버에서 유체 구조 상호 작용 기술을 사용하여 광학 일관성 단층 촬영에서 동맥의 생체 역학 모델링을 설명합니다.

관상 동맥 경화증 진행의 광학 일관성 단층 촬영 기반 생체 역학 유체 구조 상호 작용 분석

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인간 관상동맥의 생체 내 기계적 특성을 정량화하기 위한 혈관 내 초음파 이미지 기반 유한 요소 모델링 접근 방식 

골드에 긴 사슬 alkane thiols의 형성에서 자기 조립 monolayers은 (샘스) 단백질 패턴 및 셀 감금의 형성을위한 잘 정의된 기판을 제공합니다. 와 backfilling 다음 polydimethylsiloxane (PDMS) 스탬프를 사용하여 hexadecanethiol의 Microcontact 인쇄 글리콜 - 종료 alkane thiol 모노머는 스탬프 hexadecanethiol 지역에 단백질과 세포 adsorb 패턴을 생산하고 있습니다.

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