Investigação de Velocimetria de Imagem de Partículas da Hemodinâmica via Fantasma Aórtico

Summary

O presente protocolo descreve as medições de velocimetria de imagem de partículas (PIV) realizadas para investigar o fluxo sinusino através da configuração in vitro da válvula aórtica transcateter (TAV). Os parâmetros hemodinâmicos baseados na velocidade também são determinados.

Abstract

Disfunção da válvula aórtica e derrame foram recentemente relatados em pacientes com implantação de válvula aórtica transcateter (TAVI). Thrombus no seio aórtico e neo-sinuso devido a alterações hemodinâmicas tem sido suspeito. Experimentos in vitro ajudam a investigar as características hemodinâmicas nos casos em que uma avaliação in vivo se mostra limitada. Experimentos in vitro também são mais robustos, e os parâmetros variáveis são controlados prontamente. A velocimetria de imagem de partículas (PIV) é um método popular de velocimetria para estudos in vitro . Ele fornece um campo de alta velocidade de alta resolução, de tal forma que até mesmo características de fluxo em pequena escala são observadas. O objetivo deste estudo é mostrar como o PIV é usado para investigar o campo de fluxo no seio aórtico após o TAVI. A configuração in vitro do fantasma aórtico, TAVI para PIV e o processo de aquisição de dados e análise de fluxo pós-processamento são descritos. Os parâmetros hemodinâmicos são derivados, incluindo velocidade, estase de fluxo, vórtice, vórtice e residência de partículas. Os resultados confirmam que experimentos in vitro e PIV ajudam a investigar as características hemodinâmicas no seio aórtico.

Introduction

A estenose aórtica é uma doença comum em idosos, e é quando a válvula aórtica não abre, reduzindo o fluxo sanguíneo. O problema é causado pelo espessamento ou calcificação da válvula aórtica¹. Portanto, é necessário um tratamento para aumentar o fluxo sanguíneo e diminuir a carga no coração. É tratado remodelando a válvula aórtica ou substituindo-a por uma válvula artificial. Este estudo se concentra na implantação da válvula aórtica transcateter (TAVI), substituindo a válvula aórtica defeituosa por uma artificial usando um cateter.

A TAVI tem sido recomendada para pacientes desafiados em cirurgia, e a mortalidade ta....

Protocol

1. Configuração in vitro

1. Prepare a configuração experimental em uma tabela óptica, incluindo uma bomba de pistão, um dispositivo de aquisição de dados (DAQ) e um computador com o software de engenharia de sistema necessário e um software de controle de motor (ver Tabela de Materiais) (Figura 1).
   NOTA: A bomba do pistão foi previamente testada e calibrada e consiste em um motor, motor driver e atuador linear⁹.
2. Importe o arquivo de planilha com as informações da taxa de fluxo para o software de engenharia do sistema.
   NOTA: Por exemplo, a frequência ....

Results

Os campos de velocidade mostraram uma estrutura de fluxo sinusal diferente dependendo do diâmetro da válvula na Figura 4. Para o TAV (23 mm), a velocidade foi superior a 0,05 m/s entre TAV e STJ desde o início do sistole até o pico de sístole que o TAV foi aberto usando o jato de encaminhamento. A alta velocidade foi então distribuída em uma faixa estreita perto do stent no final do sístole. A velocidade na diastole foi inferior a 0,025 m/s, e dois vórtices com baixa velocidade apareceram. P.......

Discussion

O fluxo sinuso mudou devido a diferentes geometria sinusas depois de TAVI. O vórtice foi formado pela abertura da válvula aórtica e pela interação com o jato dianteiro da sístole²². No estudo da válvula cirúrgica artificial sem folhetos nativos, o vórtice observado na região do seio na sístole foi normal²³. Este estudo forma o vórtice apresentado na diastole reduzindo o jato dianteiro e entrando no seio. O fluxo sinuso encontrou o folheto nativo; como resultado, ele se divi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Impressora 3D	Prusa Research		Original Prusa i3 MK2; Impressora FDM
Barra de alumínio (quadrada)	APSPRO	KHP-3030, KHP-6060	Dimensão: 30 mm x 30 mm, 60 mm x 60 mm
Bomba de bulbo	Skyhope		MHL-1
Software de controle de câmera	Phantom	PCC 3.4 software	O software controla a câmera de alta velocidade
Válvula de retenção	TUBO		Válvula de retenção; 1/2 polegada (15A)
Digital Aqusition dispositivo	National Instruments		USB-6001
Glicerina	ANU Coréia		Usado para fazer um fluido
de trabalho Câmera de alta velocidade	Phantom		Phantom VEO 710E-L
Laser	Changchun New Industries Optoelectronics Technology		MGL-W-532; CW Nd:YAG
Laser Atuador linear	THOMSON		PC-40; converte o movimento rotacional em movimento lenear
Lente macro	Nikon		VR Micro-NIKKOR 105mm, f/2.8 G
Motor	KOLLMORGEN		AKM33H-ANCNR-00; Servo motor DC
Software de controle do motor	KOLLMORGEN		Software Kollmorgen; o software controla o driver do motor
Driver do motor	KOLLMORGEN		AKD-B00606-NBAN-0000
Plataforma prototípica eletrônica de código aberto	Arduino	A000066	Arduino Uno R3. É usado para fazer uma mesa óptica de gatilho externo
	SMTECH		1800 (L) x 900 (B) x 800 (A)
Partícula	Dantec Dynamics	80A6011	Esfera de vidro oca. Diâmetro médio:10 µ m, Densidade: 1090 kg/m3
PIVlab	PIVlab		Algoritmo de código aberto baseado no manômetro MATLAB https://kr.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27659-pivlab-particle-image-velocimetry-piv-tool-with-gui
	OMEGA		PX309-015A5V. Faixa de medição: 0~15psi
Refratômetro	ATAGO	2350	R-5000. Refratômetro portátil; faixa de medição: 1.333-1.520
Válvula de resistência	HANJU STEEL PIPE		Válvula de esfera; 1/2 polegada (15A)
Solução salina	DAI HAN PHARM		É usado para fazer um fluido de trabalho e para preservar a mangueira de silicone TAV
	HSW		Diâmetro interno 26mm, diâmetro externo 30mm; Comprimento de entrada 5m, Comprimento de saída 1,5m
de engenharia de sistema	Software National Instruments		LabVIEW. O software controla o DAQ.
Válvula Aórtica Transcateter, TAV (23 mm) e TAV (26 mm)	Edwards Lifesciences		SAPIEN3 23mm, SAPIEN3 26mm. É apoiado pela Seoul Asan
Medical Viscosmeter	Brookfiled		DVELV; Faixa de medição: 1-2x109 cp