Name: Parçacık Hızı Echo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-27T12:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 31 s
Description: Öğrenin, EPIV sistemi ile opak akışkanlarda iki boyutlu hız alanlarını ölçme yöntemini. Laminar boru akışında doğrulama ölçümleriyle sistemin yeteneklerini keşfedin.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar minnetle Ulusal Bilim Vakfı, CBET0846359, hibe monitör Horst Henning Winter destek için minnettarım.

1. Bir Ölçülebilir Akış oluşturma <ol><li> EPIV validasyon ölçümleri, gliserin su solüsyonu (-% 50 su% 50 gliserin) boru akış gösterilecektir. Deneysel bir düzeneğin şematik Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. </li><li> 10 mikron bir nominal çapa sahip içi boş cam küreler milyon başına yaklaşık olarak 17 ağırlık parçalar arasında bir konsantrasyonda sıvı ilave edilir. Içi boş cam küreler ultrason kontrast maddeler olarak hizmet, ve bunların büyüklüğü ve yoğunluğu onlar pasif sıvı akışını izleyin şekilde seçilir. 10. </li><li> Sabit voltaj, bilinen bir akış hızı tanıtmak için pompa ile beslenir. Akış hızı U boru ortalama hız U &lt;&lt; ΔX / Dt, ΔX EPIV ölçüm hacminin doğrusal uzunluğu ve Dt görüntüleri arasında zaman adımı, yani olduğu gibi seçilir, akış gerekirse ultrason sy fps göre &quot;yavaş&quot;kök. 3 </li></ol> 2. Ultrason kalibre <ol><li> Dış boru duvara ultrason probu monte edin. Topikal jel, su bazlı, sonda yüz ve boru duvarı arasında ultrason huzmesinin transmisyon kaybını en aza indirmek için, ultrason prob uygulanır. </li><li> Ultrason makinesi açın. Ultrason görüntüleri canlı akışı tüm sistemleri yük bir kez otomatik olarak başlar. </li><li> Ultrason makinenin kontrol panelindeki Derinlik Kontrol düğmesini kullanarak görüntü derinliği ayarlayın. </li><li> Ultrason makinenin kontrol panelindeki 2B Kazanç düğmesini kullanarak toplam resim kazancı ayarlayın. </li><li> Boru duvarları saçılma inceltmek ve ultrason sinyal derinliği ile ilgili zayıflama telafi etmek için Zaman Kazanç Tazminat (TGC) kaydırıcıları ayarlayın. </li><li> Resim genişliği, odak, prob işletim frekans, ve kare hızı atanabilir kontrol düğmesi kullanılarak ayarlanır. BunlarKontrol panelinin sol üst köşesinde bulunan dört düğme, sistem çalıştığı moduna göre değişir. 2B modunda (halen kullanılan gibi), sol-sağ düğmeleri sırasıyla genişliği, odak, frekans karşılık, ve kare hızı. Ultrason görüntüleme 9 temel ilkeleri sayesinde, bu dört parametre doğal birleştiğinde unutmayın. Sonuç olarak, belirli bir ultrason resim taraması için (yani, bir EPIV deney) mekansal ve zamansal çözünürlük arasında bir trade-off vardır. </li><li> 10 mikron içi boş cam küreler ile tohumlanan boru akış temsilcisi ultrason görüntüsü için Şekil 2&#39;ye bakınız. Sınırlı yanal çözünürlüğü nedeniyle, cam küreleri yanal yönde sürülür dikkat ediniz ve görüntü olarak elipsoid gibi görünür. </li></ol> 3. Veri Toplama <ol><li> Yeni bir deneme başlatmak için ultrason kontrol panelinde Yeni Sınav düğmesine basın. </li><li> Bir oluşturmaSoyad ve Ad ve Hasta ID testi sayısında bugünün tarihi Boru Akış girerek yeni bir &quot;hasta&quot;. </li><li> 1000-1500 görüntüler arasındaki önceden ayarlanmış maksimum Yeni bir tarama döngüsü başlar sonra, ulaşana kadar &quot;hasta&quot; oluşturulmasını takiben, bir ultrason taraması başlar. Ultrason kontrol paneli üzerindeki Freeze tuşuna iki kez basıldığında görüntülerin maksimum preset numarasını ulaşan zaman önce de tarama başlayacaktır. </li><li> Ultrason görüntüleri iyi bir dizi (örneğin, keskin çekirdek tanecik görüntüler ve yeterli tohum parçacık yoğunluğu) elde edildikten sonra, görüntü yakalama durdurmak için ultrason kontrol panelindeki Freeze tuşuna basın. </li><li> Ultrason kontrol panelindeki Cineloop düğmesine basın. Seçmek için sette ilk görüntüyü seçmek için ultrason kontrol panelindeki Lisans düğme kullanılarak analiz edilecek ultrason görüntüleri seti ve son Döngüsü düğmesini seçinsette son görüntü. </li><li> Ultrason görüntüleri seçili kümesini kaydetmek için ultrason kontrol panelindeki Image Store düğmesine basın. </li><li> Ultrason kontrol panelindeki Arşiv düğmesine basın ve Bitiş Sınav seçmek için fare imlecini kullanın. Bu kullanıcının yerel sabit diske kaydetmek için görüntü veya cineloops seçmenizi isteyecektir. Ilgi cineloop (lar) daha sonra sınav çıkın seçin. </li><li> Ultrason kontrol panelindeki Arşiv düğmesine basın ve ilk Daha seçmek için fare imleci kullanın ve ardından Disk yönetimi seçin. Disk yönetimi PIV yazılımı çalıştıran bilgisayara kaydedilen cineloop (ler) yönlendireceğiz. </li></ol> 4. Filetype dönüştürme <ol><li> Bir ultrason görüntüsü tıp (DICOM) ultrason makine üzerinde dosya türü bir dijital görüntüleme iletişim olarak depolanır. Açılmış ve PIV yazılım tarafından okunabilir için, DICOM dosyaları resim dosyası için dönüştürülmesi gerekir. Halen,Matlab komut dosyası çalıştıran DICOM2JPG.m DICOM dosyaları Joint Photographic Experts Group (JPEG) dosya türüne dönüştürmek için kullanılır. </li><li> JPEG ultrason görüntüleri ardından LaVision gelen Davis yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. </li></ol> 5. D (x, y) Davis kullanarak Deplasman Alanları, Bilgisayar <ol><li> Çift fare PC&#39;de Davis simgesini tıklatın. Yeni Proje&#39;yi seçin. PIV seçin. </li><li> Araç çubuğunda Import Images seçin ve Numaralı Files üzerinden İthalat seçin. Açılan menüde, JPEG ultrason görüntülerin saklandığı klasörü bulun ve çift setinin ilk resmin üzerine tıklayın. Bu, numaralandırılmış kümesindeki tüm ultrason görüntüleri ithal edecek. </li><li> Tipik bir görüntü maskesi işlenecek ultrason görüntüsünü ilgi bölgesi (ROI) izole etmek için tanımlanmış olacaktır. Boru akışı için, maske boru duvarları (yani, sıvı) arasındaki ROI tanımlamak için kullanılır. </li><li> Davis ana kontrol paneline gidin, aktarılan görüntüler içeren Akım Projesi kapsamında bulunan sekmesini seçin ve sekme etiketli Toplu İşleme seçin. Bu ithal ultrason görüntüleri toplu işlem için Davis vektör işleme penceresi sağlar. </li><li> Işlemleri listesinden, PIV-Süresi-serisi ağaç kullanılarak vektör hesaplama parametrelerin seçimi, ve vektör işlem için kullanılacak parametreleri seçin. Bir maskesi kullanıldığı takdirde, kutusu Veri Aralığı onay = vektörü hesaplama parametre menüsünde maskelenmiş alanı kullanabilirsiniz. Vektörü hesaplama parametreleri optimum seçimi akış geometrisi, akış özellikleri, görüntü çözünürlüğü, izleyici parçacık yoğunluğu ve istenilen flow analizi bağımlı olduğunu unutmayın. 10. Boru akış ölçümleri için, genellikle iyi sonuçlar vermiştir parametreler 32 x 32 piksel, 2 ila 8 x azalan sorgulama boyutu ile çok pasolu vardır% 50 örtüşme ile 8 piksel 2,. Bağıl vektör aralığı kısıtlaması ± Tüm (pencere boyutu / 2) ve mutlak vektör aralığı kısıtlaması ± 5 piksel olarak ayarlandı için kurulmuştur. Son olarak, bir 3 x 3pixel 2 medyan bastırmak ve gürültüyü filtreler vektör alanları düzeltmek için kullanılmıştır. </li><li> Toplu işlem ekranının sol tarafında, görüntülerin işleneceği toplam miktarını seçin ve start işleme seçin. Bu çapraz korelasyon algoritmaları kullanarak ardışık ultrason görüntüleri arasında, D (x, y) değiştirme alanı hesaplamak olacaktır. </li></ol> 6. Vektör Alanları Analizi <ol><li> Post-processing ve veri analizi için, EPIV vektör alanları. Txt dosyası olarak Davis ihraç edilmektedir. Bu proje ekranında JPEG görüntüsü dalı altında yer değiştirme vektörü dal seçilerek elde edilir. Araç çubuğunda, İhracat sekmesini seçin, dosya türü ASCII seçeneğini seçin. Txt, seçim / bir ihracat klasör oluşturun, bird seçeneğini İhracat. </li><li> Ihraç vektör alanları 00001 ≤ xxxxx ≤ 99999 Bxxxxx.txt, B belirten tamponu ile adlandırılır. Her dosya dört veri sütunları içerir: görüntü vektörünün (1) x-konumu, görüntü vektör (2) y-location, (3) deplasman x-bileşeni (yani streamwise deplasman), (4) Yerinden y-bileşeni (yani, duvar-normal deplasman). Bxxxxx.txt dosyaları ilk görüntü çiftleri arasındaki zaman adımı bilerek, DT [s] ve görüntü büyütme, M [metre / piksel], yani u (x, y, hız alanı hesaplamak için MATLAB açıldı ve işlenir ) = MD (x, y) / DT. Görüntüleri arasında zaman adımı AT = 1/fps + D (x, y) / B, B [piksel / s] ultrason probu görüntünün genişliği boyunca süpürmek için geçen süredir. Bu çalışmada, M = 77 [um / piksel], fps = 49.5 [1 / s] ve B = 25047 [piksel / s]. Sonra, ensemdiğer ilgi akış miktarları arasındaki ble ortalama hız vektör alanları, ortalama hızın duvar normal profillerden, hesaplanır. (Bölüm Temsilcisi Sonuçlar bakınız.) </li></ol>

<ol><li>White, F. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWhite%2C+FM+%22Fluid+Mechanics%22">Fluid Mechanics</a>. , McGraw Hill. New York, New York. (1994).</li>
<li>Hak, M. G. ad-el <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHak%2C+MGad-el+%22Flow+Control%3A+Passive%2C+Active%2C+and+Reactive+Flow+Management%22">Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management</a>. , University Press. Oxford. (2000).</li>
<li>Kim, B. H., Hertzberg, J. R., Shandas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+validation+of+echo+PIV%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Development and validation of echo PIV.</a> Exp. Fluids. 36, 455-462 (2004).</li>
<li>Zheng, H., Liu, L., Williams, L., Hertzberg, J. R., Lanning, C., Shandas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real+time+multicomponent+echo+particle+image+velocimetry+technique+for+opaque+flow+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Real time multicomponent echo particle image velocimetry technique for opaque flow imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 88, 261915(2006).</li>
<li>Beulen, B., Bijnens, N., Rutten, M., Brands, P., van de Vosse, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perpendicular+ultrasound+velocity+measurement+by+2D+cross+correlation+of+RF+data.+Part+A%3A+validation+in+a+straight+tube%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">Perpendicular ultrasound velocity measurement by 2D cross correlation of RF data. Part A: validation in a straight tube.</a> Exp. Fluids. 49, 1177-1186 (2010).</li>
<li>Poelma, C., Mari, J. M., Foin, N., Tang, M. -X., Krams, R., Caro, C. G., Weinberg, P. D., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Flow+reconstruction+using+ultrasound+PIV%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Fluids%22%5BJournal%5D)">3D Flow reconstruction using ultrasound PIV.</a> Exp. Fluids. 50, 777-785 (2011).</li>
<li>GE VINGMED ULTRASOUND A/A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Vivid+7%2FVivid+7+PRO+User%C3%A2%E2%82%AC%E2%84%A2s+Manual%22">Vivid 7/Vivid 7 PRO Userâ€™s Manual</a>. , FC092326 edition, GE VINGMED. Horten, Norway. (1988).</li>
<li>DaVis Software for Intelligent Imaging [Internet]. , LaVision. Michigan. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.lavision.de/en/download.php?id=3">http://www.lavision.de/en/download.php?id=3</a> (2013).</li>
<li>Szabo, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSzabo%2C+T+%22Diagnostic+Ultrasound+Imaging%3A+Inside+Out%22">Diagnostic Ultrasound Imaging: Inside Out</a>. , Elsevier Academic Press. Burlington, MA. (2004).</li>
<li>Raffel, M., Willert, C., Wereley, S., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRaffel%2C+M+%22Particle+Image+Velocimetry%3A+A+Practical+Guide%22">Particle Image Velocimetry: A Practical Guide</a>. , Springer-Verlag. Berlin Heidelberg New York. (2007).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa etmek başka bir şey var.

Optik opak sıvılar veya optik opak geometrileri vasıtasıyla hızının iki boyutlu alanları edinme yeteneğine sahip bir yankı parçacık görüntü velosimetri (EPIV) sistemi için işletim protokolü tanımlanmıştır. EPIV Pratik uygulama opak sıvıların akışını pek çok uygulamada oluşur endüstriyel ve biyolojik akış sistemleri, çalışma için çok uygundur. Burada sunulan belirli sistem amaca uygun lignoselülozik etanol üretiminde kullanılan sıvılaştırılmış biyokütle akışkanların akış özelliklerini incelemek üzere yapılmıştır. EPIV ye...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> Ultrason Makinesi </td><td> GE </td><td> Vivid 7 Pro </td><td></td></tr><tr><td> Doğrusal Ultrason Array </td><td> GE </td><td> 10 L </td><td></td></tr><tr><td> DC Su Pompası </td><td> KNF </td><td> NF 10 KPDC </td><td></td></tr><tr><td> Vektör İşleme Yazılımı </td><td> Lavision </td><td> DAVIS 7.2 </td><td></td></tr><tr><td> İşleme Yazılımı Ver </td><td> Mathworks </td><td> MATLAB 7.12 </td><td></td></tr><tr><td> Akrilik Boru </td><td> McMaster-Arabar </td><td> 8486K531 </td><td></td></tr><tr><td> Ultrason Jel </td><td> Parker </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr></tbody></table>

parçacık hızı echo

Echo Particle Image Velocimetry

Kütle, momentum ve akışkan enerji nakil sonuçta akışkan hızı alanın zamanmekansal dağılımları ile belirlenir. 1. Sonuç olarak, anlayış için bir önkoşul, tahmin, ve sıvı akışını kontrol ile hız alanı ölçmek için yetenektir mekansal ve yeterli temporal çözünürlük. 2 optik opak sıvılar veya optik opak geometrileri vasıtasıyla hız ölçümleri için, partikül görüntü velosimetri (EPIV) hızı &quot;anlık&quot; iki boyutlu alanları oluşturmak için çekici bir tanı yöntemidir echo. Bunda 3,4,5,6 kağıt, Hagen-Poiseuille içinde işletim yazılımı 8 açıklanan ticari parçacık görüntülemeli hız (PIV) çalıştıran bir PC ile ticari bir tıbbi ultrason makinesi 7 bütünleştirerek inşa EPIV sistemi için protokol ve validasyon ölçümleri (yani, laminer boru) akımı bildirilmiştir . EPIV ölçüm içinments, tıbbi ultrason makineye bağlı olan bir faz dizi sonda farklı zamanlarda piezoelektrik elemanlarının darbe sonda ile bir iki boyutlu bir ultrason görüntüsü oluşturmak için kullanılır. Her prob elemanı sıvı içine ultrason darbe iletir ve sıvı (doğal ya da numaralı seribaşı olarak) tracer parçacıkları geri onlar kaydedilir prob ultrason ekoları yansıtmaktadır. Iletim için göreli yansıyan ultrason dalgaları ve zaman gecikmesi genlik B-mod (parlaklık modu) iki-boyutlu görüntü ultrason olarak bilinen oluşturmak için kullanılır. Spesifik olarak, zaman gecikmesi sıvı içinde çalısılan konumunu belirlemek için kullanılır ve genlik çalısılan için yoğunluk vermek için kullanılır. Tek bir B-mod görüntü, t, elde etmek için gerekli süre, faz dizi sonda bütün elemanları pulse almak süre ile belirlenir. Birden B-mod görüntü, saniye başına kare sistemin kare hızı (fps) = 1 / &amp; de edinmek içinLTA, t. (Ultrasonografi bir inceleme için 9&#39;a bakınız.) Tipik bir EPIV deneme için, kare hızı 20-60 akış koşullarına bağlı fps, akış izleyici parçacıkların mekansal dağılımının 100-1000 B-mod görüntüler arasında elde edilir. Bir kez satın, B-mod ultrason görüntüleri PIV ticari yazılım çalıştıran bilgisayara ethernet bağlantısı yoluyla iletilir. PIV yazılım, izleyici partikül yer değiştirme alanları, D (x, y) [piksel] kullanarak, (burada x ve y sırasıyla, ultrason görüntüsünde yatay ve dikey mekansal konumunu ifade) art arda ultrason çapraz korelasyon algoritmalar uygulanarak elde edilen B- modunu görüntüler. 10 hız alanları, u (x, y) [m / s], görüntü çiftleri arasındaki zaman adımı bilerek, deplasmanlar alanlardan belirlenir, DT [s] ve görüntü büyütme, M [metre / piksel ], yani, u (x, y) = MD (x, y) / DT. Zaman adım between görüntüleri AT = 1/fps + D (x, y) / B, B [piksel / s] ultrason probu görüntünün genişliği boyunca süpürmek için geçen süredir. Bu çalışmada, M = 77 [um / piksel], fps = 49.5 [1 / s] ve B = 25047 [piksel / s]. Bir kez alınan, hız alanları ilgi akış miktarları hesaplamak için analiz edilebilir.

Ani bir yankı Parçacık Hızı (EPIV) vektör alanı Şekil 3 &#39;de gösterilmiştir. Vektör arsa hız vektörleri her dördüncü sütunda gösterir ve arka plan rengini kontur haritası ivme büyüklüğünü karşılık gelir. Bir topluluk ortalaması vektör arsa 1000 anlık EPIV vektör grafikleri üzerinde ortalama Şekil 4&#39;te gösterilmiştir. Boru akışı ile uyumlu olarak, hız vektörleri streamwise yönde öncelikle vardır, büyük hızlar boru merkez meydana, ve hızları boru duvarlarında sıfıra kadar düşebilir...

Optik opak sıvılar veya optik opak geometrileri vasıtasıyla hızının iki boyutlu alanları edinme yeteneğine sahip bir yankı parçacık görüntülemeli hız (EPIV) sistemi tanımlanmakta olup, boru akışı validasyon ölçümleri bildirilmiştir.

Parçacık Hızı Echo

Akışkan akışlarında kütle, momentum ve enerjinin taşınımı, nihayetinde akışkan hız alanının zamansal ve mekansal dağılımları tarafından belirlenir.1 ...

Bu deneyin amacı, laminer boru akışı olarak da bilinen Hagen-Poiseuille akışında iki boyutlu, anlık hız alanları elde etmektir. Su ve gliserinin 50/50 karışımından oluşan yeniden sirküle eden bir boru akışında, eko parçacık görüntüleme hız ölçümü (E-PIV) doğrulama ölçümleri gösterilmektedir. Burada kullanılan boru akış sistemi, akışı yürütmek için bir akvaryum pompası tarafından korunan sabit bir basınç yüksekliği kullanır.Faz dizili bir ultrason probu, akış sisteminin boru duvarına monte edilir ve B modunda ultrason görüntüleri aktarılır. Akışkana, akış hareketlerini sadık bir şekilde takip eden içi boş cam küreler veya izleyici partiküller eklenir. Ardından ultrason görüntüleri alınır, bir bilgisayara aktarılır ve ticari partikül görüntü hızı simetri yazılımıyla uyumlu bir görüntü formatına dönüştürülür.Ardışık ultrason B modu görüntülerine, iki boyutlu hız alanlarını hesaplamak için çapraz korelasyon algoritmaları uygulanır. Nihayetinde, topluluk ortalama kayma gerilmesi ve vortisite gibi ilgi çeken akış miktarlarını hesaplamak için vektör alanları analiz edilir. Bu teknik temel akışkanlar dinamiğine dair içgörü sağlayabilse de, biyomedikal uygulamalar dahil olmak üzere, örneğin arteriyel veya interventriküler akışlar gibi pratik akış sistemlerinde kullanılabilir ve sıklıkla kullanılır.Sıvılaştırılmış biyokütle ve akışkan kullanarak yürüttüğümüz devam eden deneyler, bu tekniğe ilgi duymamıza neden oldu. EP IV sistemini kurmak için önce pompalara güç verin. Bu işlem, yeniden sirkülasyon yapan boru akışını sabit bir hızda başlatacaktır.Ardından, ultrason probuna su bazlı topikal bir jel uygulayın. Jel, prob yüzeyi ile boru arasındaki ultrason ışınının iletim kaybını minimize eder. Daha sonra, duvar içi boru bağlantılarına sahip özel olarak tasarlanmış bir prob tutucu kullanarak, ultrason probunu borunun dış duvarına sabitleyin ve ultrason cihazını açın.Tüm sistemler yüklendiğinde, ultrason ekranında canlı bir görüntü akışı görünecektir. EPIV ölçümlerini gerçekleştirmek için lineer prob için varsayılan ayar 2D moddur. Öncelikle, akış sistemine eklendiklerinde nihai konsantrasyonları yaklaşık 17 ağırlıkça milyonbaşı (ppm) olacak şekilde, nominal 10 mikrometre içi boş cam kürelerin uygun kuru ağırlığını ölçün.Ardından, havzadan belirli bir hacimde sıvı çıkarın ve konsantre bir partikül çözeltisi oluşturmak için partikülleri sıvıya ekleyin. Akış sistemine eklenen bu partiküller, ultrason kontrast maddeleri veya izleyici partiküller olarak görev yapacaktır. Konsantre partikül çözeltisini, su havzalarına karıştırarak yeniden sirkülasyonlu boru akış sistemine ekleyin.Cam küreler daha sonra ultrason monitöründen izlenebilir. Birkaç dakika sonra, cam küreler sistem genelinde eşit şekilde dağılacaktır; bu nedenle bu prosedürün en zor kısımlarından biri, net ve yüksek çözünürlüklü ultrason görüntüleri elde etmektir. Bu görüntülerin kalitesini maksimize etmek için, akış hızının önceden yapılan tahminlerine dayanarak kazanç, odak noktaları ve dinamik aralığı ayarlarız.Ultrasondaki görüntülerin analizi yoluyla bu parametreleri anlık olarak daha da optimize ediyoruz. Görüntü derinliğini üç santimetreye ayarlamak için ultrasonun kontrol panelindeki derinlik kontrol düğmesini kullanın. Ardından, 2D kazanç düğmesini kullanarak, tohum partikülleri cihaz panelinde net bir şekilde görünecek şekilde görüntünün parlaklığını artırmak için toplam görüntü kazancını ayarlayın.Boru duvarlarından gelen saçılmaları zayıflatmak ve ultrason sinyalinin derinliğe bağlı atenasyonunu kompanse etmek için zaman kazancı telafi (time gain compensation) sürgülerini ayarlayın. Bu işlem, 2D modunda boru duvarlarının üst ve alt kısımlarındaki fazla görüntüleri giderecektir. Kontrol panelinin üstündeki düğmeler soldan sağa doğru sırasıyla genişlik, odak frekansı ve kare hızına karşılık gelir.Analiz için mümkün olan en yüksek fiziksel çözünürlüğü, frekansı ve kare hızını elde etmek amacıyla görüntüyü daha fazla ayarlamak için bu düğmeleri kullanın. Ardından, prob çalışma frekansını 10 megahertz'e ayarlayın ve kare hızını saniyede 49,5 kare olarak belirleyin. Bu dört parametrenin doğası gereği birbiriyle bağlantılı olduğunu unutmayın.Sonuç olarak, belirli bir ultrason görüntüleme taraması için uzamsal ve zamansal çözünürlük arasında bir ödünleşim vardır. Sınırlı lateral çözünürlük nedeniyle, cam küreler lateral yönde yayılacak ve görüntüde elipsoid şeklinde görünecektir. Parametreler optimize edildikten sonra, cihazın ultrason kontrol paneli üzerinden veri toplama zamanı gelmiştir.Yeni bir deney başlatmak için yeni muayene butonuna basın. Hasta kısmının altına, soyadı olarak pipe flow ve ad olarak tarihi girin.Hasta kimliği alanına test numarasını girin. Önceden ayarlanmış maksimum 1000 ila 1.500 görüntüye ulaşıldığında ultrason taraması otomatik olarak başlayacaktır. Tarama devam ettikçe yeni bir tarama döngüsü başlar.Tohum partikülü net bir şekilde odaklanana ve sorgulama alanı başına yaklaşık 10 partikül düşene kadar görüntüleme parametrelerinde ayarlamalar yapın. Tarama kayıt döngüsünü yeniden başlatmak için ultrason kontrol panelindeki dondurma (freeze) düğmesine basın. Yeterli sayıda ideal görüntü elde edildiğinde, dondurma (freeze) düğmesine basın.Ardından, ultrason kontrol panelindeki C loop düğmesine basın. Analiz setine tüm ultrason görüntülerini dahil etmek için tüm görüntüleri seçin. Analiz edilecek görüntüler seçildikten sonra, seçilen ultrason görüntü setini kaydetmek için görüntü saklama (image store) düğmesine basın.Görüntüler kaydedildikten sonra, ultrason kontrol panelindeki arşiv butonuna basın. İstendiğinde, yerel sabit sürücüye kaydedilecek ilgili syn loop'u küçük pencereden seçin. Ardından, fare imlecini kullanarak sınavı sonlandır seçeneğini seçin.Arşiv butonuna basın ve fare imlecini kullanarak önce "more" (daha fazla) seçeneğini, ardından "disc management" (disk yönetimi) seçeneğini belirleyin. Bu işlem, kaydedilen cyl döngüsünü veya döngülerini, parçacık görüntü hız simetrisi veya PIV yazılımının çalıştığı bilgisayara aktaracaktır. Görüntüler yakalanıp kaydedildikten sonra, analiz için ultrason görüntüsünün dijital tıbbi görüntüleme ve iletişim veya DICOM dosyasından, joint photographic experts group veya JPEG resim dosyasına dönüştürülmesi gerekir.DICOM dosyalarını JPEG formatına dönüştürmek için DICOM to jpeg.m isimli MATLAB betiğini kullanın. Kurum bünyesinde hazırlanan bu betik, eğitim amaçlı olarak burada gösterilen web adresinden temin edilebilir. Dosya dönüştürüldükten sonra, yazılım içerisinden Law Vision'a ait Davi yazılımını açın.davi simgesine çift tıklayın, yeni proje seçeneğini seçin ve ardından PIV'yi seçin. Araç çubuğundan görüntüleri içe aktar seçeneğini belirleyin ve numaralandırılmış dosyalar aracılığıyla içe aktar seçeneğini seçin. Daha sonra açılır menüde, JPEG ultrason görüntülerinin saklandığı klasörü bulun ve setin ilk görüntüsüne çift tıklayın.Bu işlem, yalnızca sıvıyı içeren bir analiz ilgi alanı belirlemek için bu numaralandırılmış setteki tüm ultrason görüntülerini içe aktaracaktır. Maskeyi oluşturmak için bir maske uygulayın; DICOM dosyasındaki bilgiler ve piksel boyutları hakkındaki bilgilerle iki x ve y koordinat noktası kullanarak dikdörtgen bir alan için koordinatları girin. Ardından, dvu ana kontrol panelinde, içe aktarılan görüntüleri içeren mevcut proje sekmesine tıklayın.Batch processing (toplu işleme) etiketli tabloyu seçin. Bu işlem, operasyonlar listesindeki PIV artı PIV zaman serisi ağaç seçimi vektör hesaplama parametrelerini kullanarak Davi'nin vektör işleme penceresini toplu işleme için etkinleştirir; ardından, %50 örtüşme ile sorgulama boyutunu 64 piksel x 64 pikselden 12 piksel x 12 piksele düşüren multipass seçeneğini belirleyin. Göreceli vektör aralığı kısıtlamasını "all" (tümü) olarak, ardından mutlak vektör aralığı kısıtlamasını beş piksel olarak ayarlayın. Son olarak, gürültüyü bastırmak ve vektör alanlarını düzeltmek için bir medyan filtre uygulayın.Vektör işleme için bir sonraki adımda, vektör hesaplama parametreleri menüsünde veri aralığına eşit olan maskelenmiş alanı kullan kutucuğunu işaretleyin. Vektör hesaplama parametrelerinin optimal seçiminin; akış geometrisine, akış özelliklerine, görüntü çözünürlüğüne, izleyici parçacık yoğunluğuna ve istenen kantitatif akış analizine bağlı olduğunu unutmayın. Toplu işleme ekranının sol tarafında istenen tüm parametreler ayarlandıktan sonra, işlenecek toplam görüntü sayısını seçin.İşlem başlat düğmesine tıklayın. Bu işlem, çapraz korelasyon algoritmalarını kullanarak ardışık ultrason görüntüleri arasındaki yer değiştirme alanını hesaplayacaktır. İşlenen verileri analiz etmek için, UCV vektör alanlarını DAVO'dan txt dosyaları olarak dışa aktarın.Bunu yapmak için proje ekranındaki JPEG görüntü dalı altında, vektör yer değiştirme dalını seçin. Araç çubuğunda dışa aktarma sekmesini seçin. Dosya türünü seçin. Ask e txt dosyasını isteyin. Bir dışa aktarma klasörü oluşturmayı seçin ve dışa aktar seçeneğine tıklayın. Ardından, MATLAB betiğini çalıştırarak dosyayı MATLAB'da açın.Dışa aktarılan vektör alanları, X'in 1'den 99.999'a kadar artan bir sayıyı temsil ettiği B-X-X-X-X-X.TXT şeklinde adlandırılmıştır. Her dosya, Not defteri kullanılarak görüntülenebilen dört veri sütunu içerir: birincisi görüntüdeki vektörün X konumu, ikincisi görüntüdeki vektörün Y konumu, üçüncüsü yer değiştirmenin X bileşeni veya akış yönündeki yer değiştirme ve dördüncüsü duvar normal yer değiştirmesini tanımlayan yer değiştirmenin y bileşenidir. X ve Y'nin ultrason görüntüsündeki uzaysal koordinelere karşılık geldiği hız vektör alanını U, X ve Y'nin bir fonksiyonu olarak hesaplamak için; öncelikle piksel cinsinden ölçülen X ve Y yer değiştirme alanı D, metre/piksel biriminde verilen görüntü ölçekleme parametresi M kullanılarak metre cinsinden ölçülen bir yer değiştirme alanına dönüştürülür.Ardından, yer değiştirme alanı, görüntülerin tarama düzeltmeli zamansal ayrımı olan delta T'ye bölünür; burada delta T, saniye başına kare cinsinden verilen kare hızının tersine, artı ultrason görüntüsünün görüntü genişliği boyunca taranması için geçen süreye bölünmüş yer değiştirme alanına eşittir. Özetle, X ve Y'nin U'su, M çarpı X ve Y'nin D'sinin delta T'ye bölünmesine eşittir. DICOM, doğası gereği görüntü ölçekleme parametresi M ve tarama düzeltmeli zamansal ayrımı hesaplamak için gereken bilgileri sağlayan bir dosya yapısı depolar. Mevcut çalışmada delta T için M = 77 microns per pixel, FPS = 49.5 ve B = 25, 047 pixels per second'dir.Son olarak, ortalama hızın normal profilleri ve ilgilenilen diğer tüm akış nicelikleriyle birlikte topluluk ortalaması hız vektör alanlarını hesaplayın. EPIV'in kullanışlılığını göstermek ve ölçüm belirsizliğini değerlendirmek amacıyla, bu videoda açıklandığı şekilde hızın iki boyutlu anlık alanları ve laminar boru akışı elde edilmiştir; bu anlık vektör grafiği her dördüncü sütundaki hız vektörlerini göstermekte ve arka plandaki renkli kontur haritası hız büyüklüğüne karşılık gelmektedir. Hız vektörünün iki boyutlu mekansal konumu, D'den ölçülen radyal konumun D olduğu D/D ve X/D ile belirtilmiştir.D boru çapını ve X, boru girişinden itibaren ölçülen akış yönündeki konumu temsil eder. Sütunlar boyunca hız vektörlerinin belirgin parabolik şekli, ölçümlerin boru akışı için beklenen hız profiliyle tutarlı olduğunu gösterir. 1000 anlık vektör plotunun ortalaması alınarak hesaplanan topluluk ortalamalı vektör plotu, ortalama hız alanının bir temsilini sunar.Bu işlem aynı zamanda anlık vektör alanlarındaki rastgele gürültü hatalarını da ortalayacaktır. Hız vektörleri temel olarak akış yönündedir. En yüksek hızlar borunun merkez hattında gerçekleşir.Hızlar boru duvarlarında sıfıra inmiş ve akış kabaca simetriktir; yatay yöndeki satırlar boyunca topluluk ortalamalı vektör grafiğinin ortalaması alınarak elde edilen, boru yarıçapı boyunca ortalama akış yönündeki hız profili burada gösterilmiştir. Ayrıca, deneysel koşullar göz önüne alındığında, laminar boru akışı için beklenen ortalama hız profili de gösterilmiştir.EPIV ölçümleri ile beklenen higgin pozo profili arasındaki uyum, boru merkez hattına yakın bölgelerde en iyi, boru duvarlarına yakın bölgelerde ise en düşük seviyededir. Duvar yakınındaki büyük farklar, muhtemelen boru duvarının kavisli yüzeyinde ultrason dalgalarının güçlü yansıma ve kırılmalarına bağlıdır; bu durum söz konusu bölgelerde yüksek görüntü yoğunluklarına neden olur ve duvarlardaki yüksek yoğunluklar parçacık yoğunluklarını maskeleyerek ölçüm hatasına yol açar. Bu tekniğin geliştirilmesiyle birlikte, mühendislik veya biyolojik akış sistemlerinde akışkanlar dinamiği çalışan araştırmacılar, artık optik olarak opak akışkanlarda veya optik olarak opak geometriler üzerinden hız alanının uzaysal-zamansal varyasyonlarını elde edebilmektedir.Bu videoyu izledikten sonra, EPIV'nin nasıl çalıştığı, sınırlamaları ve ticari bir ultrason cihazı kullanarak bir EPIV sisteminin nasıl kurulacağı ve işletileceği hakkında iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Mikro-parçacık görüntü velosimetri (μPIV) doğru bir hız profili vermek için çapraz ilişkili olan kan akışındaki numaralı seribaşı mikro parçacıklar eşleştirilmiş görüntüleri görselleştirmek için kullanılır. Klinik uygulama için, her biri kesme hızı, maksimum hız, hız profili şekil ve akış hızı, bu ölçümler elde edilebilir.

Mikro Kan akış hızı Profil ölçümleri için mikro-parçacık imaj velosimetri

Yüksek çözünürlüklü, yüksek hızlı parçacık görüntü velosimetri (PIV) kullanarak sınırları yakınında geçici akımları incelemek için bir prosedür burada açıklanmıştır. PIV gibi görüntü ve kayıt özellikleri, lazer sac özellikleri ve analiz algoritmaları gibi birçok parametre kısıtlamaları optimize ederek herhangi bir optik erişilebilir akışı için geçerli olmayan bir müdahaleci ölçüm tekniğidir.

Yüzeyler Yakın yüksek hızlı Partikül imaj velosimetri

Dört görünüm ayırıcı ile yüksek hızlı kamera dayalı üç boyutlu parçacık izleme velosimetri (3D-PTV) sistem burada tanımlanmıştır. Teknik alt ≈ 7.000 Re Reynolds sayısı on çap çevresinde dairesel bir borudan, bir jet akışı uygulanır.

Türbülans Uygulamaları için üç boyutlu Parçacık Takip Akımları: Jet Akış Örneği

Moleküler hidrodinamik oluşum yoğun sıvılar içinde çalışmak için deneysel olarak erişilebilir bir analog yöntem sunulmaktadır. Teknik partikül imaj velosimetri sıkıştırılmış, yüksek-restitüsyon tahıl kazık kullanır ve doğrudan, makroskopik gözlem dinamik süreçlerin bilinen ve güçlü etkileşim, yüksek yoğunluk gaz ve sıvı var tahmin sağlar.

Moleküler hidrodinamik süreçlerinde yoğun gaz ve sıvı için Analog bir makroskopik yüntem

Burada açıklanan teknik parçacık kinematik ve türbülans akar düşük parçacık konsantrasyonları ile eşzamanlı olarak ölçmek için düşük maliyetli ve nispeten basit bir yöntem sunar. Türbülans partikül imaj velosimetri (PIV) ölçülür ve parçacık kinematik bir örtüşen alan bakış açısı yüksek hızlı kamera ile elde edilen görüntüler üzerinden hesaplanır.

Eş zamanlı ölçüm türbülans ve akış görüntüleme teknikleri kullanarak parçacık kinematik

Burada şeffaf nörovasküler hayaletler imalatı ve akışını orada karakterize için Basitleştirilmiş Yöntem mevcut. Biz birkaç önemli parametreler vurgulayın ve alan doğruluk ile ilişkilerini göstermektedir.

Mezo-ölçek Partikül İmaj Velosimetri çalışmaları nörovasküler Vitro akar

Bu protokol, transkateter aort kapağının (TAV) in vitro kurulumundan sinüs akışını araştırmak için yapılan partikül görüntü velosimetrisi (PIV) ölçümlerini açıklamaktadır. Hıza dayalı hemodinamik parametreler de belirlenir.

Partikül İmajı Velosimetrisi Aort Fantomu ile Hemodinamiğin İncelenmesi

Gradyan eko bellek atom toplulukları ışığın optik kuantum durumlarını saklamak için bir protokoldür. Kuantum bellek kuantum anahtar dağıtımı aralığını uzatabilirsiniz bir kuantum tekrarlayıcı önemli bir unsurdur. 3-seviyeli atom topluluğu uygulanan zaman biz şemasının çalışmasını özetlemektedir.

Sıcak Atom Vapor Gradient Echo Kuantum Hafıza

Düzensiz numunelerdeki uzunluk ölçeklerini araştırmak için nötron saçılma tekniği olarak spin eko çözümlü otlatma insidansı saçılma (SERGIS) kullanımında ilerleme kaydedildi. [6,6]-fenil-C61-bütirik asit metil ester kristalitleri SERGIS tekniği ve optik ve atomik kuvvet mikroskopisi ile doğrulanan sonuçlar kullanılarak araştırıldı.

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

iade katsayısı çarpışma sırasında kinetik enerji kaybını tarif eden bir parametredir. Burada, vakum koşulları altında serbest düşme kurulum yüksek darbe hızları mikrometre aralığındaki partiküller için iade parametresinin katsayısı tespit edebilmek için geliştirilmiştir.

Vakum Koşullarında Restitüsyon katsayısı ölçümü için bir deneysel Kur Geliştirilmesi

Öğrenin, EPIV sistemi ile opak akışkanlarda iki boyutlu hız alanlarını ölçme yöntemini. Laminar boru akışında doğrulama ölçümleriyle sistemin yeteneklerini keşfedin.

Parçacık Hızı Echo

Daha fazla video keşfet