通过主动脉幻影进行血液动力学的粒子图像测速

速度信息对于评估瓣膜血流至关重要。我们的协议获取实例速度场，从而对血液动力学进行详细分析。该协议的主要优点是，它可以通过假体心脏瓣膜植入术获得主动脉窦中的实例速度场，这很难从体内实验中获得。

目前的方案将有助于表征经导管主动脉瓣植入后的异常血流动力学。基于获得的血液动力学，研究人员将能够开发出更好的心脏瓣膜。获得良好的粒子图像用于粒子图像测速的过程很复杂。

对于初学者，建议获取具有不同帧速率的粒子图像并比较每个结果。首先，在光学工作台上准备实验装置，包括柱塞泵，数据采集装置以及具有所需系统工程软件和电机控制软件的计算机。将电子表格文件导入到具有流速信息的系统工程软件中。

用方形铝条将丙烯酸窦模型固定在光学台上。用硅胶软管连接油箱、柱塞泵和亚克力鼻窦模型。将原生小叶上的固定TAV与丙烯酸鼻窦模型相结合。

将高速相机放在两轴横移上并移动横移。打开激光器，将其设置为七瓦，然后将激光片放置在TAV的中心。拍摄照片并检查最大粒子距离是否小于四到六个像素。

设置相机控制软件参数，分辨率为 1， 280 x 720，帧速率为 300 帧/秒，曝光由突发周期强制，连拍计数为 3，连拍周期为 200 微秒和 150 微秒。捕获14个连续循环的粒子图像，并总共重复7次。通过将要分析的区域与要丢弃的区域分开来制作面罩。

使用开源工具，基于MATLAB的PIVlab通过导入由时间分辨方法或成对方法保存的粒子图像来执行PIV。导入蒙版并将其应用于所有粒子图像。执行对比度限制自适应直方图均衡，使用快速傅里叶变换执行关于转换为频域的粒子图像对的互相关。

设置多通询问窗口，使用相关性结果中的二乘三高斯拟合找到峰值。计算速度场，使用内部代码和内置函数推导出血流动力学参数。对于23毫米TAV，从早期收缩到收缩高峰，TAV和窦管交界处之间的速度高于每秒0.05米。

舒张期的速度低于每秒0.025米，出现了两个低速涡流。对于除收缩早期外的26毫米TAV，窦内的速度分布低于每秒0.05米。具体而言，在收缩后期，速度低于其他时间。

23毫米TAV的峰值速度高于26毫米TAV。23毫米TAV形成的淤滞区域较宽，但淤滞率较低。在23毫米TAV的原生小叶上方和下方注意到两个类似的漩涡。

然而，对于26毫米TAV，顺时针涡旋不清楚，逆时针涡旋具有椭圆形。涡度显示出与涡旋相似的结果。粒子驻留快照显示粒子在窦区分布2秒，粒子停留百分比显示剩余粒子在窦区14秒内的比例。

26毫米TAV比23毫米TAV下降得更快，然而，在这两种情况下，颗粒的释放并不相同。速度场的推导是最关键的一步。上述步骤是用于推导速度场的过程，适用于 PIV。

该协议可用于研究各种心血管系统中的血流动力学，例如狭窄动脉和心脏瓣膜。