JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

Stent implants in stenosed arterial curvatures are prone to "Type IV" failures involving the complete transverse fracture of stents and linear displacement of the fractured parts. We present a protocol for detection of secondary flow (vortical) structures in a curved artery model, downstream of clinically relevant "Type IV" stent failures.

Abstract

הרשת העורקת בכלי הדם האנושיים כוללת של כלי דם נוכחיים ubiquitously בגיאומטריות מורכבות (סניפים, עקמומיות ו tortuosity). מבנים זרימת משניות הם דפוסי זרימת מְעַרבָּלִי המתרחשים בעורקים מעוקלים כתוצאה מפעולתם המשולבת של כוחות צנטריפוגליים, מפל לחץ לוואי ומאפייני יבוא. מורפולוגיה זרימה כזו מושפע מאוד pulsatility והרמוניות מספר תנאי יבוא פיסיולוגיים להשתנות במידה רבה במאפייני גודל-כוח-צורה לעומת הלא פיסיולוגי (יציב תנודתית) זורם 1 - 7.

מבני זרימה משני בסופו של דבר עלולים להשפיע על זמן מתח וחשיפת קיר גזירה של חלקיקים הנישאים בדם לכיוון התקדמות הטרשת עורקת, restenosis, רגישות של טסיות ופקקתי 4 - 6, 8 - 13 לכן, את היכולת לזהות ולאפיין את המבנים האלה תחת מעבדה. תנאים בשליטה ממשלתיים הוא precursאו כדי לקדם חקירות קליניות.

טיפול כירורגי נפוץ טרשת עורקים היא השתלת סטנט, להיפתח העורקים stenosed עבור זרימת הדם בלא הפרעה. אבל הפרעות זרימת במקביל בשל התקנות סטנט לגרום מורפולוגיה זרימה משתי רב היקף 4 -. 6 בהדרגת מורכבות מסדר גבוהה כגון אסימטריה ופסד קוהרנטיות יכולות להיגרם על ידי כשלי סטנט שהתפתחו לְעוּמַת אלה במסגרת תזרים שאנן 5. כשלים סטנט אלה סווגו כניירות ערך "סוגי I-to-IV" מבוססים על שיקולי כישלון ו -14 חומרה קלינית.

מחקר זה מציג פרוטוקול החקירה הניסויית של מבני זרימה משני המורכב בשל להשלים שבר סטנט רוחבי ועקירה ליניארי של חלקים שברים ( "IV סוג") במודל של עורק מפותל. שיטת הניסוי כרוך ביישום velocimetry תמונה החלקיקים (2C-2D PIV) טכניקות עם צורה-גל יבוא עורק תרדמה ארכיטיפיים, מקדם שבירה מתאימה-אנלוגי דם עובד נוזל למדידות ממוצעי שלב 15 -. 18 זיהוי כמותי של מבני זרימה משני הושג תוך שימוש במושגים של פיזיקת זרימה, תאורית שלב מכרעת רומן התמרת Wavelet אלגוריתם להחיל נתונים PIV ניסיוני 5, 6, 19 - 26.

Introduction

מבנים זרימת משניות הם דפוסי זרימת מְעַרבָּלִי המתרחשים גיאומטריות זרימה פנימיות עם עקמומיות כגון צינורות ותעלות מעוקלים. מבנים מְעַרבָּלִי אלה נובעים כתוצאה מפעולתם המשולבת של כוחות צנטריפוגליים, הדרגתיים ומאפיין יבוא לחץ לוואי. באופן כללי, מבני זרימה משני מופיעים מישוריים בחיתוכים של צינורות מעוקלים כמו מערבולות סימטריות דין מהסוג תחת זרם יציב, סימטרי מערבולות Dean- ולין מהסוג בתנאי יבוא תנודתית 1 -. 3 מורפולוגיה זרימה משניים מושפעות מאוד pulsatility מרובים הרמוניים של pulsatile, תנאי יבוא פיסיולוגיים. מבנים אלה לרכוש מאפייני גודל-כוח-צורה שונה במידה ניכרת לעומת הלא פיזיולוגי (יציב תנודתית) זורם 1 -. 6 התפתחות הנגע של טרשת העורקים מושפע קיומו של תנודות גזירה בתדירות גבוהה באזורים חווה 27 גזירה ממוצע נמוך, 28 . מבנים זרימת משניים עשויים להשפיע על ההתקדמות של מחלות כגון טרשת עורקת ואולי, לתווך את התגובה אנדותל עקב זרימת דם pulsatile ידי שינוי מדגיש גזירת קיר זמן חשיפה של חלקיקים הנישאים בדם.

טיפול נפוץ לטיפול טרשת עורקים, סיבוך וכתוצאה מכך צמצום של העורקים על ידי נגעים חסימתית, הוא השתלת סטנטים. שברי סטנט הם כשלים מבניים של סטנטים מושתלים כי להוביל לסיבוכים רפואיים נוספים כגון סטנט restenosis (ISR), פקק סטנט היווצרות מפרצת 9 -. 13 שברי סטנט סווגו כשל שונה "סוגי I-to-IV", "הסוג IV" שבו המאפיין את החומרה הקלינית הגבוהה ביותר מוגדר שהבר הרוחבי המלא של תמוכות סטנט יחד עם התקות ליניארי של שברי סטנט 14. הפרוטוקול המובא במחקר זה מתאר experimentaשיטת l של הדמיה של מבנים זרימה משני במורד הזרם של שבר סטנט אידיאליזציה "סוג IV" במודל עורק מפותל.

הפרוטוקול הציע לו את התכונות מהותיות ארבע הבאות:

תכנון ייצור של מודלי סטנט מעבדה בקנה מידה: תיאור גיאומטרי של סטנטים ניתן לשייך קבוצה של ספירלות עצמיות להרחבה (מעיין או סלילים) שזור באמצעות Nitinol (סגסוגת של ניקל וטיטניום) חוטים 29. אורכו של סטנט וקוטר יתד שלה תלוי בקנה מידת האורך של נגעי עורקים נתקלו במהלך השתלה קלינית 5. וריאציה פרמטרית של קוטר יתד ואת הזריחה (או המגרש) מתפתל מובילה סטנטים של תצורות גיאומטריות שונות. סיכום של פרמטרי עיצוב סטנט נבחרו להדפסת 3D מוצג בלוח 1.

הכנת נוזל עבד אנלוגי דם מתאיםעם צמיגות קינמטיקה של דם ואת מקדם שבירה של סעיף המבחן: גישה אופטית לקטע הבדיקה המעוקל עורק נדרשת על מנת לבצע מדידות מהירות לא פולשנית. לפיכך, נוזל ניוטוני דם-חיקוי לעבוד עם מקדם השבירה של מודל כלי הדם באופן אידיאלי, צמיגות דינמית, התאמת דם אדם משמש כדי להשיג מדידות זרימת דם מדויק 16 -. 18, 30 הזורם עובר השתמש במחקר זה דווח על ידי דויטש ואח '. (2006), כי מורכב יודיד נתרן המימי הרווי 79% (NAI), 20% גליצרול טהור, ומי 1% (לפי נפח) 16.

הסדר ניסיוני לצורך זיהוי של מבני זרימה משתי קוהרנטית באמצעות velocimetry תמונת חלקיקים שני מרכיבים, דו ממדים (2C-2D PIV): ניסויים נועדו להשיג נתונים מהירים משני שלב בממוצע זרימה במקומות מישוריים חתך שונים במורד זרם של שילוב של straight וחתכי סטנט מעוקלים המגלמת אידיאליזציה "IV סוג" שבר סטנט 5, 6, 9, 14. שלבי הפרוטוקול הנוגעים לרכישת שדות מהירות זרימה משני באמצעות טכניקת velocimetry תמונת חלקיקים (PIV) כרוכים מערכת PIV אשר כוללת לייזר (גיליון אור) מקור, אופטיקה להתמקד ולהאיר את האזורים של זרימה, מכשיר תשלום מצמידים חוצה קשר מיוחד (חיישן CCD או מצלמה) וחלקיקים נותב להיות מואר על ידי גיליון אור בתוך פרק זמן קצר (Δt ; ראה טבלה 4) 31, 32.

השלבים בפרוטוקול להניח את הדברים הבאים: ראשית, הגדרה מכוילת, ניסיוני של מערכת PIV שני מרכיבים, דו ממדים (2C-2D) המחושבת תמונות מהקלטות פעמי מסגרת חד חשיפה. שנית, מערכת PIV 2C-2D מחשבת את ההתקות הממוצעות של חלקיקים נותבו על ידי ביצוע מתאמים צולבים בין שתי מסגרות תמונה שנרכשו במהלך כל הקלטה. brסיכום IEF של מפרטי PIV ורכישת תמונת תוכנה מוצג בטבלת החומרים וציוד. שלישית, כל אמצעי הבטיחות הדרושים כדי להפעיל את הלייזר מלוות אנשי המעבדה הכשרה בהתאם להנחיות שסופקו על ידי המוסד המארח. החוקרים מציעים שופטים. 31 ו -32 עבור הבנה הוליסטית של היישום, פונקציונליות היישום של טכניקת PIV בדינמיקת aero-, הדרה microfluid, זיהוי שיא קורלציה ואמיד עקירה, חומר צפיפות חלקיקים נותבים, רעש מדידה ודיוק. כמו כן שימו לב כי הליזר והמצלמה יכולים להיות נשלטו על ידי מחשב רכישת נתוני PIV (איור 3 א), ותוכנת עיבוד נתונים.

רכישת נתונים שלאחר עיבוד לגילוי מבנה קוהרנטי: מדידות מהירות הזרימה משני ממוצעים שלב באמצעות 2C-2D PIV נוצרו באמצעות תיאור פרוטוקול העוקב. תהליך שלאחרי ing של נתונים מעורבים זיהוי מבנה זרימה משני קוהרנטית באמצעות שלוש השיטות הבאות: התמרת Wavelet רציפה, figure-introduction-4951 5, 6, 19 - 24, 26.

החוקרים מציינים כי מותח שיפוע מהירות הוא בעיקרו, מטריצה ​​3 x 3,
figure-introduction-5187 .

הפרוטוקול מציג שיטה של ​​רכישת מדידות ניסיוני דו ממדים (מן 2C-2D טכניקת PIV). לכן, גישה ניסויית מלאה מותח שיפוע מהירות לא תהיה ברת השגה באמצעות שיטה זו. טנזור שיפוע מהירות עבור כל פיקסל figure-introduction-5510 של התמונה PIV figure-introduction-5590 צריך להיות מטריצה ​​2 x 2, figure-introduction-5683 . ערבוליות z-רכיב6 quation "src =" / files / ftp_upload / 51,288 / 51288eq6.jpg "/> עבור כל פיקסל figure-introduction-5847 מחושב באמצעות החלק אנטי-הסימטרי של מותח השיפוע המהיר figure-introduction-5966 . התוצאה תהיה מערך 2D של ערבוליות figure-introduction-6066 כי יכול להיות דמיינו מגרש קונטור. המחברים ממליצים Ref. 25 עבור גישה ניסיונית דיון נוקב מותח שיפוע מהירות לקראת שיפור הידע של פיזור ערבוליות, שיעורי זן וזיהוי מבנה קוהרנטי. יתר על כן, המחברים אינם מנסים לחקור את-היחסים ההדדיים בין שיטות זיהוי מבנה קוהרנטי הנ"ל ולהציע Ref. 23, 24 לדיון מקיף בנושא זה.

ההתמקדות של הצעדים בפרוטוקול היא זיהוי כמותי של זרימה משנית (מְעַרבָּלִי) רחructures (הידוע גם בשם מבנים קוהרנטי). שלוש שיטות של דהה זיהוי מבנה קוהרנטי., figure-introduction-6655 ו אדוה טרנספורמציה ערבוליות figure-introduction-6751 מוחלים על נתוני שדה מהיר לכיוון זיהוי מופעים רב היקף, רב-כוח של מבני זרימה משני במורד זרם של שבר סטנט האידיאליזציה "סוג IV".

ה figure-introduction-7025 , מגדיר מערבולת כאזור המרחבי שבו הנורמה האוקלידית של מותח ערבוליות שולטת כי שיעור זן 19, 23, 24 מטריקס שיפוע מהירות .the מפורקים לתוך (שיעור זן) סימטרי וחלקים אנטי-סימטריים (סיבוב). ערכים עצמיים של מטריצה ​​שיעור זן מחושבים; figure-introduction-7338 . נורם של שיעור זן ואז מחושב; figure-introduction-7436. ערבוליות מחושבת מהחלק סימטרי אנטי. Enstrophy או מרובע של ערבוליות z-רכיב, figure-introduction-7591 ) מחושב אז. ה figure-introduction-7673 לבסוף הוא מחושב; figure-introduction-7758 . עלילת קווי מתאר של המערכת השלמה של figure-introduction-7863 עם-אזורי iso של figure-introduction-7947 , יציין מבני זרימה משני 19.

ה figure-introduction-8142 , הידוע גם בשם "כוח מתערבל 'היא שיטה לזיהוי מערבולת בביצוע ניתוח ביקורתי נקודות של מותח שיפוע מהירות המקומי וערכים עצמיים המתאימה לו 20 - 24 . ערכים עצמיים של מותח שיפוע מהירות על כל פיקסל figure-introduction-8422 מחושבים. הערכים העצמיים צריכים להיות מהצורה, figure-introduction-8535 . עלילה מתארת ​​של figure-introduction-8622 עם-אזורי iso של figure-introduction-8706 יציין מבני זרימה משניים 20 - 22.

אדווה להפוך שיטה משתמש פונקצית ניתוח (או ידווה) כי יש החלקות בחללים פיסיים רפאים, הוא קביל (או יש תוחלת אפס) ויש לו סופי figure-introduction-9008 5, 6, 26. על ידי convolving מורחבים או נדבק אדוה עם שדה ערבוליות 2D, ערבוליות טרנספורמציה אדוה figure-introduction-9182 שדה מופק גomprising מבנים קוהרנטי עם מגוון רחב של סולמות עוצמים 5, 6, 26. שתנון האנטרופיה של השדה ערבוליות ידווה טרנספורמציה 2D מחושב להעריך את ההיקף ידווה האופטימלי שבו כל המבנים קוהרנטית נפתרים כראוי. להערכת אנטרופיה זה כרוך סט של הסתברויות figure-introduction-9504 עבור כל פיקסל figure-introduction-9586 כך ש figure-introduction-9659 , מודולוס המרובע המנורמל של ערבוליות הקשורים פיקסל ב מ מיקום, n 5, 6. השלבים פרוצדורליים מוצגים בצורה גרפית באיור 6. את המגבלות שהוטלו על הבחירה של אדוה מוצגות בפירוט Ref. 26. זה צעד פרוטוקול מתאר את הליך לגילוי מבנה קוהרנטי באמצעות אדוה 2D Ricker. ההצדקה לשימוש זה wavelet עבור התאמת דפוסים מְעַרבָּלִי מוצג Ref. 5, 6 והאסמכתאות הרלוונטיים צטטו בה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

תכנון ייצור 1. מודלים סטנט

הערה: השלבים הבאים הקפידו ליצור מודלים במעבדה בקנה מידה של סטנטים ישרים ומתעקלים. המייצב של שני מודלים סטנט יהיה לגלם שבר "סוג IV" (פרגמנטציה ועקירה ליניארי של חלקי סטנט שבורים).

הערה: החוקרים השתמשו Pro תוכנה / מהנדס בעת המחקר ליצירת מודלים CAD של הגיאומטריה סטנט. ההליך להלן כללית ייתכן שהמחירים אינם כוללים מונחים כלליים על תוכנות CAD בשימוש. חבילות CAD נוספות זמינות יכולות לשמש גם. השלבים הבאים ישימים עבור תוכנות CAD כי החוקרים השתמשו בזמן המחקר ו הותאמו מאתר האינטרנט של היצרן. לתיאור נוסף של המכונה אבי טיפוס ודגמים המשמשים את הכותבים רואים רשימת חומרים. המשוואות פרמטרית וערכים שאותחלו לעיצוב סטנט מוצגים Table 1 והאיור 1D ו 1E הם דוגמאות של מודלי סטנט ישרים ומעוגלים לאחר דיגום מהיר.

  1. צור הגיאומטריה סטנט ישר על ידי הגדרת משוואות פרמטרית ו אתחול פרמטרי של סלילים שמאלה וימינה מערכת קרטזית (XYZ) לתאם (טבלה 1).
    1. צור קבוצה של 10 סלילים מפנים שוה ברווח שמאל במערך מעגלי מישוריים על קו נתון ישר או Z- ציר, באמצעות משוואה. 1, 2, 3 ו -5 שניתן לראות בטבלת 1, עם ערכים שאותחלו של מספר הסיבובים
      ( figure-protocol-1499 ), מגרש, עובי חוט סטנט ( figure-protocol-1592 ) ו קוטר נומינלי של סטנט ( figure-protocol-1687 ) (1A ולוח 1 איור).
    2. חזור על שלב 1.1.1 באמצעות Eq. 1, 2, 4 ו -5 כדי ליצורדפוס מעגלי של 10 סלילים עזבו equispaced (איור 1 א).
    3. צור גיאומטרית סטנט ישר על ידי שילוב או להרכיב שמאל וימין סיבוב סלילים סביב ציר משותף (איור 1 א).
  2. צור גיאומטרית סטנט מעוקלת על ידי הגדרת משוואות פרמטרית ו אתחול פרמטרים של סלילים שמאלה וימינה גלילי (R-β-X) מערכת לתאם או על קו נתון מעוגל (טבלה 1). חזור על שלבים 1.1.1 - 1.1.2 עם הפרמטרים אותחל בעבר באמצעות משוואה. 1, 2, 6 ו -7.
    1. צור גיאומטרית סטנט מעוקלת שילוב או להרכיב שמאל וימין סיבוב סלילים מעוקלים על ציר משותף (R) ו subtending בזווית figure-protocol-2668 בראשית הצירים (איור 1B).
  3. צור ליתוגרפיה סטריאו ברזולוציה גבוהה (STL) קבצים ממודלי CAD סטנט הישרים ומעוגלים.
    1. בחר 'ייצוא> דגם 'מן' בתפריט קובץ '. בחר באפשרות 'STL'. גדר 'גובה אקורד' ל -0 סט 'בקרת זווית' כדי 1. החל על 'אישור' כדי ליצור את קובץ STL. הערה: הערך של 'בקרת זווית "מסדיר את כמות הפסיפס לאורך משטח עם רדיוס קטן ואת הכיוון עשוי להיות בין 0 ל -1.
  4. לפברק הדגמים סטנט על מכונת דיגום מהיר שמוצג באיור 1C שימוש בחומרים המופיעים בטבלת החומרים והציוד.
    1. הפעל את תוכנת הדפסת 3D (ראה רשימת חומרים). לחץ על 'הוספה' כדי לאתר את קובץ STL במחשב 3D המדפסות ובחר את הקובץ הרצוי. גרור את העכבר על המסך כדי למקם את טיוח 3D של קבצי STL על פלטפורמה וירטואלית ( 'מגש') על המסך.
    2. בחר יחידות מתאימות כמו 'mm' (אפשרויות: 'mm' או 'אינץ') מלשוניות בתפריט קובץ. בחר את איכות המוצר המוגמר כיוון 'מט' (אופוסמשא: 'מט' או 'Gloss'). בחר "הגדרות מגש> אימות 'כרטיסייה מהתפריטים הקובצים.
    3. חפש את 'האימות הצליחה' ההודעה להמשיך לשלב הבא. אם אימות צעדים חוזרים הצליחו 1.3 - 1.4.2 עד אימות מוצלחת מושגת.
    4. בחר "הגדרות מגש> Build 'כרטיסייה מהתפריטים הקובצים לשלוח את הקובץ אל-מדפסת 3D עבור ייצור.
      הערה: הערך של 'גובה אקורד' שולט מידת הפסיפס של פני שטח המודל. זה משפיע על גודל דיוק קובץ של המודל יוחלף ערך מינימאלי באופן אוטומטי. ערכים קטנים של גובה אקורד מוביל לסטייה פחות מן הגיאומטריה החלקה בפועל עם תחלופת גודל קובץ. בדיקת אימות נדרשה לוודא שהחלק הוא רציף ומשולל כל אנומליות מבניות בשלב הייצור.

2. כן Viscosity- קינמטית ואת השבירה בDEX בהתאמה נוזל דם-אנלוגי

הערה: ההליך הבא יניב כ 600 מיליליטר של תמיסת דם-אנלוגי. סיכום של ריאגנטים הכימיים וממסים עם נכסים הרלבנטיים מן הסוג המשמשים להכנת הפתרון מוצג חומרי הרשימה. תכונות חומר רלוונטיות, ציוד מעבדה הציע וההנחיות לביצוע חישובי נפח מוצגים בלוחות 2, 3 ו -4 בהתאמה.

  1. כן פתרון רווי של נתרן יודיד (NAI).
    1. יוצקים 500 מ"ל של deionized H 2 O לתוך מבחנה 2,000 מ"ל. מניח את הכוס על הבוחש המגנטי.
    2. מדוד ≈860 גרם של NAI על איזון מאופס-משקל ולהוסיף 100 במרווחים גרמו לתוך הכוס תוך ערבוב ומחכה בנוסף הנוכחיים לפזר באופן מלא לפני ההוספה הבאה. רשום את הטמפרטורה בכל בנוסף, מאז החל תהליך של הרוויה של H 2 O deionized עם Nai הוא מעט exothermic. מכניסים למקרר הפתרון ככל שיידרש כדי לשמור על זה ב RT (≈ 25 ° C).
    3. להוסיף בהדרגה Nai קטן (≈5-10 ז) עד 20 גרם, עד הפתרון רווי. רשום את המסה וטמפרטורה של כל הוספה. הסר את הכוס עם פתרון Nai רווי מן הבוחש המגנטי בסיום.
  2. מדוד את הצפיפות של פתרון Nai הרווי ( figure-protocol-6200 ).
    1. הוסף 10 מ"ל של תמיסת Nai רווי משלב 2.1 כדי מבחנה 50 מ"ל בסולם-מאופס באמצעות מזרק (או פיפטה נפח), מוודא שאין בועות אוויר. המוני שיא בהיקף הוסיפו.
    2. חישוב צפיפות של כל הוספה באמצעות Eq. 8 (ראה טבלה 3). חזור על שלב זה בערך 4-5 פעמים. ממוצע הצפיפות המוקלטת. החזר את הפתרון אצווה של פתרון Nai הרווי המוכנים בשלב 2.1.
  3. להעריך את ההיקף הכולל של פתרון חיקוי דם. < ol>
  4. למדוד את המסה של הפתרון Nai רווי מוכן בשלב 2.1 ולחשב נפחו ( figure-protocol-6955 ) באמצעות Eq. 9. לאמוד את ההיקף הכולל של פתרון חיקוי דם ( figure-protocol-7081 ) ואת הכרכים החלקיים של גליצרול ( figure-protocol-7183 ) ו מים ללא יונים ( figure-protocol-7271 ) להתווסף באי Eq. 10, 11 ו -12 (ראה טבלה 3).
  • כן פתרון דם-אנלוגי.
    1. כן פתרון אנלוגי דם, המהווה כ 79% פתרון Nai רווי, 20% גליצרול 1% מים ללא יונים (לפי נפח) באמצעות ערבוב הומוגני על בוחש מגנטי.
    2. מניח את הכוס עם פתרון Nai רווי על הבוחש המגנטי ולהוסיף גליצרול במרווחים קטנים (88 / 51288eq38.jpg "/>), באמצעות מזרק (או בוגר או פיפטה נפח) עד נפח שלם של גליצרול ( figure-protocol-7909 מחושב) בשלב 2.3 מתווסף. לכל אחד figure-protocol-8009 איטרציה, להקליט את הנפח הוסיף ולחכות עד הפתרון הוא הומוגני בעליל לפני ההוספה לפריט הבא של גליצרול.
    3. לאחר המגון מלא של פתרון Nai הרווי גליצרול, להוסיף figure-protocol-8276 באמצעות מזרק (או בוגר או פיפטה נפח). המשך ערבוב על הבוחש המגנטי עד הפתרון אנלוגי-הדם הוא הומוגני בעליל.
  • לאפיין את נוזל דם האנלוגי בטמפרטורה בלחץ סביבה סטנדרטית (25 ° C, 1 ATM).
    1. מדוד את צמיגות קינמטיקה (ν) באמצעות viscometer Ubbelohde רגיל או מכשיר מדידה שווה ערך.צמיגות קינמטית יכולה להיות מותאמת על ידי הוספת כמויות קטנות, נמדד של גליצרול בעזרת פיפטה בוגרת או נפח.
    2. מדוד את מקדם השבירה (n) באמצעות refractometer. מקדם שבירה יכולה להיות מותאם על ידי הוספת כמויות זעירות של נטול מי נתרן תיוסולפט בעזרת מרית.
      הערה: החוקרים מדווחים צמיגות קינמטיקה, ν = 3.55 CST (3.55 x 10 -6 מ '2 שניות -1 ± 2.8%) ואת מקדם השבירה של הנוזל אנלוגי דם, n = 1.45 (± 3.4%) 5, 6.

    • 3. מסדרים ניסוי למדידת זרימה משני מהירות שדות Downstream של כישלון סטנט "סוג IV"

    הערה: סעיף מבחן עורק מפותל 180 מעלות כוללת של שני רחובות אקריליק דבוקים זה לזה, 180 ° ערוץ מעוקל במכונה על כל בלוק והפרשה צינורות הכניסה והיציאה כפי שמוצג איורים 1F, 3A ו 3B. החומרים שנבחרו עבור מקטע הבדיקה הם הבטיחו לקיים נגישות אופטית. החוקרים מדווחים מקדם השבירה של החומר המשמש את סעיף הבדיקה כפי ≈1.4914 5, 6 (ראה טבלה 2).

    1. התקן סטנטים מפוברק בשלב 1 בסעיף הבדיקה עורק מפותל עשוי אקריליק לגלם תרחיש שבר אידיאליזציה סוג IV, ובכך שבר רוחבי מלאה של סטנטים ועקירה ליניארי של חלקים מקוטעים (ראו תרשימים 1F, 3A ו 3B).
      1. מניחים את הסטנט ישר במעלה הזרם של סעיף מבחן עורק מפותל (ראו תרשימים 1F ו 3B). כדי להבטיח כי המרווח בין ישר לבין סטנטים המעוקלים הוא '3 פעמים' הקוטר של הצינור (צינור D = 12.7 מ"מ), הצב את 45 ° סטנט מעוקל בתוך העקמומיות עם קצה אחד על הכניסה אל הצינור המעוגל ( איור 2B).
    2. להרכיב הדואר הגדרת ניסוי על ידי חיבור צינורות אקריליק ישר הכניסה והיציאה של סעיף המבחן מעוקל העורק 180 ° כמוצג הסקירה סכמטית של הסדר ניסיוני (איור 2) על שולחן אופטי (איור 3 א).

    4. רוכשת של שדות מהירות זרימה משנית

    הערה: התיאור הבא בפרוטוקול הנוגע לרכישת שדות מהירות זרימה משני באמצעות velocimetry תמונת חלקיקי טכניקה (PIV) האיור 3B (ציור סכמטי) מראה כי יש ארבעה מקומות (45 °, 90 °, 135 ° ו -180 °). עם חריצים זוויתי כדי להקל הקרנת גיליון ליזר ועושה מהירות זרימה משני מישוריים חתך. שלבי הפרוטוקול נוגעים מדידות רכש עבור מיקום 90 °. אם גיליון לייזר מושם על 45 מעלות מיקום, המצלמה ממוקמת במיקום 135 ° כדי לקבל גישה אופטית עבור זרימת משני אותיasurements במיקום 45 °.

    הערה: ההליך להלן כללי אשר עשוי שלא לכלול מונחים כלליים על רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט ואת תוכנת שליטת המכשיר משמשת (ראה רשימת חומרים). תמונה ורכישת נתונים אחרות חבילות זמינות יכולות לשמש גם בפרוטוקול.

    1. הפעל את הלייזר באמצעות בוררי ON / OFF ממוקם על מקור כוח לייזר. להאיר את פיסת נייר קטנה כדי להמחיש את גיליון לייזר. התאם את עובי גיליון לייזר (כ 2 מ"מ) חזותית, על ידי סיבוב גיליון לייזר התמקדות אופטיקה ממוקם על מקור לייזר.
    2. הנח את דף לייזר לאורך 90 ° באזור המדידה כך הגיליון הוא ניצב לשולחן אופטי. מניחים את המצלמה ליד המיקום 0 ° או 180 ° כדי לקבל גישה אופטית הנוף חתך מואר על ידי גיליון לייזר.
    3. יישר לייזר ומצלמה באמצעות תוכנת עיבוד הרכישה ופוסט התמונה כדי להתאיםשדה הראייה של המצלמה כדי ללכוד את התמונה מספיק של החתך העגול של העורק המעוקל (ראה איור 3 א) והפחתת עיוות החלקיקים. בצע היישור על ידי 'ניסוי וטעייה' על ידי בוחן את התמונה שנוצרה תוכנה של שדה הראייה. כבה את הליזר באמצעות בוררי השליטה ממוקמים על מקור כוח הליזר לוודא כי המצלמה מופעלת עם מכסה העדשה הוסר.
    4. התחל רכישת תמונה ותוכנות עיבוד פוסט במחשב נתוני רכישת PIV והתחבר כמשתמש 'משתמש מומחה'. יצירת פרוייקט חדש מתפריט קובץ, ציין "שם הפרויקט 'ובחר באפשרות' PIV 'תחת' סוג של פרויקט '. בחר "חדש" מתפריט הקובץ לאתחל הקלטת PIV חדשה. בחר 'התקן' לפי סעיף 'הגדרות' על רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט.
    5. נווט אל תיבת הדו-שיח 'הקלטה' על המסך,להפעיל '1 מצלמה' תיבת הסימון ובחר 'Frame יחיד (T1A)' אופציה. לייזר בחירה 'כפתור הרדיו "להיות במצב ON בהגדרות תוכנת עיבוד הרכישה ופוסט התמונה. הפעל את מצב כוח חיצוני על מקור כוח לייזר על ידי לחיצה מתגים "EXT 'ו' מתח גבוה 'ממוקם על מקור כוח לייזר.
    6. בחר 'אחוז' על תוכנת עיבוד הרכישה ופוסט תמונה להתחיל לרכוש תמונות PIV להתבונן במסך המחשב. להזיז את המצלמה עם התאמות ידניות קלות על השולחן האופטי להתאים את המיקוד לייעל את המיקום של המצלמה כדי למקסם את השדה של נוף, להפחית טשטוש ועיוות תמונה.
    7. בחר בלחצן הבחירה 'העצורה' בהגדרות תוכנת עיבוד רכישת תמונה ופוסט להפסיק רכישת נתוני PIV ואינו לבצע התאמות מצלמה נוספות. הליך היישור הושלם בשלב זה.
      הערה: פעימות לייזר בשלב זה נשלטים על ידי תמונהרכישה ותוכנות עיבוד פוסט וניתן לשלוט נוסף על ידי שינוי התדר פועם או 'חשיפה' בהגדרות התוכנה. הלייזר יפסיק אוטומטית מפני שהוא נשלט על ידי רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט. האם לא תוכנת עיבוד רכישה ופוסט תמונה קרובה ככל הפרויקט הנוכחי ישמש לרכישת נתוני PIV בשלבים הבאים.
    8. לרכוש תמונות של שדות זרימה משני באמצעות מערכת PIV 2C-2D ידי ביצוע השלבים הבא כדי להבטיח נתוני PIV משלבים-חכם נוצרים באמצעות פולסים הדק זמניים ממחשב בקרת מכשיר המשאבה כי מסונכרן עם הליזר ומצלמת דופק הכפול.
      הערה: המשאבה לתכנות מחוברת למחשב בקרת מכשיר המשאבה נשלטת על ידי תכנית תוכנות שליטת מכשיר. השלבים הבאים לערב הגדרת מודולים שליטה בתוכנות במחשב PIV באמצעות רכישת התמונה ולפרסם עיבוד לשאוב מחשב בקרת מכשיר אותנוing תוכנות שליטה המכשיר.
      1. הפעל את המשאבה לתכנות באמצעות מתג ON / OFF ממוקם על המשאבה. הפעל את תכנית בקרת מכשיר במחשב בקרת מכשיר משאבה.
      2. טענתי את קובץ הטקסט שיש לו את ערכי צורת גל של מתח-זמן עם הדק הפניה (t / T = 0), המייצג את (העורק הראשי) הפיזיולוגי לזרום waveform שיעור על תוכנות שליטת מכשיר שמירה על מספר Womersley פיסיולוגי figure-protocol-15330 ו, מקסימום ריינולדס figure-protocol-15418 ודין figure-protocol-15491 מספרים (איור 4 א).
      3. הגדר 'Amplitude' 1 (וולט), 'DC לקזז' ל -0 (וולט), 'מספר צעדים בעוד 1,000 ו' תקופת זמן '4 (שניות) על המסך ממשק תוכנות שליטה המכשיר.
      4. ודא powe החיצונימצב r על מקור כוח לייזר בשלב 4.5, עדיין מופעל. "EXT 'לחץ' מתח גבוה 'מתגי ממוקם על מקור כוח לייזר, אם נדרש.
      5. בחר 'התקן' לאחר לחיצה על 'חדש הקלטה', בסעיף 'הגדרות' על רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט. נווט אל תיבת הדו-שיח 'הקלטה' על רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט (מחשב PIV), להפעיל "מצלמה 1 'תיבת הסימון ובחר' Frame זוגי (T1A + T1B) 'אפשרות להקים הלייזר לירות הדופק כפול מצב.
      6. הבחירה 'תזמון' אפשרות ב בתיבת הדו-שיח 'ההקלטה' על תוכנת עיבוד רכישה ופוסט תמונה, בחר 'מקור טריגר' ולהגדיר אותו 'הדק מחזורי חיצוני' כדי לסנכרן עם אותות הדק ממודול בקרת מכשיר משאבה. בחירה 'Aquisit', בסעיף 'הגדרות' על תוכנת עיבוד הרכישה ופוסט התמונה שלטארט הגדרת רכישת PIV.
      7. נווט אל תיבת הדו-שיח 'רצף הקלטה' על תוכנת עיבוד תמונת רכישה ופוסט. להוסיף קטגוריית משנה 'טבלת סריקה' תחת 'רצף הקלטה' באמצעות הכרטיסייה המתאימה מסופקת על ממשק התוכנה. לאכלס השולחן שנוצרו באמצעות 'סריקה שולחן ערוך', 'סריקה צרף' וערכים הזמן קלט מתחיל ב -0 אלפיות וכלה 4,000 מילישניות במרווחים של 40 אלפיות השנייה. Δt-ערכי קלט מתאימים כל ערך פעם בטבלה. לחץ על Enter במקלדת אחרי כל ערך שהוזן.
      8. נווט אל תיבת הדו-שיח 'רצף הקלטה' על תוכנת עיבוד תמונת רכישה ופוסט. להוסיף קטגוריית המשנה 'Image Acquisition' תחת 'בטבלת סריקה' שנוצרה בשלב 4.8.7. הגדר את 'מספר תמונות' 200, להפעיל את "הצגת תמונות תוך כדי הקלטת" תיבת הסימון ולחץ על 'התחל מיד'.
      9. Sele גודל'התקן' ct תחת סעיף 'הגדרות' ולאשר כי לייזר מוגדר כ- On עם הגדרות צריכת החשמל המתאים. נווט אל 'בקרת ליזר' כדי לאשר. מערכת PIV מוכנה כעת לרכוש נתונים.
      10. בחר בלחצן אפשרויות 'ההפעלה' על ממשק תוכנות שליטת מכשיר במחשב בקרת מכשיר המשאבה לספק נוזל הניסוי באמצעות התשומות ספקו בשלב 4.8.2-4.8.3 יחד עם דופק הדק כל 4 שניות.
      11. בחר "הקלטה התחל 'לרכישת מדידות שלב-חכם באמצעות הדק-אות משלט מכשיר משאבה עד המספר הקבוע מראש של שדות מהירים מישוריים (200, מספיק כדי להשיג התכנסות סטטיסטית 5, 6, 31, 32) בכל מקרה זמן להגדיר בסריקת הטבלה (ראה שלב 4.8.7) מהמקום 90 ° נעשה.
      12. 'עצור' לחצו על מקור כוח לייזר כאשר ההקלטה נעשית. כבה את המשאבה ואת המצלמה, ומניח את שיתוף עדשת המצלמהVer. 'עצור' בחר כפתור רדיו על ממשק תוכנות שליטת מכשיר במחשב בקרת מכשיר משאבה.
      13. ראייה לבדוק התקנה ניסיונית כדי להעריך את רמת הדליפה, לאסוף את הנוזל דלף במידת צורך, על מנת להבטיח כי כל המכשירים כבר כבויים או ניתן להשאיר על מתנה, מתאימה מביניהם. סגור את ההקלטות של תוכנת עיבוד רכישה ופוסט תמונה.

    5. זיהוי מבני זרימה קוהרנטית משנית

    הערה: השתמש רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט ומערכת של פונקציות שורת הפקודה (ארגז כלים מבוססי MATLAB, PIVMat 3.01) כדי לייבא, שלאחר תהליך ולנתח 2 שדות וקטור רכיב ממערכת PIV 5, 6, 33.

    1. יצירת מסכה שמקיפה את כלומר גיאומטרית זרימה הפנימית, באזור העגול, מישוריים החתך.
      1. בחר בפרויקט שנוצר בשלב 4.4, כי יש עכשיו נתוני PIV רכשו בכלמופע של זמן מוגדר בשלב 4.8.7. יתר על כן, לבחור כל נתונים בתיבת הדו-השיח המכילה את הרכב נתוני PIV כולו.
      2. בצע את ההוראות בסעיף "קובץ קוד המשלימה - יצירת מסכה".
    2. צור שיגרתי שלאחר עיבוד על ידי בחירת הסמל 'יצווה' מתפריט הקובץ בחלון הפרויקט, תוך כמה סט נתוני PIV נבחר כברירת מחדל. תיבת דיאלוג עם 'רשימת מבצע' תופיע כי תאוכלס באותו הסדר כאמור בשלב הבא.
      1. בצע את ההוראות בסעיף "קובץ קוד המשלימה - יצירת שגרת עיבוד פוסט".
    3. שלב ממוצעים של מחשוב מהירות הזרימה משני RMS, ושדות ערבוליות.
      1. בחר את 'סטטיסטיקת וקטור: תוצאת שדה וקטורים' וההפעלה מאת "הסטטיסטיקה" הקבוצה ולחץ על 'פרמטר' בתיבת הדו-השיח. הפעל 'V הממוצע' ו und תיבות סימון 'RMS V'אה בחלק 'וקטור שדות'. בחר את הפעולה "ריקבון-z Eyx - eXy 'מקבוצת' לחלץ שדה סקלרי: סיבוב גזירה 'כדי לקבוע את ערבוליות דו מימדי ב חתך מישוריים.
    4. התחל פוסט עיבוד נתוני PIV כולו וליצור כמויות ממוצעות שלב של מהירות, מהירות RMS, ערבוליות וכוח מתערבל עם פעולות נוצרו בצעדים 5.3 ו -5.4.
      1. "לחץ לחיצה ימנית על 'על נתוני PIV מתחת לחלון פרויקט, בחר' הייפרלופ> כל הסטים ', ובחר באפשרות' הוסף הכל 'תחת' הערכות הזמינות: '' כדי להבטיח את הרכב נתוני PIV כולו נבחר.
      2. בחירה 'פרמטר' מהתפריט לנתץ בתפריט 'סינון: "סעיף. אפשרות בחירה 'אצווה עיבוד' תחת הכותרת 'מבצע: "סעיף. לחץ על 'רץ' להתחיל עיבוד פוסט 'הייפרלופ' של נתוני PIV.
    5. מתערבל Computeכוח figure-protocol-21485 שדות) לזהות מבני זרימה משניים באמצעות רכישת התמונה ותוכנות עיבוד פוסט. בחר את הפעולה 'מתערבל כוח' מקבוצת 'לחלץ שדה סקלרי: סיבוב גזירה'.
      1. חזור על שלבים 5.4.1-5.4.2 לבצע 'הייפרלופ' שלאחר עיבוד.
    6. זיהוי מבנים קוהרנטי ידי figure-protocol-21941 ו אדוה רציפה להפוך על שדה ערבוליות figure-protocol-22044 על ידי יצירת פונקציות MATLAB המוגדרים על ידי המשתמש באמצעות פונקציות MATLAB 3.01 מבוססי PIVmat (ראה "קובץ קוד משלימה - קודי MATLAB" קוד לדוגמה).
      1. צור מערך 2D של נתונים מהנוסחה הבאה המייצג אדוה 2D Ricker ידי אתחול הגורם בקנה מידה figure-protocol-22429 ב EQ. 13 עד ערך שרירותי (ראו "קובץ קוד משלימה - קודי MATLAB").
        figure-protocol-22566
      2. בצע קונבולוציה דו ממדים או כפל פורה של ערבוליות figure-protocol-22731 נתונים משלב 5.4, עם פונקציה אדוה 2D Ricker (Eq. 13) כדי ליצור שדה ערבוליות טרנספורמציה אדוה figure-protocol-22906 ב הגורם בקנה מידה אותחל figure-protocol-22998 . (ראה "קובץ קוד משלימה - קודי MATLAB").
      3. לחשב את האנטרופיה שאנון figure-protocol-23181 שדה ערבוליות טרנספורמציה ידווה figure-protocol-23280 מיוצג על ידי Eq. 14 (ראה "קובץ קוד משלימה - קודי MATLAB").
        figure-protocol-23413
      4. שינוי הגורם בקנה מידה figure-protocol-23562 וליצור מערך 2D חדש של נתונים המייצגים את אדוה 2D Ricker (Eq. 13) (ראה איור 6).
      5. חזור על שלבי 5.6.1 - 5.6.4, עבור מגוון רב של גורמים בקנה מידה ( figure-protocol-23840 ראה לולאת משוב באיור 6.
      6. צור חלקת האנטרופיה שאנון figure-protocol-24024 לעומת גורם קנה מידה אדוה figure-protocol-24117 בשלב 5.6.5 (ראה איור 6). אתר בקנה מידה אדוה אופטימלי figure-protocol-24255 בדרך כלל, מתאים מינימום מקומי באנטרופיה שתנון figure-protocol-24369 . חזור על שלב 5.6.4 בקנה מידה אדוה אופטימלית (seדואר שינון האנטרופיה vs עלילת סולם ידווה באיור 6).
      7. ליצור עלילת קווי מתאר של ערבוליות תדווה טרנספורמציה figure-protocol-24655 ב גורם הסולם ידווה מתאים הערך האופטימלי של אנטרופיה שתנון figure-protocol-24781 .

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    תוצאות

    התוצאות המוצגות באיור 7 א-D נוצרו לאחר נתוני מהירות הזרימה משני עיבוד פוסט (ראה איורים 5, 6) רכשה 2C-2D מערכת PIV שמוצג באיור 3 א. תנאי היבוא המסופק בסעיף הבדיקה העורקת המפותל עם שבר סטנט אידיאליזציה "סוג IV" היה גל העורק הראשי...

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Discussion

    הפרוטוקול המובא במאמר זה מתאר את הרכישה של נתוני ניסוי באיכות גבוהה באמצעות טכניקת velocimetry תמונת חלקיקים (PIV) ואת שיטות זיהוי מבנה קוהרנטי, דהה., תמרות תדווינה רציפות, figure-discussion-239 , מתאים זיהוי של מערבולת ותזרים נשלטת גזירה. ניתוח...

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Disclosures

    אין ניגודי אינטרסים הכריז.

    Acknowledgements

    המחברים מודים תמיכה CBET-0909678 NSF מענק ומימון מהמרכז GW להנדסה biomimetics ו Bioinspired (COBRE). אנו מודים לתלמידים, מר כריסטופר Popma, גב 'לין Penna, גב שאנון קלהן, מר Shadman חוסיין, מר מוחמד ר Najjari, וגב' ג'סיקה Hinke לעזרה במעבדה ומר מתייה Barraja עבור סיוע ציורי CAD.

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Materials

    NameCompanyCatalog NumberComments
    Acrylic tubes and sheetMcMaster-Carr Supply CompanyInlet and outlet pipes and material of the curved artery test section
    Object24 Desktop 3D printerStratasysDesktop rapid prototyping machine. http://www.stratasys.com
    VeroWhitePlus Opaque materialStratasysBuilding material for Object24 Desktop 3D printer
    Fullcure 705StratasysNon-toxic gel-like photopolymer Support material for Object24 Desktop 3D printer
    Ubbelohde viscometerCole ParmerYO-98934-12Toward measurement of kinematic viscosity of the blood-analog fluid
    VELP scientifica - ESP stirrer VELP ScientificaF206A0179Magnetic stirrer
    Ohaus Scout Pro SP 601 The Lab DepotSP4001Weigh scale
    RefractometerAtagoPAL-RIToward measurement of refractive index of blood-analog fluid
    Beakers, pipettes, syringes and spatulaSigma-Aldrich CLS710110,  CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216Toward handling materials required for blood-analog solution preparation
    Sodium IodideSigma-Aldrich383112-2.5KG Crystalline
    GlycerolSigma-AldrichG5516-1LLiquid
    Deionized Water--Liquid
    Sodium thiosulfate anhydrousSigma-Aldrich72049-250GPowder
    PIV Recording mediumLaVisionImager Intense 10HzPIV Image acquisition CCD camera
    PIV Illumination sourceNew Wave ResearchSolo III-15PIV Laser source, Nd:YAG laser, 532 nm, dual pulse 70 mJ/pulse
    PIV Imaging softwareLaVisionDaVis 7.2PIV data acquisition and instrument control
    PIV Seeding materialThermo-scientific  Flouro-MaxRed fluorescent polymer microspheres (≈ 7 µm); Dry dyed polystyrene (DVB) fluorescent microspheres emit bright and distinct colors when illuminated by the light of shorter  wavelengths than the emission wavelength. 

    References

    1. Dean, W. R. Note on the motion of a fluid in a curved pipe. Phil Mag. 7, 208-223 (1927).
    2. Dean, W. R. The streamline motion of a fluid in a curved pipe. Phil Mag. 7, 673-695 (1928).
    3. Lyne, W. H. Unsteady viscous flow in a curved pipe. J. Fluid. Mech. 45, part 1 13-31 (1970).
    4. Glenn, A. L., Bulusu, K. V., Shu, F., Plesniak, M. W. Secondary flow structures under stent-induced perturbations for cardiovascular flow in a curved artery model. Int. J. Heat Fluid Fl. 35, 76-83 (2012).
    5. Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. Secondary flow morphologies due to model stent-induced perturbations in a 180° curved tube during systolic deceleration. Exp. Fluids. 54, 1493(2013).
    6. Bulusu, K. V., Hussain, S., Plesniak, M. W. Determination of secondary flow morphologies by wavelet analysis in a curved artery model with physiological inflow. Exp. Fluids. 55, 1832(2014).
    7. Womersley, J. R. Method for the calculation of velocity, rate of flow and viscous drag in arteries when the pressure gradient is known. J. Physiol. 127, 553-563 (1955).
    8. Sheriff, J., Bluestein, D., Girdhar, G., Jesty, J. High-shear stress sensitizes platelets to subsequent low-shear conditions. Ann. Biomed. Eng. 38 (4), 1442-1450 (2010).
    9. Popma, J. J., Tiroch, K., Almonacid, A., Cohen, S., Kandzari, D. E., Leon, M. B. A qualitative and quantitative angiographic analysis of stent fracture late following sirolimus-eluting stent implantation. Am. J. Cardiol. 103 (7), 923-929 (2009).
    10. Kim, S. H., et al. A fractured sirolimus-eluting stent with a coronary aneurysm. Ann. Thorac. Surg. 88, 664-665 (2009).
    11. Adlakha, S., et al. Stent fracture in the coronary and peripheral arteries. J. Interv. Cardiol. 23 (4), 411-419 (2010).
    12. Alexopoulos, D., Xanthopoulou, I. Coronary stent fracture: How frequent it is? Does it matter. Hellenic J. Cardiol. 52, 1-5 (2011).
    13. Nair, R. N., Quadros, K. Coronary stent fracture: A review of the literature. Cardiac. Cath. Lab Director. 1, 32-38 (2011).
    14. Jaff, M., Dake, M., Popma, J., Ansel, G., Yoder, T. Standardized evaluation and reporting of stent fractures in clinical trials of noncoronary devices. Catheter Cardiovasc. Interv. 70, 460-462 (2007).
    15. Holdsworth, D., Norley, C. J., Frayne, R., Steinman, D. A., Rutt, B. K. Characterization of common carotid artery blood-flow waveforms in normal human subjects. Physiol. Meas. 20 (3), 219-240 (1999).
    16. Deutsch, S., Tarbell, J. M., Manning, K. B., Rosenberg, G., Fontaine, A. A. Experimental fluid mechanics of pulsatile artificial blood pumps. Annu. Rev. Fluid Mech. 38, 65-86 (2006).
    17. Yousif, M. Y., Holdsworth, D. W., Poepping, T. L. A blood-mimicking fluid for particle image velocimetry with silicone vascular models. Exp. Fluids. 50, 769-774 (2011).
    18. Budwig, R. Refractive index matching methods for liquid flow investigations. Exp. Fluids. 17, 350-355 (1994).
    19. Hunt, J. C. R., Wray, A. A., Moin, P. Eddies, stream, and convergence zones in turbulent flows. Center for Turbulence Research. , Report CTR-S88 (1988).
    20. Adrian, R. J., Christensen, K. T., Liu, Z. C. Analysis and interpretation of instantaneous turbulent velocity fields. Exp. Fluids. 29, 275-290 (2000).
    21. Chong, M., Perry, A. E., Cantwell, B. J. A general classification of three-dimensional flow fields. Phys. Fluids A. 2 (5), 765-777 (1990).
    22. Zhou, J., Adrian, R. J., Balachandar, S., Kendall, T. M. Mechanisms for generating coherent packets of hairpin vortices in channel flow. J. Fluid Mech. 387, 353-396 (1999).
    23. Haller, G. An objective definition of a vortex. J. Fluid Mech. 525, 1-26 (2005).
    24. Chakraborty, P., Balachander, S., Adrian, R. J. On the relationships between local vortex identification schemes. J. Fluid Mech. 535, 189-214 (2005).
    25. Wallace, J. M. Twenty years of experimental and direct numerical simulation access to the velocity gradient tensor: What have we learned about turbulence. Phys. Fluids. 21, 021301(2009).
    26. Farge, M., Guezennec, Y., Ho, C. M., Meneveau, C. Continuous wavelet analysis of coherent structures. Center for Turbulence Research, Proceedings of the Summer Program. , 331-348 (1990).
    27. Himburg, H. A., Friedman, M. H. Correspondence of Low Mean Shear and High Harmonic Content in the Porcine Iliac Arteries. ASME J. Biomedical Eng. 128, 852-856 (2006).
    28. Dai, G., et al. Distinct endothelial phenotypes evoked by arterial waveforms derived from atherosclerosis-susceptible and -resistant regions of human vasculature. PNAS. 101 (41), 14871-14876 (2004).
    29. Hanus, J., Zahora, J. Measurement and comparison of mechanical properties of nitinol stents. Physica Scripta. 118, 264-267 (2005).
    30. Segur, J. B., Oberstar, H. E. Viscosity of glycerol and its aqueous solutions. Ind. Eng. Chem. 43, 2117-2120 (1951).
    31. Adrian, R. J., Westerweel, J. Particle image velocimetry. , Cambridge University Press. NY. (2011).
    32. Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S. T., Kompenhans, J. Particle image velocimetry - A practical guide, 2nd ed. , Springer. Berlin. (2007).
    33. Moisy, F. PIVmat 3.01 software. , Laboratoire FAST., University Paris Sud, University Pierre et Marie Curie. CNRS. 91405 Orsay Cedex, France. (2013).
    34. Ruppert-Felsot, J. E., Praud, O., Sharon, E., Swinney, H. L. Extraction of coherent structures in a rotating turbulent flow experiment. Physical Review E. 72, 016311(2005).
    35. Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. Shannon entropy-based wavelet transform methods for autonomous coherent structure identification in fluid flow field data. Entropy. 17 (10), 6617-6642 (2015).

    Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

    Reprints and Permissions

    Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

    Request Permission

    Explore More Articles

    Bioengineering113IVQci

    This article has been published

    Video Coming Soon

    JoVE Logo

    Privacy

    Terms of Use

    Policies

    Contact Us

    Recommend to library

    JoVE NEWSLETTERS

    Research

    Education

    Authors

    Librarians

    ABOUT JoVE

    Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved