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

הפרוטוקול הנוכחי מתאר מדידות velocimetry תמונת חלקיקים (PIV) שבוצעו כדי לחקור את זרימת הסינוסים באמצעות ההתקנה במבחנה של שסתום אבי העורקים transcatheter (TAV). הפרמטרים המודינמיים המבוססים על מהירות נקבעים גם הם.

Abstract

תפקוד לקוי של מסתם אבי העורקים ושבץ דווחו לאחרונה בהשתלת שסתום אבי העורקים transcatheter (TAVI) חולים. יש חשד לתערובת בסינוס אבי העורקים ובסינוסים ניאו-סינוסים עקב שינויים המודינמיים. ניסויים במבחנה מסייעים לחקור את המאפיינים המודינמיים במקרים שבהם הערכת in vivo מוכיחה להיות מוגבלת. ניסויים במבחנה הם גם חזקים יותר, ואת הפרמטרים המשתנים נשלטים בקלות. ולוצימיטריית תמונת חלקיקים (PIV) היא שיטת ולוצימיטריה פופולרית למחקרי הפריה חוץ גופית . הוא מספק שדה מהירות ברזולוציה גבוהה כך שאפילו תכונות זרימה בקנה מידה קטן נצפות. מטרת מחקר זה היא להראות כיצד PIV משמש כדי לחקור את שדה הזרימה בסינוס אבי העורקים לאחר TAVI. ההתקנה במבחנה של פנטום אבי העורקים, TAVI עבור PIV, ואת תהליך רכישת הנתונים וניתוח זרימת לאחר העיבוד מתוארים. הפרמטרים המודינמיים נגזרים, כולל המהירות, קיפאון הזרימה, המערבולת, המערבולת, המערבולת ומגורים חלקיקים. התוצאות מאשרות כי ניסויים במבחנה ו- PIV מסייעים לחקור את התכונות המודינמיות בסינוס אבי העורקים.

Introduction

היצרות אבי העורקים היא מחלה נפוצה אצל מבוגרים, וזה כאשר שסתום אבי העורקים אינו נפתח, הפחתת זרימת הדם. הבעיה נגרמת על ידי עיבוי או הסתיידות של שסתום אבי העורקים1. לכן, זהו טיפול הכרחי כדי לשפר את זרימת הדם ולהפחית את העומס על הלב. הוא מטופל על ידי שיפוץ שסתום אבי העורקים או החלפתו בשסתום מלאכותי. מחקר זה מתמקד בהשתלת שסתום אבי העורקים transcatheter (TAVI), החלפת שסתום אבי העורקים תקלה עם אחד מלאכותי באמצעות קטטר.

TAVI הומלץ לחולים מאותגרים בניתוח, והתמותה הייתה גם נמוכה2. לאחרונה, דווח כי פקקת בחולים לאחר TAVI גרם תפקוד לקוי שסתום ושבץ 3,4. פקקת בסינוס אבי העורקים וניאו-סינוס חשוד, עם הסיבה שלה כנראה להיות השינויים בהודינמיקה הנגרמת על ידי TAVI. זה מבוצע מבלי להסיר את העלונים המקומיים; עלונים אלה יכולים להפריע לזרימת הסינוסים ולהעלות את הסיכון לפקקת5.

קשה לקבוע כיצד זרימת הדם מושפעת על ידי TAVI וכיצד פקקת מושרה בחולים. רצוי להבהיר את הקשר בין זרימת הדם לבין היווצרות פקקת ב vivo. עם זאת, היעדר טכניקות מעשיות למדידת זרימת הדם הופך את זה לבעייתי. מצד שני, בטכניקות הפריה חוץ גופית יש את היתרון של מתן אפשרות לאחד לפקח על השינויים בזרימת הדם על ידי הגבלת הפרמטרים שיש לחקור. התקנה במבחנה ו velocimetry תמונת חלקיקים (PIV) שימשו לזיהוי מהירות בשדות רפואיים 6,7,8. לכן, אין ויטרו ו- PIV מספיקים לקביעת הפרמטרים שיש לדווח עליהם על ידי חיקוי מצבו של המטופל: קצב הלב והלחץ, הצמיגות והגיאומטריה של הסינוסים, ומאפשרים לאדם לשלוט בפרמטרים אלה.

במחקר זה, הגדרת מבחנה ו- PIV משמשים כדי לחקור את הזרימה בסינוס אבי העורקים לאחר TAVI. פנטום אבי העורקים ו- TAVI עבור PIV ותהליך רכישת הנתונים וניתוח זרימת לאחר העיבוד מתוארים בפרוטוקול זה. נגזרים פרמטרים המודינמיים שונים, כולל המהירות, הקיפאון, המערבולת, המערבולת, המערבולת ומגורים של חלקיקים. התוצאות ממחישות כי הגדרת הפריה חוץ גופית ו- PIV מסייעים לחקור את התכונות המודינמיות בסינוס אבי העורקים.

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

Protocol

1. הגדרת במבחנה

  1. הכינו את ההתקנה הניסיונית בטבלה אופטית, כולל משאבת בוכנה, התקן לרכישת נתונים (DAQ) ומחשב עם התוכנה הנדרשת להנדסת מערכות ותוכנה לשליטה במנועים (ראו טבלת חומרים) (איור 1).
    הערה: משאבת הבוכנה נבדקה וכוילתה בעבר ומורכבת ממנוע, נהג מנוע ומפעיל ליניארי9.
  2. יבא את קובץ הגיליון האלקטרוני עם מידע קצב הזרימה לתוכנת הנדסת המערכת.
    הערה: לדוגמה, הדופק הוא 60 bpm, קצב הזרימה המרבי הוא 20 ליטר / דקה, תפוקת הלב היא 4.8 ליטר / דקה, ונפח השבץ הוא 70 מ"ל.
  3. הגדר את הפרמטר בתוכנת הנדסת מערכות, כגון ערוץ קלט ופלט DAQ; שעון לדוגמה הוא 1,000 ואיטרציה משוב הוא 10.
  4. הגדר את הפרמטר בתוכנת השליטה במנוע; אורך בורג העופרת הוא 10 מ"מ, כניסה אנלוגית ופלט הם 14.5 מ"מ / מתח.
  5. התקן את שסתום הבדיקה ושסתום ההתנגדות למאגר10.
    הערה: שסתום הבדיקה מחובר למשאבת הבוכנה ככניסה של המערכת, ושסתום הכדור מחובר למודל הסינוס האקרילי כשקע של המערכת.
  6. תקן את דגם הסינוס האקריליק (איור 2) עם מוט אלומיניום מרובע לשולחן האופטי.
    הערה: הממדים של מודל הסינוס האקרילי מוצגים בטבלה 1.
  7. התקן את מד הלחץ (~ 0-15 פסאיי) לברז הלחץ של מודל הסינוס האקרילי לקבלת אות לחץ ממחשב אחר.
    הערה: ברזי הלחץ ממוקמים 140 מ"מ מצומת sinotubular (STJ).
  8. הכן נוזל עבודה על ידי ערבוב מלוחים וגליצרין (ראה טבלת חומרים) ביחס מסה של 60:40.
    הערה: צמיגות ותפסור שימשו למדידת צמיגות ומדד השבירה של נוזל העבודה. הצמיגות היא ~ 4 cp, מדד השבירה הוא 1.45, והצפיפות היא 1,100 ק"ג / מ '3.
  9. חברו את המאגר, משאבת הבוכנה ודגם הסינוס האקרילי עם צינור סיליקון (ראו טבלת חומרים).
  10. לקשור את שסתום אבי העורקים transcatheter (TAV) (ראה טבלת חומרים) לעלון המקורי שנעשה על ידי מדפסת 3D עם חוט11.
  11. שלבו את ה-TAV הקבוע בעלון המקורי עם דגם הסינוס האקרילי.
    הערה: TAV המשמש כאן (המתקבל מסחרית) יש קוטר של 23 מ"מ ו 26 מ"מ, והגובה הוא 18 מ"מ ו 20 מ"מ, בהתאמה12. עבור TAV (23 מ"מ), עומק הפריסה ואורך העלון המקורי היו 1.8 מ"מ ו -9 מ"מ, ועבור TAV (26 מ"מ), זה 2.0 מ"מ ו 10 מ"מ, בהתאמה. הקוטר הפנימי של העלון המקומי היה 21 מ"מ, בהתחשב בגודל האנולוס של המטופל.
    אזהרה: ה- TAV מתייבש אם לא נשמר בתמיסת מלח. הוא נשמר בנוזל גם לאחר שהיה קשור לעלון המקומי.
  12. מלא את נוזל העבודה (שלב 1.8) במערכת הפריה חוץ גופית .
    זהירות. הימנע ביצוע בועות על מודל סינוס אקרילי כי זה משפיע על תוצאות PIV.

2. הגדרת PIV

  1. אתר את הלייזר על שולחן אופטי אחר ומעקה חד-צירי.
    הערה: הלייזר הוא לייזר Nd: YAG רציף הפולט אור עם אורך גל של 532 ננומטר ועוצמתו יכולה לגדול ל- 10 W (ראה טבלת חומרים). יריעת הלייזר העוברת דרך אופטיקה יש מרחק של 1 מ 'ממודל הסינוס האקריליק.
  2. אתר את המצלמה המהירה במעבר דו-צירי והזז את המעבר.
    אזהרה: המצלמה המהירה מאונכת לגיליון הלייזר ולדגם הסינוס האקריליק.
  3. צייד את העדשה למצלמה המהירה.
    הערה: לעדשת המאקרו המותקנת במצלמה המהירה יש אורך מוקד של 105 מ"מ, והצמצם הוא f/2.8.
  4. חלקיק זרעים (ראה טבלת חומרים) במאגר.
    הערה: החלקיק הוא כדור זכוכית חלול עם קוטר ממוצע של 10 מיקרומטר וצפיפות של 1,090 ק"ג / מ '3. למאגר צורה מלבנית והרוחב, האורך והגובה בתוכו הם 23 ס"מ, 23 ס"מ, 35 ס"מ, בהתאמה. יש חור להידוק בחלק העליון. למכסה היה גם חור להידוק וברז ברגים להתקנת משאבת הנורה כדי להפעיל לחץ.
  5. לתכנת טריגר חיצוני באמצעות פלטפורמת אב טיפוס אלקטרונית בקוד פתוח, Arduino (ראה טבלת חומרים).
    הערה: כאשר משאבת הבוכנה נעה מרחק קבוע מראש, הפלט של Arduino הופך 1, אשר מועבר למצלמה במהירות גבוהה כגורם לצילום.
  6. הפעל את התוכנה לשליטה במצלמה (ראה טבלת חומרים), לחץ על הפניה להפעלה נוכחית (CSR) והסר את מכסה העדשה.
  7. הפעל את הלייזר, הגדר אותו ל- 7 W, ואתר את יריעת הלייזר למרכז ה- TAV.
  8. קח תמונה ובדוק את צפיפות החלקיקים ואת הקוטר.
    הערה: כדי להפחית שגיאות, לאשר כי ~ 8-10 חלקיקים נמצאים בחלון החקירה, עם קוטר חלקיקים של 2-4 פיקסלים13.
  9. הגדר את הפרמטרים, כגון רזולוציה (1280 x 720), קצב פריימים אקראי, זמן חשיפה למקסימום בהתאם לקצב הפריימים האקראי בתוכנה לשליטה במצלמה.
  10. לחץ על כפתור אפשר בתוכנה לשליטה במנוע בהתחלה ולחץ על כפתור התחל בתוכנת הנדסת המערכות כדי להפעיל את משאבת הבוכנה.
  11. צלם תמונה ובדוק אם מרחק החלקיקים המרבי הוא פחות מ- 4-6 פיקסלים.
    הערה: מחקר זה מתאים ל-50% מחלון החקירה, המגדיר 16 פיקסלים בין וקטורים של מהירות. המרחק המרבי של חלקיקים בחלון החקירה מוגבל ל-8 פיקסלים.
  12. חזור על שלב 2.11 כדי להבטיח את מרחק החלקיקים המרבי בטווח זה על-ידי התאמת המסגרות לשניה (fps) אם הוא גדול מ- 6 פיקסלים והורדת ה- fps אם הוא קטן מ- 4 פיקסלים.

3. חקירת המודינמיקה

  1. בדוק אם יש דליפה מחלק החיבור של מודל הסינוס האקריליק או צינור הסיליקון הופך מקופל.
  2. יבא את קובץ Excel עם קצב זרימה מאוחסן ומידע bpm בתוכנת הנדסת המערכת.
    הערה: לדוגמה, קצב הלב הוא 60 פעימות לדקה, קצב הזרימה המרבי הוא 20 ליטר /דקה, תפוקת הלב היא 4.8 ליטר/דקה, נפח השבץ הוא 70 מ"ל (איור 3A).
  3. אשר את פרמטר התוכנה של הנדסת המערכת, כגון ערוץ קלט ופלט של התקן DAQ. שעון המדגם הוא 1,000, ואיטרציית המשוב היא 10.
  4. אשר את הפרמטר של תוכנת השליטה במנוע, למשל, אורך בורג העופרת הוא 10 מ"מ, קלט ופלט אנלוגיים הם 14.5 מ"מ / מתח.
  5. הפעל את המצלמה המהירה והפעל את התוכנה השולטת במצלמה.
  6. לחץ על CSR ולהסיר מכסה עדשה.
  7. הגדר את הפרמטרים של התוכנה השולטת במצלמה, למשל, את הרזולוציה של 1280 x 720, קצב פריימים של 300 fps, תקופת פרץ של 200 μs ו 150 μs, ספירת פרץ של 3, וחשיפה (נכפה על ידי תקופת ההתפרצות).
  8. הפעל את הלייזר, הגדר אותו ל- 7 W, ואתר את יריעת הלייזר במרכז TAV. התמקד בגיליון הלייזר על ידי שליטה בעדשה.
  9. התאם את הלחץ למאגר.
    הערה: הלחץ הממוצע לאחר valvular הוא 100 מ"מ כספית בעת הפעלת משאבת הבוכנה (איור 3B, C).
  10. לחץ על כפתור הפוך לזמין בתוכנה לשליטה במנועים בהתחלה ולחץ על לחצן התחל בתוכנת הנדסת המערכת כדי להפעיל את משאבת הבוכנה.
  11. המתן עד שקצב הזרימה יתייצב.
    הערה: קצב הזרימה מחשב את ההפרש בהתבסס על האות ממשאבת הבוכנה ומבצע משוב שלילי, כך שלוקח זמן להמתין עד שהוא מתייצב.
  12. בדוק הדק שעובד במזימה הסדרתית Arduino.
  13. לכוד תמונות חלקיקים עבור 14 מחזורים רצופים ולחזור על סך של שבע פעמים.
    הערה: קיבולת האחסון של מצלמה במהירות גבוהה קשורה לרזולוציה ולמספר תמונות החלקיקים. על פי הפרמטר שנקבע בשלב 3.7, ניתן לצלם תמונה רק עבור 14 מחזורים בכל פעם.

4. עיבוד נתונים

  1. המר מקובץ .cine לקבצי .tiff באמצעות התוכנה השולטת במצלמה.
  2. חשב את התמונה הממוצעת עבור כל תמונות החלקיקים לאורך זמן. הסר את האזור המתאים להשתקפות הלייזר בקיר או TAV על ידי חיסור התמונה הממוצעת14.
  3. הפוך את המסיכה על-ידי הפרדת האזורים שיש לנתח מאלה שיש להשליך.
    הערה: במחקר זה, שתי מסכות שימשו: אחד כדי לנתח את אזור הסינוס לבד והשני כדי לנתח את האזור כולו, אשר מכיל את האזור לאחר STJ.
  4. ביצוע PIV באמצעות PIVlab, כלי קוד פתוח המבוסס על MATLAB15 (ראה טבלת חומרים).
    1. יבא תמונות חלקיקים שנשמרו בשיטה או בשיטת pairwise שנפתרה בזמן.
    2. בצע השוואת היסטוגרמה אדפטיבית מוגבלת (CLAHE)16.
      הערה: CLAHE היא שיטה לעיבוד מראש של תמונה. הניגודיות של תמונת החלקיקים מופצת מחדש כך שהלייזר משקף את העלייה והירידה בעוצמת החלקיקים. תמונת החלקיקים מחולקת על ידי חלון עם 20 פיקסלים.
    3. יבא את המסיכה והחיל אותה על כל תמונות החלקיקים.
    4. הגדר את חלון החקירה מרובה המעברים.
      הערה: חלון החקירה יורד מ- 64 x 64 ל- 32 x 32 עם חפיפה של 50%. המרחק בין שני הווקטורים מתאים ל-16 פיקסלים.
    5. בצע את המתאם הנגדי13 אודות זוג תמונת החלקיקים שהוסב לתחום התדרים באמצעות התמרת פורייה מהירה (FFT)13.
    6. מצא ערך שיא באמצעות התאמה גאוסית בגודל 2 x 3 בתוצאה של מתאם.
      הערה: ערך השיא שנבחר במתאימה הגאוסית קבע את מרחק החלקיקים.
  5. הפעל את תהליך ההחלקה, הכולל את התהליכים הבאים.
    1. הסר את החריגים לתוך "NaN" באמצעות הפונקציה המובנית "isoutlier" ב- MATLAB.
    2. אינטרפולציה של נאן לערך באמצעות הפונקציה "inpaint_nans" ב- MATLAB15.
    3. המר מ"פיקסל/מסגרת" ל-"m/s" בהתאם לקצב הפריימים ולתקופת ההתפרצות.
      הערה: ההמרה קשורה למרווח הזמן, שנקבע לפי קצב הפריימים ותקופת ההתפרצות. באופן ספציפי, מקדם השיטה שנפתרה בזמן נגזר על-ידי קצב הפריימים, וזה של שיטת pairwise נגזר על-ידי תקופת הפרץ.
    4. מזג את פעולת השירות pairwise ואת פעולת השירות שפתרה את הזמן באמצעות גורם השקול.
      הערה: מקדם השקלול תלוי בגודל המהירות ויש לו ערך כולל של 1 בכל מקטע. אם גודל המהירות חורג מסף מסוים, הגורם עבור שיטת pairwise גבוה מזה של פעולת השירות שנפתרה בזמן.
    5. הפעל את הפונקציה "החלקה" של DCT-PLS באמצעות גורם החלקה של 0.5915,17.
      הערה: הפונקציות "החלקה" ו"inpaint_nans" נמצאות ב- PIVlab.

5. ניתוח נתונים

  1. טען נתוני PIV ל- MATLAB.
  2. חלץ רכיבי "u" ו- "v" מנתוני PIV.
  3. חשב את שדה המהירות18 (משוואה 1, קובץ משלים 1).
  4. להפיק פרמטרי המודינמיקה באמצעות הקוד הפנימי ופונקציה מובנית19.
    1. להפיק את המערבולת עם הפונקציה המובנית MATLAB "תלתל"18 (משוואה 2, קובץ משלים 1).
    2. לגזור את הקיפאון עם קוד בתוך הבית20 (משוואה 3, קובץ משלים 1).
    3. לגזור את Γ1 עם קודפנימי 21 (משוואה 4, קובץ משלים 1).
    4. להפיק את מגורי החלקיקים עם קודפנימי 19 (משוואה 5, קובץ משלים 1).
  5. חשב את הממוצע ואת סטיית התקן של פרמטרי המודינמיקה (טבלה 2).
    הערה: מהירות שיא, מערבולות, Γ1 וקיפאון חושבו במשך 98 מחזורים בסך הכל. הריקבון הושג באמצעות התאמה מעריכית לאחוז מגורי החלקיקים. הריקבון הגדיר 14 מחזורים כערכת נתונים אחת וחישב את הממוצע ואת סטיית התקן במשך שבע פעמים.

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

תוצאות

שדות המהירות הראו מבנה זרימת סינוס שונה בהתאם לקוטר השסתום באיור 4. עבור TAV (23 מ"מ), המהירות הייתה גבוהה מ-0.05 מ'/ש' בין TAV ל-STJ מהסיסטולית המוקדמת ועד שיא הסיסטולית שנפתחה על ידי TAV באמצעות מטוס השילוח. מהירות גבוהה הופצה אז בטווח צר ליד הסטנט בסוף הסיסטוליה. המהירות בדיאסטולה הי?...

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

Discussion

זרימת הסינוס השתנתה עקב גיאומטריית סינוס שונה לאחר TAVI. המערבולת נוצרה על ידי פתיחת שסתום אבי העורקים ואת האינטראקציה עם סילון קדמי של systole22. במחקר של שסתום כירורגי מלאכותי ללא עלונים מקומיים, מערבולת שנצפתה באזור הסינוס ב systole היה נורמלי23. מחקר זה יוצר את המערבולת...

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

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המחקר המדעי הבסיסית של קרן המחקר הלאומית של קוריאה, הממומנת על ידי משרד החינוך (NRF-2021R1I1A3040346 ו- NRF-2020R1A4A1019475). מחקר זה נתמך גם על ידי מענק מחקר 2018 (PoINT) מהאוניברסיטה הלאומית של קנגוון.

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

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
3D PrinterPrusa ResearchOriginal Prusa i3 MK2; FDM printer
Aluminum bar (square)APSPROKHP-3030, KHP-6060Dimension: 30 mm x 30 mm, 60 mm x 60 mm
Bulb pumpSkyhopeMHL-1
Camera controlling softwarePhantomPCC 3.4 softwareThe software controll the high speed camera
Check valveHANJU STEEL PIPECheck valve; 1/2 inch (15A)
Digital Aqusition deviceNational InstrumentsUSB-6001
GlycerinANU KoreaIt used for making a working fluid
High-speed cameraPhantomPhantom VEO 710E-L
LaserChangchun New Industries Optoelectronics TechnologyMGL-W-532; CW Nd:YAG Laser
Linear actuatorTHOMSONPC-40; it converts the rotational motion to lenear motion
Macro lensNikonVR Micro-NIKKOR 105mm, f/2.8 G
MotorKOLLMORGENAKM33H-ANCNR-00; DC servo motor
Motor controlling softwareKOLLMORGENKollmorgen software; the software controll the motor driver
Motor driverKOLLMORGENAKD-B00606-NBAN-0000
Open-source electronic prototypic platformArduinoA000066Arduino Uno R3. It used for making a external trigger
Optic tableSMTECH1800 (W) x 900 (B) x 800 (H)
ParticleDantec Dynamics80A6011Hollow Glass Sphere. Mean diameter:10 µm, Density: 1090 kg/m3
PIVlabPIVlabOpen source algorithm based on MATLAB
https://kr.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27659-pivlab-particle-image-velocimetry-piv-tool-with-gui
Pressure gaugeOMEGAPX309-015A5V. Measurement range: 0~15psi
RefractometerATAGO2350R-5000. Hand held refractometer; measurement range: 1.333-1.520
Resistance valveHANJU STEEL PIPEBall valve; 1/2 inch (15A)
SalineDAI HAN PHARMIt is used for making a working fluid and for preserving the TAV
Silicone hoseHSWInner diameter 26mm, Outter diameter 30mm; Inlet length 5m, Outlet length 1.5m
System enginnering softwareNational InstrumentsLabVIEW software. The software controlls the DAQ.
Transcatheter Aortic Valve, TAV (23 mm) and TAV (26 mm)Edwards LifesciencesSAPIEN3 23mm, SAPIEN3 26mm. It is supported by Seoul Asan Medical
ViscosmeterBrookfiledDVELV; Measurement range: 1-2x109 cp

References

  1. Carabello, B. A., Paulus, W. J. Aortic stenosis. The Lancet. 373 (9667), 956-966 (2009).
  2. Jakobsen, L., et al. Short-and long-term mortality and stroke risk after transcatheter aortic valve implantation. The American Journal of Cardiology. 121 (1), 78-85 (2018).
  3. Koo, H. J., et al. Computed tomography features of cuspal thrombosis and subvalvular tissue ingrowth after transcatheter aortic valve implantation. The American Journal of Cardiology. 125 (4), 597-606 (2020).
  4. Midha, P. A., et al. The fluid mechanics of transcatheter heart valve leaflet thrombosis in the neosinus. Circulation. 136 (17), 1598-1609 (2017).
  5. Abubakar, H., Ahmed, A. S., Subahi, A., Yassin, A. S. Thrombus in the Right Coronary Sinus of Valsalva Originating From the Left Atrial Appendage Causing Embolic Inferior Wall Myocardial Infarction. Journal of Investigative Medicine High Impact Case Reports. 6, 2324709618792023(2018).
  6. Charonko, J., Karri, S., Schmieg, J., Prabhu, S., Vlachos, P. In vitro, time-resolved PIV comparison of the effect of stent design on wall shear stress. Annals of Biomedical Engineering. 37 (7), 1310-1321 (2009).
  7. Hariharan, P., et al. Inter-laboratory characterization of the velocity field in the FDA blood pump model using particle image velocimetry (PIV). Cardiovascular Engineering and Technology. 9 (4), 623-640 (2018).
  8. Lim, W., Chew, Y., Chew, T., Low, H. Pulsatile flow studies of a porcine bioprosthetic aortic valve in vitro: PIV measurements and shear-induced blood damage. Journal of Biomechanics. 34 (11), 1417-1427 (2001).
  9. Kim, J., Lee, Y., Choi, S., Ha, H. Pulsatile flow pump based on an iterative controlled piston pump actuator as an in-vitro cardiovascular flow model. Medical Engineering & Physics. 77, 118-124 (2020).
  10. Moore, B. L., Dasi, L. P. Coronary flow impacts aortic leaflet mechanics and aortic sinus hemodynamics. Annals of Biomedical Engineering. 43 (9), 2231-2241 (2015).
  11. Evans, B. Practical 3D printers: The science and art of 3D printing. , Apress. (2012).
  12. Yudi, M. B., Sharma, S. K., Tang, G. H., Kini, A. Coronary angiography and percutaneous coronary intervention after transcatheter aortic valve replacement. Journal of the American College of Cardiology. 71 (12), 1360-1378 (2018).
  13. Adrian, R. J., Westerweel, J. Particle Image Velocimetry. , Cambridge University Press. (2011).
  14. Deen, N. G., et al. On image pre-processing for PIV of single-and two-phase flows over reflecting objects. Experiments in Fluids. 49 (2), 525-530 (2010).
  15. Thielicke, W., Stamhuis, E. PIVlab-towards user-friendly, affordable and accurate digital particle image velocimetry in MATLAB. Journal of Open Research Software. 2 (1), (2014).
  16. Pizer, S. M., et al. Adaptive histogram equalization and its variations. Computer Vision, Graphics, and Image Processing. 39 (3), 355-368 (1987).
  17. Garcia, D. Robust smoothing of gridded data in one and higher dimensions with missing values. Computational Statistics & Data Analysis. 54 (4), 1167-1178 (2010).
  18. Elger, D. F., LeBret, B. A., Crowe, C. T., Roberson, J. A. Engineering Fluid Mechanics. , John Wiley & Sons. (2020).
  19. Raghav, V., Sastry, S., Saikrishnan, N. Experimental assessment of flow fields associated with heart valve prostheses using particle image velocimetry (PIV): recommendations for best practices. Cardiovascular Engineering and Technology. 9 (3), 273-287 (2018).
  20. Ncho, B., Sadri, V., Ortner, J., Kollapaneni, S., Yoganathan, A. In-Vitro Assessment of the Effects of Transcatheter Aortic Valve Leaflet Design on Neo-Sinus Geometry and Flow. Annals of Biomedical Engineering. 49 (3), 1046-1057 (2021).
  21. Graftieaux, L., Michard, M., Grosjean, N. Combining PIV, POD and vortex identification algorithms for the study of unsteady turbulent swirling flows. Measurement Science and Technology. 12 (9), 1422(2001).
  22. Yap, C. H., Saikrishnan, N., Tamilselvan, G., Yoganathan, A. P. Experimental measurement of dynamic fluid shear stress on the aortic surface of the aortic valve leaflet. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 11 (1), 171-182 (2012).
  23. Toninato, R., Salmon, J., Susin, F. M., Ducci, A., Burriesci, G. Physiological vortices in the sinuses of Valsalva: an in vitro approach for bio-prosthetic valves. Journal of Biomechanics. 49 (13), 2635-2643 (2016).
  24. Raghav, V., Midha, P., Sharma, R., Babaliaros, V., Yoganathan, A. Transcatheter aortic valve thrombosis: a review of potential mechanisms. Journal of the Royal Society Interface. 18 (184), 20210599(2021).
  25. Ramanathan, T., Skinner, H. Coronary blood flow. Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain. 5 (2), 61-64 (2005).
  26. Nobach, H., Bodenschatz, E. Limitations of accuracy in PIV due to individual variations of particle image intensities. Experiments in Fluids. 47 (1), 27-38 (2009).
  27. Gülan, U., et al. Performance analysis of the transcatheter aortic valve implantation on blood flow hemodynamics: An optical imaging-based in vitro study. Artificial Organs. 43 (10), 282-293 (2019).

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

180transcatheter TAVvelocimetry PIV

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