대동맥 팬텀을 통한 혈역학의 입자 이미지 Velocimetry 조사

속도 정보는 판막 혈류를 평가하는 데 필수적입니다. 우리의 프로토콜은 인스턴스 속도 필드를 획득하여 혈역학에 대한 상세한 분석을 유도합니다. 이 프로토콜의 가장 큰 장점은 생체 내 실험에서 얻기 어려운 인공 심장 판막 이식을 통해 대동맥 부비동의 인스턴스 속도 필드를 획득 할 수 있다는 것입니다.

현재의 프로토콜은 경피적 대동맥 판막 이식 후 비정상적인 혈역학을 특성화하는 데 도움이 될 것이다. 얻은 혈역학을 바탕으로 연구자들은 더 나은 심장 판막을 개발할 수 있습니다. 입자 이미지 속도측정을 위해 좋은 입자 이미지를 얻는 과정은 복잡합니다.

초보자에게는 프레임 속도가 다른 파티클 이미지를 획득하고 각 결과를 비교하는 것이 좋습니다. 시작하려면 피스톤 펌프, 데이터 수집 장치 및 필요한 시스템 엔지니어링 소프트웨어 및 모터 제어 소프트웨어가 있는 컴퓨터를 포함한 광학 테이블에서 실험 설정을 준비합니다. 스프레드시트 파일을 유량 정보가 있는 시스템 엔지니어링 소프트웨어로 가져옵니다.

아크릴 부비동 모델을 사각형 알루미늄 막대가있는 광학 테이블에 고정하십시오. 저수지, 피스톤 펌프 및 아크릴 부비동 모델을 실리콘 호스와 연결합니다. 네이티브 리플릿의 고정 TAV를 아크릴 부비동 모델과 결합하십시오.

고속 카메라를 두 축 횡단에 놓고 횡단을 이동합니다. 레이저를 켜고 일곱 와트로 설정 한 다음 레이저 시트를 TAV의 중앙에 놓습니다. 사진을 찍고 최대 입자 거리가 네 ~ 여섯 픽셀 미만인지 확인하십시오.

해상도 1, 280 x 720, 초당 프레임 속도 300프레임, 버스트 기간에 의해 강제되는 노출, 버스트 카운트 3개, 버스트 기간 200마이크로초 및 150마이크로초의 버스트 기간으로 시작하는 카메라 제어 소프트웨어 파라미터를 설정합니다. 14회 연속 사이클 동안 파티클 이미지를 캡처하고 총 일곱 번 반복합니다. 분석 할 영역과 폐기 할 영역을 분리하여 마스크를 만듭니다.

오픈 소스 도구를 사용하는 PIVlab은 MATLAB을 기반으로 시간 해결 방법 또는 쌍 단위 방법으로 저장된 파티클 이미지를 가져와 PIV를 수행합니다. 마스크를 가져와 모든 파티클 이미지에 적용합니다. 콘트라스트 제한 적응형 히스토그램 등화를 실행하고, 빠른 푸리에 변환을 사용하여 주파수 영역으로 변환된 입자 이미지 쌍에 대한 교차 상관 관계를 실행합니다.

다중 통과 심문 창을 설정하고 상관 결과에서 두 개씩 세 개의 가우시안 핏을 사용하여 피크 값을 찾습니다. 속도 필드를 계산하고 사내 코드 및 내장 함수를 사용하여 혈역학 매개 변수를 파생시킵니다. 23 밀리미터 TAV의 경우, 속도는 초기 수축기에서 피크 수축기까지 TAV와 중관형 접합부 사이에서 초당 0.05 미터보다 높았다.

디아스톨의 속도는 초당 0.025 미터보다 낮았고 속도가 낮은 두 개의 소용돌이가 나타났습니다. 초기 수축기를 제외한 26mm TAV의 경우 부비동의 속도 분포는 초당 0.05 미터보다 낮았습니다. 특히, 후기 수축기에서, 속도는 다른 시간보다 낮았다.

23mm TAV의 피크 속도는 26mm TAV보다 높았다. 23 밀리미터 TAV로 형성된 정체 면적은 넓었지만 정적의 분율은 낮았다. 23 밀리미터 TAV에 대한 네이티브 전단지 위와 아래에 두 개의 유사한 소용돌이가 발견되었습니다.

그러나 26 밀리미터 TAV의 경우 시계 방향 와류가 불분명하고 시계 반대 방향 소용돌이가 타원형이었습니다. 소용돌이는 소용돌이와 비슷한 결과를 보였다. 입자 거주지의 스냅샷은 2초 동안 부비동 영역에서 입자 분포를 나타냈고, 입자 거주지의 백분율은 14초 동안 부비동 영역에 남아있는 입자의 분율임을 보여주었다.

26 밀리미터 TAV는 23 밀리미터 TAV보다 빠르게 감소했지만, 입자의 방출은 두 경우 모두 동일하지 않았습니다. 속도 필드의 파생은 가장 중요한 단계입니다. 앞의 단계는 속도 필드를 파생하기 위한 프로세스이며 PIV에 적합합니다.

이 프로토콜은 협착성 동맥 및 심장 판막과 같은 다양한 심혈관 시스템에서 혈역학을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.