Name: experimental investigation of secondary flow structures downstream of a model type iv stent failure in a 180&#176; curved artery test section
Uploaded: 2016-07-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180Ã‚Â° Curved Artery Test Section at JoVE.com

著者らは、バイオミメティクスとバイオインスパイアード・エンジニアリングのためのGWセンター（COBRE）からNSFのグラントCBET-0909678および資金調達の支援を認めます。我々は内支援するための実験室および氏マチューBarrajaのヘルプのための学生さん、クリストファーPopma、氏リアンペンナさん、シャノンキャラハン氏Shadmanフセイン氏、モハメド・R. Najjari、と女史ジェシカHinkeに感謝しますCAD図面。

1.設計とステントモデルの作製注：以下の手順は、直線と曲線のステントの実験室規模のモデルを作成するために従っています。 2ステントモデルのインストールは、「IV型」破壊（断片化と骨折ステント部品の線形変位）を体現します。 注：著者は、ステントの幾何学的形状のCADモデルを作成するための研究の時点でのPro / ENGINEERのソフトウェアを使...

<ol>
	<li>Dean, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+the+motion+of+a+fluid+in+a+curved+pipe.">Note on the motion of a fluid in a curved pipe.</a> Phil Mag. 7, 208-223 (1927).</li><li>Dean, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+streamline+motion+of+a+fluid+in+a+curved+pipe.">The streamline motion of a fluid in a curved pipe.</a> Phil Mag. 7, 673-695 (1928).</li><li>Lyne, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsteady+viscous+flow+in+a+curved+pipe.">Unsteady viscous flow in a curved pipe.</a> J. Fluid. Mech. 45, 13-31 (1970).</li><li>Glenn, A. L., Bulusu, K. V., Shu, F., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+flow+structures+under+stent-induced+perturbations+for+cardiovascular+flow+in+a+curved+artery+model.">Secondary flow structures under stent-induced perturbations for cardiovascular flow in a curved artery model.</a> Int. J. Heat Fluid Fl. 35, 76-83 (2012).</li><li>Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+flow+morphologies+due+to+model+stent-induced+perturbations+in+a+180&#176;+curved+tube+during+systolic+deceleration.">Secondary flow morphologies due to model stent-induced perturbations in a 180&#176; curved tube during systolic deceleration.</a> Exp. Fluids. 54, 1493 (2013).</li><li>Bulusu, K. V., Hussain, S., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+secondary+flow+morphologies+by+wavelet+analysis+in+a+curved+artery+model+with+physiological+inflow.">Determination of secondary flow morphologies by wavelet analysis in a curved artery model with physiological inflow.</a> Exp. Fluids. 55, 1832 (2014).</li><li>Womersley, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+for+the+calculation+of+velocity,+rate+of+flow+and+viscous+drag+in+arteries+when+the+pressure+gradient+is+known.">Method for the calculation of velocity, rate of flow and viscous drag in arteries when the pressure gradient is known.</a> J. Physiol. 127, 553-563 (1955).</li><li>Sheriff, J., Bluestein, D., Girdhar, G., Jesty, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-shear+stress+sensitizes+platelets+to+subsequent+low-shear+conditions.">High-shear stress sensitizes platelets to subsequent low-shear conditions.</a> Ann. Biomed. Eng. 38 (4), 1442-1450 (2010).</li><li>Popma, J. J., Tiroch, K., Almonacid, A., Cohen, S., Kandzari, D. E., Leon, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+qualitative+and+quantitative+angiographic+analysis+of+stent+fracture+late+following+sirolimus-eluting+stent+implantation.">A qualitative and quantitative angiographic analysis of stent fracture late following sirolimus-eluting stent implantation.</a> Am. J. Cardiol. 103 (7), 923-929 (2009).</li><li>Kim, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fractured+sirolimus-eluting+stent+with+a+coronary+aneurysm.">A fractured sirolimus-eluting stent with a coronary aneurysm.</a> Ann. Thorac. Surg. 88, 664-665 (2009).</li><li>Adlakha, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stent+fracture+in+the+coronary+and+peripheral+arteries.">Stent fracture in the coronary and peripheral arteries.</a> J. Interv. Cardiol. 23 (4), 411-419 (2010).</li><li>Alexopoulos, D., Xanthopoulou, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+stent+fracture:+How+frequent+it+is?+Does+it+matter.">Coronary stent fracture: How frequent it is? Does it matter.</a> Hellenic J. Cardiol. 52, 1-5 (2011).</li><li>Nair, R. N., Quadros, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+stent+fracture:+A+review+of+the+literature.">Coronary stent fracture: A review of the literature.</a> Cardiac. Cath. Lab Director. 1, 32-38 (2011).</li><li>Jaff, M., Dake, M., Popma, J., Ansel, G., Yoder, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+evaluation+and+reporting+of+stent+fractures+in+clinical+trials+of+noncoronary+devices.">Standardized evaluation and reporting of stent fractures in clinical trials of noncoronary devices.</a> Catheter Cardiovasc. Interv. 70, 460-462 (2007).</li><li>Holdsworth, D., Norley, C. J., Frayne, R., Steinman, D. A., Rutt, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+common+carotid+artery+blood-flow+waveforms+in+normal+human+subjects.">Characterization of common carotid artery blood-flow waveforms in normal human subjects.</a> Physiol. Meas. 20 (3), 219-240 (1999).</li><li>Deutsch, S., Tarbell, J. M., Manning, K. B., Rosenberg, G., Fontaine, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+fluid+mechanics+of+pulsatile+artificial+blood+pumps.">Experimental fluid mechanics of pulsatile artificial blood pumps.</a> Annu. Rev. Fluid Mech. 38, 65-86 (2006).</li><li>Yousif, M. Y., Holdsworth, D. W., Poepping, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+blood-mimicking+fluid+for+particle+image+velocimetry+with+silicone+vascular+models.">A blood-mimicking fluid for particle image velocimetry with silicone vascular models.</a> Exp. Fluids. 50, 769-774 (2011).</li><li>Budwig, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refractive+index+matching+methods+for+liquid+flow+investigations.">Refractive index matching methods for liquid flow investigations.</a> Exp. Fluids. 17, 350-355 (1994).</li><li>Hunt, J. C. R., Wray, A. A., Moin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eddies,+stream,+and+convergence+zones+in+turbulent+flows.">Eddies, stream, and convergence zones in turbulent flows.</a> Center for Turbulence Research. , (1988).</li><li>Adrian, R. J., Christensen, K. T., Liu, Z. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+interpretation+of+instantaneous+turbulent+velocity+fields.">Analysis and interpretation of instantaneous turbulent velocity fields.</a> Exp. Fluids. 29, 275-290 (2000).</li><li>Chong, M., Perry, A. E., Cantwell, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+general+classification+of+three-dimensional+flow+fields.">A general classification of three-dimensional flow fields.</a> Phys. Fluids A. 2 (5), 765-777 (1990).</li><li>Zhou, J., Adrian, R. J., Balachandar, S., Kendall, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+for+generating+coherent+packets+of+hairpin+vortices+in+channel+flow.">Mechanisms for generating coherent packets of hairpin vortices in channel flow.</a> J. Fluid Mech. 387, 353-396 (1999).</li><li>Haller, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+objective+definition+of+a+vortex.">An objective definition of a vortex.</a> J. Fluid Mech. 525, 1-26 (2005).</li><li>Chakraborty, P., Balachander, S., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+relationships+between+local+vortex+identification+schemes.">On the relationships between local vortex identification schemes.</a> J. Fluid Mech. 535, 189-214 (2005).</li><li>Wallace, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Twenty+years+of+experimental+and+direct+numerical+simulation+access+to+the+velocity+gradient+tensor:+What+have+we+learned+about+turbulence.">Twenty years of experimental and direct numerical simulation access to the velocity gradient tensor: What have we learned about turbulence.</a> Phys. Fluids. 21, 021301 (2009).</li><li>Farge, M., Guezennec, Y., Ho, C. M., Meneveau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+wavelet+analysis+of+coherent+structures.">Continuous wavelet analysis of coherent structures.</a> Center for Turbulence Research, Proceedings of the Summer Program. , 331-348 (1990).</li><li>Himburg, H. A., Friedman, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correspondence+of+Low+Mean+Shear+and+High+Harmonic+Content+in+the+Porcine+Iliac+Arteries.">Correspondence of Low Mean Shear and High Harmonic Content in the Porcine Iliac Arteries.</a> ASME J. Biomedical Eng. 128, 852-856 (2006).</li><li>Dai, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+endothelial+phenotypes+evoked+by+arterial+waveforms+derived+from+atherosclerosis-susceptible+and+-resistant+regions+of+human+vasculature.">Distinct endothelial phenotypes evoked by arterial waveforms derived from atherosclerosis-susceptible and -resistant regions of human vasculature.</a> PNAS. 101 (41), 14871-14876 (2004).</li><li>Hanus, J., Zahora, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+and+comparison+of+mechanical+properties+of+nitinol+stents.">Measurement and comparison of mechanical properties of nitinol stents.</a> Physica Scripta. 118, 264-267 (2005).</li><li>Segur, J. B., Oberstar, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscosity+of+glycerol+and+its+aqueous+solutions.">Viscosity of glycerol and its aqueous solutions.</a> Ind. Eng. Chem. 43, 2117-2120 (1951).</li><li>Adrian, R. J., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry. , (2011).</li><li>Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S. T., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry - A practical guide, 2nd ed. , (2007).</li><li>Moisy, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PIVmat 3.01 software. , (2013).</li><li>Ruppert-Felsot, J. E., Praud, O., Sharon, E., Swinney, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+coherent+structures+in+a+rotating+turbulent+flow+experiment.">Extraction of coherent structures in a rotating turbulent flow experiment.</a> Physical Review E. 72, 016311 (2005).</li><li>Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shannon+entropy-based+wavelet+transform+methods+for+autonomous+coherent+structure+identification+in+fluid+flow+field+data.">Shannon entropy-based wavelet transform methods for autonomous coherent structure identification in fluid flow field data.</a> Entropy. 17 (10), 6617-6642 (2015).</li></ol>

本論文で提示プロトコルは、粒子画像速度測定法（PIV）とコヒーレント構造の検出方法、すなわち、連続ウェーブレット変換を用いた高忠実度の実験データの取得を説明します<img alt="式（1）" src="https://neuron2.jove.com/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> 、渦とせん断支配フローの識別に適しています。理想化された「タイプIV」骨折の存在下での生理的な流入からの実験データの分析は、このような...

二次流れ構造は、このような湾曲したパイプやチャネルなどの曲率を持つ内部流ジオメトリで発生する旋回流パターンです。これらの渦構造は、遠心力による、逆圧力勾配および流入特性の複合作用により生じます。一般的には、二次流れ構造は着実に流入下対称ディーン型渦と振動流入条件1の下で、対称ディーンとLyneの型渦のような湾曲したパイプの平面断面に現れる- 。3セカンダリフロー形態が大きく脈動の影響を受けています拍動性の複数の高調波、生理的な流入条件。これらの構造は、1流れ、非生理的な（安定した振動）と比較して顕著に異なるサイズ強度形状特性を取得- 6動脈のアテローム性動脈硬化症の発生は、地域内の高周波剪断振動の存在によって影響され、低平均剪断27,28を体験します</suP&gt;。二次流れ構造は、アテローム性動脈硬化症などの疾患の進行に影響を及ぼし、おそらく、血液感染性粒子の壁剪断応力及び露光時間を変更することにより起因する脈動血流への内皮応答を媒介することができます。 アテローム性動脈硬化症への一般的な治療法は、閉塞性病変により動脈の狭窄が生じる合併症は、ステントの移植です。ステント骨折はステント血栓症や動脈瘤形成9は、このようなステント内再狭窄（ISR）などのさらなる合併症につながる移植したステントの構造的な障害です- 。13ステント骨折は、さまざまな障害&quot;タイプI・ツー・IV」に分類されています、ここで「IV型」が最も高い臨床的重症度を特徴付け、ステント断片14の直線変位に伴ってステントストラットの完全な横骨折のように定義されている。本研究で提示されたプロトコルは、エクスペリについて説明します湾曲した動脈モデルにおける理想化された「IV型」ステント骨折の下流の二次流れ構造の可視化lの方法。 提案したプロトコルは、以下の4つの基本的な特徴を持っています。 設計および実験室規模のステントモデルの製造：ステントの幾何学的な説明は、ニチノールワイヤ29（ニッケルとチタンの合金）を使用して自己拡張型螺旋（スプリングまたはらせん）のセットと絡み合っ関連付けることができます。ステントの長さとその支柱の直径は、臨床移植の5中に発生した動脈病変の長さスケールに依存します。パラメトリック支柱の直径の変化と巻線（又はピッチ）の立ち上がりは、様々な幾何学的構成のステントをもたらします。 3D印刷のために選択されたステントの設計パラメータの概要を表1に示します。 血液アナログ作動流体の調製が一致します湾曲した動脈検査部への光アクセスは、非侵襲的な速度測定を行うために必要とされる：血液の動粘度及び検査部の屈折率を有します。したがって、血管モデルの屈折率は、理想的には、動的粘度、ヒト血液を正確な血流測定16得るために使用される一致するニュートン血液模倣作動流体- 。18、30本研究で使用した作動流体が報告されましたドイツらによる。 （2006）、（体積で）79％飽和水性ヨウ化ナトリウム（NaI）、20％純粋グリセロール、および1％水16からなること。 二成分系、二次元粒子画像速度測定（2C-2D PIV）を使用してコヒーレント二次流れ構造を検出するための実験装置：実験は、下流の様々な平面断面位置で位相平均二次流れの速度データを取得するように設計されましたSTRの組み合わせよしと理想的な「IV型」ステント骨折5、6、9、14を具現湾曲ステントセクション。粒子画像速度測定を用いた二次流れの速度場の取得に関連するプロトコルのステップ（PIV）技術がで構成PIVシステムを含みますレーザ（光シート）源、流れの領域を集中し、照明する光学系、特殊な相互相関の電荷結合素子（CCDセンサーまたはカメラ）とトレーサー粒子は、短い時間間隔（ΔT内の光シートによって照明されます; 表4）31、32 を参照してください。 ダブルフレーム、シングル露光記録によって画像を評価する二成分、2次元（2C-2D）PIVシステムの最初に、較正された、実験のセットアップ：プロトコルの手順は、次のことを前提としています。次に、図2C-2D PIVシステムは、各記録時に取得された2つの画像フレーム間の相互相関を実行することによって、トレーサ粒子の平均変位を算出します。 BRPIV仕様と画像取得ソフトウェアの概要IEF資機材表に示されています。第三に、レーザーを操作するために必要なすべての安全注意をホスト機関により提供されたガイドラインに従って訓練を受けた実験室が続いています。著者は、参考文献を示唆しています。 、エアロ水力やマイクロ流体力学、相関ピーク検出及び変位推定、材料およびトレーサー粒子の密度と、測定ノイズと精度の実装、機能性とPIV技術の適用の総合的な理解のために31と32。また、レーザとカメラがPIVデータ収集コンピュータ（ 図3A）およびデータ処理ソフトウェアによって制御することができることに注意してください。 コヒーレント構造検出のためのデータ取得および後処理：2C-2D PIVを用いた位相平均二次流れ速度の測定は、以下のプロトコルの記述を使用して生成しました。ポストプロセス<html> 、連続ウェーブレット変換を：データのingは、次の3つの方法を使用してコヒーレント二次流れ構造検出を関与しました<img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq1.jpg" /> 24 26 - 5、6、19。 著者らは、速度勾配テンソルは、基本的に3×3の行列であることに注意してください、 <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq2.jpg" /> 。 プロトコルは、（2C-2D PIV手法から）2次元の実験測定を取得する方法を提示しています。したがって、速度勾配テンソルへの完全な実験的なアクセスは、この方法を使用して達成可能ではありません。画素毎の速度勾配テンソル<img alt="式3" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq3.jpg" /> PIV画像の<img alt="式4" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq4.jpg" /> 2×2の行列でなければなりません、 <img alt="式（5）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq5.jpg" /> 。 z成分渦度quation 6 &quot;SRC =&quot; /ファイル/ ftp_upload / 51288 / 51288eq6.jpg &quot;/&gt;各画素について<img alt="式（7）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq7.jpg" />速度勾配テンソルの反対称部分を使用して計算されます。 <img alt="式8" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq8.jpg" /> 。その結果、渦の2次元配列となります<img alt="式9" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq9.jpg" />その輪郭プロットで視覚化することができます。著者は強く文献を示唆しています。渦消散、ひずみ速度とコヒーレント構造検出の知識を高めることに向かって速度勾配テンソルに雄弁な議論の実験的アクセスのための25。さらに、著者らは、前述のコヒーレント構造の検出方法との間の相互関係を調査し、参考文献を提案しようとしないでください。そのテーマに関する包括的な議論のための23、24。 プロトコルのステップの焦点は、二次流れ（渦）番目の定量的同定であります（また、コヒーレント構造として知られている）ructures。コヒーレント構造検出すなわち3つの方法。、 <img alt="式10" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq10.jpg" />ウェーブレットは渦度を形質転換しました<img alt="式11" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq11.jpg" />理想的な「IV型」ステント破壊の下流の二次流れ構造のマルチスケール、マルチ強度の発生の​​検出に向けて速度場データに適用されます。 ザ <img alt="式12" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq12.jpg" /> 、渦度テンソルのユークリッドノルムを株19、23の割合で、24【選択速度勾配行列は対称（ひずみ速度）および反対称（回転）の部分に分解される。支配する空間領域として渦を規定しますひずみ速度行列の固有値が計算されます。 <img alt="式13" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq13.jpg" /> 。ひずみ速度のノルムが計算されます。 <imグラムのalt = &quot;数式14&quot; SRC = &quot;/ファイル/ ftp_upload / 51288 / 51288eq14.jpg&quot; /&gt;。渦は、抗対称部分から計算されます。エンストロフィーやz成分渦度の正方形、 <img alt="式15" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq15.jpg" /> ）その後、計算されます。ザ<img alt="式16" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq16.jpg" />最終的に計算されます。 <img alt="式（17）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq17.jpg" /> 。セット全体の等高線図<img alt="式（18）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq18.jpg" />の等領域を有します<img alt="式19" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq19.jpg" /> 、二次流れ構造19を示します。 ザ<img alt="式20" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq20.jpg" />また、「旋回強さ」として知られている臨界点の局所速度勾配テンソルの分析とそれに対応する固有値20による渦識別方法であって、 - 24 <strong&gt;各画素における速度勾配テンソルの固有値<img alt="式（21）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" />計算されます。固有値は、形式でなければなりません。 <img alt="式22" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq22.jpg" /> 。の等高線図<img alt="式23" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq23.jpg" />の等領域を有します<img alt="式24" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq24.jpg" /> 22 -二次流れ構造20を示します。 この方法は、物理的およびスペクトル空間での滑らかさを持つ解析機能（またはウェーブレット）を利用許容され（またはゼロ平均を持っている）と有限を持っているウェーブレット変換<img alt="式（25）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq25.jpg" /> 5、6、26、拡張したり、2Dの渦度場とウェーブレット契約し、ウェーブレット変換された渦を畳み込むことにより、 <img alt="式26" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq26.jpg" />フィールドには、cを発生させますスケール及び長所5、6、26の広い範囲でコヒーレント構造のomprising。二次元ウェーブレット変換渦フィールドのシャノンエントロピーはすべて、コヒーレント構造が適切に解決される最適なウェーブレットスケールを推定するために計算されます。このエントロピーの推定確率のセットを含みます<img alt="式（27）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq27.jpg" />各画素について<img alt="式（21）" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq21.jpg" />そのような<img alt="式28" src="/files/ftp_upload/51288/51288eq28.jpg" /> 、正規化された正方形の位置mにおけるピクセルに関連した渦の弾性率、nは5、6。処理手順を図6にグラフで提示されている。ウェーブレットの選択に設定された制限は、文献に詳細に示されています。 26.このプロトコルのステップは、2Dリッカーウェーブレットを用いたコヒーレント構造検出のための手順を説明します。このワットを使用するための正当化渦巻きパターンマッチングのためのaveletは、文献に提示されています。 5、6およびそこに引用されている適切な参照。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="698">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Acrylic tubes and sheet</td>
			<td style="width:155px;">McMaster-Carr Supply Company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:208px;">Inlet and outlet pipes and, material of the curved artery test section</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Object24 Desktop 3D printer</td>
			<td style="width:155px;">Stratasys</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:208px;">Desktop rapid prototyping machine. http://www.stratasys.com/.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">VeroWhitePlus Opaque material</td>
			<td style="width:155px;">Stratasys</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:208px;">Building material for Object24 Desktop 3D printer</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Fullcure 705</td>
			<td style="width:155px;">Stratasys</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:208px;">&#160;Non-toxic gel-like photopolymer Support material for Object24 Desktop 3D printer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ubbelhode viscometer</td>
			<td style="width:155px;">Cole Parmer</td>
			<td>YO-98934-12</td>
			<td style="width:208px;">Toward measurement of kinematic viscosity of the blood-analog fluid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VELP scientifica - ESP stirrer&#160;</td>
			<td style="width:155px;">VELP Scientifica</td>
			<td>F206A0179</td>
			<td style="width:208px;">Magnetic stirrer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ohaus Scout Pro SP 601&#160;</td>
			<td style="width:155px;">The Lab Depot</td>
			<td>SP4001</td>
			<td style="width:208px;">Weigh scale</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Refractometer</td>
			<td>Atago</td>
			<td style="width:119px;">PAL-RI</td>
			<td style="width:208px;">Toward measurement of refractive index of blood-analog fluid</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:216px;">Beakers, pipettes, syringes and spatula</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">CLS710110,&#160; CLS10031L, CLS71015, CLS71011 Z193216</td>
			<td style="width:208px;">Toward handling materials required for blood-analog solution preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium Iodide</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>383112-2.5KG&#160;</td>
			<td style="width:208px;">Crystalline</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glycerol</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>G5516-1L</td>
			<td style="width:208px;">Liquid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Deionized Water</td>
			<td style="width:155px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:208px;">Liquid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium thiosulfate anhydrous</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>72049-250G</td>
			<td style="width:208px;">Powder</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PIV Recording medium</td>
			<td style="width:155px;">&#160;LaVision&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Imager Intense 10Hz</td>
			<td style="width:208px;">PIV Image acquisition CCD camera</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PIV Illumination source</td>
			<td style="width:155px;">New Wave Research</td>
			<td style="width:119px;">Solo III-15</td>
			<td style="width:208px;">PIV Laser source, Nd:YAG laser, 532 nm, dual pulse 70 mJ/pulse</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PIV Imaging software</td>
			<td style="width:155px;">&#160;LaVision&#160;</td>
			<td style="width:119px;">DaVis 7.2&#160;</td>
			<td style="width:208px;">PIV data acquisition and instrument control&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="211">
			<td height="211" style="height:211px;width:216px;">PIV Seeding material</td>
			<td style="width:155px;">Thermo-scientific&#160;&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Flouro-Max</td>
			<td style="width:208px;">Red fluorescent polymer microspheres (&#8776; 7 &#181;m); Dry dyed polystyrene (DVB) fluorescent microspheres emit bright and distinct colors when illuminated by the light of shorter&#160; wavelengths than the emission wavelength.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental investigation of secondary flow structures downstream of a model type iv stent failure in a 180&#176; curved artery test section

人間の血管系における動脈ネットワークは、複雑な形状（支店、曲率や蛇行）に普遍的に存在する血管で構成されています。二次流れ構造は、遠心力、逆圧力勾配と流入特性の複合作用に湾曲した動脈に生じる旋回流パターンです。 7 -このような流れの形態は、1を流れる大幅に拍動性および生理学的流入条件の複数の高調波の影響を受けず、非生理的（定常および振動）と比較してサイズ強度・形状特性に大きく変化しています。 二次流れ構造は、最終的にアテローム性動脈硬化症、再狭窄、血小板の感作および血栓症4の進行に向かって血液由来の粒子の壁せん断応力と露出時間に影響を与える可能性がある- 6、8から13したがって、実験室の下にこれらの構造を検出し、特徴づける能力。 -controlled条件はprecursですまたはさらなる臨床試験へ。 アテローム性動脈硬化症に共通の外科的治療は、遮るもののない血流のために狭窄した動脈を開くために、ステント移植です。しかしによるステントのインストールに付随する流れの乱れは、マルチスケール二次流れの形態4になる- 。6、このような一貫性の非対称性や損失として次第に高次の複雑さは、向かい合っ非摂動流れ5未満の方続くステントの失敗によって誘導することができます。これらのステントの障害は、障害の考慮事項と臨床的重症度14に基づいて、「タイプI・ツー・IV」に分類されています。 本研究では、湾曲した動脈モデルに骨折した部分の横ステント骨折と直線変位（「IV型」）を完了することにより、複雑な二次流れ構造の実験的調査のためのプロトコルを提示します。実験方法は、粒子画像速度測定の実施を含む（2C-2D PIV）典型的な頸動脈流入波形の技術は、屈折率が相平均で測定15のための血液アナログ作動流体マッチ- 。18、二次流れ構造の定量的識別が流れ物理学の概念を使用して達成された、臨界点の理論と小説26 -実験PIVデータ5、6、19に適用されるアルゴリズムをウェーブレット変換。

図7A-Dに示される結果は、後処理二流速データの後に生成された（ 図5を参照して、6） 図3（a）に示す2C-2D PIVシステムから取得しました。理想化された「IV型」ステント骨折を有する湾曲動脈試験部に供給される流入条件は、 図4（b）に示す頸動脈波形ました。我々の以前の研究では、Womersley番号の一定?...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180Ã‚Â° Curved Artery Test Section at JoVE.com

Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180Ãƒâ€šÃ‚Â° Curved Artery Test Section

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.

180°湾曲動脈テストセクションにおけるモデルIV型ステントの失敗の下流に二次流れ構造に関する実験的研究

The arterial network in the human vasculature comprises of ubiquitously present blood vessels with complex geometries (branches, curvatures and ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180&#176; Curved Artery Test Section

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

タンパク質、細胞閉じ込めのための二次元加工基板を作成する

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress

層流のせん断応力下の内皮前駆細胞を評価するために、平行平板フローチャンバーと定常流回路

The overall goal of this method is to describe a technique to subject adherent cells to laminar flow conditions and evaluate their response to well ...

Monitoring the Wall Mechanics During Stent Deployment in a Vessel

容器内ステントの展開中の壁の力学を監視する

Clinical trials have reported different restenosis rates for various stent designs1. It is speculated that stent-induced strain concentrations on the ...

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

人間の3次元の組織工学<em&gt; in vitroで</em&gt;腫瘍テストシステム

Cancer is one of the leading causes of death worldwide.  Current therapeutic strategies are predominantly developed in 2D culture  systems, which ...

An Improved Method for the Preparation of Type I Collagen From Skin

皮膚からのI型コラーゲンの調製のための改良された方法

Soluble type 1 collagen (COL1) is used extensively as an adhesive substrate for cell cultures and as a cellular scaffold for regenerative applications. ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

再構成ヒト角膜上皮様（RHCE）組織モデルを使用して眼刺激性化学物質の有害性の同定のための眼刺激性試験（EIT）

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Rigid Embedding of Fixed and Stained, Whole, Millimeter-Scale Specimens for Section-free 3D Histology by Micro-Computed Tomography

剛体の埋め込み固定し、ステンド グラス、全体、マイクロ コンピューター断層撮影によってセクション-無料の 3 D の組織学のためのミリ波スケール標本

For over a hundred years, the histological study of tissues has been the gold standard for medical diagnosis because histology allows all cell types in ...

Gene Expression Analysis of Endothelial Cells Exposed to Shear Stress Using Multiple Parallel-plate Flow Chambers

剪断応力の複数の平行平板流チャンバーを使用して内皮細胞の遺伝子発現解析

We describe a workflow for the analysis of gene expression from endothelial cells subject to a steady laminar flow using multiple monitored parallel-plate ...

Design of a Biocompatible Drug-Eluting Tracheal Stent in Mice with Laryngotracheal Stenosis

喉頭気管狭窄を伴うマウスにおける生体適合性薬物溶出気管ステントの設計

Laryngotracheal stenosis (LTS) is a pathologic narrowing of the subglottis and trachea leading to extrathoracic obstruction and significant shortness of ...

Spatial Temporal Analysis of Fieldwise Flow in Microvasculature

微小血管系におけるフィールドワイズフローの空間時間解析

Changes in blood flow velocity and distribution are vital in maintaining tissue and organ perfusion in response to varying cellular needs. Further, ...