Name: particle image velocimetry investigation of hemodynamics via aortic phantom
Uploaded: 2022-02-25T15:00:00
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Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación en Ciencias Básicas de la Fundación Nacional de Investigación de Corea, que está financiado por el Ministerio de Educación (NRF-2021R1I1A3040346 y NRF-2020R1A4A1019475). Este estudio también fue apoyado por la Beca de Investigación 2018 (PoINT) de la Universidad Nacional de Kangwon.

1. Configuración in vitro
<ol><li>Prepare la configuración experimental en una mesa óptica, que incluya una bomba de pistón, un dispositivo de adquisición de datos (DAQ) y una computadora con el software de ingeniería de sistemas requerido y un software de control de motores (consulte la Tabla de materiales) (Figura 1). NOTA: La bomba de pistón ha sido previamente probada y calibrada y consta de un motor, un controlador de motor y un act...

<ol>
	<li>Carabello, B. A., Paulus, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+stenosis.">Aortic stenosis.</a> The Lancet. 373 (9667), 956-966 (2009).</li><li>Jakobsen, L., 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=Short-and+long-term+mortality+and+stroke+risk+after+transcatheter+aortic+valve+implantation.">Short-and long-term mortality and stroke risk after transcatheter aortic valve implantation.</a> The American Journal of Cardiology. 121 (1), 78-85 (2018).</li><li>Koo, H. J., 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=Computed+tomography+features+of+cuspal+thrombosis+and+subvalvular+tissue+ingrowth+after+transcatheter+aortic+valve+implantation.">Computed tomography features of cuspal thrombosis and subvalvular tissue ingrowth after transcatheter aortic valve implantation.</a> The American Journal of Cardiology. 125 (4), 597-606 (2020).</li><li>Midha, P. A., 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=The+fluid+mechanics+of+transcatheter+heart+valve+leaflet+thrombosis+in+the+neosinus.">The fluid mechanics of transcatheter heart valve leaflet thrombosis in the neosinus.</a> Circulation. 136 (17), 1598-1609 (2017).</li><li>Abubakar, H., Ahmed, A. S., Subahi, A., Yassin, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thrombus+in+the+Right+Coronary+Sinus+of+Valsalva+Originating+From+the+Left+Atrial+Appendage+Causing+Embolic+Inferior+Wall+Myocardial+Infarction.">Thrombus in the Right Coronary Sinus of Valsalva Originating From the Left Atrial Appendage Causing Embolic Inferior Wall Myocardial Infarction.</a> Journal of Investigative Medicine High Impact Case Reports. 6, 2324709618792023 (2018).</li><li>Charonko, J., Karri, S., Schmieg, J., Prabhu, S., Vlachos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro,+time-resolved+PIV+comparison+of+the+effect+of+stent+design+on+wall+shear+stress.">In vitro, time-resolved PIV comparison of the effect of stent design on wall shear stress.</a> Annals of Biomedical Engineering. 37 (7), 1310-1321 (2009).</li><li>Hariharan, P., 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=Inter-laboratory+characterization+of+the+velocity+field+in+the+FDA+blood+pump+model+using+particle+image+velocimetry+(PIV).">Inter-laboratory characterization of the velocity field in the FDA blood pump model using particle image velocimetry (PIV).</a> Cardiovascular Engineering and Technology. 9 (4), 623-640 (2018).</li><li>Lim, W., Chew, Y., Chew, T., Low, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsatile+flow+studies+of+a+porcine+bioprosthetic+aortic+valve+in+vitro:+PIV+measurements+and+shear-induced+blood+damage.">Pulsatile flow studies of a porcine bioprosthetic aortic valve in vitro: PIV measurements and shear-induced blood damage.</a> Journal of Biomechanics. 34 (11), 1417-1427 (2001).</li><li>Kim, J., Lee, Y., Choi, S., Ha, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsatile+flow+pump+based+on+an+iterative+controlled+piston+pump+actuator+as+an+in-vitro+cardiovascular+flow+model.">Pulsatile flow pump based on an iterative controlled piston pump actuator as an in-vitro cardiovascular flow model.</a> Medical Engineering &amp; Physics. 77, 118-124 (2020).</li><li>Moore, B. L., Dasi, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+flow+impacts+aortic+leaflet+mechanics+and+aortic+sinus+hemodynamics.">Coronary flow impacts aortic leaflet mechanics and aortic sinus hemodynamics.</a> Annals of Biomedical Engineering. 43 (9), 2231-2241 (2015).</li><li>Evans, 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> Practical 3D printers: The science and art of 3D printing. , (2012).</li><li>Yudi, M. B., Sharma, S. K., Tang, G. H., Kini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+angiography+and+percutaneous+coronary+intervention+after+transcatheter+aortic+valve+replacement.">Coronary angiography and percutaneous coronary intervention after transcatheter aortic valve replacement.</a> Journal of the American College of Cardiology. 71 (12), 1360-1378 (2018).</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>Deen, N. 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=On+image+pre-processing+for+PIV+of+single-and+two-phase+flows+over+reflecting+objects.">On image pre-processing for PIV of single-and two-phase flows over reflecting objects.</a> Experiments in Fluids. 49 (2), 525-530 (2010).</li><li>Thielicke, W., Stamhuis, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PIVlab-towards+user-friendly,+affordable+and+accurate+digital+particle+image+velocimetry+in+MATLAB.">PIVlab-towards user-friendly, affordable and accurate digital particle image velocimetry in MATLAB.</a> Journal of Open Research Software. 2 (1), (2014).</li><li>Pizer, S. M., 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=Adaptive+histogram+equalization+and+its+variations.">Adaptive histogram equalization and its variations.</a> Computer Vision, Graphics, and Image Processing. 39 (3), 355-368 (1987).</li><li>Garcia, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+smoothing+of+gridded+data+in+one+and+higher+dimensions+with+missing+values.">Robust smoothing of gridded data in one and higher dimensions with missing values.</a> Computational Statistics &amp; Data Analysis. 54 (4), 1167-1178 (2010).</li><li>Elger, D. F., LeBret, B. A., Crowe, C. T., Roberson, J. 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H., Saikrishnan, N., Tamilselvan, G., Yoganathan, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+measurement+of+dynamic+fluid+shear+stress+on+the+aortic+surface+of+the+aortic+valve+leaflet.">Experimental measurement of dynamic fluid shear stress on the aortic surface of the aortic valve leaflet.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 11 (1), 171-182 (2012).</li><li>Toninato, R., Salmon, J., Susin, F. M., Ducci, A., Burriesci, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+vortices+in+the+sinuses+of+Valsalva:+an+in+vitro+approach+for+bio-prosthetic+valves.">Physiological vortices in the sinuses of Valsalva: an in vitro approach for bio-prosthetic valves.</a> Journal of Biomechanics. 49 (13), 2635-2643 (2016).</li><li>Raghav, V., Midha, P., Sharma, R., Babaliaros, V., Yoganathan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcatheter+aortic+valve+thrombosis:+a+review+of+potential+mechanisms.">Transcatheter aortic valve thrombosis: a review of potential mechanisms.</a> Journal of the Royal Society Interface. 18 (184), 20210599 (2021).</li><li>Ramanathan, T., Skinner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+blood+flow.">Coronary blood flow.</a> Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care &amp; Pain. 5 (2), 61-64 (2005).</li><li>Nobach, H., Bodenschatz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+of+accuracy+in+PIV+due+to+individual+variations+of+particle+image+intensities.">Limitations of accuracy in PIV due to individual variations of particle image intensities.</a> Experiments in Fluids. 47 (1), 27-38 (2009).</li><li>G&#252;lan, U., 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=Performance+analysis+of+the+transcatheter+aortic+valve+implantation+on+blood+flow+hemodynamics:+An+optical+imaging-based+in+vitro+study.">Performance analysis of the transcatheter aortic valve implantation on blood flow hemodynamics: An optical imaging-based in vitro study.</a> Artificial Organs. 43 (10), 282-293 (2019).</li></ol>

El flujo sinusal cambió debido a la diferente geometría sinusal después de TAVI. El vórtice se formó por la abertura de la válvula aórtica y la interacción con el chorro delantero de la sístole22. En el estudio de la válvula quirúrgica artificial sin valvas nativas, el vórtice observado en la región sinusal en la sístole fue normal23. Este estudio forma el vórtice presentado en la diástole al reducir el chorro hacia adelante y entrar en el seno. El flujo sin...

La estenosis aórtica es una enfermedad común en los adultos mayores, y es cuando la válvula aórtica no se abre, lo que reduce el flujo sanguíneo. El problema es causado por el engrosamiento o calcificación de la válvula aórtica1. Por lo tanto, es un tratamiento necesario para mejorar el flujo sanguíneo y disminuir la carga en el corazón. Se trata remodelando la válvula aórtica o reemplazándola por una válvula artificial. Este estudio se centra en la implantación de la válvula aórtica transcatéter (TAVI), reemplazando la válvula aórtica que funciona mal por una artificial utilizando un catéter.
TAVI se ha recomendado para pacientes con problemas en cirugía, y la mortalidad también ha sido baja2. Recientemente, se ha informado que el trombo en pacientes después de TAVI causó disfunción valvular y accidente cerebrovascular 3,4. Se sospecha trombo en el seno aórtico y neoseno, siendo su causa probablemente los cambios en la hemodinámica causados por TAVI. Se realiza sin retirar los folíolos nativos; estas valvas pueden alterar el flujo sinusal y elevar el riesgo de trombosis5.
Es difícil determinar cómo se ve afectado el flujo sanguíneo por TAVI y cómo se induce la trombosis en los pacientes. Es deseable dilucidar la relación entre el flujo sanguíneo y la formación de trombos in vivo. Sin embargo, la falta de técnicas prácticas para medir el flujo sanguíneo hace que esto sea problemático. Por otro lado, las técnicas in vitro tienen la ventaja de permitir monitorear los cambios en el flujo sanguíneo al limitar los parámetros que deben investigarse. La configuración in vitro y la velocimetría de imagen de partículas (PIV) se han utilizado para identificar la velocidad en los campos médicos 6,7,8. Por lo tanto, in vitro y PIV son suficientes para determinar los parámetros que se informarán imitando la condición del paciente: la frecuencia cardíaca y la presión, la viscosidad y la geometría de los senos paranasales, y permitiendo controlar estos parámetros.
En este estudio, la configuración in vitro y la PIV se utilizan para investigar el flujo en el seno aórtico después de TAVI. El fantasma aórtico y TAVI para el PIV y el proceso de adquisición de datos y el análisis de flujo posterior al procesamiento se describen en este protocolo. Se derivan varios parámetros hemodinámicos, incluyendo la velocidad, la estasis, el vórtice, la vorticidad y la residencia de partículas. Los resultados demuestran que la configuración in vitro y la PIV ayudan a investigar las características hemodinámicas en el seno aórtico.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Printer</td>
			<td>Prusa Research</td>
			<td></td>
			<td>Original Prusa i3 MK2; FDM printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum bar (square)</td>
			<td>APSPRO</td>
			<td>KHP-3030, KHP-6060</td>
			<td>Dimension: 30 mm x 30 mm, 60 mm x 60 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulb pump</td>
			<td>Skyhope</td>
			<td></td>
			<td>MHL-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera controlling software</td>
			<td>Phantom</td>
			<td>PCC 3.4 software</td>
			<td>The software controll the high speed camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Check valve</td>
			<td>HANJU STEEL PIPE</td>
			<td></td>
			<td>Check valve; 1/2 inch (15A)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Aqusition device</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>USB-6001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerin</td>
			<td>ANU Korea</td>
			<td></td>
			<td>It used for making a working fluid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed camera</td>
			<td>Phantom</td>
			<td></td>
			<td>Phantom VEO 710E-L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser</td>
			<td>Changchun New Industries Optoelectronics Technology</td>
			<td></td>
			<td>MGL-W-532; CW Nd:YAG Laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear actuator</td>
			<td>THOMSON</td>
			<td></td>
			<td>PC-40; it converts the rotational motion to lenear motion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macro lens</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td>VR Micro-NIKKOR 105mm, f/1.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motor</td>
			<td>KOLLMORGEN</td>
			<td></td>
			<td>AKM33H-ANCNR-00; DC servo motor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motor controlling software</td>
			<td>KOLLMORGEN</td>
			<td></td>
			<td>Kollmorgen software; the software controll the motor driver</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motor driver</td>
			<td>KOLLMORGEN</td>
			<td></td>
			<td>AKD-B00606-NBAN-0000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open-source electronic prototypic platform</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>A000066</td>
			<td>Arduino Uno R3. It used for making a external trigger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optic table</td>
			<td>SMTECH</td>
			<td></td>
			<td>1800 (W) x 900 (B) x 800 (H)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Particle</td>
			<td>Dantec Dynamics</td>
			<td>80A6011</td>
			<td>Hollow Glass Sphere. Mean diameter:10 &#181;m, Density: 1090 kg/m3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIVlab</td>
			<td>PIVlab</td>
			<td></td>
			<td>Open source algorithm based on MATLAB 
			https://kr.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27659-pivlab-particle-image-velocimetry-piv-tool-with-gui</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure gauge</td>
			<td>OMEGA</td>
			<td></td>
			<td>PX309-015A5V. Measurement range: 0~15psi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refractometer</td>
			<td>ATAGO</td>
			<td>2350</td>
			<td>R-5000. Hand held refractometer; measurement range: 1.333-1.520</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resistance valve</td>
			<td>HANJU STEEL PIPE</td>
			<td></td>
			<td>Ball valve; 1/2 inch (15A)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>DAI HAN PHARM</td>
			<td></td>
			<td>It is used for making a working fluid and for preserving the TAV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone hose</td>
			<td>HSW</td>
			<td></td>
			<td>Inner diameter 26mm, Outter diameter 30mm; Inlet length 5m, Outlet length 1.5m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>System enginnering software</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>LabVIEW software. The software controlls the DAQ.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transcatheter Aortic Valve, TAV (23 mm) and TAV (26 mm)</td>
			<td>Edwards Lifesciences</td>
			<td></td>
			<td>SAPIEN3 23mm, SAPIEN3 26mm. It is supported by Seoul Asan Medical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Viscosmeter</td>
			<td>Brookfiled</td>
			<td></td>
			<td>DVELV; Measurement range: 1-2x109 cp</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

particle image velocimetry investigation of hemodynamics via aortic phantom

Recientemente se han notificado casos de disfunción de la válvula aórtica y accidente cerebrovascular en pacientes con implante de válvula aórtica transcatéter (TAVI). Se ha sospechado trombo en el seno aórtico y neoseno debido a cambios hemodinámicos. Los experimentos in vitro ayudan a investigar las características hemodinámicas en los casos en que una evaluación in vivo resulta ser limitada. Los experimentos in vitro también son más robustos y los parámetros variables se controlan fácilmente. La velocimetría de imagen de partículas (PIV) es un método de velocimetría popular para estudios in vitro . Proporciona un campo de velocidad de alta resolución tal que incluso se observan características de flujo a pequeña escala. El propósito de este estudio es mostrar cómo se utiliza la PIV para investigar el campo de flujo en el seno aórtico después de TAVI. Se describe la configuración in vitro del fantasma aórtico, TAVI para PIV, y el proceso de adquisición de datos y el análisis de flujo posterior al procesamiento. Se derivan los parámetros hemodinámicos, incluida la velocidad, la estasis de flujo, el vórtice, la vorticidad y la residencia de partículas. Los resultados confirman que los experimentos in vitro y la PIV ayudan a investigar las características hemodinámicas en el seno aórtico.

Los campos de velocidad mostraron una estructura de flujo sinusal diferente dependiendo del diámetro de la válvula en la Figura 4. Para TAV (23 mm), la velocidad fue superior a 0,05 m/s entre TAV y STJ desde la sístole temprana hasta la sístole máxima que TAV se abrió utilizando el chorro de reenvío. La alta velocidad se distribuyó en un rango estrecho cerca del stent en la sístole tardía. La velocidad en la diástole fue inferior a 0,025 m/s, y aparecieron dos vórtices con baja v...

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Particle Image Velocimetry Investigation of Hemodynamics via Aortic Phantom

El presente protocolo describe las mediciones de velocimetría de imagen de partículas (PIV) realizadas para investigar el flujo sinusal a través de la configuración in vitro de la válvula aórtica transcatéter (TAV). También se determinan los parámetros hemodinámicos basados en la velocidad.

Investigación de velocimetría de imágenes de partículas de hemodinámica a través de Aortic Phantom

Aortic valve dysfunction and stroke have recently been reported in transcatheter aortic valve implantation (TAVI) patients. Thrombus in the aortic sinus ...

La información sobre la velocidad es esencial para evaluar el flujo sanguíneo valvular. Nuestro protocolo adquiere campos de velocidad de instancia, lo que lleva a un análisis detallado de la hemodinámica. La principal ventaja de este protocolo es que puede adquirir campos de velocidad de instancia en el seno aórtico con la implantación de la válvula cardíaca protésica, que es difícil de obtener de experimentos in vivo.El protocolo actual ayudaría a caracterizar la hemodinámica anormal después de la implantación de la válvula aórtica transcatéter. Sobre la base de la hemodinámica obtenida, los investigadores podrían desarrollar una mejor válvula cardíaca. El proceso de obtención de buenas imágenes de partículas para la velocimetría de imágenes de partículas es complicado.Para un principiante, se recomienda adquirir imágenes de partículas con diferentes velocidades de fotogramas y comparar cada resultado. Para comenzar, prepare la configuración experimental en una mesa óptica, que incluye una bomba de pistón, un dispositivo de adquisición de datos y una computadora con el software de ingeniería de sistemas y el software de control de motores requerido. Importe el archivo de hoja de cálculo al software de ingeniería del sistema con la información de la tasa de flujo.Fije el modelo de seno acrílico a la mesa óptica con una barra cuadrada de aluminio. Conecte el depósito, la bomba de pistón y el modelo de seno acrílico con una manguera de silicona. Combine el TAV fijo en el prospecto nativo con el modelo de seno acrílico.Coloque la cámara de alta velocidad en un recorrido de dos ejes y mueva el recorrido. Encienda el láser, configúrelo a siete vatios y coloque la lámina láser en el centro del TAV. Tome una foto y verifique que la distancia máxima de partículas sea inferior a cuatro a seis píxeles.Configure los parámetros del software de control de la cámara a partir de una resolución de 1, 280 por 720, una velocidad de fotogramas de 300 fotogramas por segundo, exposición forzada por el período de ráfaga, recuento de ráfagas de tres y período de ráfaga de 200 microsegundos y 150 microsegundos. Captura imágenes de partículas durante 14 ciclos continuos y repítelas un total de siete veces. Realiza la mascarilla separando las zonas a analizar de las que se van a desechar.Utilizando una herramienta de código abierto, PIVlab, basada en MATLAB, realiza PIV importando imágenes de partículas guardadas por el método de resolución temporal o el método de pares. Importe la máscara y aplíquela a todas las imágenes de partículas. Ejecute la ecualización del histograma adaptativo limitado por contraste, ejecute la correlación cruzada sobre el par de imágenes de partículas convertido en el dominio de frecuencia utilizando la transformada rápida de Fourier.Establezca la ventana de interrogación de varias pasadas, busque el valor máximo utilizando un ajuste gaussiano de dos por tres en el resultado de correlación. Calcule el campo de velocidad, derive parámetros hemodinámicos utilizando el código interno y la función incorporada. Para el TAV de 23 milímetros, la velocidad fue superior a 0,05 metros por segundo entre el TAV y la unión sino-tubular desde la sístole temprana hasta la sístole máxima.La velocidad en la diástole fue inferior a 0,025 metros por segundo y aparecieron dos vórtices con baja velocidad. Para el TAV de 26 milímetros en el tiempo, excepto para la sístole temprana, la distribución de la velocidad en los senos paranasales fue inferior a 0,05 metros por segundo. Específicamente, en la sístole tardía, la velocidad era menor que en otro momento.La velocidad máxima en el TAV de 23 milímetros fue superior al TAV de 26 milímetros. El área de estasis formada en el TAV de 23 milímetros era amplia, pero la fracción de estasis era baja. Se observaron dos vórtices similares por encima y por debajo del folíolo nativo para el TAV de 23 milímetros.Sin embargo, para el TAV de 26 milímetros, el vórtice en el sentido de las agujas del reloj no estaba claro y el vórtice en sentido contrario a las agujas del reloj tenía una forma elíptica. La vorticidad mostró resultados similares al vórtice. Las instantáneas de la residencia de partículas mostraron la distribución de partículas en la región sinusal durante dos segundos, y el porcentaje de residencia de partículas mostró esa fracción de partículas restantes en la región sinusal durante 14 segundos.El TAV de 26 milímetros disminuyó más rápido que el TAV de 23 milímetros, sin embargo, la liberación de partículas no fue idéntica en ambos casos. La derivación de los campos de velocidad es el paso más crucial. Los pasos anteriores son procesos para derivar campos de velocidad y son adecuados para PIV.Este protocolo se puede utilizar para investigar la hemodinámica en varios sistemas cardiovasculares, como las arterias estenóticas y las válvulas cardíacas.

Research

JoVE Journal

Engineering

Particle Image Velocimetry Investigation of Hemodynamics via Aortic Phantom

Investigation of Early Plasma Evolution Induced by Ultrashort Laser Pulses

Investigación de la Evolución de plasma precoz inducida por pulsos láser ultracortos

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a ...

Investigación

Ingeniería

Echo Particle Image Velocimetry

Echo velocimetría por imágenes de partículas

The transport of mass, momentum, and energy in fluid flows is ultimately determined by spatiotemporal distributions of the fluid velocity field.1 ...

High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

Alta velocidad velocímetro de partículas cerca de superficies

Multi-dimensional and transient flows play a key role in many areas of science, engineering, and health sciences but are often not well understood. The ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Desarrollo de un montaje experimental para la medición del coeficiente de restitución en condiciones de vacío

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

El uso de un de varios compartimentos dinámico sola enzima fantasma de Estudios de hiperpolarizados Agentes de Resonancia Magnética

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

Tridimensional de velocimetría de seguimiento de partículas para aplicaciones de turbulencia: Caso de un Flujo Jet

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

Investigación experimental de la estructura de flujo sobre un Ala Delta por medio de métodos de visualización de flujo

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...

Simultaneous Measurement of Turbulence and Particle Kinematics Using Flow Imaging Techniques

Medida simultánea de la cinemática de la partícula usando técnicas de imagen de flujo y turbulencia

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

Impresión 3D - Evaluación de las emisiones de partículas de una pluma de impresión 3D

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...

Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration

Plataforma microfluídica accionada neumáticamente para la concentración de micropartículas

The present article introduces a method for fabricating and operating a pneumatic valve to control particle concentration using a microfluidic platform. ...