増量圧縮プレストレインによるMR弾性画像は,脳組織の機械的性質をex vivoでマッピングするための方法として使用されます

科学分野:

• バイオメカニクス バイオメカニクス
• バイオマテリアル バイオマテリアル
• 神経科学は神経科学である.

背景:

• トラウマ性脳損傷 (TBI) は毎年数百万人に影響を与え,安全性と治療のために正確な生体力学モデルを必要とします.
• 現在のTBIモデルでは,特に損傷に関連する大きな変形条件下では,正確な機械入力パラメータが欠けていることが多い.
• 磁気共鳴弾性図 (MRE) は組織粘弾性 (viscoelasticity) を定量化しますが,非線形的な行動に苦しんでいます.

研究 の 目的:

• 大変な変形下にある脳組織の非線形機械的性質を特徴づける.
• 計算上のTBIモデルを強化するために,新しい,ストレスを依存する材料データを提供します.
• 複雑な組織力学を定量化するためのMREの適用を拡大する.

主な方法:

• オーダーメイドのMR-互換デバイスを使用したインクリメンタル圧縮と結合されたex vivo MRE.
• 新鮮な脳組織-アガーファントムに制御された軸性プレストレスを適用しました.
• 実験データ (貯蔵モジュール,プレストレイン) を現象学的方程式に適合させる.

主要な成果:

• ストレージモジュールが約73.6%増加し,ストレージモジュールが約6.4%増加した.
• 非線形性メトリックを含む材料のパラメータをうまく抽出しました.
• 小型のストレンの仮定を超えて,脳組織のための新しい,ストレンス依存の機械データを生成しました.

結論:

• この研究は,計算上のTBIモデルのための重要な,傷害に関連する機械的入力パラメータを提供します.
• 非線形脳組織機構の特徴づけは,TBIの予測と予防を改善するために不可欠です.
• このアプローチは,複雑な軟組織の行動を定量化するMREの能力を向上させます.