人体脂肪组织的压力依赖的剪切特性 in vivo

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 人类脂肪组织 (脂肪) 在生理负荷和冲击下表现出显著的变形.
• 准确的取决于应变的脂肪硬度数据对于开发精确的生物力学模型至关重要.
• 以前的ex vivo研究表明,人体脂肪是非线性的和粘性弹性的.

研究的目的:

• 用磁共振弹性学来量化体内的脂肪剪切模量在压力增加下.
• 为了比较脂肪组织的依赖应变的硬度与底层的被动肌.
• 为生理学上现实的计算建模提供必要的数据.

主要方法:

• 十名女性参与者接受了部的渐进式压缩.
• 使用磁共振弹性 (50 Hz) 和mDixon成像来获取数据.
• 重建了剪切模量图,并从图像记录中估计了组织应变.

主要成果:

• 脂肪组织的剪切模量在压缩应变时呈指数级增加 (Gfat*=748.5*Cyy-1.18Pa).
• 肌肉也显示出增加,但在较小程度上 (Gmuscle*=956.4*Cyy-0.36Pa).
• 基线脂肪硬度低于肌肉,但脂肪显示显著更高的应变依赖性.

结论:

• 静态压缩使人体脂肪组织的明显粘弹性剪切模量呈指数级增加.
• 量化的应变依赖关系对于冲击,伤害和生物力学计算模型至关重要.
• 这些体内数据提高了涉及软组织的生物机械模拟的准确性.