使用引力负荷和非线性虚拟场方法快速,非侵入性,in vivo测量组织机械性质
S L Evans1, B E Keenan1, J Hill1
1School of Engineering, Cardiff University, The Parade, Cardiff CF24 3AA, UK.
Journal of the Royal Society, Interface
|October 11, 2023
概括
我们开发了一种使用MRI和重力测量软组织机械性质的新型非侵入性方法. 这种技术准确地测量了体积模量,为组织生物力学和疾病诊断提供了新的见解.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗成像医学成像
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 在体内测量软组织的机械性质对于生物力学和疾病诊断至关重要.
- 目前的方法面临挑战,因为难以控制边界条件.
- 对于评估组织特性而言,非常希望采用非侵入性技术.
研究的目的:
- 提出一种新的,非侵入性的方法,用于在体内使用重力负荷测量软组织的机械特性.
- 建立基于MRI数据的非线性虚拟场方法来识别基于MRI数据的组织特性.
- 用人类大脑作为概念证明来证明该方法的可行性.
主要方法:
- 利用MRI捕获不同位置的器官图像,在不同的引力负荷下.
- 注册的MRI图像用于量化由重力引起的组织位移.
- 应用非线性虚拟场方法,考虑应力-重力平衡,以使用奥格登模型确定组织特性.
主要成果:
- 成功地将该方法应用于人类大脑,验证了其概念验证.
- 灵敏度分析表明,批量模块的确切识别,但切削模块的不确定性更大.
- 测量的应变不足以确定应变硬指数.
结论:
- 非侵入性的重力加载方法在体内测量软组织特性方面显示出显著的前景.
- 这项技术可以测量以前无法获得的组织特性,例如静态体积模量.
- 结果与现有体外数据保持一致,支持该方法的有效性和潜在的临床应用.
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