无接触纵向剪波成像用于评估异质猪大脑的生物力学特性,使用光学连贯弹性学

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 量化异质大脑的生物机械性质至关重要,但具有挑战性.
• 之前使用纵切切波 (LSW) 评估纵向模量的方法通常依赖于接触激发.
• 需要一种非接触方法来进行高分辨率,体内脑部生物力学评估.

研究的目的:

• 提出和验证一种基于空气合超声波传感器的新型光学连贯弹性图形 (AcUT-OCE) 技术.
• 为了使无接触激发和检测LSWs用于评估大脑生物力学特性.
• 在ex vivo猪脑样本中研究生物机械性质的异质性.

主要方法:

• 使用与空气合的超声波传感器 (AcUT),以250kHz运行,用于非接触式LSW激发.
• 采用相位分辨率多普勒光学连贯性断层扫描 (OCT) 用于高分辨率成像和LSW传播的重建.
• 验证了使用阿加尔幻影的技术,随后将其应用于ex vivo猪大脑样本.

主要成果:

• 在agar幻影中成功激发了0.83±0.11m/s的速度的LSW.
• 在猪大脑的前额叶皮层 (PFC) 中展示了周围血管弹性图像.
• 揭示了大脑血管周围的模量和PFC的深度依赖性下降的显著差异.

结论:

• 该Acute-OCE技术提供了一个可行的非接触方法,用于LSW激发和检测.
• 该研究成功地以高分辨率评估了大脑组织中的异质生物力学特性.
• 在体内脑弹性图应用中,Acute-OCE 提出了一个有前途的新方案.