模拟大脑动脉循环中的血液流动及其对现实的多隔间头部模型电导率的动态影响
Maryam Samavaki1, Santtu Söderholm1, Arash Zarrin Nia2
1Mathematics, Computing Sciences, Tampere University, Korkeakoulunkatu 1, Tampere University, 33014, Finland.
Computer methods and programs in biomedicine
|December 29, 2023
概括
这项研究模拟了动态的大脑血流及其对大脑电导率的影响,这对于电生理学成像技术至关重要. 这些发现使得使用有限的数据可以更准确地进行导电率估计.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物物理学的生物物理.
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 对tES,EEG,MEG和EIT等电生理学模式的准确建模依赖于精确的电导率.
- 大脑动脉循环,特别是非牛顿血流,会动态地影响这种导电性.
- 挑战包括复杂的血管系统,有限的MRI数据和非线性血流动力学.
研究的目的:
- 评估非牛顿式大脑动脉循环对电导性的动态影响.
- 开发一个现实的多部门头部模型来评估这种影响.
- 改进电生理学技术的前建模.
主要方法:
- 纳维埃-斯托克斯方程用于模拟血压和速度.
- "菲克定律"用于估计组织中的血液度.
- 阿奇定律根据血液度来估计电导率.
主要成果:
- 使用7特斯拉MRI数据集建立了脑血流 (动脉和微循环) 的动态模型.
- 血压和电导率分布由模拟的脉冲序列来确定.
- 获得大脑组织血液度和电导率的近似值.
结论:
- 开发的模型近似的动态血流和由此产生的电导率分布在大脑.
- 这种方法是有利的,因为它需要有限的关于血液流动的预先信息.
- 该模型适用于任意的头部模型,这些模型区分动脉.
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