鼠标大动脉心脏门的实体三维几何重建

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 心血管研究研究心血管研究
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 大动脉 (AV) 疾病影响5%的65岁以上的人,患病率随着年龄的增长而增加.
• 目前的人工心脏门的耐用性有限,由于对AV疾病的不完全理解,缺乏非手术治疗方法.
• 鼠标模型对于研究AV疾病遗传学和测试治疗方法有价值,但它们的小尺寸和快速心率阻碍了器官水平的研究.

研究的目的:

• 开发一种在体内功能性小鼠大动脉 (mAV) 几何结构的3D重建方法.
• 为了在小鼠模型中实现mAV疾病的纵向表征.
• 克服以前对mAV的ex vivo和小规模研究的局限性.

主要方法:

• 扩展了一种新的基于微CT的ex vivo3D重建方法.
• 使用高频四维超声波 (4DUS) 来捕捉体内mAV几何.
• 数字化了mAV中位面坐标,并开发了一个基于NURBS的几何模型,与体内4DUS和体外微型CT数据相匹配.

主要成果:

• 成功重建了 3D in vivo mAV 几何在闭合和开放状态,具有高保真度.
• 这是对小鼠大动脉膜的这种体内3D重建的首次成就.
• 该方法允许对3D中的体内mAV传单动力学进行可靠的评估.

结论:

• 开发的基于4DUS的方法能够高准确度的3D重建体内小鼠大动脉的几何结构.
• 这一突破有助于对大动脉膜疾病在小鼠模型中的进展进行纵向研究.
• 开辟了调查AV疾病病因和测试药物干预措施的新途径.