从基于3D ECHO和磁共振图像的特定对象逆有限元素建模得出的左心室功能的比较
Lei Fan1, Jenny S Choy2, Chenghan Cai1
1Joint Department of Biomedical Engineering, Marquette University and Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI 53233, USA.
Bioengineering (Basel, Switzerland)
|July 27, 2024
概括
三维回声心脏成像 (3D ECHO) 和磁共振 (MR) 图像在与逆有限元 (FE) 建模一起使用时,可以提供左心室功能和心肌收缩率的可比测量. 这支持3D ECHO用于心脏分析.
科学领域:
- 心血管成像 - 心血管成像
- 计算生物学 计算生物学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 三维回声心脏成像 (3D ECHO) 和磁共振成像 (MR) 对于在临床和研究环境中评估心脏功能至关重要.
- 逆有限元 (FE) 建模,应用于MRI图像,量化左心室 (LV) 功能和心肌收缩性.
- 从3D ECHO与使用逆FE建模的MR成像获得的心肌收缩率的直接比较是缺乏的.
研究的目的:
- 通过使用特定对象的逆 FE 模型,研究来自 3D ECHO 和 MR 成像的心肌收缩率和 LV 几何特征的可比性.
- 确定3D ECHO是否可以可靠地作为基于图像的逆FE建模中MRI成像的替代方案用于心脏功能评估.
主要方法:
- 开发了特定对象的反向FE模型,利用7只健康猪的3DECHO和MR成像数据.
- 从两种成像方式重建了对象特定的LV几何形状.
- 使用反 FE 建模量化 LV 末缩和末缩体积,喷射率和心肌收缩率.
主要成果:
- 3D ECHO和MR成像产生了可比的末缩和末缩体积 (R2分别为0.805和0.969).
- 从这两种方法中获得的射出分数显示出强烈的线性相关性 (R2=0.977).
- 来自3D ECHO和MR成像的心肌收缩率估计高度相关 (R2=0.989),梯度为0.895.
结论:
- 3D ECHO衍生的LV几何特征与来自MR成像的几何特征相似.
- 使用基于3D ECHO图像的逆FE建模估计的肌心收缩率与来自MR图像的收缩率相当.
- 3D ECHO是一种可行的成像模式,用于基于图像的逆FE建模来评估心肌收缩性,为MR成像提供了一个潜在的更容易获得的替代方案.
关键词:
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