基于MRI对心脏驱动的大脑生物力学进行量化,以早期检测神经系统疾病

科学领域:

• 神经成像是一种神经成像.
• 生物机械工程 生物机械工程
• 神经退行性疾病研究研究

背景情况:

• 诸如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症之类的神经退行性疾病涉及到大脑的物理变化,包括蛋白质积累和组织缩.
• 细胞机械环境的改变可以启动病理过程,在阿尔茨海默病中观察到大脑度降低.
• 在了解微观大脑变化如何影响宏观生物力学和神经功能方面存在差距.

研究的目的:

• 仅使用MRI衍生的数据来量化全脑生物机械环境的管道.
• 在神经退行性疾病中弥合潜在的大脑变化和宏观大脑生物力学之间的理解差距.
• 通过基于MRI的自动化方法来促进临床应用.

主要方法:

• 从MRI数据中开发了一个基于图像的对特定主体位移场的量化管道.
• 计算全脑生物力学参数,包括应变,应变速率和应力.
• 专注于仅使用MRI衍生数据,并强调自动化以尽量减少操作员依赖.

主要成果:

• 能够对133个标记的功能性大脑区域的特定生物力学环境进行量化.
• 提供了详细的生物力学指标 (应变,应变率,应力),完全来自MRI.
• 展示了一种用于全面大脑生物机械分析的自动化方法.

结论:

• 开发的管道仅使用MRI数据来量化大脑的生物机械环境.
• 这种方法有可能改善神经系统疾病的早期检测.
• 通过分析生物力学变化,通过分析不可逆转的损伤发生之前,便于识别疾病.