在心模型幻影验证心脏应变成像
Tanmay Mukherjee1, Muhammad Usman1, Rana Raza Mehdi1
1Department of Biomedical Engineering, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA.
Computers in biology and medicine
|September 1, 2024
概括
这项研究使用有限元素模拟来引入一个in-silico心灵幻影,以验证四维 (4D) 心脏应变计算. 这种基准工具旨在标准化区域菌株量化,以改善心脏功能障碍的临床诊断.
科学领域:
- 心血管成像和机械学
- 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:
- 量化心脏应变对于评估心脏功能至关重要,但4D运动异质性使精确的区域应变测量变得复杂.
- 目前的方法显示基于成像模式和算法显著的变化,阻碍了菌株生物标志物的临床翻译.
- 需要一个可靠的基准来验证复杂的心脏动力学应变计算算法.
研究的目的:
- 开发和验证使用有限元素 (FE) 模拟来进行精确的4D区域应变量化.
- 建立一个可行的基准来评估心脏力学应变计算算法的可靠性.
- 调查图像质量对区域应变计算的影响.
主要方法:
- 创建了由 FE 模拟在扭转下空心圆柱体的合成磁共振 (MR) 图像,以验证扭转角度恢复.
- 从鼠标特有的FE心脏动力学模拟左心室 (LV) 合成的动态MRI图像.
- 使用新型非刚性图像注册 (NRIR) 框架计算了4D区域菌株,并评估了图像质量效应.
主要成果:
- 在扭转幻影中证明了"地面真相"扭转角度的准确恢复,证明了这个概念.
- 从合成的LV动态MRI图像中成功计算了4D区域菌株.
- 量化了图像质量差异对不同LV配置区域应变计算的影响.
结论:
- 拟议的心幻影为标准化4D区域应变计算提供了一个严格且可行的工具.
- 这种验证方法可以提高应变测量作为心脏功能障碍生物标志物的可靠性和临床影响.
- 该框架有助于理解和减轻图像质量对应变量定量的影响.
