模拟和测量的人类大脑变形的全场,频域比较

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 神经科学是一个神经科学.
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 创伤性脑损伤 (TBI) 是由头骨撞击造成的,但头骨运动和大脑变形之间的联系尚未完全理解.
• 目前用于预测脑损伤的模型在实验数据上缺乏足够的验证.

研究的目的:

• 开发一个定量框架来比较模型预测和实验测量的脑张力场在和的头骨运动.
• 为了使大脑生物力学计算模型的强有力的评估和改进.

主要方法:

• 在体内使用人类大脑磁共振弹性图 (MRE) 来进行高分辨率的应变测量.
• 开发了一个框架,包括MRE的非线性注册和模型数据到标准的大脑地图.
• 计算全球和本地应变场相关性 ($$) 使用复杂值应变张量.

主要成果:

• 通过将六个受试者的MRE数据与两个现有的生物力学模型进行比较来证明框架.
• 发现大脑应变的学科间变异性 (~0.6-0.7) 比模型对学科的一致性更高.
• 确定了模型预测和实验测量大脑变形之间的差异.

结论:

• 拟议的框架提供了一种定量方法来评估大脑生物机械模型的准确性.
• 这种方法可以指导用于研究TBI和脑损伤机制的模型的改进.
• 有助于更好地理解头骨运动如何诱导神经损伤.