通过多视图磁共振成像和超分辨率重建,对小鼠的心脏运动进行完整的时空量化

科学领域:

• 生物医学成像技术 生物医学成像技术
• 心血管研究研究心血管研究
• 医学物理 医学物理

背景情况:

• 心脏磁共振成像 (CMR) 结构指数显示,对早期发现心脏病有前途.
• 在使用CMR的小鼠中量化完整的时空心肌菌株是具有挑战性的,因为高代谢率和快速的心脏运动.
• 假设超分辨率重建 (SRR) 可以提高这些应变测量的可靠性.

研究的目的:

• 开发和验证超分辨率重建 (SRR) 框架,以使用心磁共振成像 (CMR) 来准确和可重复量化小鼠的完整时空心肌菌株.
• 在小型动物模型中提高4D心肌菌株分析的可靠性.

主要方法:

• 从野生型和糖尿病小鼠获得多视图电影CMR扫描 (短轴和长轴).
• 一种新的"CMR中的SRR"方法使用组织类特定的分散数据插值生成了高分辨率的4D图像.
• 图像注册 (不同形态恶魔) 量化了4D心肌菌株;使用in silico心脏模型幻影和图像质量指标 (MSE,结构相似性) 进行了验证.

主要成果:

• 从SRR衍生的菌株与in silico动力学基准进行了验证,在辐射,周围和纵向菌株中显示出更好的准确性.
• 特定于老鼠的SRR实现了接近同位素分辨率,高结构相似性和最小的对比损失.
• 这使得野生型小鼠的菌株复制性和队列内同质性得到改善,全球纵向菌株约为-14%.

结论:

• 建立了一种全面的方法来量化小动物心肌完全和可重现的变形.
• 该SRR框架有助于在小型动物模型中标准化完整的时空菌株分析.
• 这种方法增强了CMR在临床前研究中研究心脏功能的实用性.