基于拓扑数据分析的肺动脉高压小鼠肺动脉树研究
定量方法
2023-02-03 v2
摘要
肺动脉高压（PH）定义为平均肺动脉血压高于 20 mmHg，是一种影响肺血管的心血管疾病。PH 伴随血管重塑，表现为血管变硬、大血管扩张及小血管收缩。某些类型的 PH（包括缺氧诱导的 PH（HPH））导致微血管稀疏。本研究旨在分析 HPH 存在下肺动脉网络形态测量的变化。为此，我们使用拓扑数据分析（TDA）的新方法，采用持续同调量化对照与高血压小鼠的动脉网络形态测量。这些方法用于刻画从微计算机断层扫描（micro-CT）图像提取的动脉树。为比较对照与高血压动物间结果，我们使用三种剪枝算法对生成网络进行归一化。本概念验证研究表明剪枝方法影响空间树统计与树的复杂性。结果显示 HPH 树具有更高深度，且方向复杂性与分支数相关，例外是按血管半径剪枝的树，其左侧与前向复杂性低于对照树。尽管需更多数据以得出 HPH 对网络拓扑整体影响的结论，本研究提供了分析生物网络拓扑的框架，并朝提取用于诊断与检测 HPH 的相关信息迈出一步。
引用
@article{arxiv.2210.07345,
title = {A Topological Data Analysis Study on Murine Pulmonary Arterial Trees with Pulmonary Hypertension},
author = {Megan Chambers and Natalie Johnston and Ian Livengood and Miya Spinelli and Radmila Sazdanovic and Mette S Olufsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07345},
year = {2023}
}