基于体内与计算机模拟数据集的创伤性脑损伤分析中两种最大主应变率计算方案的差异
信号处理
2024-09-16 v2
摘要
头部撞击导致的脑变形会引发创伤性脑损伤（TBI）。最大主应变（MPS）被用于衡量脑变形程度并预测损伤，而最近的证据表明，结合最大主应变率（MPSR）以及 MPS 与 MPSR 的乘积（记为 MPSxSR）可提高 TBI 预测的准确性。然而，关于 MPSR 的计算存在歧义。现有两种方案被采用：一种（MPSR1）使用 MPS 的时间导数，另一种（MPSR2）使用应变率张量的第一特征值。在以往的研究中，MPSR1 和 MPSR2 均被用于预测 TBI。为了量化这两种方法之间的差异，我们在九个体内与计算机模拟头部撞击数据集上对这两种 MPSR 方法进行了比较，发现 95MPSR1 比 95MPSR2 大 5.87%，95MPSxSR1 比 95MPSxSR2 大 2.55%。在所有头部撞击的每个单元中，MPSR1 比 MPSR2 小 8.28%，MPSxSR1 比 MPSxSR2 小 8.11%。此外，我们训练了逻辑回归模型以基于 MPSR（或 MPSxSR）预测 TBI，在不同变量的预测能力上未观察到显著差异。我们还研究了误用 MPSR 和 MPSxSR 阈值的后果（即将 95MPSR1 的阈值与 95MPSR2 的值进行比较以确定撞击是否具有伤害性），发现由此产生的错误率约为 1%。证据表明，这两种方法在检测 TBI 时没有显著差异。
引用
@article{arxiv.2409.08164,
title = {Differences between Two Maximal Principal Strain Rate Calculation Schemes in Traumatic Brain Analysis with in-vivo and in-silico Datasets},
author = {Xianghao Zhan and Zhou Zhou and Yuzhe Liu and Nicholas J. Cecchi and Marzieh Hajiahamemar and Michael M. Zeineh and Gerald A. Grant and David Camarillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.08164},
year = {2024}
}