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增强血流动力学参数估计:4D Flow MRI中的非线性血液行为

信号处理 2025-07-15 v3

摘要

血流动力学参数通常是在假设牛顿流体恒定粘度的条件下估计的,尽管血液表现出剪切稀化行为。本文研究了血液流变学和红细胞压积(Hct)百分比对心动周期不同时刻的壁面剪切应力(WSS)、粘性能量损失率(E˙L\dot{E}_L)以及振荡剪切指数(OSI)估计的影响。我们关注一个依赖于红细胞压积的幂律非牛顿模型,考虑了生理温度下广泛的Hct值范围,其流变学参数来自先前报道的实验数据。在所有案例中,我们系统地比较了使用牛顿和幂律模型计算的WSS、E˙L\dot{E}_L和OSI,强调了血液流变学在准确评估心血管疾病中的关键作用。我们的结果表明,在计算机模拟实验中,不同Hct值下的WSS和E˙L\dot{E}_L差异在收缩期可分别高达190%和113%,在舒张期可低至-72%和-74%。在体内数据中,WSS和E˙L\dot{E}_L的差异在收缩期可达-45%和-60%,在舒张期范围为-69%至73%。这项研究利用计算机模拟和体内主动脉4D Flow MRI数据,加深了我们对血液流变学对血流动力学参数估计影响的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.09007,
  title  = {Enhancing Hemodynamic Parameter Estimations: Nonlinear Blood Behavior in 4D Flow MRI},
  author = {Hernán Mella and Felipe Galarce and Tetsuro Sekine and Julio Sotelo and Ernesto Castillo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.09007},
  year   = {2025}
}