利用剪切波与反演分析测量脑组织的线性和非线性弹性性质
软凝聚态物质
2020-09-02 v1
摘要
我们利用超音速剪切波成像(SSI)技术，不仅测量脑组织的线性弹性性质，还测量其非线性弹性性质。在此，我们对六例离体猪脑进行了测试，并在超声探头压入软组织时不同预变形状态下，测量由声辐射力诱发的平面剪切波速度。我们依托一种基于变形固体中小振幅声波传播理论的反演方法来解释实验数据。我们发现，依受试者不同，所得初始剪切模量mu0在1.8至3.2 kPa之间，超弹性Demiray-Fung模型的硬化参数b在0.13至0.73之间，弱非线性弹性的三阶(A)和四阶(D)常数分别在-1.3至-20.6 kPa和3.1至8.7 kPa之间。对大脑左右叶实验结果进行的配对t检验显示无显著差异。这些数值与文献中报道的脑组织数值一致，表明SSI方法结合反演分析是表征脑组织力学的有效且强大的工具，对创伤性脑损伤的计算机模拟和虚拟神经手术具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2009.00051,
title = {Measuring the linear and nonlinear elastic properties of brain tissue with shear waves and inverse analysis},
author = {Yi Jiang and Guoyang Li and Lin-Xue Qian and Si Liang and Michel Destrade and Yanping Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.00051},
year = {2020}
}