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栓塞性卒中的三维仿真:临床对比及基于影像的栓塞尺寸方程

医学物理 2022-02-15 v2 生物物理

摘要

有必要开发卒中蒙特卡洛仿真以开展计算机试验,从而替代动物模型、探索临床场景以为临床研究建立假设,并用于解释临床监测。我们在先前蒙特卡洛方法基础上,开展三维(3D)卒中仿真,进行计算机试验以将病灶体积与栓子直径相关联,并计算概率性病灶重叠图。将仿真的栓子释放到供应灰质和白质脑体积的 3D 计算机血管系统中,以生成个体病灶估计和概率性病灶重叠图。由临床医生评估计算机生成的病灶,并与真实世界的放射影像进行比较。大单个栓子的仿真再现了与临床观察相似的大脑中动脉(MCA)、大脑后动脉(PCA)和大脑前动脉(ACA)病灶。一项概念验证性计算机试验提出了一个猜想,将估计梗死体积占全脑体积的百分比与相对栓子直径相关联:relativediameter=[%infarctvolume/a]1/b\mathrm{relative diameter} = [\% \mathrm{infarct volume} / a]^{1/b},其中 a=104.2±0.98a= 104.2 \pm 0.98b=3.380±0.030b=3.380 \pm 0.030。我们创建了概率性病灶重叠图,确认 MCA 区域是计算机血管系统中栓子最可能的停留位置,其次是 PCA 然后是 ACA。本文展示了从自动构建的血管系统开发 3D 卒中模型的概念验证。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.15141,
  title  = {Three dimensional simulations of embolic stroke: clinical comparisons and an equation for sizing emboli from imaging},
  author = {James P. Hague and Jonathan Keelan and Lucy Beishon and David Swienton and Thompson G. Robinson and Emma M. L. Chung},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15141},
  year   = {2022}
}

备注

Major rewrite of v1, note changes in methods section