Towards an elastographic atlas of brain anatomy.
Towards an elastographic atlas of brain anatomy.
复制标题
朝向大脑解剖结构的弹性图。
DOI：
10.1371/journal.pone.0071807
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Sack I
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo J;Hirsch S;Fehlner A;Papazoglou S;Scheel M;Braun J;Sack I
可以通过磁共振弹性成像 (MRE) 以无创、基于图像的方式测量大脑粘弹性常数，以检测神经系统疾病。然而，粘弹性常数的 MRE 脑图仍然受到空间分辨率低的限制。在这里，我们介绍了大脑的三维多频 MRE 与基于无模型多频反演的新颖重建算法相结合，用于计算与 30 至 60 Hz 之间的剪切振荡动态范围相对应的人脑空间分辨粘弹性参数图。两个粘弹性参数、复剪切模量的大小和相位角 |G*| 的图和 φ 是根据 23 名年龄在 22 岁至 72 岁之间的健康志愿者的组模板获得并归一化的。这本脑力学解剖图谱揭示了刚度参数 |G*| 的显着对比不同解剖区域之间的差异，例如白质（WM；1.252±0.260 kPa）、胼胝体膝部（CCG；1.104±0.280 kPa）、丘脑（TH；1.058±0.208 kPa）和尾状核头部（HCN；0.649±0.101 kPa）。 φ对组织有损行为敏感，其顺序为CCG（1.011±0.172）、TH（1.037±0.173）、CN（0.906±0.257）和WM（0.854±0.169）。该方法提供了第一个具有皮质下区域解剖细节的脑粘弹性归一化图，并为脑 MRE 的临床应用提供了有用的背景数据。
Cerebral viscoelastic constants can be measured in a noninvasive, image-based way by magnetic resonance elastography (MRE) for the detection of neurological disorders. However, MRE brain maps of viscoelastic constants are still limited by low spatial resolution. Here we introduce three-dimensional multifrequency MRE of the brain combined with a novel reconstruction algorithm based on a model-free multifrequency inversion for calculating spatially resolved viscoelastic parameter maps of the human brain corresponding to the dynamic range of shear oscillations between 30 and 60 Hz. Maps of two viscoelastic parameters, the magnitude and the phase angle of the complex shear modulus, |G*| and φ, were obtained and normalized to group templates of 23 healthy volunteers in the age range of 22 to 72 years. This atlas of the anatomy of brain mechanics reveals a significant contrast in the stiffness parameter |G*| between different anatomical regions such as white matter (WM; 1.252±0.260 kPa), the corpus callosum genu (CCG; 1.104±0.280 kPa), the thalamus (TH; 1.058±0.208 kPa) and the head of the caudate nucleus (HCN; 0.649±0.101 kPa). φ, which is sensitive to the lossy behavior of the tissue, was in the order of CCG (1.011±0.172), TH (1.037±0.173), CN (0.906±0.257) and WM (0.854±0.169). The proposed method provides the first normalized maps of brain viscoelasticity with anatomical details in subcortical regions and provides useful background data for clinical applications of cerebral MRE.
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