Numerical simulations of magnetic resonance elastography using finite element analysis with a linear heterogeneous viscoelastic model.
Numerical simulations of magnetic resonance elastography using finite element analysis with a linear heterogeneous viscoelastic model.
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DOI：
10.1007/s12650-017-0436-4
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发表时间：
2018
影响因子：
1.7
通讯作者：
Tadano S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tomita S;Suzuki H;Kajiwara I;Nakamura G;Jiang Y;Suga M;Obata T;Tadano S
磁共振弹性成像（MRE）是一种通过求解由MRI测量的组织中粘弹性波传播的位移场的逆问题来识别生物组织的粘弹性模量的技术。由于MRE的有限元分析（FEA）不仅评估组织的粘弹性模型，而且还评估反演算法的效率，因此我们使用商业软件ANSYS开发了MRE的有限元分析，组织内波位移场的Zener模型，以及称为修正积分法的反演算法。有限元模拟得到的位移场分布与MRE测量得到的凝胶体模位移场分布吻合较好。类似地，储能模量的值（即，刚度）与有限元分析中给出的值一致。此外，应用建议的有限元分析人体肝脏证明了本模拟方案的有效性。
Magnetic resonance elastography (MRE) is a technique to identify the viscoelastic moduli of biological tissues by solving the inverse problem from the displacement field of viscoelastic wave propagation in a tissue measured by MRI. Because finite element analysis (FEA) of MRE evaluates not only the viscoelastic model for a tissue but also the efficiency of the inversion algorithm, we developed FEA for MRE using commercial software called ANSYS, the Zener model for displacement field of a wave inside tissue, and an inversion algorithm called the modified integral method. The profile of the simulated displacement field by FEA agrees well with the experimental data measured by MRE for gel phantoms. Similarly, the value of storage modulus (i.e., stiffness) recovered using the modified integral method with the simulation data is consistent with the value given in FEA. Furthermore, applying the suggested FEA to a human liver demonstrates the effectiveness of the present simulation scheme.
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