Imaging and modeling the biomechanics of large cerebral blood vessels using high-speed dynamic MRI

使用高速动态 MRI 对大脑血管的生物力学进行成像和建模

基本信息

项目摘要

ABSTRACT The objective of this proposed R21 work is to develop and demonstrate a novel high-speed (10Hz) multi-slice dynamic MRI acquisition and model-based analysis technique to quantify the biomechanical properties of cerebral blood vessels. This novel approach measures T1-weighted inflow fluctuations (related to blood flow/velocity) in large arterial and venous blood vessels. Fluid mechanics model-based analysis is then applied to examine the frequency-dependent dampening and phase between velocity waveforms measured from proximal and distal ends of blood vessel segments allows the characterization of the biophysical properties of these segments including vascular resistance, inductance, and compliance. These high temporal signals are combined with structural MRI angiography to provide a spatial map of the blood vessel properties and topology. We believe that these quantifiable biomechanical and mathematical parameters can be linked to cerebral vascular diseases, since these directly reflect properties such as the rigidity and flow resistance of the vessels. The development of these methods has significant clinical implications toward quantitative assessment of cerebral vascular physiology in the context of vascular disorders such as hypertension, stenosis, and risk of stroke. As a proof-of-concept of this approach, and to initially investigate the sensitivity of this method, this technique will be applied to characterize the cerebral vascular properties of two groups of patients with chronic hypertension and isolated systolic hypertension in comparison to age-matched normotensive controls. The specific aims of this project are: Aim 1. Optimize methods for high-speed MR arterial compliance mapping. Aim 2. Demonstrate proof-of-concept for high-speed MR arterial compliance mapping in chronic hypertensive (HT) and isolated systolic hypertension (ISH) patients and compared to age-matched normotensive (NT) healthy controls. We hypothesize that: Hypothesis 1. Measurements of vascular resistance and compliance is sensitive to hypertrophic changes in HT and ISH patients and can be reliably measured using our proposed high-speed MR arterial compliance mapping approach. Hypothesis 2. HT and ISH patients will show increased resistance (stiffness) and decreased capacitance (compliance) compared to NT controls. These changes will be larger in the ISH group. The dynamic cerebral auto-regulation index (dCAI) will be impaired in both HT and ISH.
抽象的 这项拟议的R21工作的目的是开发和演示一种新型的高速(10Hz)多斜线 动态MRI获取和基于模型的分析技术,以量化 脑血管。这种新颖的方法测量了T1加权流入波动(与血液有关 在大动脉和静脉血管中流动/速度)。然后是基于流体力学模型的分析 用于检查测量的速度波形之间的频率减弱和相位 从血管段的近端和远端末端,可以表征生物物理 这些段的特性,包括血管抗性,电感和依从性。这些较高的时间 信号与结构性MRI血管造影结合在一起,以提供血管特性的空间图 和拓扑。 我们认为这些可量化的生物力学和数学参数可以与脑相关 血管疾病,因为这些疾病直接反映了诸如血管的刚度和流动性之类的特性。 这些方法的开发对定量评估具有重大临床意义 在血管疾病(例如高血压,狭窄和风险)的背景下,脑血管生理 中风。作为这种方法的概念验证,并最初研究了这种方法的敏感性, 技术将用于表征两组慢性患者的脑血管特性 与年龄匹配的正常性控制相比,高血压和孤立的收缩期高血压。这 该项目的具体目的是: AIM 1。优化高速MR动脉合规映射的方法。 AIM 2。在慢性中展示高速MR动脉合规映射的概念验证 高血压(HT)和孤立的收缩期高血压(ISH)患者,并与年龄匹配的患者进行比较 正常的(NT)健康对照。 我们假设这一点: 假设1。血管抵抗和依从性的测量对肥厚性变化敏感 HT和ISH患者,可以使用我们建议的高速MR依从性可靠地测量 映射方法。 假设2。HT和ISH患者将显示出较高的电阻(刚度)和电容降低 (合规)与NT对照相比。这些更改将在ISH组中更大。动态大脑 HT和ISH的自动调节指数(DCAI)将受到损害。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Theodore James Huppert其他文献

Theodore James Huppert的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Theodore James Huppert', 18)}}的其他基金

Brain AnalyzIR: A software platform for improving scientific rigor in functional NIRS statistical analysis
Brain AnalyzIR:用于提高功能 NIRS 统计分析科学严谨性的软件平台
  • 批准号:
    10436947
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Brain AnalyzIR: A software platform for improving scientific rigor in functional NIRS statistical analysis
Brain AnalyzIR:用于提高功能 NIRS 统计分析科学严谨性的软件平台
  • 批准号:
    10203962
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Brain AnalyzIR: A software platform for improving scientific rigor in functional NIRS statistical analysis
Brain AnalyzIR:用于提高功能 NIRS 统计分析科学严谨性的软件平台
  • 批准号:
    9797359
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Imaging and modeling the biomechanics of large cerebral blood vessels using high-speed dynamic MRI
使用高速动态 MRI 对大脑血管的生物力学进行成像和建模
  • 批准号:
    9370044
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Development of a Hyperspectral FD-NIRS Device for Muscle Physiology
用于肌肉生理学的高光谱 FD-NIRS 设备的开发
  • 批准号:
    9277459
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Development of a Hyperspectral FD-NIRS Device for Muscle Physiology
用于肌肉生理学的高光谱 FD-NIRS 设备的开发
  • 批准号:
    9182006
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Characterization of Brain Noise using Multimodal Mutual Information
使用多模态互信息表征脑噪声
  • 批准号:
    8250389
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Characterization of Brain Noise using Multimodal Mutual Information
使用多模态互信息表征脑噪声
  • 批准号:
    8082320
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Characterization of Brain Noise using Multimodal Mutual Information
使用多模态互信息表征脑噪声
  • 批准号:
    8425020
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
A Cerebral Functional Unit Model for Multimodal Imaging of Neurovascular Coupling
用于神经血管耦合多模态成像的脑功能单元模型
  • 批准号:
    7860674
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:

相似国自然基金

无线供能边缘网络中基于信息年龄的能量与数据协同调度算法研究
  • 批准号:
    62372118
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CHCHD2在年龄相关肝脏胆固醇代谢紊乱中的作用及机制
  • 批准号:
    82300679
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
颗粒细胞棕榈酰化蛋白FXR1靶向CX43mRNA在年龄相关卵母细胞质量下降中的机制研究
  • 批准号:
    82301784
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
年龄相关性黄斑变性治疗中双靶向药物递释策略及其机制研究
  • 批准号:
    82301217
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多氯联苯与机体交互作用对生物学年龄的影响及在衰老中的作用机制
  • 批准号:
    82373667
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Neonatal Optical Coherence Tomography Angiography to Assess the Effects of Postnatal Exposures on Retinal Development and Predict Neurodevelopmental Outcomes
新生儿光学相干断层扫描血管造影评估产后暴露对视网膜发育的影响并预测神经发育结果
  • 批准号:
    10588086
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Longitudinal Ocular Changes in Naturally Occurring Glaucoma Animal Model
自然发生的青光眼动物模型的纵向眼部变化
  • 批准号:
    10682117
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
High-Resolution Flow Imaging of Optic Nerve Head and Retrolaminar Microvascular Circulation
视神经乳头和层后微血管循环的高分辨率血流成像
  • 批准号:
    10649225
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
OCT-based functional biomarkers for degenerative diseases of the photoreceptor-RPE-choroid neurovascular unit
基于 OCT 的光感受器-RPE-脉络膜神经血管单元退行性疾病的功能生物标志物
  • 批准号:
    10737548
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
Coronary plaque changes with statin and colchicine among people with high polygenic risk- a mechanistic pilot study
他汀类药物和秋水仙碱对高多基因风险人群的冠状动脉斑块变化——一项机制试点研究
  • 批准号:
    10736120
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.37万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了