Suppr超能文献

基于有限元法和拉普拉斯方法从 4D 流 MRI 数据中获取 3D 轴向和环向壁面剪切应力。

3D axial and circumferential wall shear stress from 4D flow MRI data using a finite element method and a laplacian approach.

机构信息

Biomedical Imaging Center, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.

Department of Electrical Engineering, Schools of Engineering, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.

出版信息

Magn Reson Med. 2018 May;79(5):2816-2823. doi: 10.1002/mrm.26927. Epub 2017 Oct 4.

Abstract

PURPOSE

To decompose the 3D wall shear stress (WSS) vector field into its axial (WSS ) and circumferential (WSS ) components using a Laplacian finite element approach.

METHODS

We validated our method with in silico experiments involving different geometries and a modified Poiseuille flow. We computed 3D maps of the WSS, WSS , and WSS using 4D flow MRI data obtained from 10 volunteers and 10 patients with bicuspid aortic valve (BAV). We compared our method with the centerline method. The mean value, standard deviation, root mean-squared error, and Wilcoxon signed rank test are reported.

RESULTS

We obtained an error <0.05% processing analytical geometries. We found good agreement between our method and the modified Poiseuille flow for the WSS, WSS , and WSS . We found statistically significance differences between our method and a 3D centerline method. In BAV patients, we found a 220% significant increase in the WSS in the ascending aorta with respect to volunteers.

CONCLUSION

We developed a novel methodology to decompose the WSS vector in WSS and WSS in 3D domains, using 4D flow MRI data. Our method provides a more robust quantification of WSS and WSS in comparison with other reported methods. Magn Reson Med 79:2816-2823, 2018. © 2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine.

摘要

目的

使用拉普拉斯有限元方法将三维壁面切应力(WSS)矢量场分解为轴向(WSS )和周向(WSS )分量。

方法

我们通过涉及不同几何形状和改进的泊肃叶流动的计算机模拟实验验证了我们的方法。我们使用从 10 名志愿者和 10 名二叶式主动脉瓣(BAV)患者获得的 4D 流 MRI 数据计算了 WSS、WSS 和 WSS 的 3D 图谱。我们将我们的方法与中心线方法进行了比较。报告了平均值、标准差、均方根误差和 Wilcoxon 符号秩检验。

结果

我们获得了处理分析几何形状的误差<0.05%。我们发现我们的方法与改进的泊肃叶流动在 WSS、WSS 和 WSS 方面非常吻合。我们发现我们的方法与 3D 中心线方法之间存在统计学差异。在 BAV 患者中,我们发现与志愿者相比,升主动脉中的 WSS 显著增加了 220%。

结论

我们使用 4D 流 MRI 数据开发了一种新的方法来分解 WSS 矢量在 3D 域中的 WSS 和 WSS 。与其他报道的方法相比,我们的方法提供了更稳健的 WSS 和 WSS 定量分析。磁共振医学 79:2816-2823,2018。© 2017 国际磁共振学会。

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