以患者解剖结构为参照的腕管综合征正中神经传导多尺度建模
Patient-anatomy-referenced multiscale modelling of median nerve conduction in carpal tunnel syndrome
以患者解剖为参照构建正中神经通路多尺度模型,预测腕管综合征各严重度的传导速度与传导阻滞。
腕管综合征(CTS)是一种常见的压迫性周围神经病,可引起局灶性传导减慢和感觉功能障碍。现有的计算模型要么仅涉及力学,要么仅涉及电生理,二者相互孤立,因而无法在严重程度分级之间对神经功能障碍形成机制性理解。我们引入了一个多尺度计算系统,该系统构建于以患者解剖结构为参照的正中神经通路上,该通路针对该患者自身分割出的骨骼与皮肤几何进行刚性配准和解剖形变,压迫区定义为距检测到的腕点 0–29.4 mm 处。在该通路上分析了降阶传导速度模型、FitzHugh–Nagumo(FHN)反应–扩散模型以及非拟合 McIntyre–Richardson–Grill(MRG)双电缆模型。速度模型和 FHN 模型以 Kimura 的 Normal 和 Mild 数据(区段速度 57–59 和约 41 m/s)进行校准,并对 Moderate 和 Severe CTS 预测出约 24 和 7 m/s。MRG 模型在未拟合的情况下预测正常速度为 56.1 m/s,并在 Severe CTS 中预测完全传导阻滞,但低估了 Mild 和 Moderate 的减慢程度(52.8 和 43.6 m/s)。报告了收敛性、敏感性分析和十次运行配准可重复性,并披露而非假定消除了配准局限性(16.0% 的管表面点位于皮肤之外)。该框架是用于周围神经病研究的科研平台,而非经过验证的诊断工具。
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来源:Scientific Reports · nature.com