The invention discloses an electrospinning direct writing bionic model for verification of diffusion tensor imaging reconstruction algorithm and a preparation method thereof. In preparation, coaxial electrospinning technology combined with triaxial motion control platform was used to obtain electrospun hollow fibers accurately stacked in accordance with the preset trajectory, in which each fiber bundle was composed of N electrospun hollow fibers, the outer diameter of each electrospun hollow fiber was 1 20 micron, the outer shell material of electrospun hollow fibers was non-water-soluble macromolecule material, and the inner core material was water-soluble macromolecule material. Soluble macromolecule materials; then the obtained fiber bundles are immersed in pure water, and the core material is removed. The final bionic model of electrospinning direct writing can be obtained. The electrospinning hollow fiber is hollow tubular, so it can provide a moving channel for water molecules. The model can accurately control the plane intersection angle between the bundles by a three-axis motion control platform, so it can provide a high-precision bionic model for the verification of MR diffusion tensor imaging reconstruction algorithm.
【技术实现步骤摘要】
一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型及其制备方法
本专利技术涉及磁共振成像
,尤其涉及一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型及其制备方法。
技术介绍
磁共振弥散成像是一种广泛应用于基础研究和临床诊断的白质纤维结构无损检测技术,通过检测水分子的微观扩散运动特征,间接描述大脑神经细胞轴突的形态结构特征,并宏观地揭示基于纤维结构连接的脑网络。基于该方法的大脑的纤维束重建技术在脑疾病、脑科学和神经科学研究中发挥着越来越重要的作用。近年来,随着磁共振梯度等硬件性能的提升,弥散模型和追踪方法得到了快速发展。诸如平面回波快速扫描技术已经普遍应用于弥散成像以减少扫描时间。通过并行加速技术,可以在更少的时间内在特定区域中获得高空间分辨率、高角度分辨率图像。在给定的影像参数下,如何选择最优化的神经重建方法,重建的结果和实际的人脑纤维分布吻合程度仍然不是很清楚。迫切需要一种精确的、已知物理结构的仿生纤维模型进行测试和验证,以期为神经纤维精准追踪方法的选择和优化提供参考。磁共振弥散成像测量的是富含H质子的液体(通常是水分子)的弥散运动,也就是布朗运动。弥散是一个矢量,不仅有大小,而且有方向,水分子在平行于神经纤维的方向上较垂直其方向更容易弥散,进而可以测量弥散系数、进行神经纤维追踪成像。人体的神经纤维髓鞘是中空管道结构,直径大约1-20微米,通常以神经纤维束的形式分布在大脑中。中空纺丝纤维管径可控,可以根据需要控制纤维束的长短、粗细,因此可以从结构上模拟人体神经纤维的髓鞘结构。传统的方向性静电纺丝纤维的制备方法多使用滚筒进行批量收集,虽 ...
【技术保护点】
1.一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型,其特征在于:所述仿生模型由若干股共面的纤维束组成,每股纤维束由N根电纺中空纤维组成,每根电纺中空纤维的外径约为1‑20微米,其管壁材料为非水溶性高分子材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型,其特征在于:所述仿生模型由若干股共面的纤维束组成,每股纤维束由N根电纺中空纤维组成,每根电纺中空纤维的外径约为1-20微米,其管壁材料为非水溶性高分子材料。2.根据权利要求2所述的一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型,其特征在于:所述非水溶性材料选自聚己内酯(PCL)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、乙基纤维素(EC)。3.一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型的制备方法,其特征在于:该仿生模型的制备方法具体为:用同轴静电纺丝技术结合三轴运动控制平台,获得若干股共面的由电纺中空纤维堆叠而成的纤维束,其中每股纤维束由N根电纺中空纤维组成,每根电纺中空纤维的外径为1-20微米,电纺中空纤维的外壳材料为非水溶性高分子材料,内核材料为水溶性高分子材料;然后将获得的纤维束在纯水中浸泡,除去其内核材料,即可获得最终的电纺直写仿生模型。4.根据权利要求3所述的一种用于磁共振弥散张量成像重建算法验证的电纺直写仿生模型的制备方法,其特征在于:所述同轴静电纺丝技术所用的装置包括第一注射泵、第二注射泵、高压电源、同轴静电纺丝喷头以及接收板,其中,所述第一注射泵内装有非水溶性高分子材料,第二注射泵内装有水溶性高分子材料,第一注射泵通过导管连接到同轴静电纺丝喷头的外层的进液...
【专利技术属性】
技术研发人员:张春晨,丁秋萍,郭澳,何宏建,张明暐,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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