Summary
Denne artikel præsenterer en demonstration og resumé af protokoller til fremstilling af gelatinefantomer, der efterligner blødt væv, og den tilsvarende viskoelastiske karakterisering ved hjælp af indrykning og magnetisk resonanselastik.
Abstract
Karakterisering af biomekaniske egenskaber af blødt biologisk væv er vigtigt for at forstå vævsmekanikken og udforske de biomekanikrelaterede mekanismer for sygdom, skade og udvikling. Den mekaniske testmetode er den mest ligetil måde at karakterisere væv på og betragtes som verifikation til in vivo-måling . Blandt de mange ex vivo mekaniske testteknikker giver indrykningstesten en pålidelig måde, især for prøver, der er små, svære at fiksere og viskoelastiske, såsom hjernevæv. Magnetisk resonanselastikografi (MRE) er en klinisk anvendt metode til at måle de biomekaniske egenskaber af blødt væv. Baseret på forskydningsbølgeudbredelse i blødt væv registreret ved hjælp af MRE kan viskoelastiske egenskaber af blødt væv estimeres in vivo baseret på bølgeligning. Her blev de viskoelastiske egenskaber af gelatinefantomer med to forskellige koncentrationer målt ved MRE og indrykning. Protokollerne for fantomfabrikation, test og modulestimering er blevet præsenteret.
Introduction
De fleste af de bløde biologiske væv synes at have viskoelastiske egenskaber, der er vigtige for at forstå deres skade og udvikling 1,2. Derudover er viskoelastiske egenskaber vigtige biomarkører i diagnosen af en række sygdomme som fibrose og kræft 3,4,5,6. Derfor er karakteriseringen af viskoelastiske egenskaber af blødt væv afgørende. Blandt de mange anvendte karakteriseringsteknikker er ex vivo mekanisk testning af vævsprøver og in vivo-elastografi ved hjælp af biomedicinsk billeddannelse de to meget anvendte metoder.
Selvom forskellige mekaniske testteknikker er blevet brugt til karakterisering af blødt væv, er kravene til prøvestørrelse og testbetingelser ikke lette at opfylde. For eksempel skal forskydningstest have prøver fastgjort fast mellem forskydningspladerne7. Biaksial test er mere egnet til membranvæv og har specifikke fastspændingskrav 8,9. En kompressionstest bruges almindeligvis til vævstest, men kan ikke karakterisere specifikke positioner inden for en prøve10. Indrykningstesten har ikke yderligere krav til at fiksere vævsprøven og kan bruges til at måle mange biologiske vævsprøver såsom hjernen og leveren. Derudover kunne regionale egenskaber i en prøve testes med et lille indenterhoved. Derfor er indrykningstest blevet vedtaget for at teste en række blødt væv 1,3,11.
Karakterisering af de biomekaniske egenskaber af blødt væv in vivo er vigtigt for translationelle undersøgelser og kliniske anvendelser af biomekanik. Biomedicinske billeddannelsesmetoder såsom ultralyd (US) og magnetisk resonans (MR) billeddannelse er de mest anvendte teknikker. Selvom amerikansk billeddannelse er relativt billig og nem at udføre, lider den af lav kontrast og er svær at måle organer som hjernen. MR Elastography (MRE) var i stand til at billeddanne dybe strukturer og kunne måle en række blødt væv6,12, især hjernen13,14. Med påført ekstern vibration kunne MRE måle de viskoelastiske egenskaber af blødt væv ved en bestemt frekvens.
Undersøgelser har vist, at ved 50-60 Hz er forskydningsmodulet i den normale hjerne ~ 1,5-2,5kPa 5,6,13,14,15 og ~ 2-2,5 kPa for normal lever 16. Derfor er gelatinefantomer, der har lignende biomekaniske egenskaber, blevet brugt i vid udstrækning til at efterligne blødt væv til test og validering17,18,19. I denne protokol blev gelatinefantomer med to forskellige koncentrationer fremstillet og testet. Gelatinefantomernes viskoelastiske egenskaber blev karakteriseret ved hjælp af en specialbygget elektromagnetisk MRE-anordning14 og en fordybningsanordning 1,3. Testprotokollerne kan bruges til at teste mange bløde væv såsom hjernen eller leveren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Gelatine fantompræparat
- Gelatine, glycerol og vand vejes i henhold til tabel 1. Bland gelatinepulveret med vand for at opnå gelatineopløsningen.
BEMÆRK: Koncentrationerne af de enkelte komponenter til fremstilling af de to fantomer er vist i tabel 1. Jo højere koncentration af gelatine er, desto stivere er fantomet. - Gelatineopløsningen opvarmes til 60 °C i et vandbad. Tilsæt glycerol til gelatineopløsningen, mens temperaturen opretholdes.
BEMÆRK: Glycerol stabiliserer gelatineblandinger ved at øge deres smeltetemperatur og forskydningsmodul17. - Omrør opløsningen og opvarm den til 60 °C igen. Hæld den blandede opløsning i en beholder, der skal bruges til MRE- og indrykningstest. Afkøl opløsningen til stuetemperatur og vent, indtil opløsningen er størknet.
2. MRE-test
- Sæt vibrationspladen oven på gelatinefantomet. Sørg for, at kontakten mellem fantomet og vibrationspladen er fast (figur 1A).
BEMÆRK: Vibrationspladen er lavet af polyamid med en dimension på 50 x 50 x 5 mm3. - Placer gelatinefantomet i hovedspolen. Læg svampe og sandsække rundt om gelatinefantomet for at sikre, at fantomet er solidt placeret. Brug en specialbygget elektromagnetisk aktuator med en transmissionsstang14,18. Monter en elektromagnetisk aktuator på hovedspolen. Tilslut transmissionsstangen til vibrationspladen (figur 1B).
- Tilslut aktuatorens strømledninger med forstærkeren. Tilslut kontrolledningerne med controlleren (figur 1C).
- Indstillinger for aktuator og MR-scanningsparameter
- Indstil bølgeform, vibrationsfrekvens og amplitude i funktionsgeneratoren. Indstil den ønskede vibrationsamplitude ved at justere effektforstærkeren.
BEMÆRK: Her er bølgeformen indstillet til sinusformet i funktionsgeneratoren; vibrationsfrekvensen er indstillet til 40 Hz eller 50 Hz, og amplituden er indstillet til 1,5 Vpp. I effektforstærkeren er forstærkningsforholdet indstillet til 40%. - Indstil funktionsgeneratoren til at arbejde i triggertilstand. Tilslut udløserlinjen til MR-maskinens eksterne udløserport.
- Indstil MRE-scanningsfrekvensen (aktuator) på samme måde som fra funktionsgeneratoren, så bevægelseskodningsgradienten synkroniseres med vibrationspladens bevægelse.
- Indstil bølgeform, vibrationsfrekvens og amplitude i funktionsgeneratoren. Indstil den ønskede vibrationsamplitude ved at justere effektforstærkeren.
- Datamåling og analyse
- Følg de rutinemæssige billeddannelsesprocedurer. Brug en 2D-gradient-ekko (GRE) baseret MRE-sekvens til billeddannelse af gelatinefantomet20. Indstil GRE-MRE-billedparametrene som følger: Flip-vinkel = 30 °; TR/TE = 50/31 ms; synsfelt = 300 mm; Skive tykkelse = 5 mm; Voxel størrelse = 2,34 x 2,34 mm2.
- Mål fasebillederne på fire tidsmæssige punkter i en sinusformet cyklus. Anvend både positive og negative bevægelseskodningsgradienter på hvert tidspunkt.
- Baseret på det erhvervede fasebillede skal du fjerne baggrundsfasen ved at trække de positive og negative kodede fasebilleder fra. Pak fasen ud med en pålidelighedssorteringsbaseret algoritme21.
- Udtræk hovedkomponenten i bevægelsen ved at anvende hurtig Fourier Transform på de uindpakkede fasebilleder. Filtrer fasebilledet med et digitalt båndpasfilter. Anslå forskydningsmodulet med en 2D direct inversion (DI) algoritme for at opnå lagermodul G 'og tabsmodul G''13,14.
BEMÆRK: Afskæringsfrekvensen for båndpasfilteret er [0,04 0,08]. Størrelsen på DI-algoritmens monteringsvindue er 11 x 11.
3. Indrykningstest
- Brug en cirkulær stans eller kirurgisk klinge til at trimme gelatinefantomet til henholdsvis en cylindrisk eller kuboid prøve. Sørg for, at prøvetykkelsen er mellem 3 og 10 mm, og at diameteren af den cylindriske prøve eller den lange side af kuboiden er større end 4 mm. Brug et skarpt blad til at trimme overfladen af prøven for at gøre den så glat som muligt til indrykning.
- Tænd for indrykningstesterens strøm. Udfør følgende ved hjælp af indenterkontrolprogrammet, der er designet til at automatisere indtastningskontaktproceduren (brugerdefineret program; se Materialetabel).
- Klik på knappen Tilbage-sluk i GUI'en for at initialisere kalibreringsprocessen (figur 2B). Læs værdien fra lasersensoren, og skriv værdien i feltet BaseLine .
BEMÆRK: Under kalibreringsprocessen justeres afstanden mellem lasersensoren og baffelpladen til en bestemt foruddefineret værdi. - Placer et glasglas på baffelpladen, og registrer den værdi, der vises af lasersensoren. Sæt derefter prøven på glasrutsjebanen og læg dem sammen på baffelpladen. Læs værdien fra lasersensoren, og skriv denne værdi i feltet Eksempel+slide .
BEMÆRK: Lasersensoren bruges til at registrere forskydningen af fordybningen, men den bruges også til at måle prøvetykkelsen før testen. - Tag forskellen mellem de to værdier opnået i trin 3.2.2 som prøvetykkelsen i interesseområdet (ROI).
- Placer forsigtigt prøven sammen med det underliggende glasglas lige under indtastningen, og klik derefter på knappen Kontakt for at starte automatisk kontakt mellem indtastningen og prøveoverfladen.
BEMÆRK: Hvis den automatiske kontakt ikke er tilfredsstillende, dvs. indtastningen presser dybt ind i prøven eller ikke har en kontakt, skal du justere indtastningspositionen ved at skrive en værdi i området 0,05-0,1 mm i feltet Forskydning og gentage trin 1.2.1-1.2.4. - Baseret på den målte prøvetykkelse (trin 3.2.3) estimeres indrykningsforskydningen (dvs. den samlede indrykningsdybde) ved at gange tykkelsen med den indrykkede teststamme (her er den indstillet til ≤8% for at holde indrykningen inden for den lille belastningsantagelse).
- Skriv forskydningsværdierne (trin 3.2.5) i feltet Forskydning (mm). Indstil afslapningstiden til 180 s i boksen Dwell Time . Klik på indrykningsknappen . Forskydningen og den reaktive kraft under rampeholdsproceduren registreres automatisk og gemmes i en fil på den angivne filsti.
BEMÆRK: Filstien kan foruddefineres som stien til lagring af testdata.
- Klik på knappen Tilbage-sluk i GUI'en for at initialisere kalibreringsprocessen (figur 2B). Læs værdien fra lasersensoren, og skriv værdien i feltet BaseLine .
- Eksportér indrykningsdataene til et regneark. Brug en to-term Prony-serie
, der passer til kraftafslapningskurven 1,3,11:
- Anslå det øjeblikkelige forskydningsmodul (G 0) og det langsigtede forskydningsmodul (G∞) baseret på de monterede parametre:
BEMÆRK: I ovenstående ligninger er C 0, C i og τi modelparametre for Prony-serien, F er indrykningskraften, R er indtastningsradiusen, X er kompensationsfaktoren for den uendelige halvrumsantagelse, V er indrykningshastigheden, t er tidsvariablen, og t R er rampetiden.
, der passer til kraftafslapningskurven 1,3,11:
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter MRE-protokollen blev der observeret en klar forskydningsbølgeudbredelse i gelatinefantomerne ved 40 og 50 Hz (figur 3). De viskoelastiske egenskaber målt fra MRE og indrykningstest er vist i figur 4. De estimerede G'- og G"-værdier ved hver test for hvert fantom er opsummeret i tabel 2. Efter indrykningsprotokollen er de viskoelastiske egenskaber for hvert fantom ved hvert testpunkt opsummeret i tabel 3.
Som vist i figur 4 viste en sammenligning af G'- og G-værdier målt ved 40 og 50 Hz for målinger ved hjælp af MRE signifikante forskelle mellem de to gelatinefantomer (elevens t-test, p < 0,05). Derudover blev der observeret signifikante forskelle for både G'- og G"-værdier mellem 40 og 50 Hz-målinger (elevens t-test, p < 0,05). Tilsvarende blev der for målinger ved hjælp af indrykningstest observeret signifikante forskelle mellem de to fantomer for G 0- og G∞værdier (elevens t-test, p < 0,05). Både MRE og fordybning gav ensartede resultater for at skelne mellem bløde og stive gelatinefantomer.
Figur 1: MRE-test . (A) Sæt vibrationspladen oven på gelatinefantomet. (B) Anbring gelatinefantomet inde i hovedspolen, og monter den elektromagnetiske aktuator oven på hovedspolen. C) En oversigt over det elektromagnetiske MRE-system, der viser forbindelserne mellem hver komponent. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Indrykningstest . (A) Sæt gelatinefantomet lige under indtastningshovedet i testeren. (B) Forbered indrykningen ved hjælp af kontrolopsætningspanelet i GUI'en. Indtast indrykningsparametrene i GUI'en for at konfigurere rampeafslapningstesten. Overhold indrykningskurverne i vinduet Datafremviser. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Bølgeudbredelsesbilleder for de to gelatinefantomer ved 40 og 50 Hz. De fire faser svarer til de fire tidsmæssige punkter ved en sinusformet cyklus. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Viskoelastiske egenskaber målt ud fra MRE og indrykningseksperimenter. (A) Typiske estimerede G'- og G''-kort ved 40 og 50 Hz for de to gelatinefantomer fra MRE. (B) Middel- og standardafvigelse for værdierne G 0 og G∞ for de to fantomer fra seks gentagne indrykningstest. (C) Middel- og standardafvigelse for værdierne G' og G'' ved 40 og 50 Hz for de to fantomer fra seks gentagne MRE-test. Stjernesymbolet angiver en signifikant forskel (elevens t-test; p < 0,05). Klik her for at se en større version af denne figur.
| Gelatine | Vand | Glycerol | Total | |
| Fantom 1 | 100 (4.35%) | 1200 (52.17%) | 1000 (43.48%) | 2300 (100%) |
| Fantom 2 | 160 (6.96%) | 1140 (49.56%) | 1000 (43.48%) | 2300 (100%) |
Tabel 1: Massen og massekoncentrationen af gelatine, glycerol og vand, der anvendes til fremstilling af de to gelatinefantomer. Masseenheden er gram.
| Modulus(Pa) | Prøvning 1 | Prøvning 2 | Prøvning 3 | Prøvning 4 | Prøvning 5 | Prøvning 6 | Betyde | Std | ||
| Fantom 1 | 40 Hz | G' | 2978 | 2976 | 2976 | 2974 | 2971 | 2972 | 2975 | 3 |
| G'' | 198 | 197 | 197 | 198 | 199 | 199 | 198 | 1 | ||
| 50 Hz | G' | 2854 | 2852 | 2852 | 2851 | 2850 | 2848 | 2851 | 2 | |
| G'' | 341 | 342 | 342 | 342 | 341 | 341 | 341 | 1 | ||
| Fantom 2 | 40 Hz | G' | 5603 | 5589 | 5596 | 5590 | 5586 | 5588 | 5592 | 7 |
| G'' | 419 | 412 | 419 | 413 | 408 | 408 | 413 | 5 | ||
| 50 Hz | G' | 5343 | 5341 | 5336 | 5336 | 5329 | 5331 | 5336 | 6 | |
| G'' | 317 | 317 | 318 | 324 | 321 | 323 | 320 | 3 | ||
Tabel 2: Lagringsmodul (G') og tabsmodul (G") for de to gelatinefantomer målt ved MRE. Hvert fantom blev testet seks gange ved en aktiveringsfrekvens på 40 og 50 Hz.
| Prøvning 1 | Prøvning 2 | Prøvning 3 | Prøvning 4 | Prøvning 5 | Prøvning 6 | Betyde | Std | ||
| Fantom 1 | C0 | 1.54 | 1.88 | 1.81 | 1.71 | 1.65 | 1.60 | 1.70 | 0.13 |
| C1 | 0.64 | 0.16 | 0.09 | 0.16 | 0.16 | 0.21 | 0.23 | 0.20 | |
| C2 | 0.10 | 0.12 | 0.15 | 0.11 | 0.13 | 0.11 | 0.12 | 0.02 | |
| τ1 (s) | 459.71 | 177.52 | 114.14 | 7.32 | 6.1 | 3.73 | 128.09 | 177.51 | |
| τ2 (s) | 9.83 | 6.38 | 5.83 | 199.28 | 200.2 | 55.78 | 79.55 | 94.98 | |
| R2 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.99 | 1.00 | 0.00 | |
| G0 (Pa) | 2273 | 2145 | 2040 | 1991 | 1935 | 1920 | 2051 | 136 | |
| G∞ (Pa) | 1535 | 1875 | 1808 | 1714 | 1650 | 1601 | 1697 | 128 | |
| Fantom 2 | C0 | 5.97 | 6.29 | 6.16 | 6.20 | 6.14 | 6.11 | 6.14 | 0.11 |
| C1 | 0.29 | 0.30 | 0.43 | 0.38 | 0.18 | 0.48 | 0.34 | 0.11 | |
| C2 | 0.64 | 0.24 | 0.24 | 0.17 | 0.39 | 0.18 | 0.31 | 0.18 | |
| τ1 (s) | 5.99 | 3.50 | 2.46 | 2.71 | 69.34 | 2.36 | 14.39 | 26.95 | |
| τ2 (s) | 96.28 | 124.98 | 123.87 | 88.01 | 2.34 | 63.35 | 83.14 | 45.88 | |
| R2 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.00 | |
| G0 (Pa) | 6899 | 6827 | 6825 | 6751 | 6710 | 6771 | 6797 | 67 | |
| G∞ (Pa) | 5967 | 6286 | 6160 | 6197 | 6144 | 6113 | 6145 | 105 |
Tabel 3: Viskoelastiske parametre estimeret ud fra indrykningstest for de to gelatinefantomer. Hvert fantom blev testet seks gange.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Gelatine fantomer bruges almindeligvis som vævslignende materialer til test og validering af algoritmer og enheder 17,19,22,23,24,25,26,27. En af de banebrydende undersøgelser, der brugte gelatinefantomet til at sammenligne MRE og dynamisk forskydningstest, blev præsenteret af Okamoto et al. (2011)17. I deres undersøgelse var massekoncentrationen af gelatinen ~ 2,8%, og de estimerede G 'og G'' værdier efter korrektion var i intervallerne 1,06-1,15 kPa og 0,11-0,27 kPa. Zeng et al. (2020)19 brugte også gelatinefantom til at validere inversionsalgoritmen til MRE. Med en gelatinemassekoncentration på ~ 3,5% var den estimerede G 'værdi ~ 2,5 kPa. Da forskydningsmodulet stiger med koncentrationen af gelatine, var disse værdier alle i overensstemmelse med estimatet i denne undersøgelse.
For at fremstille gelatinefantomer bemærkes det, at der kræves en fuldstændig og grundig omrøring, når man blander en stor mængde gelatinepulver med vand. Dette er nødvendigt for fuld opløsning for at gøre homogeniserede fantomer. For at øge smeltetemperaturen og forskydningsmodulet blev glycerol tilsat til blandingen17. Vandbadet ved ca. 60 °C hjælper med at fremskynde blandingen og anbefales under omrøringsprocessen. Normalt vil gelatinen blive dannet i en beholder med en bestemt form, f.eks. terning eller cylinder. Derfor er det vigtigt at filtrere boblerne ud, inden den blandede opløsning hældes i beholderen.
Ved forberedelse til MRE-testen er en stabil transmission af forskydningsbølgen afgørende. Derfor er det nødvendigt at sikre, at den vibrerende plade er fast presset oven på fantomet. Dette er for at undgå enhver mulig glidning mellem pladen og fantomet. Dette vil dog potentielt medføre et vist niveau af lokal præstress. Det er således vigtigt ikke at trykke for meget på pladen på fantomet. Ved opsætning af aktiveringsfrekvensen bemærkes det, at dæmpningen af bølgeudbredelsen øges med frekvensen.
Det foreslås at placere indrykningsanordningen på et vibrationsisoleringsbord. Dette skyldes, at selv en lille vibration vil påvirke ramp-hold-optagelsesprocessen. Derudover er rekalibrering af sensorerne nødvendig, hvis enheden ikke har været brugt i mere end 1 måned.
For at få den bedste måleydelse for MRE foreslås det at holde frekvensen inden for 100 Hz. Dette skyldes, at jo højere frekvensen er, desto mere spredning af vibrationen inducerer således en lavere SNR af de erhvervede billeder. Indrykningstesten måler hovedsageligt prøven i et frekvensområde, der er lavere end MRE's. For en diskussion af parameterkonverteringerne mellem de to metoder kan man henvise til Chen et al. (2020)11. MRE og indrykning kan bruges til at måle mange bløde biologiske væv for at undersøge de biomekaniske egenskaber og udforske de potentielle biomekanikbaserede biomarkører til sygdomsdiagnose eller behandlingsevaluering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfattere erklærer ingen interessekonflikter.
Acknowledgments
Finansieringsstøtte fra National Natural Science Foundation of China (tilskud 31870941), Natural Science Foundation of Shanghai (tilskud 22ZR1429600) og Science and Technology Commission of Shanghai Kommune (tilskud 19441907700) anerkendes.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 24-channel head & Neck coil | United Imaging Healthcare | 100120 | Equipment |
| 3T MR Scanner | United Imaging Healthcare | uMR 790 | Equipment |
| Acquisition board | Advantech Co | PCI-1706U | Equipment |
| Computer-Windows | HP | 790-07 | Equipment |
| Electromagnetic actuator | Shanghai Jiao Tong University | Equipment | |
| Function generator | RIGOL | DG1022Z | Equipment |
| Gelatin | CARTE D’OR | Reagent | |
| Glycerol | Vance Bioenergy Sdn.Bhd | Reagent | |
| Indenter control program | custom-designed | Software; accessed via: https://github.com/aaronfeng369/FengLab_indentation_code. | |
| Laser sensor | Panasonic | HG-C1050 | Equipment |
| Load cell | Transducer Technique | GSO-10 | Equipment |
| MATLAB | Mathworks | Software | |
| Power amplifier | Yamaha | A-S201 | Equipment |
| Voice coil electric motor | SMAC Corporation | DB2583 | Equipment |
References
- Qiu, S., et al. Viscoelastic characterization of injured brain tissue after controlled cortical impact (CCI) using a mouse model. Journal of Neuroscience Methods. 330, 108463 (2020).
- Garcia, K. E., et al. Dynamic patterns of cortical expansion during folding of the preterm human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (12), 3156-3161 (2018).
- Qiu, S., et al. Characterizing viscoelastic properties of breast cancer tissue in a mouse model using indentation. Journal of Biomechanics. 69, 81-89 (2018).
- Yin, Z., et al. A new method for quantification and 3D visualization of brain tumor adhesion using slip interface imaging in patients with meningiomas. European Radiology. 31 (8), 5554-5564 (2021).
- Streitberger, K. -J., et al. How tissue fluidity influences brain tumor progression. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (1), 128 (2020).
- Bunevicius, A., Schregel, K., Sinkus, R., Golby, A., Patz, S.
- Namani, R., et al. Elastic characterization of transversely isotropic soft materials by dynamic shear and asymmetric indentation. Journal of Biomechanical Engineering. 134 (6), 061004 (2012).
- Potter, S., et al. A novel small-specimen planar biaxial testing system with full in-plane deformation control. Journal of Biomechanical Engineering. 140 (5), 0510011 (2018).
- Zhang, W., Feng, Y., Lee, C. -H., Billiar, K. L., Sacks, M. S. A generalized method for the analysis of planar biaxial mechanical data using tethered testing configurations. Journal of Biomechanical Engineering. 137 (6), 064501 (2015).
- Delaine-Smith, R. M., Burney, S., Balkwill, F. R., Knight, M. M. Experimental validation of a flat punch indentation methodology calibrated against unconfined compression tests for determination of soft tissue biomechanics. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 60, 401-415 (2016).
- Chen, Y., et al. Comparative analysis of indentation and magnetic resonance elastography for measuring viscoelastic properties. Acta Mechanica Sinica. 37 (3), 527-536 (2021).
- Garteiser, P., Doblas, S., Van Beers, B. E. Magnetic resonance elastography of liver and spleen: Methods and applications. NMR in Biomedicine. 31 (10), 3891 (2018).
- Arani, A., Manduca, A., Ehman, R. L., Huston Iii, J. Harnessing brain waves: a review of brain magnetic resonance elastography for clinicians and scientists entering the field. British Journal of Radiolology. 94 (1119), 20200265 (2021).
- Qiu, S., et al. An electromagnetic actuator for brain magnetic resonance elastography with high frequency accuracy. NMR in Biomedicine. 34 (12), 4592 (2021).
- Hiscox, L. V., et al. Standard-space atlas of the viscoelastic properties of the human brain. Human Brain Mapping. 41 (18), 5282-5300 (2020).
- Seyedpour, S. M., et al. Application of magnetic resonance imaging in liver biomechanics: A systematic review. Frontiers in Physiology. 12, 733393 (2021).
- Okamoto, R. J., Clayton, E. H., Bayly, P. V. Viscoelastic properties of soft gels: comparison of magnetic resonance elastography and dynamic shear testing in the shear wave regime. Physics in Medicine and Biology. 56 (19), 6379-6400 (2011).
- Feng, Y., et al. A multi-purpose electromagnetic actuator for magnetic resonance elastography. Magnetic Resonance Imaging. 51, 29-34 (2018).
- Zeng, W., et al. Nonlinear inversion MR elastography with low-frequency actuation. IEEE Transactions on Medical Imaging. 39 (5), 1775-1784 (2020).
- Wang, R., et al. Fast magnetic resonance elastography with multiphase radial encoding and harmonic motion sparsity based reconstruction. Physics in Medicine and Biology. 67 (2), (2022).
- Herraez, M. A., Burton, D. R., Lalor, M. J., Gdeisat, M. A. Fast two-dimensional phase-unwrapping algorithm based on sorting by reliability following a noncontinuous path. Applied Optics. 41 (35), 7437-7444 (2002).
- Gordon-Wylie, S. W., et al. MR elastography at 1 of gelatin phantoms using 3D or 4D acquisition. Journal of Magnetic Resonance. 296, 112-120 (2018).
- McGarry, M., et al. Uniqueness of poroelastic and viscoelastic nonlinear inversion MR elastography at low frequencies. Physics in Medicine and Biology. 64 (7), 075006 (2019).
- Zampini, M. A., Guidetti, M., Royston, T. J., Klatt, D. Measuring viscoelastic parameters in Magnetic Resonance Elastography: a comparison at high and low magnetic field intensity. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 120, 104587 (2021).
- Ozkaya, E., et al. Brain-mimicking phantom for biomechanical validation of motion sensitive MR imaging techniques. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 122, 104680 (2021).
- Guidetti, M., et al. Axially- and torsionally-polarized radially converging shear wave MRE in an anisotropic phantom made via Embedded Direct Ink Writing. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 119, 104483 (2021).
- Badachhape, A. A., et al. The relationship of three-dimensional human skull motion to brain tissue deformation in magnetic resonance elastography studies. Journal of Biomechanical Engineering. 139 (5), 0510021 (2017).
