Quantifying and Visualizing Vascular Branching Geometry with Micro-CT: Normalization of Intra- and Inter-Specimen Variations

要約

血管系に造影剤ポリマー Microfil を注入した無傷のラット腎臓の腎動脈のマイクロ CT 画像が特徴付けられました。
枝間セグメント プロパティの測定と血管ツリーの階層構造は、自動化されたアルゴリズム アプローチによって計算されました。
さまざまな腎臓の灌流領域、およびセグメント化された血管系の局所的な直径が代表的な構造にマッピングされ、視覚的に調査されました。
さまざまなパラメーターを比較して、主要な幾何学的特性、つまり標本間変動の広い範囲を持たないことが示された特性を概説しました。
非対称分岐におけるフラクタル スケーリングは、対称分岐とは異なることを明らかにすることが示されています (たとえば、肺では、各世代の気管支の平均直径は密接に関連しています)。
また、灌流された組織は標本間変動がほとんどないことが示されているため、血管分岐ジオメトリに基づいて組織や臓器のさまざまな病状を特徴付けることに関連する将来の研究に使用できます。

要約(オリジナル)

Micro-CT images of the renal arteries of intact rat kidneys, which had their vasculature injected with the contrast agent polymer Microfil, were characterized. Measurement of inter-branch segment properties and the hierarchical structure of the vessel trees were computed by an automated algorithmic approach. The perfusion territories of the different kidneys, as well as the local diameters of the segmented vasculature were mapped onto the representative structures and visually explored. Various parameters were compared in order to outline key geometrical properties, properties which were shown to not have a wide range of inter-specimen variation. It is shown that the fractal scaling in non-symmetric branching reveals itself differently, than in symmetric branching (e.g., in the lung the mean bronchial diameters at each generation are closely related). Also, perfused tissue is shown to have very little inter-specimen variation and therefore could be used in future studies related to characterizing various disease states of tissues and organs based on vascular branching geometry.

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