基于影像信息的梗死生长反应-扩散模型

摘要

研究人员提出首个由临床急性MRI直接参数化Fisher-KPP反应-扩散偏微分方程的影像驱动框架；连续状态变量u(x,t)∈[0,1]刻画组织损伤，同时捕捉离子应激经细胞外空间的向前传播，以及限定于基线灌注缺损（Tmax>6 s）内的局部代谢性细胞死亡。在ISLES 2017子集（N=29）上的oracle框架评估显示，加入生物物理传播约束所得平均Dice为0.46±0.24，优于标准rCBF阈值法的0.25±0.21。广泛消融实验表明，由临床灌注图导出的空间异质扩散场能刻画半暗带扩展，并保持完整生理可解释性。该概念验证表明，第一性原理物理可直接在临床扫描网格上捕捉缺血进展，推动从纯数据驱动模型转向患者特异性生物物理预测。