综述：脑磁共振弹性成像用于神经退行性疾病机械生物标志物开发：力学、反演与解读

《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》：Brain magnetic resonance elastography for mechanical biomarker development in neurodegenerative diseases: Mechanics, inversion, and interpretation

　　# 神经退行性疾病的力学生物标志物：磁共振弹性成像方法的综述陈宇浩，王伟伟，张丽英，薛宇佳，乔琼，雷鸣**这些作者对本工作贡献均等1 武汉大学物理科学与技术学院生物医学科学中心，中国武汉2 天津医科大学总医院，天津市医疗精密仪器与可及医学重点实验室，天津市医学影像与智能信息处理重点实验室，中国天津3 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心神经发育障碍研究中心，中国上海4 中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所，中国上海5 上海神经科学研究院，中国上海6 上海交通大学医学院脑功能与疾病重点实验室，中国上海7 长沙理工大学工程与应用科学学院生物医学科学中心，中国长沙8 中国医科大学附属第一医院神经外科，中国沈阳*通讯作者：雷鸣；邮箱：[email protected]；网站：[网页地址]收稿日期：2025年9月16日；接受日期：2025年11月26日；发布日期：2025年12月8日引用格式：陈宇浩，王伟伟，张丽英，薛宇佳，乔琼，雷鸣。神经退行性疾病的力学生物标志物：磁共振弹性成像方法的综述。脑科学。2025年。https://doi.org/10.3390/brainsci16010010## 摘要神经退行性疾病，尤其是其早期诊断，迫切需要能够在不可逆的结构退化在临床上明显显现之前，检测出组织水平改变的生物标志物。神经元丢失、脱髓鞘、神经炎症、血管功能障碍和细胞外基质重塑等病理过程可以改变组织的力学特性，这提示力学变化可能在明显的萎缩被发现之前提供互补信息。磁共振弹性成像目前是在体探测脑组织力学状态的主要无创技术。然而，磁共振弹性成像并不直接测量刚度；它记录的是谐波位移场，并通过本构假设和逆重构来推断力学参数。在脑部，这种区别尤为重要，因为波的传播受到粘弹性耗散、结构各向异性、流体-固体耦合、几何约束和复杂边界条件的影响。在本综述中，我们从业力学中心的角度审视脑磁共振弹性成像，重点关注其在开发神经退行性疾病力学生物标志物方面的潜力。我们首先概述了参数估计背后的正-逆问题框架，以及颅内环境所带来的力学挑战。然后我们回顾了本构模型和逆重构策略，强调可观测性、可辨识性、重构保真度和生物标志物解释。最后，我们以帕金森病为代表案例，讨论了神经退行性疾病中的机遇与挑战，并提出了一个将经验对比、力学解释和生物验证联系起来的层次化框架。我们认为，具有临床意义的力学生物标志物不仅仅取决于弹性成像对比度，而是取决于由适当的本构建模、稳健的逆重构、实验验证和多模态集成支持的、可作力学解释的参数。**关键词：** 神经退行性疾病；帕金森病；磁共振弹性成像；力学生物标志物；粘弹性；反问题；本构模型本文是开放获取文章，按照知识共享署名许可条款分发。? 2025 所有作者版权所有**期刊信息：** 脑科学，第16卷，第1期，文章10ISSN：2076-3425收稿日期：2025年9月16日；接受日期：2025年11月26日；发布日期：2025年12月8日DOI：https://doi.org/10.3390/brainsci16010010学术编辑：玛雅·扬科夫斯基**特刊信息：** 本文属于"脑部疾病诊断与治疗"特刊## 章节导航1 引言2 磁共振弹性成像方法与脑部生物力学约束3 本构模型与反重构方法4 磁共振弹性成像基础力学生物标志物在神经退行性疾病中的机遇与挑战5 讨论6 结论补充材料参考文献---本文发表于《脑科学》期刊。本文是开放获取文章，按照知识共享署名许可证分发。引用格式：脑科学。2025年，16(1)，10。https://doi.org/10.3390/brainsci16010010