多物理模拟揭示了患者衍生的纤维化相关变化在左心房组织力学中的血液动力学影响

科学领域:

• 心血管生理学心血管生理学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 医学成像分析 医学成像分析

背景情况:

• 心房纤维化是缺血性中风风险的关键因素,但其潜在机制仍然不清楚.
• 目前的中风风险评估缺乏个性化,可以从整合患者特定的纤维化和血液动力学数据中获益.
• 晚期加多增强磁共振成像 (LGE-MRI) 可以非侵入性地映射心房纤维化.

研究的目的:

• 为了研究心房纤维化对左心房 (LA) 机械和血液动力学的影响,使用患者特定的计算模型.
• 量化不同程度的纤维化如何影响LA功能和血液流动模式,特别是在左心房附属体 (LAA).

主要方法:

• 开发多物理计算模拟,整合患者特定的LA解剖学和LGE-MRI衍生纤维图.
• 在模拟纤维状区域中修改组织刚性和活跃张力,以模仿病理变化.
• 对LA心肌运动,应变,排空分数和心房内血流模式的分析.

主要成果:

• 纤维化区域表现出心肌应变的减少,导致LA排空分数的减少,与临床发现一致.
• 纤维化区域的增加的组织硬性和减少的收缩性都独立地损害了LA功能,而联合效应更为显著.
• 纤维化会大大改变LA和LAA的血液流动,造成更多的停滞区域,特别是在LAA内.

结论:

• 结合患者特定数据的高可靠性,多物理模型可以阐明与心房纤维化相关的血栓形成机制.
• 了解心房纤维化的生物力学和血液力学后果对于改善中风风险预测和开发向疗法至关重要.