多物理模拟揭示了患者衍生纤维化相关变化的血液动力学影响在左心房组织力学

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
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 心房纤维化与缺血性中风风险增加有关,但潜在的机制尚不清楚.
• 纤维化会改变心脏的结构和功能,可能会促进血块的形成.
• 目前的中风风险评估缺乏个性化,并且不包含详细的心脏纤维化数据.

研究的目的:

• 为了研究左心房纤维化 (LA) 对LA心肌运动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.
• 探索纤维化在血栓形成中的作用及其与缺血性中风的联系.

主要方法:

• 开发了LA电力学和流体动力学的多物理计算模拟.
• 使用患者特定的解剖学和纤维图,这些图像来自于晚期的加多增强磁共振成像 (LGE-MRI).
• 修改纤维区域的组织刚性和活跃张力,以模拟不同的纤维化负担及其对LA功能和流动的影响.

主要成果:

• 纤维化区域表现出心肌应变减少,导致LA排空分数减少,与临床发现一致.
• 纤维状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,而联合效应更为明显.
• 纤维化显著改变了LA和左心房附属体 (LAA) 的血液流动,造成了更多的停滞区域,特别是在LAA内.

结论:

• 整合LGE-MRI数据的患者特定计算模型可以阐明将心房纤维化与中风联系起来的机制.
• 纤维化导致的机械变化会损害LA功能,改变血液动力学,导致中风风险增加.
• 这些发现突出了通过结合详细的纤维化地图和血液动力学模拟来进行个性化中风风险评估的潜力.