基于多尺度建模的左心房壁厚度对心肌力学与血流动力学影响

目的：左心房（LA）力学的患者特异性模型通常假设左心房壁厚（LAWT）均一，但LAWT对力学行为和血流动力学影响的定量研究仍相对不足。方法：基于门控CTA图像构建了4个左心房心肌模型：一个基线可变壁厚模型（VT#0）、两个减小扩张的变体模型，以及一个2 mm均一壁厚模型。采用在基线模型上个体化确定的模型参数，对所有壁厚变体进行了多尺度力学与血流模拟，并比较了预测的位移、壁应力与应变以及血流动力学指标。结果：在所有LAWT变体中，心肌体积范围为14.4--19.9 mL（38%），而腔体体积在整个心动周期内基本保持在影像数据的5%范围内。相对于基线模型，循环系统输出、心肌位移和应变的变化幅度为5--6%。较薄的可变壁厚模型中，瞬时应力最高增加19%；而在均一增厚模型中，瞬时应力最高降低16%。在整体水平上，低时间平均壁面切应力（TAWSS）区域面积在所有壁厚变体中为23%至30%，而暴露于较高振荡剪切指数（OSI）的左心房区域则由接近6%增加至19%。超过90%的左心耳（LAA）暴露于低剪切环境，但高OSI区域面积则从VT#0中的7%增加到Uniform中的30%以上。结论：本研究利用个体化多尺度建模框架表明，与腔体体积、组织位移、应变及平均血液剪切相比，左心房心肌应力和振荡剪切对局部壁厚表征更为敏感。

目的：左心房（LA）力学的患者特异性模型常假设左心房壁厚（LAWT）均一，但LAWT对力学行为和血流动力学的影响仍缺乏充分量化。

方法：基于门控CTA图像构建了4个左心房心肌模型：一个基线变壁厚模型（VT#0）、两个减小扩张变体模型，以及一个2 mm均一壁厚模型。采用在基线模型上个体化确定的模型参数，对所有壁厚变体进行了多尺度力学与血流模拟，并比较了预测的位移、壁应力与应变以及血流动力学指标。

结果：在所有LAWT变体中，心肌体积范围为14.4–19.9 mL（38%），而心腔体积在整个心动周期内基本保持在影像数据的5%误差范围内。相对于基线模型，循环系统输出、心肌位移和应变的变化为5%–6%。在较薄的变壁厚模型中，瞬时应力最高增加19%；而在均一较厚模型中，瞬时应力最高降低16%。总体而言，所有壁厚变体中，低时间平均壁面切应力（TAWSS）区域面积占比在23%至30%之间变化，而暴露于较高振荡剪切指数（OSI）的左心房区域则由接近6%增加至19%。超过90%的左心耳（LAA）暴露于低剪切环境，但高OSI区域面积占比从VT#0中的7%增加到Uniform中的30%以上。

结论：本研究利用个体化多尺度建模框架表明，与心腔体积、组织位移、应变及平均血液剪切相比，左心房心肌应力和振荡剪切对局部壁厚表征具有更高的敏感性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.09.731221v1?rss=1

🏷️ 左心房壁厚 多尺度建模 心肌力学 血流动力学 患者特异性建模