利用奇异值分解分析冠状动脉血流波形的形态

冠状动脉血流波形具有显著的舒张期主导特征，并在收缩期出现低流量或逆行血流阶段。尽管波形的总体形态被认为源于心脏力学与血管力学之间的复杂相互作用，但目前针对冠状动脉血流波形变异性及其可能揭示的心脏功能信息的研究仍较为有限。本研究利用傅里叶变换和奇异值分解（SVD），对基线数据中的左前降支（LAD）血流波形进行形状分析；这些数据采集自32头猪。研究对象包括两个品种（奥萨巴猪和约克夏猪）以及三种不同的实验条件（瘦型对照组、瘦型起搏组和肥胖型起搏组）。研究人员利用傅里叶变换将每头猪的血流波形分解为15个谐波，随后采用SVD分析提取血流波形的时间模式。通过分析猪个体特异性SVD模态系数与临床指标之间的相关性，研究人员探讨了LAD血流波形变异性的生理学解释。第二SVD模态的LAD血流时间模式与心率呈显著相关。第三SVD模态与平均血压和最大充血血流量呈显著相关。此外，第四SVD模态与左心室舒张末期压力以及心内膜—心外膜血流比呈弱相关。本研究表明，LAD血流波形可以分解为与生理特征相关的时间模式。此外，该形状分析方法能够实现波形重构，并简化利用SVD所识别时间模式的可视化；与现有主要通过兴趣点刻画血流波形的方法相比，这是其一项优势。

冠状动脉血流波形具有明显的舒张期主导特征，在收缩期则会出现低流量或逆行血流阶段。尽管人们认为，这种总体波形形态源于心脏力学与血管力学之间的复杂相互作用，但关于冠状动脉血流波形变异性的研究仍十分有限，且对于这种变异性可能揭示何种心脏功能信息也知之甚少。本研究利用傅里叶变换和奇异值分解（singular value decomposition，SVD），对基线状态下采集的32头猪的左前降支动脉（left anterior descending artery，LAD）血流波形进行了形态分析。纳入研究的猪包括两个品种（奥萨巴猪和约克夏猪）以及三种不同的实验条件（瘦型对照组、瘦型起搏组和肥胖型起搏组）。研究人员利用傅里叶变换将每头猪的血流波形分解为15个谐波，随后采用SVD分析提取血流波形的时间模式。通过分析猪个体特异性的SVD模态系数与临床指标之间的相关性，研究人员探讨了LAD血流波形变异性的生理学解释。第二SVD模态的LAD血流时间模式与心率显著相关。第三SVD模态与平均血压和最大充血血流量呈显著相关。此外，第四SVD模态与左心室舒张末期压力以及心内膜—心外膜血流比呈弱相关。本研究表明，LAD血流波形可以分解为与生理特征相关的时间模式。此外，这种形态分析方法能够重建血流波形，并简化利用SVD识别出的时间模式的可视化；与现有主要通过兴趣点对血流波形进行表征的方法相比，该方法具有明显优势。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.26.743980v1?rss=1

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