慢性血栓栓塞性肺动脉高压血管功能的多尺度模型
组织与器官
2021-08-16 v2
摘要
慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)由反复发生或未能消散的肺血栓栓塞引起,导致灌注缺损和动脉波反射增强。CTEPH治疗旨在降低肺动脉压并恢复充分的肺灌注,然而伴有远端病变的患者无法通过标准外科手术干预。这些患者转而接受球囊肺动脉成形术(BPA)——一种多疗程的微创外科手术,利用导管球囊破坏血管腔内的血栓栓塞物质。然而,目前仍缺乏一种综合、整体的工具来识别最佳治疗靶病变。为弥补这一不足,我们采用多尺度流体动力学模型模拟CTEPH血流动力学与BPA治疗。大肺动脉几何结构源自计算机断层扫描(CT)图像,而小血管由分形树表示。我们建模了CTEPH中常见的环状和网状病变,并模拟了正常血压状态及四种CTEPH疾病情景;后者同时包含大动脉病变与血管重塑。BPA治疗通过同时降低三个部位的病变严重程度进行模拟。我们的预测再现了严重CTEPH特征,表现为平均近端肺动脉压升高超过20 mmHg以及显著的波反射。病变远端血管中的流量与压力均下降,而未阻塞血管区域的流量与压力上升。我们利用主肺动脉(MPA)压力、波反射指数以及流量异质性度量来为BPA选择最佳靶病变。总之,本研究为不可手术的CTEPH患者提供了一条从影像到血流动力学的多尺度BPA治疗规划流程。
引用
@article{arxiv.2102.06676,
title = {A multiscale model of vascular function in chronic thromboembolic pulmonary hypertension},
author = {Mitchel J. Colebank and M. Umar Qureshi and Sudarshan Rajagopal and Richard A. Krasuski and Mette S. Olufsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.06676},
year = {2021}
}
备注
41 pages, 9 figures, 4 tables