瓣叶材料特性对反流二尖瓣模拟功能的影响

三维成像的进步提供了构建和分析有限元（FE）模型的能力，以评估房室瓣的生物力学行为与功能。然而，尽管现在可以获取患者特异性的瓣膜几何结构，但无创测量患者特异性的瓣叶材料特性几乎仍不可能。瓣膜几何结构与组织特性均在支配瓣膜动力学中起重要作用，这引出了核心问题：在缺乏组织特性精确知识的情况下，能否从房室瓣的有限元分析中获得临床相关见解。为此，我们研究了1）组织延展性的影响，以及2）本构模型参数与瓣叶厚度对模拟瓣膜功能与力学的影响。我们比较了具有常见反流机制（瓣环扩张、瓣叶脱垂、瓣叶拴系）且程度为中度和重度的一个正常与三个反流二尖瓣（MV）模型间的瓣膜功能指标（如瓣叶对合与反流口面积）和力学指标（如应力与应变）。我们开发了一种新颖的全自动方法来精确量化复杂瓣膜几何结构的反流口面积。我们发现，在使用比代表性成人二尖瓣本构模型软至多15%的材料特性时，一组瓣膜的力学与功能指标的相对排序得以保持。我们的研究结果表明，即使在材料特性未精确知晓的人群中，有限元模拟也可用于定性比较瓣膜结构差异与改变如何影响房室瓣的相对功能。