肺动脉高压对右心室力学及冠状动脉灌注影响的机制研究：基于计算模拟的深入探索

　　本研究通过创新性计算模型揭示肺动脉高压（PH）导致右心衰竭（RHF）的血流动力学机制，首次整合双心室有限元模型与闭环冠脉灌注系统，阐明急性PH因心肌内压力（IMP）升高、慢性PH因灌注压下降引发不同冠脉区域缺血（RCA/LCx差异）的病理过程，为靶向治疗提供新见解。

　　

Highlight

通过计算模型首次量化急慢性肺动脉高压（PH）对双心室力学和冠脉灌注的差异化影响，揭示急性PH通过升高心肌内压力（IMP）减少血流，慢性PH则通过降低灌注压引发广泛缺血，右优势型右冠状动脉（RCA）与左优势型左旋支动脉（LCx）分别在不同阶段呈现脆弱性。

Overall computational framework

计算框架包含双心室有限元（FE）模型，其与闭环系统耦合包括：1）右冠状动脉（RCA）、左前降支（LAD）、左旋支（LCx）和后降支（PDA）灌注区域的冠脉微血管网络模型；2）体循环集中参数模型；3）肺循环集中参数模型（图1a）。系统共包含12个冠脉微血管单元。

Baseline case

模拟健康人体血流动力学和心室功能的基线案例显示，模型预测平均肺动脉压（mPAP）为14 mmHg，右心房峰值压力3 mmHg，左/右心室峰值压力分别为125和28 mmHg（图2a）。双室射血分数（EF）均为54%，左/右心室舒张末期容积（EDV）分别为100和99 mL。模型对心室压力和容积的预测均符合生理范围。

Discussion

本研究通过区分急慢性PH的机制，深化了对冠脉灌注异常的理解：急性PH主要通过升高右室游离壁和室间隔的心肌内压力（IMP）损害冠脉血流，而慢性PH则由灌注压持续降低驱动，并存在心室区域异质性。值得注意的是，我们发现靠近右心内膜的室间隔区域在急性和慢性PH中均持续呈现灌注不足，这可能是右心室功能障碍的关键因素。模型还提示冠脉优势型解剖结构会显著影响特定血管的缺血风险——右优势型心脏的右冠状动脉（RCA）在急性PH中更易受累，而左优势型心脏的左旋支（LCx）在慢性PH中更具脆弱性。这些发现与临床观察结果一致，为PH相关缺血提供了机制性解释。

Conclusions

本研究开发的新型计算建模框架，首次将左、右心冠脉灌注与双心室FE模型在闭环体肺循环集中参数模型中耦合。该模型可量化急慢性PH对双心室力学和各区域心肌透壁冠脉灌注的影响，明确提示右心室冠脉血流在急性和慢性PH中分别受IMP升高和灌注压下降的抑制。这些发现为理解PH所致心肌缺血和心室功能失调提供了重要理论基础，并为开发针对性的治疗策略指出新方向。