《European Heart Journal - Digital Health》：Computed tomography-derived biomechanical simulations as a proof-of-concept tool for evaluating coronary dynamics in anomalous aortic origin of coronary arteries
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本研究针对冠状动脉异常主动脉起源(AAOCA)患者术前评估难题，开发了基于计算机断层扫描的个体化生物力学模拟方法。通过构建患者特异性主动脉根模型，采用有限元分析模拟静息至极限运动状态的血流动力学变化，成功识别冠状动脉易受压区域并量化狭窄程度。在31例AAOCA患者验证中，模拟结果与临床治疗决策呈现高度一致性，为无创评估冠状动脉狭窄提供了新型计算生物学工具。
在先天性心脏病诊疗领域，冠状动脉异常主动脉起源(Anomalous Aortic Origin of Coronary Arteries, AAOCA)始终是临床医师面临的严峻挑战。这种解剖学异常使得冠状动脉在主动脉壁内的走行路径发生改变，特别当存在壁内段(intramural segment)时，患者在运动状态下可能因血管受压引发心肌缺血甚至猝死。然而传统影像学检查难以动态评估冠状动脉在不同生理状态下的受压情况，导致手术决策缺乏量化依据——究竟哪些患者需要手术干预？哪些可以保守治疗？这个临床困境催生了对新型评估工具的迫切需求。
发表于《European Heart Journal - Digital Health》的研究团队开创性地将工程学领域的生物力学模拟技术引入AAOCA诊疗领域。他们基于计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)影像数据，构建了患者特异性的主动脉根与冠状动脉三维模型，通过有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)模拟从静息状态到极限运动状态的血压变化，首次实现了对AAOCA患者冠状动脉动态受压的量化评估。
关键技术方法包括：1）基于CT影像的个体化三维建模技术，重建主动脉根与冠状动脉几何结构；2）计算流体力学模拟，分析不同血压条件下（静息至极限运动）的血流动力学参数；3）狭窄量化算法，通过比较近端异常管腔与远端参考段的直径变化计算狭窄百分比。研究队列包含31例经回顾性评估的AAOCA患者，其中19例存在壁内走行，12例为非壁内走行。
模拟验证与临床决策一致性分析
通过对比模拟结果与历史治疗决策发现：在13例实际接受手术的患者中，模拟显示其狭窄程度均超过50%的临界值；而11例保守治疗患者的模拟狭窄程度均低于手术阈值。这种高度一致性证明该计算模型具备辅助临床决策的潜力，但研究者强调这不能等同于对心肌缺血的预测验证。
壁内段与非壁内段的血流动力学差异
对不同AAOCA亚型的分析显示，存在壁内段的患者更易在运动状态下出现功能性狭窄。模拟数据揭示壁内段血管在血压升高时呈现独特的变形模式，其狭窄程度与血管走行角度、壁内段长度呈正相关。
狭窄动态变化特征
研究发现AAOCA患者的狭窄具有动态特性，静息状态与运动状态的狭窄程度差异最高达67%。这种"固定性狭窄"与"动态性狭窄"的复合作用，解释了为何部分患者静息影像学检查正常却在运动中出现症状。
本研究证实CT衍生的生物力学模拟可作为AAOCA评估的概念验证工具，其核心价值在于无创识别冠状动脉易受压区域，并量化狭窄严重程度。虽然该方法尚未进入常规临床应用，但为AAOCA的血流动力学评估提供了新范式。未来需要前瞻性研究验证其诊断效能，并探索将模拟数据与心肌灌注影像等功能学检查进行多模态融合，最终实现真正意义上的个体化手术决策支持。
