基于混合生物物理协同模拟的经导管心室辅助装置与搏动左心耦合机制研究

为解决心室辅助装置(VADs)在临床应用中因与病变搏动心室耦合导致的血液动力学异常问题，研究人员创新性地提出混合生物物理协同模拟策略。该研究通过结合低计算成本的集总参数网络(LPN)与高保真计算流体力学(CFD)模型，实现了经导管VAD在左心系统中的高效血流模拟，揭示心室内持续性涡流、泵体周围表面冲刷变异等关键现象，为降低溶血/血栓等不良事件风险提供新型评估范式。

　　

这项突破性研究构建了革命性的混合生物物理协同模拟平台，巧妙地将"经济型"集总参数网络(LPN)与高精度计算流体力学(CFD)模型联姻。科研团队通过这种创新策略，首次实现了经导管旋转式血泵在真实搏动左心室环境中的动态血流可视化。

模拟结果令人振奋：高速运转的左心室辅助装置(LVAD)精准复现了整个心动周期内的非稳态血流场，计算效率较传统双向耦合CFD提升近十倍。研究发现，心室内存在持续存在的螺旋状血流漩涡，泵体向主动脉射出的脉动血流呈现显著波动，而泵壳周围的表面冲刷效应更随心跳节律剧烈变化。

这项研究标志着机械循环支持装置评估进入新纪元，其独创的"LPN-CFD单向耦合"技术路线，既保留了生理学真实性，又大幅降低计算成本。更重要的是，该平台为预测临床常见的溶血、出血和血栓等血液相容性并发症提供了全新工具，有望显著减少动物实验规模，加速新一代心室辅助装置的研发进程。