中文摘要：

心脏再同步治疗(CRT)是治疗心力衰竭的一种有效方法，但仍有患者治疗效果不显著，起搏电极放置和室间延迟设置是影响疗效的关键因素，临床上缺乏有效指导。虚拟心脏建模通过对心脏的形态、运动和功能等的仿真，可以定量再现心脏疾病诊治极为有用的电力学参数。项目针对心肌梗塞（MI）伴左束支传导阻滞（LBBB）导致的心衰，采用力学评价标准（CURE），构建用于优化双心室起搏治疗的数学模型。研究内容为利用CT和三维激光扫描得到的心脏体数据和心肌纤维旋向数据集，建立心脏解剖数学模型和几何模型；基于细胞离子通道和单域模型方程的心肌兴奋传播并行算法，计算电兴奋时序和心肌兴奋收缩力；利用八节点等参元法，在心脏弹性体几何模型中加入心电兴奋力，建立双心室电力学复合数学模型；基于MI伴LBBB引起的心衰模型，利用CURE建立CRT优化数学模型。本项目旨在个体特异性的心衰数学模型基础上进行CRT的优化研究，为临床提供指导。

结论摘要：

心脏再同步化治疗(CRT)是治疗心力衰竭（HF）的一种有效方法，但仍有部分患者治疗效果不显著，起搏电极放置和室间延迟设置是影响疗效的关键因素。虚拟心脏通过对心脏的形态、运动和功能等的仿真，可以定量再现心脏疾病诊治极为有用的电力学参数。 本项目利用南方医科大学提供的人体心脏CT扫描体数据和三维激光扫描的心肌纤维旋向数据，基于离子通道模型，采用单域模型的心肌兴奋传播并行算法，得到双心室电兴奋时序；然后基于Matlab软件开发平台,利用有限元法，在具有材料横断各向同性的心室弹性体几何模型中加入心电兴奋力，建立了人体双心室电力学复合模型，得到定量的心室力学特性。最后，基于心肌梗塞（MI）伴左束支传导阻滞（LBBB）的HF模型，建立了CRT的优化模型。 本研究的主要创新点和贡献有 （1）验证了采用真实人体数据构建双心室电力学复合模型的可行性。区别于以往采用简单的几何形状和经验的心肌纤维旋向数据，有利于对真实心肌力学特性的研究。 （2）成功构建了LBBB伴MI的心衰数学模型，通过对收缩期心壁的运动、应变和应力分布定量分析，证明LBBB伴MI情况下前壁靠心尖部位要比后壁更易产生心肌膨展（IE），且透壁性心梗范围越大，IE程度也越大；同时亦证明在MI存在时会有更为严重的左、右心室间和左心室内的收缩不同步。临床上这两种病症常同时出现，相互影响，而国际上相关的心衰宏观层次模型较少。 （3）率先基于力学标准（CURE），进行了HF治疗的CRT起搏位置和室间延迟的优化仿真，结果显示心功能有明显的提高和改善，证实力学标准可以很好地反映心室收缩同步性和血液动力学特性。国际现有的建模方法多倾向于用电学指标作评价。 这些研究成果对于深入理解心衰疾病的本质具有重要意义，将为下一步人体特异性的CRT优化模型在临床上的应用奠定基础。