冠状动脉疾病（CAD）仍然是全球发病率和死亡率的主要原因，尽管诊断成像和介入策略取得了显著进展[1]。冠状动脉病理生理学的内在复杂性，确实需要能够在患者特异性框架内桥接结构和功能信息的综合工具[[2], [3], [4], [5]]。本特刊概述了计算机模拟方法如何快速改变我们对CAD的认识和管理。它探讨了计算模型在理解、诊断和治疗冠状动脉病理生理学中日益增长的影响，不仅展示了当前的技术成熟度，也展示了临床转化的路径。
所收集的贡献反映了：(1) 数字孪生（DTs）的出现——即由物理系统或过程（物理孪生）及其数学/计算副本组成的复杂装置，通过数据收集和处理持续更新（物理到数字——P2D），并用于告知（数字到物理——D2P）人类在环中的参与者，在我们的案例中即临床医生，关于物理孪生的演变——作为临床相关技术；(2) 与多物理场和多尺度建模高计算成本相关的持续挑战；(3) 对标准化和可靠工作流程的需求。本特刊涵盖了计算结构力学、计算流体动力学（CFD）、降阶建模、人工智能（AI）和不确定性量化方面的进展，描绘了“计算机模拟心脏病学”向临床实践的轨迹，勾勒出一条通往可靠、临床适用的冠状动脉循环数字孪生的路径，该孪生能够增强CAD中的风险分层、手术规划和功能评估。
基于物理的建模
相当一部分贡献依赖于基于物理的计算框架，包括有限元分析（FEA）、CFD和流固耦合（FSI），以研究冠状动脉生物力学和血流动力学。它们在跨不同临床和病理生理场景中的反复应用，进一步证实了其方法学稳健性，以及应对CAD复杂性的适用性。
多项研究证明了基于物理建模的工具潜力。
结论：从研究工具到计算机模拟心脏病学
在本特刊收集的贡献中，一个明显的演变变得清晰：用于CAD的数字孪生技术正在从先进的计算框架转向临床可操作的工具。结构和血流动力学建模研究[[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]]展示了越来越高的方法学稳健性，以及对生理和侵入性测量的验证。不确定性感知策略强化了概率预测的需求。
参考文献（24篇）
- L. Yang 等，《1990年至2021年全球、区域和国家缺血性心脏病负担及其可归因风险因素：2021年全球疾病负担研究的系统分析》，《BMC心血管疾病》，2025年。
- P.M. Thangaraj 等，《生成式人工智能时代心血管护理的数字孪生技术》，《欧洲心脏杂志》，2024年。
- A. Candreva 等，《计算流体动力学在冠状动脉疾病中的当前和未来应用》，《心血管医学评论》，2022年。
- M. Fandaros 等，《冠状动脉血流动力学和生物力学的患者特异性数值模拟：通往临床应用的路径》，《心血管工程与技术》，2024年。
- H. Zou 等，《心血管疾病中的数字孪生：范围综述》，《国际医学信息学杂志》，2026年。
- L. Antonini 等，《复杂患者特异性冠状动脉支架置入病例的计算工作流程》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2025年。
- D.M. Muñoz Sarmiento 等，《有限元分析预测心外膜脂肪组织在动脉粥样硬化性冠状动脉疾病和血管成形术中的主要力学作用》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2025年。
- V. Lissoni 等，《用于研究冠状动脉粥样硬化进展的计算方法：结构FEA、CFD或FSI》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2025年。
- M. Stefanati 等，《力学性能变异性对易损冠状动脉斑块预测能力的影响》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2024年。
- A. Tziotziou 等，《机械壁应力和壁剪切应力在冠状动脉疾病中的作用》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2025年。
- I. Shah 等，《支架足迹对患者特异性冠状动脉内皮壁剪切应力的影响：来自SHEAR-STENT试验的计算分析》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2025年。
- G. Nannini 等，《用于稳态和脉动条件下冠状动脉血流模拟的自动化、省时框架》，《生物医学中的计算机方法与程序》，2024年。
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