医生通过使用患者心脏的“数字孪生”模型，改善了危及生命的心律失常患者的心脏消融手术效果。
在心脏数字孪生技术的首次临床试验中，约翰霍普金斯大学的研究人员创建了患者心脏的数字复制品，然后在这些孪生模型上测试手术方案，再对真实患者实施手术。与传统方法相比，使用数字孪生模型使手术更快、更精准，并减少了患者心律失常的复发。
这项研究今天发表在《新英格兰医学杂志》上，证明了该方法的安全性、可行性以及令人鼓舞的结果。
“对患者来说，数字孪生可以改变生活、挽救生命，”第一作者、专攻心律失常治疗的心脏病专家Jonathan Chrispin说，“我们表明，通过只针对心脏的关键部位，我们可以让手术更安全、更短、更有效。”
医学数字孪生是模拟器官行为并具有预测能力的计算机模型。这些心脏模型由约翰霍普金斯大学开发。
数字孪生可以帮助医生诊断和治疗问题，还可以根据患者的基因和心脏结构预测并发症的风险。
经美国食品药品监督管理局批准的TWIN-VT试验共10名参与者，均曾经历过心脏病发作并患有室性心动过速（一种可能危及生命的心律失常）。这类心律失常通常通过消融手术治疗，即破坏引发心律失常的组织，但医生很难精准定位需要消融的位置。手术过程漫长且成功率低，消融后心律失常常复发，可能需要重复多次才能见效，这进一步对心脏造成瘢痕和损伤。
对于每位参与者，研究团队根据临床增强MRI的3D成像创建了个性化的心脏数字孪生模型。通过数字孪生，团队研究了每个心脏如何处理电信号，并预测了哪个区域引发了心律失常、每个患者的最佳治疗方案，以及消融后心律失常是否会复发。
“在患者的数字孪生中，我们可以在治疗真实患者之前尝试不同的治疗方案，为治疗医生提供最佳、最理想的方案，从而最大限度地减少对心脏的损伤，提高治疗成功的可能性，”资深作者、Murray B. Sacks生物医学工程教授Natalia Trayanova说，她的团队开发了本次临床试验中使用的数字孪生技术。“数字孪生使我们能够解决所有可能的心律失常来源，这些来源可能无法通过临床检查发现。我们穷尽了所有可能性。”
这些数字孪生预测的目标随后被导入手术室中导航消融导管的系统。Chrispin及其团队根据患者数字孪生的预测执行了精简的消融手术。
消融后，医生无法在任何受试者中诱发心律失常，表明手术成功。两名患者在恢复期间出现了短暂发作。一年后，所有10名患者均未出现心律失常。传统消融治疗的长期成功率仅为60%，而这里达到了100%。
此外，8名患者完全停用了抗心律失常药物，其余2名患者减少了用药剂量。
“我们证明这项技术不仅可行，而且效果出色。这展示了该技术的一项巅峰成就，使我们能够向更大规模的临床试验迈进。”——Natalia Trayanova，资深作者。
研究团队预计将在更大规模的试验中进一步测试心脏数字孪生技术。
他们还致力于将该技术应用于桌面端，以便医生在几分钟内获取信息。同时计划将该技术扩展到其他心脏疾病的治疗。
作者包括：共同第一作者Adityo Prakosa、Eugene Kholmovski、Aravindan Kolandaivelu、Konstantinos N. Aronis（医学博士、哲学博士）、Ronald D. Berger和Hugh Calkins（均来自约翰霍普金斯大学），以及强生医疗科技的Amanda Barcelon。
来源：约翰霍普金斯大学
期刊参考文献：Chrispin, J., et al. (2026). Digital Twin–Guided Ablation for Ventricular Tachycardia. 新英格兰医学杂志. DOI: 10.1056/NEJMc2517822.
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