华盛顿（美联社）——科学家创建了患者患病心脏的虚拟复制品，其精确度足以让医生先在数字“孪生”中阻断危险的心律不齐，从而找到更好的治疗真实器官的方法。
这些定制模型的首次临床试验之一表明，它可能改善室性心动过速的治疗。室性心动过速是一种以难治著称的心律失常，是心脏性猝死的主要原因，美国每年约有30万人因此死亡。
这项由约翰霍普金斯大学研究人员进行的研究仅是一个小小的第一步。美国食品药品监督管理局仅允许该数字孪生技术指导10名患者的治疗，未来还需要更大规模的研究。
但周三发表在《新英格兰医学杂志》上的结果，正值医生们越来越多地探索如何将长期用于航空航天等行业的技术用于改善健康之际。
迈阿密大学的心脏专家杰弗里·戈德伯格医生并未参与该研究，他在15年前曾尝试过更初级的版本，并对新发现表示赞赏。“这正是我们所设想的，”他说。
医生们长期以来一直使用3D模型（包括实体模型和计算机生成模型）来模拟疾病和练习技术。但霍普金斯大学的生物医学工程师纳塔利娅·特拉亚诺娃表示，真正的数字孪生可以预测真实器官对不同治疗的反应。她的实验室正在开创基于先进MRI扫描和每位患者其他数据开发的彩色互动模型。
“我们在治疗患者之前先治疗孪生，”特拉亚诺娃说。“它起作用了吗？如果起作用了，是否会出现新的问题”需要更多或不同的治疗？
心脏的电系统驱动我们的心跳。室性心动过速是一种超快速心跳，当电波在心脏的下腔室（心室）中短路时触发，阻止心室将血液泵送到全身。
“你会看到这颗心脏基本上在颤抖，”特拉亚诺娃说。
药物可能有所帮助，但主要治疗方法是消融术，即医生将导管穿入心脏以烧灼异常放电的组织。但这有点像试错法，因为患者需要在麻醉下躺上数小时，而医生则要确定消融目标。重复消融很常见，许多患者会植入除颤器作为备用。
于是特拉亚诺娃的数字孪生登场了。计算机屏幕上旋转着各种颜色——蓝色、绿色、黄色和橙色——显示心脏电波如何穿过心室的健康区域，然后卡在受损组织上。它被困在一种循环运动中，她将其比作飓风的漩涡。
“这让我能够重现患者器官的功能，然后预测最佳的消融方式，”她说。
该技术定位电波反复撞击的功能失调区域。虚拟消融它将显示是否能解决问题，或者是否会出现另一种需要电击的心律失常。“然后我们再戳它一下，”她解释道。
特拉亚诺娃的团队为10名研究参与者中的每一位都创建了定制化的消融目标。心脏病专家将这些目标转移到一个他们用作导航的绘图系统中，并只针对这些目标进行消融，而不是自行寻找目标。
一年多后，8名患者没有出现心律失常，2名患者仅在愈合期间出现了一次短暂发作——这比该治疗通常60%的成功率更高，霍普金斯大学的心脏病专家、该研究的主要作者乔纳森·克里斯平医生表示。除两人外，其余患者也停止了抗心律失常药物。
更重要的是，通过瞄准“我们认为至关重要的特定区域”，心脏病专家可能烧灼更少的组织，克里斯平说。“我们有可能使这些手术更短、更安全、更有效。”
霍普金斯团队希望与其他医院合作，在更大规模的研究中研究数字孪生方法，并且已经开始了一项试验，将其用于治疗一种更常见的心律不齐——房颤。其他研究人员正在研究数字孪生在癌症治疗中的应用。
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