华盛顿（美联社）——科学家们创建了患者患病心脏的虚拟复制品，其精确度之高，使得在这些数字"孪生体"中阻断危险的心律不齐，能够向医生展示如何更好地治疗真实的心脏问题。
这些定制模型的首批临床试验之一表明，它可能改善室性心动过速的治疗，这是一种众所周知难以治疗的心律失常，是导致心脏骤停的主要原因，每年造成约30万美国人死亡。
这项由约翰霍普金斯大学研究人员进行的研究只是一个初步的小步骤。美国食品药品监督管理局仅允许数字孪生技术指导10名患者的治疗，还需要进行更大规模的研究。
但是，4月1日发表在《新英格兰医学杂志》上的这些结果，正值医生们越来越多地探索如何将长期用于航空航天和其他行业的技术也应用于改善健康。
迈阿密大学的心脏病专家杰弗里·戈德伯格博士（未参与此项研究）曾在15年前尝试过更为初级的迭代版本，并对新发现表示赞赏。"这正是我们所设想的，"他说。
医生长期以来一直使用3D模型，包括物理模型和计算机生成的模型，来模拟疾病并练习技术。但霍普金斯大学的生物医学工程师娜塔莉亚·特拉亚诺娃表示，真正的数字孪生体可以预测真实器官如何对不同治疗作出反应。她的实验室正在开创使用高级MRI扫描和每位患者的其他数据开发的彩色交互式模型。
"我们在治疗患者之前先治疗孪生体，"特拉亚诺娃说。"它有效吗？如果有效，是否会出现需要更多或不同护理的新问题？"
心脏的电系统驱动我们的心跳。室性心动过速是一种超级快速的心跳，当电信号在心脏底部心室腔室中短路时触发，阻止它们将血液泵出到身体各处。
"你会看到这颗心脏基本上在颤抖，"特拉亚诺娃说。
药物可以帮助治疗，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。但这有点试错性质，因为患者在麻醉状态下要花费数小时，而医生需要确定瞄准的位置。重复消融很常见，许多患者植入了除颤器作为备用。
特拉亚诺娃的患者心室数字孪生体登场了。计算机屏幕上色彩流转——蓝色、绿色、黄色和橙色——显示心脏电信号如何在心室腔室的健康区域移动，然后在受损组织上卡住。它被困在一种环形运动中，她将其比作飓风的漩涡。
"它让我能够重现患者器官的功能，然后预测最佳的消融方法，"她说。
该技术定位了一个电信号反复撞击的功能失调区域。虚拟消融它将显示是否解决了问题，或者是否形成了另一种也需要电击的其他心律失常。"然后我们再次电击它，"她解释道。
特拉亚诺娃的团队为10名研究参与者创建了定制的消融目标。心脏病专家将这些目标转移到他们用作指南的映射系统，并仅瞄准这些目标，而不是自行寻找。
一年多后，八名患者没有心律失常，而另外两名患者在愈合期间仅经历了一次短暂的发作——这比治疗通常60%的成功率要好，霍普金斯大学心脏病专家、该研究的主要作者乔纳森·克里斯平博士说。除两人外，其他患者也都停止了抗心律失常药物。
更重要的是，心脏病专家可以通过针对"我们认为至关重要的一些特定区域"来烧灼更少的组织，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在更大规模的研究中研究数字孪生方法，并已开始试验使用它来治疗一种更常见的心律不齐类型，称为心房颤动。其他研究人员正在研究用于癌症护理的数字孪生体。
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