本文最初发表于Hub。
新型技术在治疗危及生命的心律失常方面超越临床标准
医生利用患者心脏的"数字孪生"模型，成功改善了对危及生命的心律失常患者的消融治疗效果。
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"孪生体"上测试手术方案，再对真实患者进行操作。与传统方法相比，使用数字孪生技术使手术过程更快、精确度显著提高，并减少了患者心律失常的复发。
这项研究今日发表在《新英格兰医学杂志》上，证明了该方法的安全性、可行性和令人瞩目的治疗效果。
"对患者而言，数字孪生技术可以改变生活、挽救生命，"主要作者、专攻心律失常治疗的心脏病专家Jonathan Chrispin表示，"我们证明了可以通过仅针对心脏的关键部位进行治疗，使手术更安全、时间更短、效果更好。"
医疗数字孪生是模仿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。
数字孪生技术可以帮助医生诊断和治疗问题，并根据患者的基因和心脏结构预测其发生并发症的可能性。
在食品和药物管理局批准的TWIN-VT试验中，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异常心跳。心律失常通常通过一种称为"消融术"的手术治疗，该手术会摧毁引发心律失常的组织，但医生往往难以准确定位需要消融的正确位置。这些手术过程漫长且成功率低。消融术后心律失常经常复发，可能需要反复多次手术才能见效，这进一步导致心脏瘢痕和损伤。
对于试验中的每位参与者，研究团队基于临床增强对比MRI的3D成像，创建了其心脏的个性化数字孪生体。通过这些数字孪生体，研究团队研究了每颗心脏如何处理电信号，然后预测了引发心律失常的区域、每位患者的最优治疗方式以及消融术后心律失常是否会复发。
"在患者的心脏数字孪生体中，我们可以在治疗真实患者前尝试不同的治疗方案，为主治医生提供最佳、最优化的方案，最大限度减少对心脏的损伤，并提高治疗成功的可能性，"资深作者、生物医学工程教授Natalia Trayanova表示，她的团队开发了此次临床试验中使用的数字孪生技术，"数字孪生技术使我们能够解决临床检查可能无法发现的所有潜在心律失常源。我们穷尽了所有可能性。"
这些由数字孪生预测的目标位置随后被导入到手术室中引导消融导管的系统中。Chrispin和他的团队根据患者数字孪生体的预测执行了简化的消融手术。
每次消融后，医生无法在任何受试者中诱发心律失常，表明手术成功。两名患者在愈合期间经历了短暂发作。一年多后，所有10名患者均无心律失常。而传统消融治疗的长期成功率仅为60%。在此项研究中，成功率达到了100%。
此外，8名患者完全停用了抗心律失常药物，其余2名患者也减少了用药剂量。
"我们证明了这项技术不仅仅是可行的，它还取得了出色的治疗效果，"Trayanova表示，"这展示了该技术的巅峰成就，使我们能够向更大规模的临床试验迈进。"
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，并将该技术扩展到其他心脏疾病的治疗。
他们还致力于使该技术可在台式电脑上使用，这将使医生能在几分钟内获取信息。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），以及强生医疗科技公司的Amanda Barcelon。
该研究得到了NIH资助R01HL174440和Leducq基金会的支持。
Jonathan Chrispin与JHTV有两项活跃的利益关系。
Natalia Trayanova拥有与JHTV相关的室性心动过速和数字孪生技术。
【全文结束】