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(Johns Hopkins University)研究人员创建了患者心脏的数字副本，然后在真实操作前在这些数字孪生体上测试手术程序。与传统方法相比，使用数字孪生技术使手术过程更快、更准确，显著减少了患者心律失常的复发。这项发表在《新英格兰医学杂志》上的研究证明了该方法的安全性、可行性及良好的治疗效果。
"对患者来说，数字孪生技术可以改变甚至挽救生命，"专注于治疗心律失常的心脏病专家、该研究的第一作者Jonathan Chrispin表示。"我们证明可以通过仅针对心脏的关键部位，使手术更安全、更短且更有效。"
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。约翰霍普金斯大学开发了这些心脏模型。数字孪生可以帮助医生诊断和治疗问题，并基于患者的基因和心脏结构预测其并发症的可能性。
在获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准的TWIN-VT试验中，10名参与者都曾经历过心脏病发作并遭受室性心动过速的困扰，这是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"的手术进行治疗，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。此外，这些手术通常耗时很长，成功率较低。消融术后心律失常经常复发，可能需要多次重复手术才能见效，这进一步导致心脏疤痕和损伤。
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，创建了他们心脏的个性化数字孪生体。通过数字孪生体，研究团队研究了每个心脏如何处理电信号，然后预测了哪些区域引发了心律失常、治疗每位患者的最佳方法，以及消融后心律失常是否会复发。
"在患者数字孪生体中，我们可以在实际治疗患者之前尝试不同的治疗方案，为治疗医生提供最佳、最优化的方案，最大限度地减少对心脏的损伤，并提高成功治疗的可能性，"该临床试验中所用数字孪生技术的开发者、生物医学工程Murray B. Sacks教授、资深作者Natalia Trayanova表示。"数字孪生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随后被导入到手术室中导航消融导管的系统中。Chrispin和他的团队执行了由患者数字孪生预测指导的简化消融术。
消融术后，医生无法在任何受试者中诱发心律失常，表明手术成功。两名患者在康复期间经历了短暂的发作。
一年多后，所有10名患者都未再出现心律失常。传统消融治疗的长期成功率仅为60%。而在这里，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名患者的用药剂量也有所减少。
"我们证明这项技术不仅仅是可行的；它具有出色的治疗效果，"Trayanova说。"这证明了这项技术的辉煌成就，使我们能够进一步开展更大规模的临床试验。"
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。他们还在努力使该技术能在桌面设备上使用，以便在几分钟内将信息提供给医生。他们还计划将该技术扩展到其他心脏疾病的治疗中。
【全文结束】