由伦敦玛丽女王大学研究人员领导的一项跨大学研究发表在《生理学杂志》上,展示了如何通过改进的"数字双胞胎"技术帮助医生治疗心房颤动患者。
心房颤动(AF)是中风的主要病因之一,表现为不规则、颤抖的心跳,在英国影响超过150万人。最常见的治疗方法是一种称为消融术的手术,医生使用热能或冷能来破坏触发混乱心律的小块心脏组织。这种方法有效,但并非对所有人都有效,且不一定第一次就能成功。
持续性心房颤动中重复进行消融手术很常见,部分原因是该病症涉及复杂的、分布式的电学变化,难以在一次手术中完全映射。
为了帮助外科医生更精确地规划手术,研究人员正在构建个性化数字模型,即患者心脏的"数字双胞胎",它可以模拟心房颤动在特定个体中的表现,并在手术开始前准确识别危险的电回路位置,预测手术结果。
研究发现,这些个性化模型的准确性关键取决于用于构建它们的临床数据类型。
研究团队为九名患者构建了详细的3D数字心脏模型,并通过三种不同方式校准每个模型:使用检测心脏瘢痕的MRI扫描、使用心脏标测手术期间记录的电压测量值,以及使用传导速度(衡量心脏电信号在不同组织区域传播速度的指标)。
关键发现是,电压和传导速度这两种电学数据始终识别出比MRI数据更多且不同的目标区域,这表明仅依赖成像的模型可能基于不完整的信息。
研究结果明确指出,将这三种数据类型结合在一个混合模型中是最有前景的前进方向,并为此奠定了科学基础。
马哈茂德·艾尼什博士(Dr. Mahmoud Ehnesh,伦敦玛丽女王大学博士后研究员,本研究主要作者)表示:"我们发现心脏MRI扫描很有价值,但它们并不能讲述全部故事。本研究比较了三种类型的临床数据——成像数据和两种类型的电解剖标测数据,发现每种数据都捕捉到心房颤动在个体心脏中表现的不同维度。依赖任何单一来源都意味着遗漏部分信息。将所有三种数据结合在一个个性化模型中,是实现对持续性心房颤动患者更准确、更有针对性的消融治疗的最有前景的途径。"
伦敦玛丽女王大学计算医学读者卡罗琳·罗尼博士(Dr. Caroline Roney,资深作者)表示:"如果您有持续性不规则心跳(心房颤动)并考虑进行消融手术,个性化计算机建模可能有朝一日能帮助外科医生更精确地规划您的手术,但这项技术仍处于研究阶段,尚未成为常规临床护理的一部分。"
开展"患者特异性心房颤动模型的比较多模态校准"研究的团队包括来自伦敦玛丽女王大学、皇家布朗普顿和黑尔菲尔德医院(盖伊和圣托马斯NHS基金会信托)、帝国理工学院、伦敦国王学院、利兹大学和波尔多IHU Liryc的研究人员。
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