华盛顿（美联社）——科学家们创建了患者病变心脏的虚拟副本，其精确度之高，以至于在这些数字“孪生”中阻断危险的心律不齐，就能指导医生如何更好地治疗真实器官。
这些定制模型的首次临床试验之一表明，它可能改善对室性心动过速的治疗，这是一种 notoriously 难以治疗的心律失常，是导致心源性猝死的主要原因，美国每年约有30万人因此死亡。
这项由约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）研究人员进行的研究只是初步的小规模尝试。美国食品药品监督管理局（FDA）仅允许该数字孪生技术指导10名患者的治疗，未来还需要进行更大规模的研究。
但周三发表在《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）上的研究结果，正值医生们越来越多地探索如何将长期用于航空航天等领域的技术应用于更好的健康领域。
迈阿密大学（University of Miami）的心脏专家杰弗里·戈德伯格（Jeffrey Goldberger）博士并未参与这项研究，他在15年前就尝试过更初级的迭代版本，并对这项新发现表示赞赏。他说：“这正是我们设想的结果。”
医生们长期以来一直使用3D模型（包括物理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娜塔莉亚·特拉亚诺娃（Natalia Trayanova）表示，真正的数字孪生能够预测真实器官对不同治疗方式的反应。她的实验室正率先开发基于先进核磁共振扫描（MRI）和每位患者其他数据的彩色互动模型。
“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，是否会出现新的问题”，需要更多或不同的治疗？
心脏的电系统驱动着我们的心跳。室性心动过速是一种超快速心跳，当电波在心脏下腔（心室）发生短路，阻止其将血液泵送到全身时就会触发。
“你会看到这颗心脏基本上在颤动，”特拉亚诺娃说。
药物可以有所帮助，但主要的治疗方法是消融术，即医生将导管穿入心脏，烧灼异常放电的组织。但这有点像试错法，患者需要花费数小时在麻醉状态下，等待医生确定目标位置。重复消融很常见，许多患者会植入除颤器作为备用。
现在来看特拉亚诺娃为患者心室创建的数字孪生。电脑屏幕上闪烁着蓝色、绿色、黄色和橙色等颜色，展示了心脏电波如何在心脏健康区域移动，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。
“它让我能够重建患者器官的功能，然后预测最佳消融方式，”她说。
该技术定位了电波反复冲击的功能失调区域。虚拟地消融该区域，将显示这是否能解决问题，或者是否会产生另一种也需要消融的心律失常。“然后我们再进行一次‘消融’，”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个性化的消融目标。心脏病专家将这些目标传输到他们用作引导的映射系统中，并只针对这些目标进行消融，而不是自己寻找目标。
一年多后，八名患者没有出现心律失常，而两名患者仅在康复期间出现了一次短暂发作——这优于该疗法通常60%的成功率，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（Jonathan Chrispin）博士说。除两人外，所有患者也停止了抗心律失常药物。
更重要的是，通过针对“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，“我们有可能使这些手术更短、更安全、更有效，”克里斯平说。
霍普金斯大学的团队希望在其他医院的合作下，对数字孪生方法进行更大规模的研究，并已开始一项试验，将其用于治疗一种更常见的心律失常——房颤。其他研究人员正在研究用于癌症护理的数字孪生。
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