科学家创建了患者患病心脏的虚拟复制品，其精确度足以在数字“双胞胎”中阻断危险的心律不齐，从而为医生提供更好的真实治疗方案。
这些定制模型的首次临床试验表明，它可能改善对室性心动过速的治疗。室性心动过速是一种 notoriously 难以治疗的心律失常，是导致心脏骤停的主要原因，每年在美国造成约30万人死亡。
这项由约翰·霍普金斯大学研究人员进行的研究是迈出的第一步。美国食品和药物管理局批准数字双胞胎技术仅用于指导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》上的这项研究结果，正值医生们越来越多地探索如何利用长期用于航空航天等行业的技术来改善健康。
迈阿密大学的心脏病专家杰弗里·戈德伯格博士没有参与这项研究，但他在15年前就尝试过更初级的迭代，并对新发现表示赞赏。他说：“这正是我们预想的结果。”
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的模型）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纳塔利娅·特拉亚诺娃表示，真正的数字双胞胎可以预测真实器官对不同治疗的反应。她的实验室正在开创基于先进MRI扫描和每位患者其他数据开发的彩色互动模型。
“我们在治疗患者之前先治疗双胞胎，”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心跳，当电波在心脏下腔室（心室）中短路，阻止它们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抖，”特拉亚诺娃说。
药物可以有所帮助，但主要治疗方法是消融术，医生将导管插入心脏，烧灼异常放电的组织。但这有点像试验和错误，患者需要在麻醉下花费数小时，而医生则要确定要瞄准哪里。重复消融很常见，许多患者需要植入除颤器作为备用。
于是特拉亚诺娃的团队创建了患者心室的数字双胞胎。计算机屏幕上闪烁着蓝色、绿色、黄色和橙色，显示心脏的电波如何穿过心室健康区域，然后卡在受损组织上。它陷入一种循环运动，她将其比作飓风的漩涡。
“这让我能够重现患者器官的功能，然后预测最好的消融方法，”她说。
该技术定位电波反复撞击的功能失调区域。虚拟地消融该区域将显示是否能解决问题，或者是否会出现另一种心律失常也需要消融。“然后我们再次戳它，”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创建了定制的消融目标。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，只瞄准这些目标，而不是自己搜索。
一年多后，8名患者没有出现心律失常，而2名患者在恢复期间只经历了一次短暂发作——这比该治疗通常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，所有患者都停止了抗心律失常药物。
更重要的是，通过瞄准“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，克里斯平说。“我们有可能使这些手术更短、更安全、更有效。”
霍普金斯大学团队希望在其他医院进行更大规模的研究，并已开始一项试验，使用该技术治疗一种更常见的心律失常——房颤。其他研究人员正在研究数字双胞胎在癌症治疗中的应用。
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