医生利用数字孪生技术提升心律不齐治疗效果
美国约翰斯·霍普金斯大学研究人员成功将数字孪生技术应用于室性心动过速治疗领域，通过创建患者心脏的精准虚拟模型模拟消融手术，在10名受试者中实现80%的长期无复发率，显著超越传统疗法60%的成功率，该技术能精准定位病灶组织减少过度消融，有望使手术更安全高效，目前团队正推进更大规模研究并拓展至房颤治疗，标志着人工智能在心血管疾病诊疗中取得突破性进展。
华盛顿（美联社）——科学家创建了患者病变心脏的虚拟复制品，其精确度达到在这些数字“孪生体”中阻断危险性心律不齐的操作，能直接指导医生优化真实患者的治疗方案。
约翰斯·霍普金斯大学研究人员开展的这项小型临床试验表明，该定制模型可能改善室性心动过速的治疗效果。室性心动过速是一种 notoriously 难治的心律失常，每年导致约30万美国人死于心脏骤停。
美国食品药品监督管理局仅批准该数字孪生技术用于10名患者的治疗指导，且需更大规模研究验证效果。但本周三发表在《新英格兰医学杂志》上的成果显示，医生正积极探索航空航天领域成熟的技术如何赋能医疗健康。
迈阿密大学心脏专家杰弗里·戈德伯格医生（未参与本研究）15年前曾尝试基础版本技术，他高度评价新发现：“这正是我们当年的设想。”
医生长期使用实体及计算机生成的3D模型模拟疾病并演练技术。但霍普金斯大学生物医学工程师娜塔莉亚·特里亚诺娃指出，真正的数字孪生能预测真实器官对不同治疗的反应。她的实验室正利用高级MRI扫描和患者个体数据，开发彩色交互式模型。
“我们在治疗患者前先治疗其孪生体，”特里亚诺娃解释，“效果如何？若成功，是否会出现新问题需要额外干预？”
心脏电系统驱动心跳。室性心动过速源于心室（心脏底部腔室）的电波短路，导致心脏无法向全身泵血。“你看到的心脏基本处于颤动状态，”特里亚诺娃描述道。
药物治疗虽有效，但主要手段是消融术——医生通过导管灼烧异常组织。然而该过程存在试错性：患者需数小时全身麻醉，医生方能定位目标区域。重复消融常见，许多患者还需植入除颤器备用。
特里亚诺娃团队开发的患者心室数字孪生模型在电脑屏幕上呈现蓝、绿、黄、橙等色块，动态显示电波如何流经健康区域后在受损组织处停滞，形成类似飓风漩涡的环形运动。“它让我重现患者器官功能，并预测最佳消融路径，”她强调。
该技术可定位电波反复受阻的功能障碍区。虚拟消融能验证问题是否解决，或是否引发需处理的新心律失常。“接着我们再次精准干预，”她补充道。
研究团队为10名受试者定制消融靶点。心脏病专家将这些靶点导入常规导航系统，精准施术而非盲目探查。霍普金斯大学心脏病专家、研究首席作者乔纳森·克里斯平医生指出：术后一年以上，8名患者未复发心律失常，仅2人在愈合期出现单次短暂发作——显著优于传统疗法60%的成功率。除两人外，其余患者均已停用抗心律失常药物。
“我们可针对性灼烧关键区域，”克里斯平强调，“这有望缩短手术时间、提升安全性与有效性。”
霍普金斯团队计划联合其他医院开展更大规模研究，并已启动数字孪生技术治疗更常见心律失常——房颤的临床试验。目前全球多支科研团队正探索该技术在癌症治疗等领域的应用。
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