科技日報記者 張佳欣
醫生在為患者實施心臟消融手術前，先在患者的“數字孿生心臟”上反復模擬手術方案。美國約翰斯·霍普金斯大學研究顯示，利用數字孿生模型指導消融手術，可顯著提高手術精準度，大幅降低致命性心律失常復發風險，成功率達到100%。相關成果發表于最新一期《新英格蘭醫學雜志》。
醫學數字孿生是能夠模擬器官行為并具備預測能力的計算機模型，可以幫助醫生診斷和治療疾病，并根據患者的遺傳信息和心臟結構預測并發癥風險。
在獲得美國食品和藥物監督管理局批準的TWIN-VT試驗中，10名參與者均曾發生心肌梗死，并患有室性心動過速，這種異常心律可能危及生命。通常，心律失常通過心臟消融術治療，即破壞引發異常心律的心肌組織。但消融術難以精準定位病灶，手術時間長，成功率低，且可能復發。
為解決這一問題，研究團隊利用增強磁共振成像獲取患者心臟三維結構數據，并結合生物電信號建模技術，為每位患者構建了個性化的心臟數字孿生模型。通過在虛擬心臟中模擬電信號傳播路徑，團隊能夠識別出最可能引發心律失常的關鍵區域，并預測最優消融策略及術后復發風險。
隨后，這些由數字孿生預測出的關鍵靶點被導入手術導航系統，用于引導醫生實施更加精準的導管消融治療。這一過程相當于在真實手術前完成了一次全面的“數字排練”。臨床結果顯示，所有患者在手術后均未再誘發心律失常，治療取得成功。兩名患者在術后恢復期曾出現短暫發作，但在一年多隨訪中，10名患者均未再復發。相比之下，傳統消融治療的長期成功率通常約為60%。
此外，8名患者在手術后完全停止使用抗心律失常藥物，其余兩名患者也顯著降低了藥物劑量。這表明，數字孿生技術不僅提高了治療成功率，還有助于減少患者對長期藥物治療的依賴。
該研究為開展更大規模臨床試驗奠定了基礎。未來，團隊計劃推動該技術向標準化軟件平臺發展。
