科技日报讯（记者张佳欣）医生在为患者实施心脏消融手术前，先在患者的“数字孪生心脏”上反复模拟手术方案。美国约翰斯·霍普金斯大学研究显示，利用数字孪生模型指导消融手术，可显著提高手术精准度，大幅降低致命性心律失常复发风险，成功率达到100%。相关成果发表于最新一期《新英格兰医学杂志》。
数字孪生技术背后的研究人员。通讯作者娜塔莉亚·特拉亚诺娃和共同第一作者阿迪特约·普拉科萨。图片来源：美国约翰斯·霍普金斯大学医学数字孪生是能够模拟器官行为并具备预测能力的计算机模型，可以帮助医生诊断和治疗疾病，并根据患者的遗传信息和心脏结构预测并发症风险。
在获得美国食品和药物监督管理局批准的TWIN-VT试验中，10名参与者均曾发生心肌梗死，并患有室性心动过速，这种异常心律可能危及生命。通常，心律失常通过心脏消融术治疗，即破坏引发异常心律的心肌组织。但消融术难以精准定位病灶，手术时间长，成功率低，且可能复发。
为解决这一问题，研究团队利用增强磁共振成像获取患者心脏三维结构数据，并结合生物电信号建模技术，为每位患者构建了个性化的心脏数字孪生模型。通过在虚拟心脏中模拟电信号传播路径，团队能够识别出最可能引发心律失常的关键区域，并预测最优消融策略及术后复发风险。
随后，这些由数字孪生预测出的关键靶点被导入手术导航系统，用于引导医生实施更加精准的导管消融治疗。这一过程相当于在真实手术前完成了一次全面的“数字排练”。临床结果显示，所有患者在手术后均未再诱发心律失常，治疗取得成功。两名患者在术后恢复期曾出现短暂发作，但在一年多随访中，10名患者均未再复发。相比之下，传统消融治疗的长期成功率通常约为60%。
此外，8名患者在手术后完全停止使用抗心律失常药物，其余两名患者也显著降低了药物剂量。这表明，数字孪生技术不仅提高了治疗成功率，还有助于减少患者对长期药物治疗的依赖。
该研究为开展更大规模临床试验奠定了基础。未来，团队计划推动该技术向标准化软件平台发展。
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