21.09.2018•

3D虚拟模拟不规则心跳

Johns Hopkins的科学家成功地进行了心脏的3D个性化虚拟模拟。这样,他们可以准确地识别心脏专家应该在心脏疤痕患者中消灭心脏组织以阻止潜在的致命不规则和快速的心跳。

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科学家使用3D个性化虚拟心来指导治疗不规则心跳。
资料来源:约翰霍普金斯大学

“心脏消融,或者破坏组织以阻止错误的电气冲动,这一直是一种成功的,但在医生弄清楚与导管ZAP的哪个地方有很多猜测和变异,”据说是有很多猜测和变化,“Natalia Trayanova,pH。D.,约翰霍普金斯大学工程与医学院生物医学工程系教授。“我们的新研究结果表明我们可以去除很多猜测,标准化治疗和降低结果的可变性,因此患者在长期内仍然没有心律失常,”她补充道。

在竞标中以确定心律失常更准确地说,Trayanova和她的研究团队基于对比度增强的临床MRI图像,开发了3D个性化计算模型的患者心脏。模型中的每个心脏组织细胞借助于数学方程来产生电信号,该数学方程表示心脏细胞在健康时的表现,或者在疤痕附近时,它们是最佳的。通过在不同位置的小电信号中戳患者的虚拟心,计算机程序然后确定心脏是否会产生心律失常和组织的位置,使其延伸。使用该模型,Trayanova然后模拟到心灵的那个区域并运行计算机程序一遍又一遍地查找医生应该消融在实际患者的多个位置。

个性化模拟预测

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目前的估计表明,心脏消融在50到88%之间的时间内成功,但结果难以预测。
资料来源:约翰霍普金斯大学

Trayanova和她的团队使用MRI图像来创建21人的个性化心脏模型,以前在2006年至2017年间约翰霍普金斯医院的梗死相关心室性心动过速成功的心脏消融程序。这些患者的3D建模正确识别并预测了地点医生烧蚀心脏组织。在五名患者中,3D模型鉴定的烧蚀组织的量较小,在某些情况下,在某些情况下,比患者程序中被破坏的区域小10倍以上。

接下来,他们测试了3D模拟,以指导犹他大学犹他大学心室心动过速的3例心脏消融治疗,并在宾夕法尼亚大学患者中进行了两名患者。两名接受模拟引导的消融程序的患者在23和21个月的后续期间仍然没有心动过速。在随访后两个月后,有仿真程序的患者仍然没有心动过速。在两名患者中,虚拟心脏方法预测,动力卡是不可诱导的 - 这在临床过程中确认,因此未进行心脏消融。

通过这项前瞻性测试,研究小组展示了将计算机模拟预测集成到临床常规中的可行性。在该程序之前,患者扫描约24小时或更短时间。然后,创建模拟,并在医生应执行消融的情况下进行预测。最后,在患者的过程之前将预测的消融目标集进入映射系统,使得消融导管直接导航到预测的目标。

该研究代表了将个性化模拟预测纳入抗心律失常治疗的一部分的尝试。研究人员认为,实施这些预测将减少冗长和侵入性的心脏映射过程,并减少患者所经历的并发症。该技术还可以通过使梗死心脏无法创造新的心律失常的能力来减少重复程序的需求。“这是一个令人兴奋的工程和医学融合,”Trayanova说。

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