心血管疾病:数码双胞胎改善治疗

尽管治疗方案在不断改进，心血管疾病仍然是欧洲最常见的死亡原因之一。格拉茨医科大学生物物理研究所的研究人员格诺特·普兰克(Gernot Plank)用一个例子解释道:“例如，在植入心脏起搏器以实现心跳机械再同步的心脏患者中，大约30%的患者的起搏器治疗不成功。”

为了能够提前排除这类干预措施,木板一起开发了一个计算机模型的数学家和克里斯蒂安Bredies Gundolf•哈斯称格拉茨大学和研究所的计算机科学家托马斯麻子格拉茨大学计算机视觉和表征技术,分别医生可以预先模拟出最优结果治疗极大地提高了治疗的成功率。

数字一对一的模式

研究人员使用了来自核磁共振成像，心电图以及接受其他心脏检查的患者。成像算法根据这些数据材料将患者心脏的数字图像组合在一起。这种定制的模型最终提供了丰富的信息，有助于理解个体临床情况和运行各种治疗方案。

Thomas Pock解释了其背后的挑战:“要在计算机中模拟这样的心跳，你必须计算数百万个变量。这需要复杂的数学程序、特殊的算法和特殊的硬件，这些硬件可以每秒执行数十亿次计算操作。”

准备使用

开发的方法是如此的复杂和自动化，在解剖学上是正确的数字的双胞胎病人的心脏已经可以在临床环境中常规生产。下一步，研究人员希望进一步改进这项技术，使心跳的所有功能方面实现全自动调节。“这需要进一步的基础研究，特别是在那些领域机器学习和人工智能(AI)允许高度个性化，”波克解释道。

进一步发展

一种非常有前途的方法是基于最新的人工智能方法进行最优控制，专注于心脏中的波传播，这是由心肌纤维的排列控制的。该联盟希望与Cardiocentro Ticinio(计算机辅助心脏病学中心，卢加诺)的一个新的研究项目，并试图将“控制元素”纳入到模型中，使用机器学习技术，以使模拟的心跳尽可能接近真实的心跳。