2019年8月19日

不要错过任何节奏:计算机模拟可以治疗最常见的心律失常

约翰霍普金斯大学的科学家已经成功地创建了心脏上腔室的个性化数字副本,并用它们来指导患有持续性不规则心跳的患者的精确治疗。这些模拟准确地确定了临床医生需要破坏组织以恢复心脏正常节律的位置。

概念验证研究,发表于 自然生物医学工程 8月19日,这是朝着模拟驱动疗法迈出的令人鼓舞的一步,并为该团队FDA批准的将于今年秋天开始的临床试验奠定了基础。

“个性化的数字复制品使我们能够准确模拟和分析10位患者的心脏电活动,并确定在哪里 需要销毁。”约翰·霍普金斯大学工程与医学学院生物医学工程系的Murray B. Sachs教授Natalia Trayanova说。

“使用此类复制品的好处在于,我们可以以临床上从未有过的方式测试和预测不规则心跳在哪里持续存在,我们一遍又一遍地模拟了临床过程,直到我们确定不规则心跳不会再次出现。 -出现。”

Trayanova说,这种方法有可能消除反复试验来治疗这种心律失常,并防止重复手术。

心房颤动或来自心脏两个上腔室(心房)的异常电信号是不规则心跳的最常见原因,并影响全世界1-2%的人。如果不及时治疗,房颤会导致致命性中风。

约翰·霍普金斯大学的科学家采用一种称为OPTIMA的新方法来创建患者心脏上腔的个性化3D副本。利用这些复制品,科学家可以准确地识别出不规则心跳开始的位置。图片来源:Patrick M. Boyle和Natalia A. Trayanova

对该疾病的典型治疗方法是导管消融术,该方法是将发出射频信号的导管插入心脏,以破坏发出不稳定电信号的组织。具体来说,心脏病专家会破坏心房四肺静脉周围的组织,这是研究人员认为通常会发出错误信号的地方。

但是,一部分患有持续性心房颤动和心房疤痕(纤维化)的患者并不能从肺静脉周围的标准病变中受益,而且由于异常信号不断从其新的区域中出现,因此常常不得不进行多次手术心房。每次手术都会形成新的疤痕组织,这会改变心房的电活动,并使瞄准不正确区域的难度变得更大。

该团队针对消融手术的个性化仿真驱动指导,即通过心律失常模型建模(OPTIMA)进行最佳靶标识别,使用了约翰霍普金斯医院(Johns Hopkins Hospital)的10位患者的对比增强MRI扫描来创建患病心房的个性化数字副本。

对于每个个性化模型,该团队都进行了初始模拟,以预测不稳定的电信号以及应在何处销毁组织。因为每次消融都会重新配置心房 并且可以产生新的心律不齐,研究人员进行了虚拟消融术,直到没有新的心律不齐出现。

研究人员随后获取了组织目标区域的最终“地图”,并将其导入临床系统中以进行导管导航。然后,医生如模拟所预测的那样,不仅将导管引导至当前导致错误电击的组织,而且还将导管引导至将来将导致失火的组织。从获得MRI到在手术室中显示最终地图的整个过程用了不到一周的时间。将来,Trayanova和团队希望将整个过程缩短到一天。

尽管这是一项概念验证研究,旨在证明其可行性,而非一项旨在衡量患者预后的临床试验,但在超过300天的观察期内,没有任何患者发生房颤。在10例患者中,只有一个患者再次消融,这是因为房性心律失常更为简单。

“我非常乐观,这种个性化的模拟驱动方法将被证明是显着改善房颤形式更先进的患者的导管消融结果所需的缺失环节。这种新方法可能将目前的方法转变为 ”,约翰·霍普金斯大学医学院的医学教授,该研究的作者休·加尔金斯补充道。

这项研究及其成功只是约翰霍普金斯大学心血管诊断与治疗创新联盟(ADVANCE)的一个项目,该中心旨在将心血管工程学方法引入临床,由Trayanova和Calkins共同指导。

Trayanova补充说:“这项成功是令人激动的例子,证明了如何在诊所中使用工程技术来帮助使治疗更加准确,并使患者免于多次,昂贵且有时有风险的手术。”



更多信息: 持续性房颤的计算机引导个性化靶向消融, 自然生物医学工程 (2019)。 DOI:10.1038 / s41551-019-0437-9 , nature.com/articles/s41551-019-0437-9
期刊信息: 自然生物医学工程

引文: 不要错过拍子:计算机模拟可以治疗最常见的心律失常(2019年8月19日) 2020年10月12日检索 from //xasqxhb.com/news/2019-08-dont-simulations-common-heart-rhythm.html
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