迪纳摩框架:在心脏数字双胞胎技术中推进非侵入性,快速校准
Clara Herrero-Martín1, Rubén Molero2, Jorge Sánchez1
1COR Group, ITACA Institute, Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain.
Computers in biology and medicine
|September 13, 2025
概括
DYNAMO使用非侵入性成像创建了个性化的心脏数字双胞胎,改善了心房律乱的管理. 这种高效的框架模拟治疗以获得更好的患者结果.
科学领域:
- 心血管医学 心血管医学
- 计算生物学 计算生物学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 心房失常症在心脏电生理学中带来了重大挑战.
- 心脏数字双胞胎 (CDT) 提供个性化治疗,但面临诸如侵入性要求和长时间计算等局限性.
- DYNAMO框架使用非侵入性心电成像 (ECGI) 来创建CDT.
研究的目的:
- 引入DYNAMO,一个用于生成CDT的新框架.
- 利用ECGI进行个性化心脏建模,克服现有方法的局限性.
- 为了验证DYNAMO框架在模拟心脏动态方面的准确性和效率.
主要方法:
- DYNAMO采用一个反应扩散自动机模型,以减少计算负载.
- 通过提取本地激活时间 (LAT) 和传导速度,ECGI数据被校准以个性化CDT.
- 验证涉及与细节模型和患者数据对脉节律 (SR) 和心房 (AFl) 的比较,评估LAT和身体表面潜力图 (BSPM).
主要成果:
- 通过DYNAMO生成的CDT准确地复制了心脏动态,平均LAT差异很小 (SR为3.8毫秒,AFl为8.03毫秒).
- 在患者中实现了高的BSPM交叉相关性 (SR为0.89,AFl为0.75).
- 该框架展示了卓越的计算效率,并成功模拟了心房移除结果.
结论:
- 通过高效,非侵入性的CDT创建,DYNAMO推进了个性化的心脏健康管理.
- 该框架模拟治疗策略的能力表明,它有望改善心房失常症的管理.
- 这项研究支持ECGI在个性化心血管医学中的更广泛应用.
