从上心脏数据重建心室激活序列:从猪模型中的地质背向传播优化的洞察
Lindsay C R Tanner1, Anna Busatto1, Thomas Grandits2
1Scientific Computing and Imaging Institute, University of Utah, Salt Lake City, UT, United States of America; Nora Eccles Cardiovascular Research and Training Institute, University of Utah, Salt Lake City, UT, United States of America; Department of Biomedical Engineering, University of Utah, Salt Lake City, UT, United States of America.
Computers in biology and medicine
|October 9, 2025
概括
心脏数字双胞胎 (CDT) 可以通过从心表数据推断早期激活部位 (EAS) 来个性化. 这种方法显示出潜力,但需要进一步改进,以获得强大的,现实的心脏建模.
科学领域:
- 计算生物学 计算生物学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管生理学心血管生理学
背景情况:
- 心脏数字双胞胎 (CDT) 对于个性化医学至关重要,它可以对特定患者进行心脏功能模拟.
- 对His-Purkinje系统 (HPS) 的准确个性化是CDT的一个关键挑战.
- 这种HPS决定了心室激活模式.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的方法,从心表激活时间推断出早期激活部位 (EAS).
- 评估在CDT中使用EAS作为Purkinje-心肌结的替代品的可行性.
- 用实验和合成数据确定拟议方法的准确性和可变性.
主要方法:
- 经过修改的地质-BP方法被用于从心表激活时间推断EAS.
- 使用实验性猪和合成数据集,用电极子测量.
- 对于不同数量的EAS (5,50,100,200) 进行了10次推断,以评估可变性.
主要成果:
- 该算法成功地从单独的心表数据中恢复了全球心室激活模式.
- 平均绝对差异在表心表面为0.13-3.86毫秒,在心肌内为2.42-14.07毫秒.
- 限制包括表心和内壁数据之间的差异,EAS过拟合,以及运行到运行的变化.
结论:
- 从上心脏数据推断EAS是可行的,以改善CDT个性化.
- 该方法证明了从有限的数据中推导激活模式的潜力.
- 未来的工作应纳入生理学先验和解剖学约束,以提高CDT的稳定性和现实性.
