Чилийские исследователи повторяют электрическую систему сердца

25 сентября (UPI) – Исследователи удалось создать цифровой близнец, который впервые повторяет электропроводную систему сердца, которая координирует сердцебиение, говорится в новом исследовании.

Прорыв может проложить путь для диагностики и адаптации лечения для таких состояний, как аритмия и сердечная недостаточность.

Исследование, опубликованное в журнале Анализ медицинского изображениябыла проведена командой в Институте инженерного и искусственного интеллекта в Миллениум для здоровья, или iHealth, который связан с чилийскими университетами и специализируется на медицинской визуализации, инженерии, искусственном интеллекте и медицине.

Исследователи разработали компьютерную модель, которая в цифровом виде реконструирует сеть Purkinje – электрическая система проводимости сердца – с использованием стандартной электрокардиограммы.

«Цель с цифровым близнецом сердца состоит в том, чтобы он использовался в качестве виртуального пациента, где лечение может быть протестировано и оптимизировано без какого -либо риска. Это позволило бы улучшить планирование процедур, большую персонализацию и, следовательно, более эффективные результаты», – сказал Франциско Сахли, доцент инженерного инженера в Папском католическом университете Чили и главного инвентатора в IHealth.

Сеть Purkinje имеет уникальную структуру.

«Это как дерево, которое растет возле внутренней поверхности сердца. Мы смоделировали его как фрактал, похожий на снежинки, то есть структуру, которая повторяется», – сказал он о проекте, который занял почти семь лет.

Хотя команда ранее разработала компьютерную модель, было трудно адаптировать ее вручную к отдельным пациентам. Это привело их к изучению модели искусственного интеллекта, которая в конечном итоге сработала, сказал Сахли, который провел последние 10 лет, работая над воспроизведением этой системы.

Он провел тесты с реальными пациентами, где алгоритм смог обнаружить аномальную электрическую активность в сердце без использования инвазивных диагностических процедур, таких как электроанатомическое картирование, в которое «катетер вставляется в сердце, чтобы непосредственно измерить электрическую активность».

Исследование отражает более широкую тенденцию в области здравоохранения.

«В последнее время произошел сдвиг парадигмы в медицине, переходя от общих методов лечения к точной медицине, где лечение персонализируется для конкретного пациента», – сказал Сахли.

Он сказал, что при лечении сердечной недостаточности сегодня используется тип кардиостимулятора, который не дает результатов примерно у 30% пациентов.

«Одной из наиболее важных переменных, которая определяет успех этого лечения, является точное размещение кардиостимулятора. Врач может проверить только несколько позиций во время процедуры. Здесь появляется идея цифрового близнеца. Что, если у нас была цифровая копия сердца, которая работает так же, как настоящая?» спросил он риторически.

С помощью цифровой модели, добавил он, врачи могут в конечном итоге проверить тысячи возможных позиций кардиостимулятора и определить оптимальный «без какого -либо касания пациента».

«Это может потенциально повысить эффективность лечения и сократить время процедуры», – сказал он, добавив, что важно продвигать более эффективные методы лечения и диагностику из -за глобального воздействия сердечно -сосудистых заболеваний.

По данным Всемирной организации здравоохранения, более 19 миллионов человек умирают каждый год от сердечно -сосудистых заболеваний, что составляет 32% глобальных смертей, хотя 80% случаев можно предотвратить с надлежащим контролем гипертонии, курения и других факторов риска.

В настоящее время команда работает над двумя проблемами: увеличение вычислительной способности, чтобы цифровой близнец каждого пациента мог быть генерируется почти в режиме реального времени.

«На данный момент мы считаем, что это можно рассматривать как еще один медицинский тест, с результатами, в идеале готовых в течение дня, когда доступны изображения и электрокардиограмма пациента. Затем медицинская команда может использовать его в качестве виртуального пациента для тестирования лечения», – сказал Сахли.

Члены команды также ищут финансирование, чтобы добавить механическую функцию сердца к нынешнему цифровому близнецу.

«Для этого нам нужно включить данные о медицинской визуализации и объединить их с электрическими данными, которые у нас уже есть», – сказал Сахли.