Vědci z King’s College London, Imperial College London a Alan Turing Institute poprvé vytvořili více než 3 800 anatomicky přesných digitálních srdcí, aby prozkoumali, jak věk, pohlaví a životní styl ovlivňují srdeční choroby a elektrickou funkci.
Vytváření srdečních „digitálních dvojčat“ v tomto měřítku pomohlo vědcům zjistit, že věk a obezita způsobují změny v elektrických vlastnostech srdce, což by mohlo vysvětlit, proč jsou tyto faktory spojeny s vyšším rizikem srdečních chorob.
Výsledky, zveřejněné dnes v Přírodní kardiovaskulární výzkumUkažte příležitosti, které srdeční digitální dvojčata v měřítku nabízejí lépe porozumět dopadu životního stylu na zdraví a funkci srdce napříč různými populacemi.
S pomocí srdečních digitálních dvojčat také zjistili, že rozdíly ve čtení elektrokardiogramu (EKG) mezi muži a ženami jsou primárně způsobeny rozdíly v velikosti srdce, nikoli to, jak srdce provádí elektrické signály.
Tyto poznatky by mohly pomoci klinickým lékařům zdokonalovat léčbu, jako je přizpůsobení nastavení srdečních zařízení pro muže a ženy nebo identifikovat nové cíle léčiva pro konkrétní skupiny.
Doufají, že toto hlubší porozumění srdce v různých skupinách může vést k personalizovanější péči a léčbě pro ty, kteří mají srdeční podmínky.
Srdeční digitální dvojčata byla vytvořena pomocí údajů o skutečných pacientech a odečtech EKG z UK Biobank a kohorta pacientů se srdečními chorobami. Ty pak fungují jako digitální replika srdce pacienta, kterou lze použít k prozkoumání funkcí srdce, které je obtížné přímo měřit.
Nedávný pokrok ve strojovém učení a AI pomohl vědcům vytvořit tento objem digitálních dvojčat, snižovat některé manuální úkoly a umožnit jim rychlejší stavbu.
Obecněji, digitální dvojče je počítačový model, který simuluje objekt nebo proces ve fyzickém světě. Mohou být nákladné a časově náročné na to, ale mohou nabídnout nové poznatky o tom, jak je fyzický systém nebo se může chovat.
Při aplikaci na zdravotní péči by digitální dvojče mohlo předpovídat, jak se pacientská nemoc vyvíjí a jak pravděpodobně pacienti budou reagovat na různé léčby.
Profesor Steven Niederer, vedoucí autor a předseda biomedicínského inženýrství na Imperial College London, který provedl výzkum na King’s College London, řekl: „Náš výzkum ukazuje, že potenciál srdečních digitálních dvojčat přesahuje diagnostiku.
„Replikací srdcí lidí napříč populací jsme ukázali, že digitální dvojčata nám mohou nabídnout hlubší vhled do lidí ohrožených srdečními chorobami. Také ukazuje, jak životní styl a pohlaví může ovlivnit srdeční funkci.“
Tyto poznatky pomohou upřesnit léčbu a identifikovat nové cíle léčiva. Vývoj této technologie v měřítku tento výzkum připravuje cestu pro jejich použití ve velkých populačních studiích. To by mohlo vést k personalizovanému léčbě a lepším prevenčním strategiím, což nakonec transformuje, jak rozumíme a léčíme srdeční choroby. ““
Profesor Pablo Lamata, autor zprávy a profesor biomedicínského inženýrství na King’s College London
Dr. Shuang Qian, hlavní autor a návštěva výzkumného spolupracovníka v Centru pro lékařské inženýrství, King’s College London, řekl: „Modely digitálního srdce, které jsme vytvořili, položili základ pro další krok v našem výzkumu – propojení srdeční funkce s našimi geny.
Zdroj:
Reference časopisu:
Qian, S., et al. (2025). Vývoj srdečních digitálních populací poháněných strojovým učením poskytuje elektrofyziologické poznatky při vedení a repolarizaci. Přírodní kardiovaskulární výzkum. doi.org/10.1038/S44161-025-00650-0.
