Pour la première fois, des chercheurs du King's College London, de l'Imperial College London et de l'Alan Turing Institute, ont créé plus de 3 800 cœurs numériques anatomiquement précis pour étudier comment l'âge, les facteurs sexuels et le mode de vie influencent les maladies cardiaques et la fonction électrique.
La création de «jumeaux numériques» cardiaques à cette échelle a aidé les scientifiques à découvrir que l'âge et l'obésité provoquent des changements dans les propriétés électriques du cœur, ce qui pourrait expliquer pourquoi ces facteurs sont liés à un risque plus élevé de maladie cardiaque.
Les résultats, publiés aujourd'hui dans Recherche cardiovasculaire de la naturemontrez les opportunités que les jumeaux numériques cardiaques offrent à grande échelle pour mieux comprendre l'impact du style de vie sur la santé et la fonction du cœur dans différentes populations.
Avec l'aide des jumeaux numériques cardiaques, ils ont également constaté que les différences de lectures d'électrocardiogramme (ECG) entre hommes et femmes sont principalement dues à des différences de taille cardiaque, et non à la façon dont le cœur mène des signaux électriques.
Ces idées pourraient aider les cliniciens à affiner les traitements, tels que l'adaptation des établissements cardiaques pour les hommes et les femmes ou l'identification de nouvelles cibles médicamenteuses pour des groupes spécifiques.
Ils espèrent que cette compréhension plus profonde du cœur dans différents groupes pourrait entraîner des soins et un traitement plus personnalisés pour ceux qui souffrent de maladies cardiaques.
Les jumeaux numériques cardiaques ont été créés en utilisant les données du patient réel et les lectures de l'ECG de la biobanque britannique et une cohorte de patients atteints d'une maladie cardiaque. Ceux-ci fonctionnent ensuite comme une réplique numérique du cœur du patient qui peut être utilisé pour explorer les fonctions du cœur qui sont difficiles à mesurer directement.
Les progrès récents de l'apprentissage automatique et de l'IA ont aidé les chercheurs à créer ce volume de jumeaux numériques, réduisant certaines des tâches manuelles et leur permettant d'être construites plus rapidement.
Plus largement, un jumeau numérique est un modèle informatique qui simule un objet ou un processus dans le monde physique. Ils peuvent être coûteux et exercés en temps à faire, mais peuvent offrir de nouvelles informations sur la façon dont le système physique est ou peut se comporter.
Lorsqu'il est appliqué aux soins de santé, un jumeau numérique pourrait prédire comment la maladie d'un patient se développera et comment les patients sont susceptibles de réagir à différents traitements.
Le professeur Steven Niederer, auteur principal et président en génie biomédical à l'Imperial College de Londres, qui a entrepris la recherche alors qu'il était au King's College de Londres, a déclaré: « Notre recherche montre que le potentiel des jumeaux numériques cardiaques va au-delà du diagnostic.
« En reproduisant le cœur des personnes à travers la population, nous avons montré que les jumeaux numériques peuvent nous offrir des informations plus approfondies sur les personnes à risque de maladie cardiaque. Cela montre également comment le mode de vie et le sexe peuvent affecter la fonction cardiaque. »
Ces informations aideront à affiner les traitements et à identifier de nouvelles cibles médicamenteuses. En développant cette technologie à grande échelle, cette recherche ouvre la voie à leur utilisation dans les grandes études de population. Cela pourrait conduire à des traitements personnalisés et à de meilleures stratégies de prévention, transformant finalement la façon dont nous comprenons et traitons les maladies cardiaques. «
Professeur Pablo Lamata, auteur du rapport et professeur de génie biomédical au King's College London
Le Dr Shuang Qian, auteur principal et associé de recherche en visite au Center for Medical Engineering, King's College London, a déclaré: « Les modèles cardiaques numériques que nous avons construits ont jeté les bases de la prochaine étape de notre recherche – reliant la fonction cardiaque à nos gènes.
