数学方法构建合成心脏，以确定心脏形状如何与疾病相关联

来自伦敦国王学院的研究人员利用计算机断层扫描(CT)图像制作了完整尺寸的健康成人心脏的3D复制品，并分析了心脏形状与功能之间的关系。

今天发表在PLO计算生物学此次研究还包括1000个新的合成心脏，已开放访问，允许研究人员下载和使用它们来测试新算法，测试内硅疗法，从平均模型中运行更多统计分析或生成特定形状。

统计形状分析是一种允许严格研究对不同受试者心脏的解剖变化的严格研究。使用这种技术，从20个健康成年心中的研究人员创造了平均心脏，然后通过使这个平均心脏变形来调整1000个新的和合成的3D全心。

通过使人造心脏偏离平均形状，可以创造出更异常或更极端的心脏，这取决于队列观察到的变异范围。

首席研究员克里斯托巴尔·罗德罗说:“即使是健康人，每个人的心脏形状也略有不同。了解这些差异及其影响心脏功能是一项任务计算机模拟是一个理想的工具。“

有了这些数据，研究人员可以在20颗心脏加上38个极端情况下进行电子机械模拟，在这些极端情况下，自动选择的一些特征被夸大了，比如心脏更大或更小或心脏壁更厚。

罗德罗先生表示，研究是我们理解微妙解剖变​​化如何影响功能并为其他研究人员铺平道路来复制和扩展研究结果的第一个里程碑。

“这项研究可以用于以后的早期诊断。例如，我们发现在心在主动脉之前，当它变得较厚时，它对预测的功能产生了很大的影响。“

“这种解剖特征在局部肥大模式的研究中，我的同事麦菲省Marciniak的最新结果具有很强的联系，也发表在他最近的研究中高血压杂志》。"

这项研究的核心是基于计算机模拟心跳的能力，这是一个需要超级计算机(并行运行超过20万小时的计算，耗时约5天)才能完成的复杂过程。

然后，诀窍是学习在所谓的仿真器中模拟的机制，该模拟器在分开的第二次中产生模拟输出。

建立这些仿真器不仅加快了这个过程，而且还能找出哪些是与心脏健康和疾病相关的重要因素，以及这项研究如何解决心脏形状与功能之间的复杂问题。

本研究领域的愿景是我们数字双胞胎，我们的个性化计算复制品，支持心血管疾病管理的决策的未来，作为在白纸中描述的作者欧洲心脏杂志。

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