量化心脏数字双胞胎模型中心电图的变异性
医学物理
2024-07-26 v2 数值分析
数值分析
组织与器官
摘要
心脏数字双胞胎 (CDTs) 是与临床观察相吻合的患者心脏的数字复制品。作为最常用的无创心脏电生理学观察,心电图 (ECG) 被视为 CDT 校准的理想目标。近期的先进 CDT 校准方法已展示出其最小化模拟 ECG 信号与测量 ECG 信号之间差异的能力,有效地复制了与诊断相关的所有关键形态特征。然而,由于临床数据获取和 CDT 模型生成管道的本质,患者中真实的生理电活动与 CDT 中的模拟虚拟生理电活动之间不可避免地存在差异。在本研究中,我们旨在定性和定量地分析这些不确定性对 ECG 形态和诊断标记的影响。我们分析了来自健康受试者和患者的 ECG 记录中残余的拍-拍变异性。我们采用详尽的生物力学模型和解剖学上准确的全心脏电生理学模型,结合详尽的躯干模型,通过校准来密切复制测量 ECG 信号,然后对心脏和躯干中电导率的各异性以及 ECG 电极在不同导联中的放置位置进行变更,以评估其对 ECG 形态的定性影响。我们的研究表明,诊断相关的 ECG 特征和整体形态相对于所考察的不确定性而言相当稳健。这一韧性与我们在健康受试者和患者中观察到的 ECG 残余拍-拍变异性狭窄分布相一致。
引用
@article{arxiv.2407.17146,
title = {Quantifying variabilities in cardiac digital twin models of the electrocardiogram},
author = {Elena Zappon and Matthias A. F. Gsell and Karli Gillette and Gernot Plank},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17146},
year = {2024}
}
备注
21 pages, 7 figures, 2 tables