Digital Cardiovascular Twins, AI Agents, and Sensor Data: A Narrative Review from System Architecture to Proactive Heart Health

Sensors, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/s25175272
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Cardiovascular disease remains the world's leading cause of mortality, yet everyday care still relies on episodic, symptom-driven interventions that detect ischemia, arrhythmias, and remodeling only after tissue damage has begun, limiting the effectiveness of therapy. A narrative review synthesized 183 studies published between 2016 and 2025 that were located through PubMed, MDPI, Scopus, IEEE Xplore, and Web of Science. This review examines CVD diagnostics using innovative technologies such as digital cardiovascular twins, which involve the collection of data from wearable IoT devices (electrocardiography (ECG), photoplethysmography (PPG), and mechanocardiography), clinical records, laboratory biomarkers, and genetic markers, as well as their integration with artificial intelligence (AI), including machine learning and deep learning, graph and transformer networks for interpreting multi-dimensional data streams and creating prognostic models, as well as generative AI, medical large language models (LLMs), and autonomous agents for decision support, personalized alerts, and treatment scenario modeling, and with cloud and edge computing for data processing. This multi-layered architecture enables the detection of silent pathologies long before clinical manifestations, transforming continuous observations into actionable recommendations and shifting cardiology from reactive treatment to predictive and preventive care. Evidence converges on four layers: sensors streaming multimodal clinical and environmental data; hybrid analytics that integrate hemodynamic models with deep-, graph- and transformer learning while Bayesian and Kalman filters manage uncertainty; decision support delivered by domain-tuned medical LLMs and autonomous agents; and prospective simulations that trial pacing or pharmacotherapy before bedside use, closing the prediction-intervention loop. This stack flags silent pathology weeks in advance and steers proactive personalized prevention. It also lays the groundwork for software-as-a-medical-device ecosystems and new regulatory guidance for trustworthy AI-enabled cardiovascular care.