在心臟模擬領域的快速進展下使得虛擬心臟(Virtual heart)成為虛擬器官中最完整的模型。虛擬心臟是複雜的複製品，因為必須模仿從分子、細胞到整個器官各層級的心臟運作，在此處肌肉組織隨著每次心跳進行伸展及收縮。而且這些不同層級的模型必須密切整合，以準確提供管控心臟功能的持續反饋作用。此模型已在基礎心臟研究中證明其價值，科學家能輸入實驗數據並研究正常及患病心臟兩者的狀況。

首先說明現在心臟照護的標準做法：心臟病發作的病患在急救後雖存活下來，但是他的部分心臟肌肉因為發病時缺氧而壞死，歷經心臟修復後留下瘢痕組織。這些瘢痕組織可能會干擾在心臟肌肉傳遞的電子訊號，擾亂原本將血液送往全身而應有的規律收縮。這種心跳不規則的現象稱為心律不整，可能使病患心跳停止。醫師必須評估病患是否處在高風險下，並決定是否為病患植入去顫器(Defibrillator)。植入型去顫器在病患發生心律不整時能電擊心臟，使心臟恢復正常規律收縮而拯救病患。目前心臟科專家是根據病患的心臟射血分率(Ejection fraction)決定是否植入去顫器，若低於35%醫師會建議病患植入。心臟射血分率並非理想的心律不整預測工具，它可能會遺漏許多高風險病患。許多病患不符合這個安裝判斷標準，卻因突然心跳停止而死亡，而且常在病患正值壯年期發生。病患專屬心臟模型能對威脅生命的心律不整做出較理想的預測，從而判斷病患對於植入去顫器的需求。

作者團隊使用病患專屬虛擬心臟進行模擬，評估其發生心律不整的可能性。團隊可以對虛擬心臟進行高風險工作，例如在不同位置產生小的電脈衝，以觀察是否發生心律不整。團隊為40位心臟病發作且植入去顫器的病患建立心臟模型，並預測在手術後五年內是否會發生心律不整。比對預測結果及實際狀況，團隊以虛擬心臟模擬正確預測出85%的五年內發生心律不整高風險病患，而心臟射血分率的準確率僅有51%。為了讓團隊使用的方法能在臨床上測試，團隊為心臟病發作且心臟射血分率高於35%的病患建立個人虛擬心臟，若察覺病患屬於發生不整的高危險群，即使病患的心臟射血分率較高，仍建議病患植入去顫器。作者團隊期待有一天心臟病專家會將這些虛擬測試作為篩選病患及評估病患突然心臟病發死亡風險的非侵入方法，而例行性地要求進行這些虛擬測試。

作者團隊製作虛擬心臟的方法是先對病患心臟進行MRI或CT掃描，產生代表心臟切片的影像，使用影像處理技術辨識出心房/心室壁上的肌肉組織，定位出受損心臟的瘢痕組織，然後使用此資訊建立幾何模型，最後使用影像預測能決定電子訊號如何在組織傳遞的肌肉纖維的方位。幾何模型完成後，再套上普通心臟內部運作的電腦模型，團隊必須呈現在細胞及分子層級的活動，在此處橫跨心臟細胞膜的離子交換觸發收縮且電流在細胞間流動。此模型可以針對患病部位放大也可以縮小用來觀察器官層級的病象。

對於經常受到植入去顫器電擊的病患而言，若醫師可以找出造成中斷的位置，就能將其切除使心臟恢復規律收縮。這聽起來理想卻不易執行，必需在腿部插入導管並慢慢地引導其經過靜脈直到進入心房/心室，然後以導管尖端電極進行 “訊問(Interrogating)”心臟的痛苦程序，在心臟內表面測量組織內的電子訊號，試著將顯示不規則電子訊號如何在病患心臟移動的地圖拼湊出來，這個痛苦過程不僅費時並帶來包括電極刺穿心臟壁的風險。而這個一點一點湊出來的地圖解析度差且有時並不正確。作者團隊建立病患心臟的個人3D模型，顯示其獨特的解剖結構及瘢痕組織模型，對模型分析所有可能發生的心律不整，並找出該為錯誤電脈衝負責的組織位置。尋找能以最小範圍切除而最有效修復、阻止心律不整發生的切除目標，醫師可以操控切除工具精確定位切除最少量的組織。團隊相信這能顯著縮短切除程序、降低併發症發生並提高成功率。實際上，作者團隊曾使用其虛擬心臟研究以傳統方式切除組織的病患。比對團隊所找出的切除目標及實際醫師切除的區域，團隊的切除目標不僅落在實際切除區域內且比它小的多。

當心臟科專家要將去顫器使用於患有先天性心臟病的嬰兒及小孩身上時，卻遭遇困難。現存的去顫器並不是為小孩設計的，而患有先天性心臟病小孩的心臟是如此多變化且構造複雜，目前還沒有可靠的方式可以預測去顫器組件安裝在小孩身上的理想位置，而不完美的裝設可能造成嚴重後果。此外，電極安裝於心臟外的精確位置也是個重要的問題。醫師依據電流必需流經多少心臟組織及該組織內肌肉纖維的方位設定去顫器的電壓。因為電流會刺激神經纖維，高電壓可能傷害組織並且導致劇痛。因此醫師想要找到可以使用低電壓就能傳遞有效電擊的裝設位置。作者團隊為一位先天性心臟病小兒病患進行MRI掃描，其右心室較一般小很多。團隊建立小孩心臟及週邊軀幹的3D模型，並且將電池及電極端設在不同位置進行實驗，最後找出應該可以用最小電壓產生停止心律不整之電擊位置。若醫師採用這個模型，就不用猜測裝置的安裝位置，也可以讓小病患不用經歷反覆重新安裝的程序。也許有一天，從嬰兒到年長者，所有心臟病患的電子病歷中都能有虛擬心臟資料，供醫師使用，為病患規劃治療計畫。