À Silico Essais cliniques sur les maladies cardiovasculaires

Résumé

Ce protocole démontre le flux de travail de la plate-forme SILICOFCM pour générer automatiquement un modèle paramétrique du ventricule gauche à partir d’images échographiques spécifiques au patient en appliquant un modèle électromécanique multi-échelle du cœur. Cette plateforme permet des essais cliniques in silico destinés à réduire les essais cliniques réels et à maximiser les résultats thérapeutiques positifs.

Résumé

Le projet SILICOFCM vise principalement à développer une plateforme informatique pour les essais cliniques in silico des cardiomyopathies familiales (FCM). La caractéristique unique de la plateforme est l’intégration de données d’imagerie biologique, génétique et clinique spécifiques au patient. La plateforme permet de tester et d’optimiser le traitement médical afin de maximiser les résultats thérapeutiques positifs. Ainsi, les effets indésirables et les interactions médicamenteuses peuvent être évités, la mort cardiaque subite peut être évitée et le délai entre le début du traitement médicamenteux et le résultat souhaité peut être raccourci. Cet article présente un modèle paramétrique du ventricule gauche généré automatiquement à partir d’images échographiques spécifiques au patient en appliquant un modèle électromécanique du cœur. Les effets des médicaments ont été prescrits par des conditions limites spécifiques pour le débit d’entrée et de sortie, les mesures ECG et la fonction du calcium pour les propriétés du muscle cardiaque. Les données génétiques des patients ont été incorporées grâce à la propriété matérielle de la paroi ventriculaire. L’analyse de la vue apicale consiste à segmenter le ventricule gauche à l’aide d’un cadre U-net préalablement formé et à calculer le rectangle de bordure en fonction de la longueur du ventricule gauche dans le cycle diastolique et systolique. L’analyse de la vue en mode M inclut la bordure des zones caractéristiques du ventricule gauche dans la vue en mode M. Après avoir extrait les dimensions du ventricule gauche, un maillage d’éléments finis a été généré sur la base des options de maillage, et une simulation d’analyse par éléments finis a été exécutée avec les vitesses d’entrée et de sortie fournies par l’utilisateur. Les utilisateurs peuvent visualiser directement sur la plate-forme divers résultats de simulation tels que des diagrammes pression-volume, pression-déformation et myocarde, ainsi que des animations de différents champs tels que les déplacements, les pressions, la vitesse et les contraintes de cisaillement.

Introduction

Le développement rapide des technologies de l’information, des progiciels de simulation et des dispositifs médicaux au cours des dernières années offre la possibilité de recueillir une grande quantité d’informations cliniques. La création d’outils de calcul complets et détaillés est donc devenue essentielle pour traiter des informations spécifiques à partir de l’abondance des données disponibles.

Du point de vue des médecins, il est d’une importance primordiale de distinguer les phénotypes « normaux » des phénotypes « anormaux » chez un patient spécifique afin d’estimer la progression de la maladie, les réponses thérapeutiques et les risque....

Protocole

Le protocole de cette étude a été approuvé par le comité d’éthique de la recherche en recherche du North East-Tyne & Wear South du National Health Service du Royaume-Uni sous le numéro de référence 18/NE/0318 le 6 février 2019 et a été adopté par le comité d’examen institutionnel de chaque centre participant. L’étude a été menée dans le respect des principes de bonnes pratiques cliniques et conformément à la Déclaration d’Helsinki. Le consentement éclairé a été obtenu de tous les sujets impliqués dans l’étude. Les informations sur les patients sont gardées anonymes.

1. Flux de travail pour l’analyse d’images DICOM en mode M ou en mode....

Résultats

À titre d’exemple, le flux de travail pour l’analyse d’images DICOM en mode M par ultrasons et l’extraction de paramètres BT est présenté à la figure 1. Le mode M et la vue apicale peuvent être testés séparément ou l’un après l’autre, en fonction des paramètres d’intérêt. S’ils sont testés l’un après l’autre, les résultats sont annexés à un fichier commun (séparément pour les phases systole et diastole). Si une seule vue est testée, les valeurs des pa.......

Discussion

Le projet SILICOFCM est une plate-forme d’essais cliniques in silico visant à concevoir des populations de patients virtuels pour la prédiction des risques, à tester les effets du traitement pharmacologique et à réduire les expériences sur les animaux et les essais cliniques sur les humains. L’essai des effets du traitement pharmacologique a été modélisé avec les conditions d’écoulement limite d’entrée et de sortie prescrites, la fonction du calcium et les propriétés de la paroi du matéria.......

matériels

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SILICOFCM project		www.silicofcm.eu	open access for registered users