Name: in silico clinical trials for cardiovascular disease
Uploaded: 2022-05-27T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Silico Clinical Trials for Cardiovascular Disease at JoVE.com

هذه الدراسة مدعومة من قبل برنامج البحث والابتكار Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي بموجب اتفاقية منحة SILICOFCM 777204 ووزارة التعليم والعلوم والتنمية التكنولوجية في جمهورية صربيا من خلال العقود رقم 451-03-68 / 2022-14 / 200107. تعكس هذه المقالة آراء المؤلفين فقط. المفوضية الأوروبية ليست مسؤولة عن أي استخدام قد يتم للمعلومات التي تحتوي عليها المقالة.

تمت الموافقة على البروتوكول في هذه الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات البحوث البحثية التابعة لهيئة البحوث الصحية الوطنية في المملكة المتحدة في شمال شرق تاين ووير ساوث برقم مرجعي 18 / NE / 0318 في 6 فبراير 2019 وتم اعتماده من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لكل مركز مشارك. أجريت الدراسة ضمن مبادئ الممارسة ال?...

<ol>
	<li>Gibbons Kroeker, C. A., Adeeb, S., Tyberg, J. V., Shrive, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+2D+FE+model+of+the+heart+demonstrates+the+role+of+the+pericardium+in+ventricular+deformation.">A 2D FE model of the heart demonstrates the role of the pericardium in ventricular deformation.</a> American Journal of Physiology. 291 (5), 2229-2236 (2006).</li><li>Pullan, A. J., Buist, M. L., Cheng, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mathematically Modelling the Electrical Activity of the Heart - From Cell To Body Surface and Back Again. , (2005).</li><li>Trudel, M. -. C., Dub&#180;e, B., Potse, M., Gulrajani, R. M., Leon, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+of+QRST+integral+maps+with+a+membrane+based+computer+heart+model+employing+parallel+processing.">Simulation of QRST integral maps with a membrane based computer heart model employing parallel processing.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 51 (8), 1319-1329 (2004).</li><li>Kojic, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smeared+multiscale+finite+element+models+for+mass+transport+and+electrophysiology+coupled+to+muscle+mechanics.">Smeared multiscale finite element models for mass transport and electrophysiology coupled to muscle mechanics.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7, 381 (2019).</li><li>Baillargeon, B., Rebelo, N., Fox, D. D., Taylor, R. L., Kuhl, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Living+Heart+Project:+A+robust+and+integrative+simulator+for+human+heart+function.">The Living Heart Project: A robust and integrative simulator for human heart function.</a> European Journal of Mechanics - A/Solids. 48, 38-47 (2014).</li><li>Guccione, J. M., McCulloch, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+active+contraction+in+cardiac+muscle:+Part+I--Constitutive+relations+for+fiber+stress+that+describe+deactivation.">Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part I--Constitutive relations for fiber stress that describe deactivation.</a> TheJournal of Biomechanical Engineering. 115, 72-81 (1993).</li><li>Guccione, J. M., Waldman, L. K., McCulloch, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+active+contraction+in+cardiac+muscle:+Part+II--Cylindrical+models+of+the+systolic+left+ventricle.">Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part II--Cylindrical models of the systolic left ventricle.</a> The Journal of Biomechanical Engineering. 115, 82-90 (1993).</li><li>Kojic, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smeared+multiscale+finite+element+model+for+electrophysiology+and+ionic+transport+in+biological+tissue.">Smeared multiscale finite element model for electrophysiology and ionic transport in biological tissue.</a> Computers in Biology and Medicine. 108, 288-304 (2019).</li><li>Wang, Y., Rudy, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+method+of+fundamental+solutions+to+potential-based+inverse+electrocardiography.">Application of the method of fundamental solutions to potential-based inverse electrocardiography.</a> Annals of Biomedical Engineering. 34 (8), 1272-1288 (2006).</li><li>Van Oosterom, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+the+spatial+covariance+in+computing+pericardial+potentials.">The use of the spatial covariance in computing pericardial potentials.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 46 (7), 778-787 (1999).</li><li>Van Oosterom, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+spatial+covariance+used+in+computing+the+pericardial+potential+distribution.">The spatial covariance used in computing the pericardial potential distribution.</a> Computational Inverse Problems in Electrocardiography. , 1-50 (2001).</li><li>Van Oosterom, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+models+in+inverse+electrocardiography.">Source models in inverse electrocardiography.</a> International Journal of Bioelectromagnetism. 5, 211-214 (2003).</li><li>Van Oosterom, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+equivalent+double+layer:+source+models+for+repolarization.">The equivalent double layer: source models for repolarization.</a> Comprehensive Electrocardiology. , 227-246 (2010).</li></ol>

مشروع SILICOFCM عبارة عن منصة تجارب سريرية في السيليكو لتصميم مجموعات افتراضية من المرضى للتنبؤ بالمخاطر ، واختبار آثار العلاج الدوائي ، وتقليل التجارب على الحيوانات والتجارب السريرية البشرية. تم اختبار آثار العلاج الدوائي على غرار ظروف تدفق حدود المدخل / المخرج الموصوفة ، ووظيفة الكال?...

يوفر التطور السريع لتقنيات المعلومات وحزم برامج المحاكاة والأجهزة الطبية في السنوات الأخيرة الفرصة لجمع كمية كبيرة من المعلومات السريرية. لذلك ، أصبح إنشاء أدوات حسابية شاملة ومفصلة أمرا ضروريا لمعالجة معلومات محددة من وفرة البيانات المتاحة.
من وجهة نظر الأطباء ، من الأهمية بمكان التمييز بين الأنماط الظاهرية "الطبيعية" مقابل "غير الطبيعية" في مريض معين لتقدير تطور المرض والاستجابات العلاجية والمخاطر المستقبلية. حسنت النماذج الحسابية الحديثة بشكل كبير الفهم التكاملي لسلوك عضلات القلب في اعتلال عضلة القلب الضخامي (HCM) والتوسعي (DCM)1. من الأهمية بمكان استخدام نموذج عالي الدقة ومفصل ودقيق تشريحيا للنشاط الكهربائي للقلب بالكامل ، مما يتطلب أوقات حساب هائلة وبرامج مخصصة وأجهزة كمبيوتر عملاقة1،2،3. تم مؤخرا تطوير منهجية لنموذج قلب 3D حقيقي باستخدام نموذج خطي مرن ومواد تقويم يعتمد على تجارب Holzapfel ، والتي يمكنها التنبؤ بدقة بمجال نقل الإشارات الكهربائية والإزاحة داخل القلب4. يمكن أن يكون تطوير مناهج النمذجة التكاملية الجديدة أداة فعالة للتمييز بين نوع وشدة الأعراض لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات متعددة الجينات وتقييم درجة الضعف في النشاط البدني الطبيعي.
ومع ذلك ، هناك العديد من التحديات الجديدة للنمذجة الخاصة بالمريض. الخصائص الفيزيائية والبيولوجية لقلب الإنسان غير ممكن تحديدها بشكل كامل. عادة ما تتضمن القياسات غير الغازية بيانات صاخبة يصعب من خلالها تقدير معلمات محددة للمريض الفردي. يتطلب الحساب على نطاق واسع الكثير من الوقت للتشغيل ، في حين أن الإطار الزمني السريري محدود. يجب إدارة البيانات الشخصية للمريض بطريقة يمكن من خلالها إعادة استخدام البيانات الوصفية التي تم إنشاؤها دون المساس بسرية المريض. على الرغم من هذه التحديات ، يمكن أن تتضمن نماذج القلب متعددة المقاييس مستوى كافيا من التفاصيل لتحقيق التنبؤات التي تتبع عن كثب الاستجابات العابرة المرصودة ، وبالتالي توفير الوعد للتطبيقات السريرية المستقبلية.
ومع ذلك ، بغض النظر عن الجهد العلمي الكبير الذي بذلته مختبرات الأبحاث المتعددة والمبلغ الكبير من دعم المنح ، لا يوجد حاليا سوى حزمة برامج واحدة متاحة تجاريا لمحاكاة القلب متعدد النطاقات وكامل ، تسمى SIMULIA Living Heart Model5. ويشمل المحاكاة الكهروميكانيكية الديناميكية ، وهندسة القلب المكررة ، ونموذج تدفق الدم ، والتوصيف الكامل لأنسجة القلب ، بما في ذلك الخصائص السلبية والنشطة ، والطبيعة الليفية ، والمسارات الكهربائية. يستهدف هذا النموذج استخدامه في الطب الشخصي ، لكن توصيف المواد النشطة يعتمد على نموذج ظاهري قدمه Guccione et al.6,7. لذلك ، لا يمكن ل SIMULIA أن تترجم بشكل مباشر ودقيق التغيرات في الخصائص الوظيفية للبروتين المقلص التي لوحظت في العديد من أمراض القلب. تحدث هذه التغييرات بسبب الطفرات والتشوهات الأخرى على المستويين الجزيئي وتحت الخلوي6. يعد الاستخدام المحدود لبرنامج SIMULIA لعدد صغير من التطبيقات في الممارسة السريرية مثالا رائعا على صراعات اليوم في تطوير نماذج قلب بشرية متعددة المستويات عالية المستوى. من ناحية أخرى ، فإنه يحفز تطوير جيل جديد من حزم البرامج متعددة المقاييس التي يمكنها تتبع آثار الطفرات من النطاق الجزيئي إلى مقياس الأعضاء.
الهدف الرئيسي من الفيزيولوجيا الكهربية للقلب هو تحديد انتشار الإشارة داخل الجذع وخصائص جميع المقصورات4،5،6. يتنبأ مشروع SILICOFCM8 بتطور مرض اعتلال عضلة القلب باستخدام بيانات التصوير البيولوجي والجيني والسريري الخاصة بالمريض. يتم تحقيق ذلك من خلال النمذجة متعددة المقاييس لنظام الساركومريك الواقعي ، والملف الجيني للمريض ، واتجاه الألياف العضلية ، وتفاعل بنية السوائل ، واقتران الفيزيولوجيا الكهربية. تعطي تأثيرات تشوه البطين الأيسر وحركة الصمام التاجي وديناميكا الدم المعقدة سلوكا وظيفيا مفصلا لأمراض القلب لدى مريض معين.
توضح هذه المقالة استخدام منصة SILICOFCM لنموذج حدودي للبطين الأيسر (LV) يتم إنشاؤه تلقائيا من صور الموجات فوق الصوتية الخاصة بالمريض باستخدام نموذج قلب ذو بنية سائلة مع اقتران كهروميكانيكي. تم إنشاء تحليلات العرض القمي وعرض الوضع M ل LV باستخدام خوارزمية التعلم العميق. بعد ذلك ، باستخدام مولد الشبكة ، تم بناء نموذج العناصر المحدودة تلقائيا لمحاكاة الظروف الحدودية المختلفة للدورة الكاملة لانكماش الجهد المنخفض9. على هذا النظام الأساسي ، يمكن للمستخدمين تصور نتائج المحاكاة مباشرة مثل حجم الضغط ، وإجهاد الضغط ، ومخططات وقت عمل عضلة القلب ، بالإضافة إلى الرسوم المتحركة لمجالات مختلفة مثل الإزاحة والضغوط والسرعة وضغوط القص. معلمات الإدخال من مرضى محددين هي الهندسة من صور الموجات فوق الصوتية ، وملف تعريف السرعة في ظروف تدفق حدود الإدخال والإخراج ل LV ، والعلاج الدوائي المحدد (على سبيل المثال ، entresto ، digoxin ، mavacamten ، إلخ).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>SILICOFCM project</td>
			<td></td>
			<td>www.silicofcm.eu</td>
			<td>open access for registered users</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in silico clinical trials for cardiovascular disease

يهدف مشروع SILICOFCM بشكل أساسي إلى تطوير منصة حسابية للتجارب السريرية في السيليكو لاعتلال عضلة القلب العائلي (FCMs). السمة الفريدة للمنصة هي دمج بيانات التصوير البيولوجي والجيني والسريري الخاصة بالمريض. تسمح المنصة باختبار العلاج الطبي وتحسينه لتحقيق أقصى قدر من النتائج العلاجية الإيجابية. وبالتالي ، يمكن تجنب الآثار الضارة والتفاعلات الدوائية ، ويمكن منع الموت القلبي المفاجئ ، ويمكن تقصير الوقت بين بدء العلاج الدوائي والنتيجة المرجوة. تقدم هذه المقالة نموذجا بارامتريا للبطين الأيسر يتم إنشاؤه تلقائيا من صور الموجات فوق الصوتية الخاصة بالمريض عن طريق تطبيق نموذج كهروميكانيكي للقلب. تم وصف تأثيرات الدواء من خلال شروط حدودية محددة لتدفق المدخل والمخرج ، وقياسات ECG ، ووظيفة الكالسيوم لخصائص عضلة القلب. تم دمج البيانات الجينية من المرضى من خلال الخاصية المادية لجدار البطين. يتضمن تحليل الرؤية القمية تقسيم البطين الأيسر باستخدام إطار U-net مدرب مسبقا وحساب المستطيل الحدودي بناء على طول البطين الأيسر في الدورة الانبساطية والانقباضي. يتضمن تحليل عرض الوضع M حدود المناطق المميزة للبطين الأيسر في عرض الوضع M. بعد استخراج أبعاد البطين الأيسر ، تم إنشاء شبكة عناصر محدودة بناء على خيارات الشبكة ، وتم تشغيل محاكاة تحليل العناصر المحدودة بسرعات مدخل ومخرج مقدمة من المستخدم. يمكن للمستخدمين تصور نتائج المحاكاة المختلفة مباشرة على المنصة مثل حجم الضغط ، وإجهاد الضغط ، ومخططات وقت عمل عضلة القلب ، بالإضافة إلى الرسوم المتحركة لمجالات مختلفة مثل الإزاحة والضغوط والسرعة وضغوط القص.

على سبيل المثال ، يتم عرض سير العمل لتحليل صورة DICOM بالموجات فوق الصوتية M-mode واستخراج معلمة LV في الشكل 1. يمكن اختبار الوضع M والعرض القمي بشكل منفصل أو واحدا تلو الآخر ، اعتمادا على المعلمات ذات الاهتمام. إذا تم اختبارها واحدة تلو الأخرى ، يتم إلحاق النتائج بملف واحد مشترك (ب...

Watch this Scientific Journal Video about In Silico Clinical Trials for Cardiovascular Disease at JoVE.com

In Silico Clinical Trials for Cardiovascular Disease

يوضح هذا البروتوكول سير عمل منصة SILICOFCM لتوليد نموذج حدودي للبطين الأيسر تلقائيا من صور الموجات فوق الصوتية الخاصة بالمريض من خلال تطبيق نموذج كهروميكانيكي متعدد المقاييس للقلب. تتيح هذه المنصة في التجارب السريرية السيليكو التي تهدف إلى تقليل التجارب السريرية الحقيقية وتعظيم النتائج العلاجية الإيجابية.

في سيليكو التجارب السريرية لأمراض القلب والأوعية الدموية

The SILICOFCM project mainly aims to develop a computational platform for in silico clinical trials of familial cardiomyopathies (FCMs). The unique ...

يوضح بروتوكولنا سير عمل منصة Silico FCM للبطين الأيسر من صور الموجات فوق الصوتية الخاصة بالمريض من خلال تطبيق نموذج كهروميكانيكي متعدد المقاييس للقلب. يمكن لمنصة Silico FCM التحقيق في تأثيرات الأدوية الموصوفة من خلال شروط حدودية محددة لتدفق المدخل والمخرج ، وقياسات ECG ووظيفة الكالسيوم لخصائص عضلة القلب. يمكن أن يؤدي تطبيق منصة Silico FCM إلى تقليل التجارب على الحيوانات وتقليل التجارب السريرية الحقيقية وتعظيم النتائج العلاجية الإيجابية لمرض اعتلال عضلة القلب.يمكن تطبيق Silico FCM أيضا على أمراض القلب والأوعية الدموية الأخرى مثل قصور القلب ونقص تروية القلب وعدم انتظام ضربات القلب والرجفان الأذيني. يمكن استخدام العديد من مهام سير العمل في منصة Silico FCM من قبل المستخدم لأول مرة لأنها إرشادات مفيدة للغاية لقيادة المستخدم من خلال النظام الأساسي. يعد العرض المرئي لمنصة Silico FCM أمرا مهما لأن العديد من أدوات البرامج لتصور معلمات القلب والأوعية الدموية مثل جزء السرعة والضغط والإجهاد المطلق وإجهاد الجدار والمعلومات.ابدأ بتسجيل الدخول إلى النظام الأساسي باستخدام اسم مستخدم وكلمة مرور. ضمن وحدة المحتوى الظاهري ، اختر الموجات فوق الصوتية M-Mode أو سير عمل العرض القمي. ثم من قائمة مهام سير العمل المتاحة ، حدد سير العمل المدمج بالموجات فوق الصوتية.في قسم تحميل الملفات ، قم بتحميل الصور وملفات dcom المخزنة محليا على كمبيوتر المستخدم ، وحدد المجلدات الخاصة أو العامة كمجلد وجهة للملفات. اكتب التعليق أو الملاحظة المطلوبة في قسم التعليق قبل بدء سير العمل. حدد العرض القمي في M-Mode صور الموجات فوق الصوتية للبطين الأيسر وملفات DICOM.انقر فوق زر التنفيذ. تقوم المنصة التفاعلية بإعلام المستخدم عند انتهاء سير العمل قيد التشغيل. تصور الهندسة التي تم إنشاؤها للبطين الأيسر مباشرة على المنصة.تشمل الخيارات المتاحة نماذج الإطار المظلل والسلكي. للتصور. حدد سير العمل وقم بتنزيل ملفات القوالب لشروط حدود سرعات المدخل والمخرج باستخدام الأزرار والقسم السفلي.في حالة توفر شروط حدود التدفق الخاصة بالمريض، قم بتنزيل هذه الملفات واستخدامها. احفظ هذه الملفات في مجلدات خاصة أو عامة. قم بتحميل هذه الملفات بطريقة مشابهة لتحميل الصور.تحاكي سرعات المدخل والمخرج الموصوفة حالة الدواء بينما تتحكم خيارات الشبكة في كثافة شبكة العناصر المحدودة. لمحاكاة الحالات الخاصة بالمريض ، قم بتعديل القيم الافتراضية للضغط والتدفق وخصائص المواد ووظيفة الكالسيوم. انقر فوق زر التنفيذ.سيظهر سير عمل جديد قيد التشغيل في القائمة. إذا كان أي من أقسام سير العمل غير واضح ، فانقر فوق زر ملف المساعدة لعرض إرشادات مفصلة حول كيفية استخدام سير العمل هذا وتفسير النتائج. انقر على زر العين لعرض الكسر القذفي وقيم كفاءة العمل العالمية والرسوم البيانية للضغط مقابل الحجم والضغط مقابل الإجهاد وعمل عضلة القلب مقابل الوقت.انقر على زر الكاميرا لمعاينة وتشغيل الرسوم المتحركة لحقول الإزاحة والضغط والضغوط المطلقة والسرعة. بدلا من ذلك ، قم بتنزيل النتائج. يحتوي مجلد النتائج على ملفات VTK وملفات CSV والرسوم المتحركة.قم بتحميل ملفات VTK متعددة. شاهد العديد من المعلمات ذات الأهمية وقم بتغيير الحقل ، على سبيل المثال ، إلى السرعة للتصور قم بتدوير النموذج أو تغيير نظام الألوان. اختر السطح ذو الحواف أو إطار السلك لتمثيل السطح.قم بتطبيق نفس المنهجية على كل ملف VTK تم تحميله. في الصفحة الرئيسية، انتقل إلى تنفيذ سير العمل ثم اختر الجذع في قائمة مهام سير العمل المتوفرة. أضف تعليقا أو ملاحظة في قسم التعليق وقم بتنفيذ سير العمل.انقر فوق زر ملف قالب الإدخال واحفظ المحتوى المعروض على صفحة الويب كملف إدخال dot txt والذي سيتم استخدامه لنموذج الجذع. في حقل ملف الإدخال ، حدد ملف dot txt الذي تم تنزيله. بعد استيراد الملف ، انقر فوق زر التنفيذ لبدء الحساب.انقر على أزرار العين أو الكاميرا في الزاوية اليسرى السفلية لتصور تقارير المحاكاة أو الرسوم المتحركة المتاحة مباشرة على النظام الأساسي. بدلا من ذلك ، انقر فوق وحدة التصور 3D لتصور الإخراج عبر الإنترنت في لمحة ParaView. حدد الزر فتح ملف.انتقل إلى علامة التبويب العارضة ، وأدخل بيانات اعتماد المستخدم إذا طلب منك ذلك وافتح المجلد الخاص. في الصفحة التالية ، حدد مجلد مخرجات سير العمل وافتح مجلد الجذع. راجع قائمة ملفات VTK التي تمثل نتائج المحاكاة.اختر ملفا واحدا أو أكثر وانقر فوق الزر تحديد لتحميل الملف في لمحة ParaView. معالجة هندسة النموذج باستخدام الماوس. بعد ذلك ، اختر خيار الإطار السلكي لرؤية الجزء الداخلي من الجذع بقلب مدمج داخل الجذع.اختر خيار النقاط لعرض تمثيل منقط لنموذج الجذع بشبكة قلب كاملة. اضبط قيمة حجم النقطة لتغيير نتائج العرض. اضبط قيمة العتامة لرؤية الجزء الداخلي من الجذع وعرض النتائج داخل شبكة القلب.انقر فوق القائمة المنسدلة Color by واختر الخيار المطلوب. أخيرا ، قم بتغيير مقياس الألوان الافتراضي إلى أي من الخيارات المدرجة. لمحاكاة السلوك الواقعي لنموذج البطين الأيسر ، تم استخدام الوظائف المحددة للسرعات في صمامات المدخل والمخرج.تم تطبيق خوارزمية للحساب التلقائي لاتجاه الألياف على نموذج العناصر المحدودة هذا. نتائج التمثيل الصلب لطبقة واحدة وثلاث طبقات موضحة هنا. تعرض الصور التمثيلية مجال الضغط داخل نموذج البطين الأيسر البارامتري خلال دورة زمنية مدتها ثانية واحدة.يتم تقديم خمس خطوات زمنية مختلفة هنا. يظهر مجال السرعة داخل نموذج البطين الأيسر البارامتري في هذه الصور. هناك قمم قيمة ملحوظة داخل الفروع ناتجة عن تدفق السوائل أثناء دورة تفريغ التحميل.تمثل الصور الموضحة هنا الإزاحة في نموذج البطين الأيسر الباراميتري. على غرار تغير الضغط خلال الخطوتين الأوليين ، تكون الإزاحة ضئيلة حتى الانكماش عندما تصبح قصوى في الجزء السفلي من النموذج. طوال الوقت المتبقي ، يعود النموذج ببطء إلى حالته غير المشوهة.يوضح هنا مخطط حجم الضغط الناتج لنموذج تفاعل بنية سائل البطين الأيسر. يتم تقديم التمثيل المتجه للسرعات في النموذج البارامتري للبطين الأيسر في هذه الصور. تظهر الصور التمثيلية محاكاة تنشيط القلب بالكامل في نقاط زمنية مختلفة على إشارة ECG الرئيسية.يشار إلى إمكانات الغشاء بالمللي فولت بواسطة شريط الألوان. تمثل الصور الموضحة هنا خريطة لإمكانات سطح الجسم في موضوع صحي. يتم عرض تطور تنشيط البطين في تسعة تسلسلات تتوافق مع إشارة ECG في هذه الصور.يمكن أن توفر منصة Silico FCM مزيدا من المعلومات مقارنة بالمعايير الطبية الحالية بما في ذلك المؤشرات الحيوية والهندسة الخاصة بالمريض والتدفق والضغط والحالة وخصائص المواد الخام والاستجابة للدواء. يمكن لمنصة Silico FM استخدام هندسة خاصة بالمريض لاختبار وتحسين استجابة الدواء مع مجموعة مختلفة لأمراض القلب والأوعية الدموية الأخرى. ستفتح منصة Silico FCM الحاسوبية طريقا جديدا للتجارب السريرية داخل Silico خصيصا لأمراض القلب والتنبؤ بالمخاطر للحالة الخاصة بالمريض.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

In Silico Clinical Trials for Cardiovascular Disease

Autologous Endothelial Progenitor Cell-Seeding Technology and Biocompatibility Testing For Cardiovascular Devices in Large Animal Model

غشائي ذاتي السلف الخلوي البذر التكنولوجيا واختبار توافق مع الحياة للحصول على أجهزة القلب والأوعية الدموية في نموذج حيواني كبير

Implantable cardiovascular devices are manufactured from artificial materials (e.g. titanium (Ti), expanded polytetrafluoroethylene), which pose the risk ...

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

الكمي لالعالمي الانبساطي وظيفة عن طريق تحليل يستند النمذجة-الحركية من Transmitral التدفق عبر الشكلية ملء Parametrized الانبساطي

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

جيل من سمك ثلاثي الأبعاد الجلد كامل أي ما يعادل واصابة الآلي

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

إنتاج وتوصيف والمحتملة استخدامات الأنسجة المهندسة-3D الإنسان المريء المخاطي نموذج

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

والأنسجة المشتركة 3D هندسيا<em&gt; في المختبر</em&gt; /<em&gt; في السيليكو</em&gt; الرئة نموذج الورم للتنبؤ فعالية الدواء في خلفيات الطفرات محددة

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

تلفيق من الآبار المخصصة [اغروس] لبذر الخلية والأنسجة خاتم التجميع الذاتي باستخدام قوالب طباعة 3D

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

Comparable Decellularization of Fetal and Adult Cardiac Tissue Explants as 3D-like Platforms for In Vitro Studies

ديسيلولاريزيشن مماثلة لانسجة القلب الجنين والكبار Explants كمثل 3D منهاجي في المختبر الدراسات

Current knowledge of extracellular matrix (ECM)-cell communication translates to large two-dimensional (2D) in vitro culture studies where ECM components ...

Generation of Cationic Nanoliposomes for the Efficient Delivery of In Vitro Transcribed Messenger RNA

Generation of Cationic Nanoliposomes for the Efficient Delivery of In Vitro Transcribed Messenger RNA

جيل نانوليبوسوميس الموجبة لتسليم كفاءة في المختبر نسخها رسول الجيش الملكي النيبالي

The development of messenger RNA (mRNA)-based therapeutics for the treatment of various diseases becomes more and more important because of the positive ...

In Silico Modeling Method for Computational Aquatic Toxicology of Endocrine Disruptors: A Software-Based Approach Using QSAR Toolbox

في طريقة النمذجة Silico لعلم السموم المائية الحسابية من اضطرابات الغدد الصماء: نهج يستند إلى البرمجيات باستخدام أدوات QSAR

Computational analyses of toxicological processes enables high-throughput screening of chemical substances and prediction of their endpoints in biological ...

Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair

إعداد الأنسجة القلبية المهندسة على شكل شبكة مشتقة من خلايا iPS البشرية لإصلاح عضلة القلب في فيفو

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from ...