Bioengineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
I Silico Kliniske studier for kardiovaskulær sykdom
Chapters
Summary May 27th, 2022
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Denne protokollen demonstrerer arbeidsflyten til SILICOFCM-plattformen for automatisk å generere en parametrisk modell av venstre ventrikel fra pasientspesifikke ultralydbilder ved å bruke en multiskala elektromekanisk modell av hjertet. Denne plattformen muliggjør kliniske studier i silico som er ment å redusere reelle kliniske studier og maksimere positive terapeutiske resultater.
Transcript
Vår protokoll demonstrerer arbeidsflyten til Silico FCM-plattformen i venstre ventrikel fra pasientspesifikke ultralydbilder ved å bruke en multiskala elektromekanisk modell av hjertet. Silico FCM-plattformen kan undersøke legemiddeleffekter som foreskrives gjennom spesifikke grensebetingelser for innløps- og utløpsstrøm, EKG-målinger og kalsiumfunksjon for hjertemuskelegenskaper. Bruk av Silico FCM-plattformen kan redusere dyreforsøk og redusere reelle kliniske studier og maksimere positive terapeutiske resultater for kardiomyopatisykdom.
Silico FCM kan også brukes på en annen kardiovaskulær sykdom som hjertesvikt, hjerteiskemi, arytmi, atrieflimmer. Mange arbeidsflyter i Silico FCM-plattformen kan brukes av førstegangsbrukeren fordi de er svært nyttige retningslinjer for ledende brukere gjennom plattformen. Visuell demonstrasjon av Silico FCM-plattformen er viktig fordi mange programvareverktøy for visualisering av kardiovaskulære parametere som en del for hastighet, trykk, ren stress, veggspenning og informasjon.
Begynn med å logge inn på plattformen med brukernavn og passord. Under virtuell populasjonsmodul velger du ultralyd M-modus eller apikal visningsarbeidsflyt. Deretter velger du den sammenslåtte arbeidsflyten fra listen over tilgjengelige arbeidsflyter.
I filopplastingsdelen laster du opp bilder og dcom-filer som er lagret lokalt på brukerens datamaskin, og velger enten private eller offentlige mapper som målmappe for filene. Skriv inn ønsket kommentar eller notat i kommentardelen før du starter arbeidsflyten. Velg apikalvisningen i M-Mode venstre ventrikel ultralydbilder og DICOM-filer.
Klikk på utfør-knappen. Den interaktive plattformen varsler brukeren når arbeidsflyten som kjører, er ferdig. Visualiser den opprettede geometrien til venstre ventrikel direkte på plattformen.
De tilgjengelige alternativene inkluderer skyggelagte og trådrammemodeller. for visualisering. Velg arbeidsflyten og last ned malfilene for grensebetingelsene for innløps- og utløpshastigheter ved hjelp av knappene og den nederste delen.
Hvis pasientspesifikke flytgrensebetingelser er tilgjengelige, laster du ned og bruker disse filene. Lagre disse filene i private eller fellesmapper. Last opp disse filene på samme måte som å laste opp bilder.
De foreskrevne innløps- og utløpshastighetene simulerer legemiddeltilstanden mens maskealternativene kontrollerer tettheten til det endelige elementnettet. For simulering av pasientspesifikke tilstander, endre standardverdiene for trykk, strømning, materialegenskaper og kalsiumfunksjon. Klikk på utfør-knappen.
En ny arbeidsflyt som kjører, vises i listen. Hvis noen av delene i arbeidsflyten ikke er klare, klikker du på hjelpefilknappen for å vise detaljerte instruksjoner om hvordan du bruker denne arbeidsflyten og tolker resultatene. Klikk på øyeknappen for å se utkastningsfraksjonen og globale arbeidseffektivitetsverdier og diagrammer over trykk versus volum, trykk versus belastning og myokardarbeid versus tid.
Klikk på kameraknappen for å forhåndsvise og spille av animasjoner av feltene forskyvning, trykk, rene spenninger og hastighet. Alternativt kan du laste ned resultatene. Resultatmappen inneholder VTK-filer, CSV-filer og animasjoner.
Last inn flere VTK-filer. Se flere parametere av interesse, og endre feltet, for eksempel til hastighet for visualisering Roter modellen eller endre fargevalget. Velg overflate med kanter eller trådramme for representasjon av overflaten.
Bruk samme metode på hver lastet VTK-fil. Gå til utfør arbeidsflyt på hjemmesiden, og velg deretter torso i listen over tilgjengelige arbeidsflyter. Legg til en kommentar eller et notat i kommentarfeltet, og utfør arbeidsflyten.
Klikk på input template file-knappen og lagre innholdet som vises på nettsiden som en input dot txt-fil som skal brukes til torsomodellen. I inndatafilfeltet velger du den nedlastede input dot txt-filen. Etter at filen er importert, klikker du på kjøreknappen for å starte beregningen.
Klikk på øye- eller kameraknappene nederst til venstre for å visualisere de tilgjengelige simuleringsrapportene eller animasjonene direkte på plattformen. Alternativt kan du klikke på 3D-visualiseringsmodulen for å visualisere utdataene online i ParaView-blikket. Velg åpne en fil-knappen.
Gå til bjelkefanen, skriv inn brukerlegitimasjon hvis du blir bedt om det, og åpne den private mappen. På neste side velger du arbeidsflytutdatamappen og åpner torsomappen. Se listen over VTK-filer som representerer simuleringsresultatene.
Velg en eller flere filer og klikk på velg-knappen for å laste filen i ParaView-blikket. Manipuler modellgeometrien ved hjelp av musen. Velg deretter wireframe-alternativet for å se det indre av torsoen med et hjerte innlemmet i overkroppen.
Velg punktalternativet for å vise en stiplet representasjon av torsomodellen med fullt hjertenett. Juster punktstørrelsesverdien for å endre visningsresultatene. Juster opasitetsverdien for å se det indre av overkroppen og vise resultater inne i hjertenettet.
Klikk på fargen ved rullegardinmenyen og velg ønsket alternativ. Til slutt endrer du standard fargeskala til et av de listede alternativene. For å simulere den realistiske oppførselen til venstre ventrikkelmodell ble det brukt foreskrevne funksjoner for hastigheter ved innløps- og utløpsventilene.
En algoritme for automatisk beregning av fiberretningen ble brukt på denne endelige elementmodellen. Resultatene for ett lag og tre lags heldekkende representasjon vises her. De representative bildene viser trykkfeltet inne i den parametriske venstre ventrikkelmodellen i løpet av en tidssyklus på ett sekund.
Fem forskjellige tidstrinn presenteres her. Hastighetsfeltet inne i den parametriske venstre ventrikkelmodellen er vist på disse bildene. Det er bemerkelsesverdige verditopper inne i grenene forårsaket av væskestrøm under lossesyklusen.
Bildene som vises her representerer forskyvningen i den parametriske venstre ventrikkelmodellen. I likhet med trykkendringen i løpet av de to første trinnene, er forskyvningen ubetydelig til sammentrekningen når de blir maksimale nederst i modellen. Gjennom den gjenværende tiden går modellen sakte tilbake til sin uformede tilstand.
Det resulterende trykkvolumdiagrammet for vendelvæskestrukturinteraksjonsmodellen er vist her. Vektorrepresentasjonen av hastighetene i den parametriske modellen til venstre ventrikel presenteres i disse bildene. De representative bildene viser simuleringen av hele hjerteaktiveringen på ulike tidspunkter på det to fremre EKG-signalet.
Transmembranpotensialet i millivolt er betegnet med fargelinjen. Bildene som vises her representerer kartet over kroppsoverflatepotensialet i et sunt motiv. Progresjonen av ventrikulær aktivering i ni sekvenser som tilsvarer EKG-signalet vises på disse bildene.
Silico FCM-plattformen kan gi mer informasjon sammenlignet med gjeldende medisinske standarder, inkludert biomarkører, pasientspesifikk geometri, strømning og trykk, tilstand, råmaterialeegenskaper og legemiddelrespons. Silico FM-plattformen kan bruke pasientspesifikk geometri for å teste og optimalisere legemiddelrespons med forskjellig kombinasjon for annen kardiovaskulær sykdom. Silico FCM-beregningsplattformen vil åpne en ny vei for kliniske studier spesielt for hjertesykdom og risikoforutsigelse for den pasientspesifikke tilstanden.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
