心臟模擬如何協助臨床治療?(Cardiac Modeling)

人體心臟主要透過各部位規律的電位傳導帶動心肌的機械反應,竇房結是心臟結構中自律性最高的部位,簡單來說就是心臟電位傳導的起點與主控台,由竇房結發出第一次電位,傳遞至其他自律性相對較低的心肌細胞,即完成一次心搏,成人健康心臟平均1分鐘完成100次心搏,也就是我們平常測量到的心跳數。心臟屬於人體中結構與運行都較為複雜的器官,因此醫學研究與臨床實驗非常需要模擬心臟模型來協助。

艾索科技提供專業醫學解決方案,透過 Ansys 軟體達成心臟在各種情景下的多物理場模擬,快速且精準地完成心臟電位傳導分析,並協助心臟結構建模開發與特定條件下的計算,提高患者治療成功率並降低實驗成本。

  • 心臟臨床治療面臨的挑戰
  1. 每位患者心臟條件不同
  2. 臨床診斷仍無法完全滿足治療需求
  3. 降低介入治療後再復發機率
  4. 難以研究治療方法或手術失敗原因
  5. 無法進行精準的術後預測

心臟模擬案例展示:

跨膜電位在患者特異性雙心室模型上的傳播(包含浦金氏纖維)。

LS-DYNA 隱式力學模擬雙心室模型,耦合血流動力學系統模型,以表示生理壓力與容量環的關係。

  • 我們的優勢與解決方案
  1. 針對患者心臟條件進行模擬
  2. 縮短研究介入治療方法與術後預測的時長
  3. 融合多物理場,求解器支援電生理學、力學、流體分別或全部耦合
  4. 將 3D 模型結合物理數據呈現最終預測結果
  5. 提升臨床診斷效率與降低介入治療再復發率
  6. 導入 python 工具包以完成複雜模型

LS-DYNA 顯式分析與多物理模擬軟體

LS-DYNA 是市面上功能最強大的顯式動力學軟體,能夠針對短時間內承受大載荷的部件 / 裝配體進行模擬,如:跌落測試,衝擊和穿透,粉碎和碰撞,乘員安全等應用。LS-DYNA 具有多種演算法,從有限元素法(FEM)、離散元素法(DEM)、ALE、SPG、CESE、EFG、SPH…等,能進行顯式與隱式結構分析、熱分析、流體分析、粒子分析、電磁分析等多物理分析項目,目前被廣泛地應用在汽車、航空航太、建築、軍事、製造和生物工程等行業。