جریان خون 3-D VR برای بهبود مراقبت های قلبی و عروقی
مهندسان زیست پزشکی در دانشگاه دوک در حال توسعه یک شبیه ساز عظیم دینامیک سیال هستند که می تواند جریان خون را از طریق سیستم کامل شریانی انسان با وضوح درون سلولی مدل کند. یکی از اهداف کوشش این است که پزشکان بتوانند در برنامه های درمانی خود راهنمایی کنند و از این طریق به آنها اجازه دهند که عروق خاص بیمار را شبیه سازی کنند و بطور دقیق پیش بینی کنند که چگونه تصمیم گیری هایی از قبیل قرارگیری استنت ، وارد کردن مجرا و سایر تغییرات هندسی در جریان خون بر نتایج جراحی تأثیر می گذارد.
با این حال یکی از بزرگترین موانع پذیرش بالینی ، ایجاد رابط کاربری است که به پزشکان اجازه می دهد بدون نیاز به تخصص در علوم رایانه ، به راحتی گزینه های خود را کشف کنند. همانطور که هر برنامه نویسی به شما خواهد گفت ، طراحی یک رابط صاف و بصری که افراد از انواع مختلف پیش زمینه می توانند به سرعت تسلط داشته باشند یک کار بلند است.
در مطالعه جدیدی که در 7 ماه مه در مجله علوم محاسباتی منتشر شده است ، محققان دوک گزارش خود را از ایجاد اولیه برای ایجاد یک رابط کاربری برای ابزار شبیه سازی جریان خون خود به نام HARVEY گزارش می دهند. آنها رابط های مختلفی از نمایشگرهای رومیزی استاندارد گرفته تا تجربیات واقعیت مجازی همهجانبه را مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که اگرچه کاربران با استفاده از ماوس و صفحه کلید استاندارد راحت هستند ، برخی رابط های آینده نگرانه تر می توانند کلید پذیرش گسترده باشند.
آماندا رندلز ، آلفرد وینبورن و ویکتوریا استور موردکای ، استادیار علوم زیست پزشکی در دوک گفت: "HARVEY در حال حاضر به دانش مربوط به رمزگذاری C و رابط های خط فرمان نیاز دارد ، که واقعاً چه کسی می تواند از این برنامه استفاده کند." "این مقاله یک رابط کاربری گرافیکی را که ما به نام" هارویس "ایجاد کرده ایم معرفی می کند ، بنابراین هر کسی می تواند از هاروی استفاده کند ، خواه جراح باشد که می خواهد بهترین مکان را برای یک استنت یا محققان زیست پزشکی که سعی در ایجاد نوع جدیدی از استنت ها دارند بفهمند. "
رندلز تقریباً یک دهه است که کد HARVEY را تدوین کرده است و کار خود را به عنوان دانشجوی دکترا در گروه تحقیقاتی Efthimios Kaxiras ، جان هسبروک ون ولک استاد فیزیک خالص و کاربردی در دانشگاه هاروارد آغاز کرده است. در آن زمان ، او نشان داده است که HARVEY می تواند به طور دقیق جریان خون را از طریق آئورت خاص بیمار و سایر هندسه های عروقی در مقیاس های طولانی تر مدل کند. او همچنین نشان داده است که این برنامه می تواند جریان خون 3 بعدی را در مقیاس بدن کامل انسان مدل سازد.
رندلز با کار کردن HARVEY ، به محققان کمک کرده است تا درمان استنت آنوریسم های مغزی و رشد آنوریسم ها را درک کنند. او یک روش سریع و غیر تهاجمی برای بررسی بیماری شریانی محیطی و همچنین درک بهتر چگونگی چسبندگی سلولهای سرطانی به بافتهای مختلف ایجاد کرده است. با پیشرفت مداوم در توانایی های محاسباتی کد و اثبات سودمندی در برنامه های دنیای واقعی ، اکنون رندلز در تلاش است تا دیگران را به بهترین شکل ممکن از توانایی های خود استفاده کند.
آماندا رندلز در حال تهیه یک کد رایانه ای است که می تواند جریان خون را در عروق خاص بیمار تا سطح سلولی شبیه سازی کند. اعتبار: کن کینگری ، دانشگاه دوک
رندلز گفت: "از آنجا که بیماری قلبی عروقی همچنان شماره یک علت مرگ در ایالات متحده است ، توانایی بهبود برنامه ریزی درمانی و نتیجه آن یک چالش مهم است." "با بلوغ و در دسترس بودن دستگاه های VR / AR ، ما باید نقش این فناوری ها را در تعامل با چنین داده هایی درک کنیم. این تحقیق یک گام بسیار ضروری برای توسعه نرم افزارهای آینده برای مقابله با بیماری های قلبی عروقی است."
