若何利用 Ansys在动脉瘤的诊断和治疗中利用模仿?

根据世界卫生组织 (WHO) 的数据，心脏病仍然是世界上招致灭亡的次要原因。此中，升主动脉瘤 (AsAAs) 长短经常见的危及生命的心血管疾病，其特征是主动脉（人体的次要动脉）反常膨胀或单薄点。我们大大都人都熟悉动脉瘤，因为它们以招致血管突然分裂而闻名——并且往往是致命的。

然而，AsAA 诊断其实不老是死刑判决。在某些情状下，有效的治疗需要改动一些生活体例，或者——在更严峻的情状下——手术。好动静是，在承受 AsAA 手术的患者中，79% 的患者在治疗后至少能存活 10 年。

然而，在分裂的情状下，最后的 48 小时十分关键。在最后的 48 小时内不停止告急手术，只要一半的人能够存活下来。1无论若何，基于家族史、医学专业常识和涉及差别成像手艺的相关测试的详尽临床评估和明白诊断可能会在很大水平上影响患者的保存。

剖解学和临床问题。停止升主动脉瘤手术的原则目前仅基于对升主动脉曲径的评估。

未来，在模仿情况中的一天内，医疗团队可能会更快、更准确地确定在动脉瘤的情状下该怎么做，然后立即摘取动作胜利治疗它。需要明白的是，那项活动不会凭空发作。它还将以主治医师的专业常识、更大的医疗团队的评估以及各类成像和测试成果为批示。

将来动脉瘤预防和治疗的结计谋略

感激 MeDiTATe——用于动脉瘤预防和治疗的医学数字双胞胎——模仿可能成为动脉瘤诊断和治疗的重要因素。 MeDiTATe 研究得到Ansys 与软件公司 RBF Morph 之间持久协做伙伴关系的撑持。

目前有三个 MeDiTATe 研究项目专注于利用与一些参与者堆叠彼此联系关系的数字双胞胎。RBF Morph 撑持在所有三个项目中利用网格变形与 Ansys 计算机辅助工程 (CAE) 处理计划和Ansys Twin Builder，以更好地领会 AsAA 和其他医疗前提。

“进进 MeDiTATe 后，我们已经围绕那个主题开展了活动，”RBF Morph 首席手艺官兼开创人兼罗马大学机械设想副传授 Marco Evangelos Biancolini 博士说。“我们认为动脉瘤研究十分重要也十分困难，需要学术界和医疗行业为配合目标通力合作。我们为那个项目供给了 400 万美圆的预算，包罗 Ansys 在内的许多协做伙伴，以及 14 名 100% 努力于那项工做的研究人员，那相当于一个近 100 人的医疗数字双胞胎工做组。”

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MeDiTATe 的大型研究人员联盟正在利用医学成像朋分软件与 Ansys 协做。研究人员将患者的图像与 Twin Builder 中生成的降阶模子 (ROM) 停止比力，以实时查看病理学的演变。利用那种医学数字双胞胎模子，他们能够用模仿成果加强图像，使他们可以提取索引/生物标识表记标帜并进一步领会医学上正在发作的工作。

数字孪生和实时仿实。

最末，在 Twin Builder 中创建医疗数字双胞胎能够针对特定患者的几何外形对患者停止高保实模仿。目标是为外科医生供给更多信息并降低动脉瘤事务的灭亡率。在更多证据和常识的撑持下，利用医疗数字双胞胎能够在医疗决策过程中引进更大确实定性。

“显然，假设我是一名患者而且我有那种情状，而你供给了更多的看点或额外的信息来搀扶帮助我做出那个决定，那老是更好，”Biancolini 说。“引进模仿可为您供给基于附加手艺的更权势巨子、定义明白的信息。将来，数字双胞胎也有可能成为医疗设备的重要构成部门或一部门，例如超声波机载数字双胞胎。”

Ansys 软件撑持新的恢复路子

面临许多未知数，仿实的普遍利用为 MeDiTATe 团队摆设基于 Ansys 的医疗数字双胞胎带来了诸多益处。它起首反映在利用高保实仿实软件（包罗Ansys Fluent、Ansys Mechanical和Ansys LS-Dyna）的集体体验中。那三者在流体、构造和电心理学流体-构造彼此感化的研究中都是不成或缺的，那些是团队工做的重要构成部门。MeDiTATe 研究人员还摆设了带有 Twin Builder 的处理计划，使 ROM 生成在过程中有效且用户友好。

利用十分完美的东西来撑持数字孪生开发的新手艺，使研究人员可以更清晰地领会他们的前进标的目的以及他们在此过程中可能碰着的挑战，从而更清晰地开展工做。

“要摆设有效的医疗数字双胞胎，您需要来自我们研究的更先进的数据，但那还不敷，”Biancolini 说。“你还需要两个差别的工具——一个是降阶模子数据压缩，它能够通过高性能计算获得，另一个是运行它的模子。Twin Builder 使我们可以提取大量数据，然后利用它来创建一个模子，该模子无需运行许多小时的计算，而是能够实时运行。高级可视化的才能使翻译成为可能，因而那些数据能够用于医学界。”

网格变形和孪生建筑到三个维度

利用 RBF 网格变形研究主动脉瓣。

RBF Morph 网格变形手艺是参数化外形和形式（具有弯曲特征的外形）的关键鞭策因素。该软件不只可用于定义外形参数——例如，假肢部件的定位——并且还需要用于统计外形建模（即提取患者队列的常见外形特征）。当研究人员的使命是创建通俗患者时，它在项目中十分有用。假设统计模子是用大型队列构建的，则该软件使 Twin Builder 中的数字孪生可以轻松适应和代表新患者，而无需进一步的 CAE 计算。

目前，那种办法正利用于主动脉弓，以便在用于医学图像朋分的3D Slicer软件中能够轻松获得新患者的全流量模仿。那招致从磁共振成像 (MRI) 或计算机断层扫描 (CT) 扫描等横截面成像形式中胜利提取感兴致区域 (ROI) 的 3D 图像数据。利用类似的过程，DITAID（人体气道气流和药物输送的数字孪生体）团队也在创建参数化气道，以实现更基于患者的办法来决定治疗各类肺部疾病需要哪些药物输送。

医疗数字双胞胎的潜力是浩荡的，从优化眼科手术到消费个性化的、基于细胞的唤吸疗法，再到改进主动脉手术的成果。

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