Constructing bilayer and volumetric atrial models at scale.
Constructing bilayer and volumetric atrial models at scale.
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DOI：
10.1098/rsfs.2023.0038
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发表时间：
2023-12-06
期刊：
影响因子：
4.4
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
为了在临床时间尺度上实现大型计算机模拟试验和个性化模型预测，必须快速且可重复地构建模型。首先，我们的目标是通过为双层和容积心房模型开发一个强大的开源管道来克服大规模构建心脏模型的挑战。其次，我们的目的是研究纤维，纤维化和模型的代表性的影响，解释动力学。为了构建双层和体积模型，我们扩展了我们以前开发的坐标系统，以纳入透壁性，心房区域和纤维（基于规则或数据驱动的扩散张量磁共振成像（MRI））。我们创建了一组1000个双心房双层和容积模型，这些模型来自计算机断层扫描（CT）数据，以及MRI和电解剖标测模型。在CT队列中，双层和容积模拟之间的纤颤动力学存在差异（相位奇点图的相关系数：左心房（LA）0.27 ± 0.19，右心房（RA）0.41 ± 0.14）。增加纤维化重塑稳定了再进入并降低了模型类型的影响（LA：0.52 ± 0.20，RA：0.36 ± 0.18）。纤维场的选择对起搏激活数据（小于12 ms）的影响较小，但对起搏动力学的影响较大。总体而言，我们开发了一个开源的用户友好的管道，用于从成像或电解剖标测数据生成心房模型，从而实现大规模的计算机模拟临床试验（）。
To enable large in silico trials and personalized model predictions on clinical timescales, it is imperative that models can be constructed quickly and reproducibly. First, we aimed to overcome the challenges of constructing cardiac models at scale through developing a robust, open-source pipeline for bilayer and volumetric atrial models. Second, we aimed to investigate the effects of fibres, fibrosis and model representation on fibrillatory dynamics. To construct bilayer and volumetric models, we extended our previously developed coordinate system to incorporate transmurality, atrial regions and fibres (rule-based or data driven diffusion tensor magnetic resonance imaging (MRI)). We created a cohort of 1000 biatrial bilayer and volumetric models derived from computed tomography (CT) data, as well as models from MRI, and electroanatomical mapping. Fibrillatory dynamics diverged between bilayer and volumetric simulations across the CT cohort (correlation coefficient for phase singularity maps: left atrial (LA) 0.27 ± 0.19, right atrial (RA) 0.41 ± 0.14). Adding fibrotic remodelling stabilized re-entries and reduced the impact of model type (LA: 0.52 ± 0.20, RA: 0.36 ± 0.18). The choice of fibre field has a small effect on paced activation data (less than 12 ms), but a larger effect on fibrillatory dynamics. Overall, we developed an open-source user-friendly pipeline for generating atrial models from imaging or electroanatomical mapping data enabling in silico clinical trials at scale ().
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DOI：
10.1088/2516-1091/acdc71
发表时间：
2023-07-01
期刊：
Progress in biomedical engineering (Bristol, England)
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
3.8
作者：
Roney CH;Bendikas R;Pashakhanloo F;Corrado C;Vigmond EJ;McVeigh ER;Trayanova NA;Niederer SA
通讯作者：
Niederer SA
影响因子：
6.1
作者：
Labarthe, Simon;Bayer, Jason;Vigmond, Edward
通讯作者：
Vigmond, Edward
影响因子：
3.4
作者：
Neic, Aurel;Gsell, Matthias A. F.;Plank, Gernot
通讯作者：
Plank, Gernot
影响因子：
5.5
作者：
Dasi，Albert;Pope，Michael T. B.;Rodriguez，Blanca
通讯作者：
Rodriguez，Blanca