SI2-SSI Collaborative Research: The SimCardio Open Ssource Multi-Physics Cardiac Modeling Package
SI2-SSI 协作研究:SimCardio 开源多物理场心脏建模包
基本信息
- 批准号:1663747
- 负责人:
- 金额:$ 94.38万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Cardiovascular (CV) simulations have become a crucial component of fundamental research in surgical planning, device design, diagnosis, and disease mechanisms. The project team has previously developed SimVascular (www.simvascular.org), which is currently the only open source software package providing a complete pipeline from medical image data segmentation to patient specific blood flow simulation and analysis in arteries and veins. The SimCardio open source project will extend and enhance the functionality of SimVascular to the realm of heart modeling, providing the first fully integrated computer model of cardiac physiology and function. This will help basic science and medical researchers perform computer modeling in numerous diseases affecting heart function in children and adults. This computer modeling software will enable researchers to build models of the heart and vascular anatomy directly from medical imaging data, which can be used for personalized treatment planning and medical device design, ultimately leading to new treatments for patients with cardiovascular disease. The SimCardio project will create a unique open source software package for multi-physics cardiac modeling and simulations. SimCardio will include a new multi-physics finite element solver with capabilities for large-deformation fluid-structure interaction (FSI) to capture ventricular contraction and heart valve dynamics, non-linear and visco-elastic material models, cardiac mechanics models of active heart contraction, and electrophysiology. This will be facilitated by sustainable software infrastructure bridging the cardiovascular fluid and solid mechanics communities. The project will provide a new user-interface for high-throughput construction of patient-specific cardiac and vascular models. SimCardio will broaden the applicability of SimVascular to problems including heart valves, heart failure, cardiomyopathy, aortic dissection, structural congenital heart defects and medical devices. To facilitate adoption, the project will publicly provide accompanying educational and training materials, and maintain a sustainable software ecosystem to increase the user community and ensure continued availability and evolution.
心血管(CV)模拟已成为手术规划、器械设计、诊断和疾病机制基础研究的重要组成部分。该项目团队之前开发了SimVascular(www.simvascular.org),这是目前唯一的开源软件包,提供了从医学图像数据分割到患者特定血流模拟和动脉和静脉分析的完整管道。SimCardio开源项目将把SimVascular的功能扩展和增强到心脏建模领域,提供第一个完全集成的心脏生理和功能计算机模型。这将有助于基础科学和医学研究人员在影响儿童和成人心脏功能的许多疾病中进行计算机建模。这种计算机建模软件将使研究人员能够直接从医学成像数据中构建心脏和血管解剖结构的模型,这些模型可用于个性化治疗计划和医疗设备设计,最终为心血管疾病患者带来新的治疗方法。SimCardio项目将为多物理心脏建模和模拟创建一个独特的开源软件包。SimCardio将包括一个新的多物理场有限元求解器,具有大变形流体-结构相互作用(FSI)的能力,以捕获心室收缩和心脏瓣膜动力学,非线性和粘弹性材料模型,主动心脏收缩的心脏力学模型和电生理学。这将通过可持续的软件基础设施来促进心血管流体和固体力学社区。该项目将为高通量构建患者特定的心脏和血管模型提供新的用户界面。SimCardio将扩大SimVascular的适用范围,包括心脏瓣膜、心力衰竭、心肌病、主动脉夹层、结构性先天性心脏缺陷和医疗器械。为了促进采用,该项目将公开提供附带的教育和培训材料,并维护一个可持续的软件生态系统,以增加用户社区并确保持续可用性和发展。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Learning diffeomorphic deformations for whole heart mesh generation
学习全心网格生成的微分同形变形
- DOI:
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Narayanan, A.;Kong, F.;Shadden, S.C.
- 通讯作者:Shadden, S.C.
Multi-Centre, Multi-Vendor and Multi-Disease Cardiac Segmentation: The M&Ms Challenge
- DOI:10.1109/tmi.2021.3090082
- 发表时间:2021-12-01
- 期刊:
- 影响因子:10.6
- 作者:Campello, Victor M.;Gkontra, Polyxeni;Lekadir, Karim
- 通讯作者:Lekadir, Karim
Learning Whole Heart Mesh Generation From Patient Images for Computational Simulations
- DOI:10.1109/tmi.2022.3219284
- 发表时间:2022-03
- 期刊:
- 影响因子:10.6
- 作者:Fanwei Kong;S. Shadden
- 通讯作者:Fanwei Kong;S. Shadden
AUTOMATING MODEL GENERATION FOR IMAGE-BASED SIMULATIONS OF CARDIAC FLOW
自动生成基于图像的心流模拟模型
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kong, Fanwei;Shadden, Shawn C
- 通讯作者:Shadden, Shawn C
CARDIAC CONTRACTION MODELING USING A VARIATIONAL MULTISCALE APPROACH
使用变量多尺度方法进行心脏收缩建模
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhu, Chi;Vedula, Vijay;Liu, Ju;Marsden, Alison L;Shadden, Shawn C
- 通讯作者:Shadden, Shawn C
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Robert Schwartz
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