L’interface 3D fournit une modélisation du flux sanguin du corps entier au niveau cellulaire pour étudier et traiter les maladies cardiovasculaires –

  • FrançaisFrançais



  • Les ingénieurs biomédicaux de l’Université Duke développent un simulateur de dynamique des fluides massif capable de modéliser le flux sanguin à travers le système artériel humain complet à une résolution subcellulaire. L’un des objectifs de l’effort est de fournir aux médecins des conseils dans leurs plans de traitement en leur permettant de simuler le système vasculaire spécifique d’un patient et de prédire avec précision comment les décisions telles que le placement de stent, l’insertion de conduits et d’autres modifications géométriques du flux sanguin affecteront les résultats chirurgicaux.

    Cependant, l’un des plus grands obstacles à l’adoption clinique est le développement d’une interface utilisateur qui permet aux cliniciens d’explorer facilement leurs options sans avoir besoin d’une expertise en informatique. Comme tout programmeur vous le dira, la conception d’une interface fluide et intuitive que des personnes de tous types d’horizons peuvent maîtriser rapidement est une tâche ardue.

    Dans une nouvelle étude publiée le 7 mai dans le Journal of Computational Science, les chercheurs de Duke rapportent leur incursion initiale dans la création d’une interface utilisateur pour leur outil de simulation de flux sanguin appelé HARVEY. Ils ont exploré diverses interfaces allant des écrans de bureau standard aux expériences de réalité virtuelle immersives et ont constaté que, bien que les utilisateurs puissent être à l’aise avec une souris et un clavier standard, certaines interfaces plus futuristes pourraient être la clé d’une adoption généralisée.

    «HARVEY a actuellement besoin de connaissances en codage C et en interfaces de ligne de commande, ce qui limite vraiment le nombre de personnes pouvant utiliser le programme», a déclaré Amanda Randles, professeur assistant Alfred Winborne et Victoria Stover Mordecai en sciences biomédicales à Duke. «Cet article présente une interface utilisateur graphique que nous avons développée appelée Harvis, afin que tout le monde puisse utiliser Harvey, qu’il s’agisse de chirurgiens essayant de trouver le meilleur placement pour un stent ou de chercheurs biomédicaux essayant de concevoir un nouveau type de stent. “

    Randles développe le code HARVEY depuis près d’une décennie, après avoir commencé le travail en tant que doctorant dans le groupe de recherche d’Efthimios Kaxiras, le professeur John Hasbrouck Van Vleck de physique pure et appliquée à l’Université Harvard. Au cours de cette période, elle a démontré que HARVEY peut modéliser avec précision le flux sanguin à travers les aortes spécifiques du patient et d’autres géométries vasculaires sur des échelles plus longues. Elle a également montré que le programme pouvait modéliser des flux sanguins en 3D à l’échelle du corps humain entier.

    En mettant HARVEY au travail, Randles a aidé les chercheurs à comprendre le traitement par stent des anévrismes cérébraux et la croissance des anévrismes. Elle a créé un moyen rapide et non invasif de rechercher une maladie artérielle périphérique et de mieux comprendre comment les cellules cancéreuses en circulation adhèrent à différents tissus. Avec des progrès constants sur les capacités de calcul du code et une utilité démontrée dans les applications du monde réel, Randles travaille maintenant pour s’assurer que les autres peuvent utiliser au mieux ses capacités.

    «Comme les maladies cardiovasculaires continuent d’être la première cause de décès aux États-Unis, la capacité d’améliorer la planification et les résultats du traitement reste un défi de taille», a déclaré Randles. “Avec la maturité et la disponibilité des dispositifs VR / AR, nous devons comprendre le rôle que ces technologies peuvent jouer dans l’interaction avec ces données. Cette recherche est une étape indispensable pour développer de futurs logiciels de lutte contre les maladies cardiovasculaires.”

    Dans la nouvelle étude, Randles et ses collègues en génie biomédical, l’associé de recherche Harvey Shi et l’étudiant diplômé Jeff Ames, ont mis à l’épreuve l’interface Harvis qu’ils ont développée. Ils ont demandé aux étudiants en médecine et aux chercheurs biomédicaux de simuler trois situations différentes: placer un conduit entre deux vaisseaux sanguins, agrandir ou réduire la taille d’un vaisseau sanguin, ou placer un stent dans un vaisseau sanguin. Les utilisateurs du test ont tenté ces tâches en utilisant soit une souris et un écran d’ordinateur standard, un appareil de réalité virtuelle semi-immersive «Z-space» ou une expérience de réalité virtuelle entièrement immersive avec un appareil d’affichage HTC Vive.

    Les résultats montrent que les étudiants et les chercheurs pourraient également utiliser l’interface souris et clavier standard ainsi que l’interface VR entièrement immersive dans la majorité des cas, à la fois quantitativement et qualitativement. L’écran semi-immersif, essentiellement un outil de pointage spécial combiné à un moniteur et des lunettes 3D, se classait cependant derrière les deux autres appareils, car les utilisateurs avaient des problèmes pour s’adapter à la configuration matérielle et aux commandes uniques.

    L’étude présente également une architecture de conception généralisable pour d’autres flux de travail simulés, présentant une description détaillée de la justification de la conception de Harvis, qui peut être étendue à des plates-formes similaires.

    Si l’étude n’a pas trouvé de différences majeures entre les interfaces les plus et les moins immersives en termes de qualité et d’efficacité, Randles a remarqué une différence majeure entre les réactions des utilisateurs à l’équipement.

    «Les gens ont davantage apprécié l’interface 3D», a déclaré Randles. «Et s’ils l’apprécient davantage, ils sont plus susceptibles de l’utiliser. Cela pourrait aussi être une façon amusante et excitante de faire participer les étudiants à des cours sur le système vasculaire et l’hémodynamique.

    Randles dit qu’elle prévoit de mener des expériences pour voir si son interface de flux sanguin 3D peut aider les étudiants en médecine à conserver des connaissances importantes mieux que les normes actuelles. À l’avenir, des outils comme celui-ci pourraient aider à la planification du traitement, comme le placement de stents à l’aide d’une interface de réalité virtuelle plus intuitive. Randles s’attend également à ce que ces types d’outils facilitent la recherche biomédicale dans l’espace d’écoulement personnalisé.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par université de Duke. Original écrit par Ken Kingery. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

    Source

    N'oubliez pas de voter pour cet article !
    1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
    Loading...

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur web depuis 2009 et webmestre depuis 2011.

    Je m'intéresse à tous les sujets comme la politique, la culture, la géopolitique, l'économie ou la technologie. Toute information permettant d'éclairer mon esprit et donc, le vôtre, dans un monde obscur et à la dérive.

    Je suis l'auteur de plusieurs livre

    Pour me contacter personnellement :

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.