Sanal Fizyolojik İnsan - Virtual Physiological Human

Sanal Fizyolojik İnsan ( VHS ) bir kez kurulan bir metodolojik ve teknolojik çerçeve üzerinde odaklar single olarak insan vücudunun işbirlikçi soruşturma sağlayacak bir Avrupa girişimidir karmaşık bir sistem . Kolektif çerçeve, kurumlar ve kuruluşlar tarafından oluşturulan kaynakları ve gözlemleri paylaşmayı mümkün kılarak , canlı bir insan vücudunun mekanik, fiziksel ve biyokimyasal işlevlerinin farklı ancak entegre bilgisayar modellerini yaratacaktır .

VPH, açıklayıcı, bütünleştirici ve öngörücü olmayı amaçlayan bir çerçevedir. Clapworthy vd. tüm dünyadaki laboratuvar ve sağlık gözlemlerinin "toplanmasına, kataloglanmasına, organize edilmesine, paylaşılmasına ve mümkün olan herhangi bir şekilde birleştirilmesine" izin vererek çerçevenin açıklayıcı olması gerektiğini ifade edin. Bu gözlemlerin, "sistemik hipotezler" oluşturmak için ilgili profesyoneller tarafından işbirliği içinde analiz edilmesini sağlayarak bütünleştirici olmalıdır. Son olarak, gözlemsel karşılaştırmaya izin verirken genişletilebilir ve ölçeklenebilir tahmin modelleri ve "bu sistemik hipotezleri sağlamlaştıran sistemik ağlar" arasındaki ara bağlantıları teşvik ederek tahmin edici olmalıdır .

Çerçeve, dijital formatta depolanan büyük anatomik , fizyolojik ve patolojik veri koleksiyonlarından , tipik olarak bu koleksiyonlardan geliştirilen tahmine dayalı simülasyonlarla ve araştırmacıları bu modellerin oluşturulması ve bakımında ve ayrıca yaratılmasında desteklemeyi amaçlayan hizmetler tarafından oluşturulur. klinik uygulamada kullanılacak son kullanıcı teknolojileri. VPH modelleri, farklı uzunluk ve zaman ölçeklerinde (çok ölçekli modelleme) fizyolojik süreçleri entegre etmeyi amaçlamaktadır. Bu modeller, hastaya özgü verilerin popülasyon temelli temsillerle kombinasyonunu mümkün kılar. Amaç, indirgemeci bir yaklaşımdan kaçınan ve biyolojik sistemleri herhangi bir şekilde boyutsal ölçekte (vücut, organ, doku, hücreler, moleküller), bilimsel disiplinle ( biyoloji , fizyoloji , biyofizik , biyokimya ) alt bölümlere ayırmamaya çalışan sistemik bir yaklaşım geliştirmektir. , moleküler biyoloji , biyomühendislik ) veya anatomik alt sistem ( kardiyovasküler , kas-iskelet sistemi, gastrointestinal vb.).

Tarih

Sanal Fizyolojik İnsan girişimine yol açan ilk kavramlar, IUPS Physiome Projesinden geldi . Proje 1997'de başladı ve hücrelerin, organların ve organizmaların bütünleştirici işlevinin anlaşılmasını kolaylaştıran veritabanları ve modellerin geliştirilmesi yoluyla fizyomu tanımlamak için dünya çapındaki ilk çabayı temsil etti . Proje, birçok laboratuvardan deneysel bilgileri ve hesaplama modellerini tek ve kendi kendine tutarlı bir çerçeveye bağlayacak merkezi bir veritabanları deposu derlemeye ve sağlamaya odaklandı.

Physiome Projesi'nin başlatılmasının ardından, tümü insan patofizyolojisinin modellenmesi ve simülasyonu için yöntemlerin geliştirilmesine odaklanan, gevşek bağlı eylemlerin dünya çapında birçok başka inisiyatifi vardı. 2005 yılında, Barselona'daki Fonksiyonel Görüntüleme ve Kalp Konferansı'nın bir parçası olarak Physiome'un uzman atölyesi düzenlendi ve burada Sanal Fizyolojik İnsana Doğru: İnsan anatomisi ve fizyolojisinin çok düzeyli modellemesi ve simülasyonu başlıklı bir beyaz kağıt sunuldu. Bu makalenin amacı, devam etmekte olan ilgili VHS faaliyetlerine net bir genel bakış oluşturmak, bunların AB'deki araştırmacılar için yeni girişimlerle nasıl tamamlanabileceği konusunda bir fikir birliği oluşturmak ve olası orta vadeli ve uzun vadeli araştırma zorluklarını belirlemekti.

2006 yılında, Avrupa Komisyonu ADIM: EuroPhysiome'u Yapılandırmak adlı bir koordinasyon ve destek eylemini finanse etti . STEP konsorsiyumu, araştırmacılar, endüstri uzmanları, politika yapıcılar, klinisyenler vb. Dahil 300'den fazla paydaşın dahil olduğu önemli bir fikir birliği sürecini teşvik etti. Bu sürecin başlıca sonucu , EuroPhysiome'un Tohumlanması: Sanal Fizyolojik İnsana Bir Yol Haritası başlıklı bir kitapçıktı . STEP eylemi ve bunun sonucunda ortaya çıkan araştırma yol haritası, VHP konseptinin geliştirilmesinde ve önemli araştırma finansmanı, büyük işbirliği projeleri ve yalnızca Avrupa'da değil, aynı zamanda bir dizi bağlantılı girişim içeren çok daha büyük bir sürecin başlatılmasında etkili oldu. Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Çin.

VPH artık Avrupa Komisyonu 7. Çerçeve Programının ana hedefini oluşturuyor ve hastaya özel bilgisayar modellerinin geliştirilmesini ve kişiselleştirilmiş ve öngörücü sağlık hizmetlerinde uygulamalarını desteklemeyi hedefliyor. Sanal Fizyolojik İnsan Mükemmeliyet Ağı (VPH NoE), 7. Çerçeve Programı içindeki çeşitli VHS projelerini birbirine bağlamayı amaçlamaktadır.

Girişimin hedefleri

VHS ile ilgili projeler, bu alandaki bilimsel ilerlemeyi daha da ileri götürmek için Avrupa Komisyonu'ndan önemli miktarda fon almıştır. Avrupa Komisyonu, VHS ile ilgili projelerin güçlü endüstriyel katılım gösterdiğinde ısrar ediyor ve temel bilimden klinik uygulamaya giden yolu açık bir şekilde gösteriyor. Gelecekte, VHS'nin sonunda aşağıdaki faydaları üretmeyi amaçlayan daha iyi bir sağlık sistemine yol açacağı umulmaktadır:

  • kişiselleştirilmiş bakım çözümleri
  • hayvanlar üzerinde deneylere olan ihtiyaç azaldı
  • tıbba daha bütünsel yaklaşımlar
  • hastalığın tedavisine yönelik önleyici yaklaşımlar

Kişiselleştirilmiş bakım çözümleri, daha iyi hasta güvenliği ve ilaç etkinliği ile sonuçlanacak tahmine dayalı, kişiselleştirilmiş sağlık bakımı için yeni modelleme ortamları ile VHS'nin temel amaçlarından biridir. VPH'nin, patofizyolojik süreçlerin daha iyi anlaşılması yoluyla sağlık hizmetlerinin iyileştirilmesine de yol açabileceği tahmin edilmektedir. Olası tedavileri ve sonuçları simüle etmek için bir hastadan alınan biyomedikal verilerin kullanılması, hastanın gereksiz veya etkisiz tedaviler yaşamasını engelleyebilir. İlaçların in silico (bilgisayar simülasyonu ile) modellemesinin ve test edilmesinin kullanılması, hayvanlar üzerinde deney yapma ihtiyacını da azaltabilir.

Gelecekteki bir hedef, tek tek organların bir koleksiyonu yerine tek bir çoklu organ sistemi olarak tedavi edilen vücut ile tıbba daha bütünsel bir yaklaşımın olmasıdır. Gelişmiş bütünleştirici araçlar, Avrupa sağlık sisteminin, hastaların teşhisi, tedavisi ve bakımını ve özellikle yaşam kalitesini içeren bir dizi farklı düzeyde iyileştirilmesine daha da yardımcı olmalıdır.

Projeler

  • ImmunoGrid, farklı fizyolojik seviyelerde grid hesaplama kullanarak insan bağışıklık sistemini modellemek ve simüle etmek için Çerçeve 6 kapsamında AB tarafından finanse edilen bir projedir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynakça

  • Clapworthy, G., Kohl, P., Gregerson, H., Thomas, S., Viceconti, M., Hose, D., Pinney, D., Fenner, J., McCormack, K., Lawford, P., Van Sint Jan, S., Waters, S., & Coveney, P. 2007, "Digital Human Modeling: A Global Vision and a European Perspective," In Digital Human Modeling: A Global Vision and a European Perspective, Berlin: Springer, s. 549–558.
  • Hunter, PJ 2006. Canlı sistemlerin modellenmesi: IUPS / EMBS Physiome projesi. Bildiriler IEEE, 94, 678-991
  • Viceconti, M., Testi, D., Taddei, F., Martelli, S., Clapworthy, GJ, Van Sint Jan, S., 2006. Kas-İskelet Aparatının Biyomekanik Modellenmesi: Durum ve Anahtar Konular. IEEE 94 (4), 725-739 tutanakları.

Dış bağlantılar