- 电磁诱导神经元激活、抑制和同步的动态建模
- 轴突、复杂神经元形态和神经网络仿真
- 与 EM-QS 求解器系列耦合
- 精确高效的神经传感建模
- 用于估算激活组织体积(VTA)的赫赛计算器
- 预定义的有髓鞘和无髓鞘神经纤维模型(包括 A-delta 脊髓传入、用于低频暴露安全的 SENN 模型等)
- 用于复杂的用户定义(基于 Python 和 hoc)神经元模型的简单导入工具
- .hoc 文件导入器,可整合第三方来源的形态学和电生理学真实神经元模型
- 通过自动滴定例程计算阈值和招募曲线
- 基于激活函数的神经募集快速估算(加速度大于 100 倍)
- 多束神经或脊神经根的刺激选择性指数
- 神经元尖峰检测(时间和位置)
- 在 NEUROCOUPLE ViP 模型中预定义神经轨迹和轴突属性
- 捕捉并绘制随时间变化的膜动态图
- 用户定义的激发脉冲曲线(如θ-脉冲串、磁共振成像梯度切换)
- 自动 10-10 EEG 电极放置
- 用于评估多接触电极刺激的低频多端口源
- 突触模型
- 基于扩散张量成像(DTI)的异质和各向异性脑传导(反映纤维方向)分配
组织模型
神经元组织模型
神经元组织模型(T-NEURO)可使用多室表示法或通用模型,对电磁诱导的神经元生理学进行从激活到抑制的动态建模。Sim4Life 集成了耶鲁大学的 NEURON 仿真环境,是研究场-神经元相互作用、优化神经刺激设备和评估暴露安全性的理想工具。T-NEURO 不仅能预测单个轴突的反应,其独特的扩展互易定理实现了对脑磁图/脑电图(MEG/EEG)等全脑生物信号的模拟和分析,可适应真实的神经元源、不均匀介电环境和各种记录设备的几何形状。
应用领域
- 电磁神经刺激(脊髓刺激(SCS)、脑深部刺激(DBS)等)
- 经颅脑刺激(电:经颅交流/直流电刺激(TACS/TDCS)、颞叶干扰刺激(TIS);磁:经颅磁刺激(TMS)
- 神经传感(复合动作电位(CAP)、脑电图(EEG)和皮质图(ECoG)记录、局部场电位(LFP)等)
- 导管刺激和传感
- 神经义肢(视网膜、耳蜗、前庭、运动义肢)
- 生物电子医学("电药物)
- 磁共振引导聚焦超声(MRgFUS)神经外科(肿瘤消融、神经病理性疼痛治疗、运动障碍等)
- 低频电磁暴露安全评估(无线电力传输、磁共振梯度线圈等)
- 温度依赖性神经元动力学
- 神经运动失能
- 神经接口设计与优化
- 脑机接口(BMI)

热组织损伤模型

Sim4Life 的热剂量和组织损伤模型可以评估加热对活组织生理机能的影响。CEM43 组织加热模型是一种广泛应用的技术,用于量化基于直接细胞毒性效应的瞬时加热影响。CEM43 可将随时间变化的热暴露转换为 43°C 的等效暴露时间(以分钟为单位)。这种方法通过将不同的瞬态热暴露情景(如高温短时间加热与中度长时间加热)与既定的损伤阈值联系起来,对它们进行定量比较。Sim4Life 还可通过阿伦尼乌斯组织损伤模型对组织损伤进行直接评估。
应用领域
- 肿瘤热疗(疗效评估和优化)
- 射频、微波和聚焦超声消融
- 有无植入设备的磁共振安全性
- 电磁和热暴露安全
- 皮肤灼伤量化
- CEM43 和阿伦尼乌斯组织损伤模型
- 精确(慢速)或近似(快速)模型评估
- 确定有效等值面
- 计算累积直方图(常用于治疗规划)
组织特性数据库
材料参数数据库由 IT'IS 基金会该数据库为计算生命科学界提供了越来越多的生物组织特性的推荐值和相关差异。该数据库免费,可在线访问,并不断更新,以反映现有的最高质量测量结果。Sim4Life 可让用户轻松地从材料属性数据库中自动为虚拟群体 (ViP) 模型分配组织参数值。此外,Sim4Life 还支持基于图像的异质组织属性图分配(各向异性脑组织传导性、灌注、骨骼中的声传播),以增强真实性和准确性。
属性列表:
- 随频率变化的介电特性
- 密度
- 热容量
- 热传导率
- 热传导率
- 发热率
- 粘度
- 声学特性(声速、衰减常数和非线性度)
- 组织重量分数
- 磁共振参数(纵向和横向弛豫时间)

- 对组织材料参数值进行最新和全面的估算
- 严格的质量保证措施确保准确性和可追溯性
- 每个组织的统计信息(平均值、范围、标准偏差
- 在 ViP v4.0 模型中分割的外周神经轨迹的轴突形态测量法
- 标准组织(如在 ViP v3.x 中分割的组织)的组织元素组成(重量分数)
- 基于图像的异质组织属性图分配(适用于低频、热和声学求解器中的选定属性)
灌注模型
灌注通常是影响(和限制)体内加热的主要因素。因此,我们的热解算器提供了先进的灌注和血管模型,包括已知会影响灌注率的主动热调节过程。
- 基于彭斯生物热方程的灌注及扩展(例如,考虑到各向异性血流的张量有效组织传导性)
- 随温度变化的灌注(血管扩张、收缩)
- 主要血管的对流边界条件
- 有血流场时的对流热传输(如通过血流模拟获得的数据)
- 长时间受热导致的核心体温升高