Sim4Life V9.0：向计算健康与生命科学的通用工具迈进

2025 年 6 月 26 日

Sim4Life V9.0 的设计重点是可扩展性和云驱动性能的增强。 9.0 版现在包括用于优化、人工智能（AI）驱动的细分和插件支持的新工具，以促进整个建模链中强大的自动化工作流程。 Sim4Life V9.0（网络版和桌面版）为您的仿真工作流提供了更强大、更灵活、更集成的功能。

V9.0 中的重大改进

统一的生态系统

Sim4Life.web V9.0 现已与 o²S²PARC 平台提供了访问最初由 SPARC 计划 o²S²PARC 是美国国立卫生研究院为推动生物电子医学发展而发起的 SPARC 计划。基于云的 o²S²PARC 平台将专业仿真工具、数据分析管道和计算模型连接到整个健康和生命科学研究领域，实现了复杂的多学科工作流程，在电磁建模、神经刺激分析和治疗效果预测之间架起了桥梁。

o²S²PARC 生态系统的变革能力已经通过以下方面得到了证明：例如，基于卷积神经网络（CNN）的新型图像分割管道，用于个性化脊髓刺激建模[1]；通过全面的硅学个性化管道，实现精确的无创脑部刺激[2]；以及依赖活动的脊髓神经调控，在脊髓损伤导致完全瘫痪后恢复运动功能[3]。这些突破性研究体现了 o²S²PARC 集成环境如何实现研究人员使用孤立和有限的仿真工具无法进行的研究。

[1]A. Fasse 等人，"用于个性化猫科动物脊髓刺激建模的基于 CNN 的新型图像分割管道"，《神经工程学报》，第 21 卷，第 3 期，第 036032 页。3, p. 036032, Jun. 2024, doi: 10.1088/1741-2552/ad4e6b.
[2]F. Karimi et al.,"Precision non-invasive brain stimulation: an in silico pipeline for personalized control of brain dynamics, "J. Neural Eng、22, no. 2, p. 026061, Apr. 2025, doi: 10.1088/1741-2552/adb88f.
[3]A. Rowald et al.,"Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after completely paralysis, "Nat Med, vol. 28, no. 2, pp.

通过与 o²S²PARC 平台的全面集成，用户可以在统一的图形环境中将 Sim4Life 的多物理场功能与专业的第三方工具相结合，自动进行数据交换，并在整个生态系统中实现结果的可视化。

第三方插件集成

新的开放式插件框架允许用户集成自己或第三方的模拟器和求解器，例如 FEniCS 和 SionnaRT 从而扩大了支持的物理应用范围，并在统一的界面中实现了自定义工作流程。这些插件模拟器可以利用 Sim4Life 强大的建模、预处理、云计算和后处理功能。

在Sim4Life V9.0中，用户可以通过新的插件框架轻松添加和配置第三方求解器，如光线跟踪求解器SionnaRT。该插件已集成到 Sim4Life 工作流程中，使用户能够在熟悉的 Sim4Life 环境中设置、执行和后处理来自外部求解器的仿真--利用 Sim4Life 的计算机辅助设计、网格划分和可视化工具实现简化但可扩展的工作流程。

丰富的自动化工作流程

新的流水线和工作流环境允许用户构建、自动化和共享先进的多阶段仿真流水线。无论是优化设备、确保符合法规要求，还是开展基础研究，用户现在都可以在整个 Sim4Life 生态系统中以自动化方式连接应用程序，进行可重复的协作研究。

Sim4Life V9.0 和 o²S²PARC 可为截瘫患者提供精确的脊髓刺激规划。根据磁共振成像（MRI）数据重建个性化的患者解剖结构，在云中运行模拟，并确定最佳刺激模式--所有这一切都在一个简化的管道中进行。Sim4Life 中的新工作流程环境将每个阶段连接起来，实现了工作台和临床研究的自动化、可重现性和协作性。

云可扩展性--现在也可在桌面上使用

通过原生云集成，用户可以直接从Sim4Life桌面或网页界面提交和管理仿真，按需利用可扩展的中央处理器和图形处理器资源，并访问几乎无限的强大高性能计算基础设施池。透明的任务跟踪、实时成本监控和一键发布功能让您无论身在何处都能轻松管理大型项目。

在 Sim4Life V9.0 中，仿真可以从桌面启动并在云中管理，还可以实时监控作业状态、资源利用率和成本。无论是本地工作还是远程工作，用户都可以扩展到强大的云资源，只需单击鼠标即可跟踪进度，使大规模模拟活动变得轻松透明。

先进的解剖建模和人工智能工具

Sim4Life V9.0 在解剖逼真度方面更进一步：虚拟人口 (ViP) 虚拟人群（ViP）和虚拟动物园 (ViZoo) 库得到了新的和升级的人工智能驱动的分割工具和头部相关建模工具的补充（如自动 10-10 系统定位脑和头部图谱的人工智能配准等），以及从核磁共振成像/计算机断层扫描图像自动分割躯干，以简化模型创建。扩展的组织属性数据库现在包括最新的热量和含水量数据，这证明了我们一直在努力确保 Sim4Life 模拟中使用的组织材料属性保持可靠和最新。

Sim4Life V9.0 中的解剖建模工具允许用户交互式地摆放和变形 ViP 模型，将人工智能驱动的分割技术应用于医学图像以快速划分器官，并访问包含最新热量和含水量数据的扩展组织属性数据库。这些功能有助于简化模型创建过程，提高模拟的生理真实性。

元建模、优化和不确定性量化（预览版）

Sim4Life V9.0 创新元建模框架利用了最先进的智能算法，例如来自达科他项目 (美国北卡罗来纳州阿尔伯克基桑迪亚国家实验室）的先进智能算法，用于集成仿真管道的代理建模、优化和不确定性量化。高效的实验设计工具和先进的不确定性传播可深入洞察模型的敏感性，这对于稳健的设备设计和监管提交至关重要。敬请期待：在即将发布的版本中，可以利用元建模框架的更多复杂工具和应用将迅速扩展！

在这个 Sim4Life 元建模框架的预览中，在探索设计空间的情况下，仿真结果被用于训练一个代理模型，该模型可预测新参数集的结果。动画展示了不确定性量化是如何通过识别需要更多数据的区域来加速稳健设备开发的，以及优化算法是如何引导设计实现监管级解决方案的。

种植安全

植入安全性分析套件V1.8 引入了功能强大的新工具，旨在支持植入安全性评估的最新趋势。在该版本中，_B1场分析通过灵活的切片和可视化功能得到了增强，包括最大强度投影 (MIP) 和可定制的任意平面B1+和^B1-场视图。新功能允许用户根据掩蔽区域计算变异系数等均匀性指标，并评估等中心周围定义板块内的平均^B1+或^B1-。因此，用户现在可以将功率沉积分析限制在符合特定^B1+均质性阈值的暴露情景中，从而简化对不断发展的安全准则的遵从，并减少高估。

Sim4Life.lite：增强下一代的能力

模拟人生 Sim4Life.lite学生版仍可免费在线获取。 Sim4Life.lite 支持每个项目多达 2000 万个网格单元，远远超过任何竞争对手的学生版计算能力。一年一度的 Sim4Life 学生竞赛旨在表彰学生在数值模拟领域的杰出研究成果。请参加今年的竞赛，角逐令人激动的奖项！

即时访问，无需安装

Sim4Life V9.0 现已面向商业用户 , 学术和学生.从无线工程到医疗设备设计、法规遵从以及基础和应用研究：Sim4Life V9.0 可应对各种挑战。

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