- EMによる神経細胞の活性化、抑制、同期の動的モデリング
- 軸索、複雑なニューロン形態、神経ネットワークのシミュレーション
- EM-QSソルバーファミリーとの結合
- 神経センシングの正確で効率的なモデリング
- 活性化組織体積(VTA)推定のためのヘシアン計算機
- 有髄および無髄神経線維の定義済みモデル(Aδ脊髄求心性神経、LF曝露安全性のためのSENNモデルなど)
- 複雑なユーザー定義(Pythonおよびhocベース)ニューロンモデル用のシンプルなインポートツール
- .hocファイルインポーターにより、サードパーティのソースから形態学的および電気生理学的にリアルなニューロンモデルを統合可能。
- 自動滴定ルーチンによる閾値およびリクルートメント曲線の計算
- 活性化関数に基づく神経リクルートメントの迅速な推定(100倍以上の高速化を実現)
- 多枝神経または脊髄根に対する刺激選択性指標
- 神経スパイクの検出(時間と位置)
- NEUROCOUPLE ViPモデルにおける定義済みの神経軌道と軸索特性
- 時間依存性膜ダイナミクスのキャプチャとプロット
- ユーザー定義の励起パルスプロファイル(例:シータバースト、MRIグラジェントスイッチング)
- 10-10脳波電極の自動配置
- マルチコンタクト電極による刺激を評価するためのLFマルチポートソース
- シナプスモデル
- 拡散テンソル画像(DTI)に基づく(線維配向を反映する)不均一かつ異方的な脳伝導度の割り当て
組織モデル
神経細胞組織モデル
Neuronal Tissue Models (T-NEURO)は、マルチコンパートメント表現または汎用モデルを使用して、EMによる神経細胞の活性化から抑制までの神経生理学の動的モデリングを可能にします。Sim4Lifeはエール大学のNEURONシミュレーション環境を統合しており、フィールドとニューロンの相互作用の研究、神経刺激装置の最適化、被ばく安全性の評価に最適です。T-NEUROは、個々の軸索反応の予測にとどまらず、拡張互恵性定理を独自に実装することで、現実的な神経細胞ソース、非一様な誘電環境、さまざまな記録デバイスの形状に対応し、脳磁気/脳波(MEG/EEG)などの全脳生体信号のシミュレーションと解析を可能にします。
応用分野
- EM神経刺激(脊髄刺激(SCS)、脳深部刺激(DBS)など)
- 経頭蓋脳刺激(電気的:経頭蓋交流/直流刺激(TACS/TDCS)、時間干渉刺激(TIS)、磁気的:経頭蓋磁気刺激(TMS)
- 神経センシング(複合活動電位(CAP)、脳波(EEG)および皮質電位(ECoG)記録、局所フィールド電位(LFP)など)
- カテーテルを用いた刺激とセンシング
- 神経補装具(網膜、人工内耳、前庭、運動補装具)
- バイオエレクトロニクス医学(「電気製剤)
- 磁気共鳴ガイド下集束超音波(MRgFUS)神経外科(腫瘍切除、神経因性疼痛治療、運動障害など)
- 低周波電磁波曝露の安全性評価(無線電力伝送、MR勾配コイルなど)
- 温度依存性神経細胞動態
- 神経運動無能力化
- 神経インターフェースの設計と最適化
- ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)

熱組織損傷モデル

Sim4Lifeの熱線量および組織損傷モデルは、生体組織の生理学に対する加熱の影響を評価することができます。CEM43組織加熱モデルは、直接的な細胞毒性効果に基づく一過性の加熱の影響を定量化するために広く適用されている手法です。CEM43は、時間変化する熱曝露を43℃における等価曝露時間(分)に変換する。このアプローチにより、確立された損傷閾値に関連付けることで、異なる一過性の熱暴露シナリオ(例えば、高温での短時間の加熱と長時間の中程度の加熱)を定量的に比較することができます。Sim4Lifeは、アレニウス組織損傷モデルによる組織損傷の直接評価も提供します。
応用分野
- 温熱療法(有効性の評価と最適化)
- 高周波、マイクロ波、集束超音波アブレーション
- 植え込み器具の有無によるMRの安全性
- 電磁波および熱暴露の安全性
- 皮膚熱傷の定量化
- CEM43およびアレニウス組織損傷モデル
- 正確(低速)または近似(高速)なモデル評価
- 有効等表面の決定
- 累積ヒストグラムの計算(治療計画によく使用される)
組織特性データベース
マテリアル・パラメータ・データベースは IT'IS財団このデータベースは、IT'IS Foundationによって作成され、計算生命科学コミュニティに、増え続ける生体組織特性の推奨値と関連するばらつきを提供しています。このデータベースは無料でオンラインアクセス可能であり、利用可能な最高品質の測定値を反映するために継続的に更新されています。Sim4Lifeでは、材料特性データベースから仮想集団(ViP)モデルに組織パラメータ値を自動的に割り当てることが簡単にできます。さらに、Sim4Lifeは、異種組織特性マップ(異方性脳組織導電率、灌流、骨内音響伝播)の画像ベースの割り当てをサポートし、リアリズムと精度を向上させます。
特性のリスト
- 周波数依存の誘電特性
- 密度
- 熱容量
- 熱伝導率
- 熱伝達率
- 熱発生率
- 粘度
- 音響特性(音速、減衰定数、非直線性)
- 組織重量分率
- MRパラメータ(縦緩和時間、横緩和時間)

- 組織材料パラメータ値の最新かつ包括的な推定値
- 厳格な品質保証措置により、正確性とトレーサビリティを確保
- 各組織の統計情報(平均値、範囲、標準偏差
- ViP v4.0モデルでセグメンテーションされた末梢神経軌跡の軸索モルフォメトリー
- 標準組織(例:ViP v3.xでセグメンテーションされたもの)の組織元素組成(重量分率)
- 異種組織特性マップの画像ベースの割り当て(LF、熱、音響ソルバーで選択した特性に適用)
灌流モデル
灌流は、しばしば生体内の加熱に影響を与える(そして制限する)支配的な要因です。そのため、当社の熱ソルバーは、灌流速度に影響を与えることが知られている能動的な体温調節プロセスを含む、灌流と血管系の高度なモデルを提供します。
- Pennesの生体熱方程式に基づく灌流とその拡張(例えば、異方性血流を考慮したテンソリアル有効組織伝導率など)
- 温度依存性灌流(血管拡張、収縮)
- 主要血管系に対する対流境界条件
- 血流場が利用可能な場合の対流熱輸送(例:血流シミュレーションによる)
- 長時間の熱曝露による中核体温の上昇