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2025年6月26日

Sim4Life V9.0:迈向计算健康与生命科学的通用工具

Sim4Life V9.0 版本发布

Sim4Life V9.0 致力于提升可扩展性与云端性能优化。新版引入了全新优化工具、人工智能驱动的分段技术及插件支持,助力实现贯穿整个建模链的强大自动化工作流程。Sim4Life V9.0 支持网页与桌面端双平台,为您的仿真工作流程带来更强大的功能、更灵活的操作及更深度的集成体验。

 

V9.0版本的重大增强功能

Unified Ecosystem

Sim4Life.web V9.0 现已与 o²S²PARC 平台全面集成,提供对综合计算生态系统的访问权限。该生态系统最初由美国国立卫生研究院SPARC计划开发,旨在推动生物电子医学发展。该基于云的o²S²PARC平台串联起健康与生命科学研究领域的专业仿真工具、数据分析管道及计算模型,支持电磁建模、神经刺激分析与治疗效果预测等跨学科复杂工作流的无缝衔接。

o²S²PARC生态系统的变革力量已通过以下应用得到验证:基于新型卷积神经网络(CNN)的图像分割管道实现个性化脊髓刺激建模[1];通过全面的计算机模拟个性化管道实现精准无创脑刺激[2];以及基于活动依赖性脊髓神经调控技术,成功恢复因脊髓损伤导致完全瘫痪后的运动功能[3]。这些突破性研究充分展现了集成化的o²S²PARC环境如何突破传统孤立有限模拟工具的局限,开辟全新研究路径。

[1] A. Fasse et al., “A novel CNN-based image segmentation pipeline for individualized feline spinal cord stimulation modeling,” J. Neural Eng., vol. 21, no. 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., vol. 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 complete paralysis,” Nat Med, vol. 28, no. 2, pp. 260–271, Feb. 2022, doi: 10.1038/s41591-021-01663-5.


与o²S²PARC平台的全面集成,使用户能够在统一的图形化环境中,将Sim4Life的多物理场能力与专业第三方工具相结合,实现数据交换自动化,并在整个生态系统中可视化结果。

第三方插件集成

全新的开放式插件框架支持用户集成自有或第三方仿真器与求解器(如 FEniCSSionnaRT) ,从而在统一界面内扩展物理应用支持范围并实现定制化工作流程。这些插件仿真器可充分利用Sim4Life强大的建模、预处理、云计算及后处理功能。

在Sim4Life V9.0中,用户可通过全新插件框架轻松添加并配置第三方求解器,例如光线追踪求解器SionnaRT。该插件已深度集成至Sim4Life工作流程,使用户能在熟悉的Sim4Life环境中直接设置、执行并后处理外部求解器的模拟任务——通过调用Sim4Life的计算机辅助设计、网格划分及可视化工具,构建出高效且可扩展的工作流程。

丰富的自动化工作流

全新的流水线与工作流环境使用户能够构建、自动化并共享先进的多阶段仿真流水线。无论是优化设备、确保合规性,还是开展基础研究,用户现在都能在Sim4Life生态系统中自动连接各类应用程序,实现可重复且协作的研究。

Sim4Life V9.0与o²S²PARC系统为截瘫患者实现精准脊髓刺激规划。该流程通过磁共振成像(MRI)数据重建个性化患者解剖结构,在云端运行模拟计算,并确定最佳刺激模式——所有环节均在精简化流程中完成。Sim4Life的新型工作流环境将各阶段无缝衔接,实现实验室与临床环境中自动化、可重复且协作的研究模式。

云端可扩展性—如今也登陆桌面端

借助原生云集成,用户可直接通过Sim4Life桌面端或网页界面提交并管理仿真任务,按需调用可扩展的中央处理器和图形处理器资源,畅享近乎无限的高性能计算基础设施池。透明的任务追踪、实时成本监控以及一键发布功能,让您无论身处何地都能轻松管理大型项目。

在Sim4Life V9.0中,用户可从桌面启动仿真任务并在云端进行管理,实时监控任务状态、资源利用率及成本支出。无论本地操作还是远程协作,用户均可一键扩展至强大的云端资源,并通过单次点击追踪进度——使大规模仿真任务变得轻松透明。

高级解剖建模与人工智能驱动工具

Sim4Life V9.0 将解剖真实感提升至全新高度:虚拟人群(ViP) 与虚拟动物园(ViZoo) 库新增并升级了人工智能驱动的分割工具及头部相关建模工具(例如自动10-10 system系统电极放置、人工智能驱动的大脑与头部图谱配准、 )以及基于MRI/CT图像的躯干自动分割功能,显著提升模型创建效率。扩充的组织属性数据库现已包含更新的热学与含水量数据,彰显我们持续确保Sim4Life模拟所用组织材料属性可靠且与时俱进的承诺。

Sim4Life V9.0的解剖建模工具支持用户交互式调整ViP模型的姿势与形态,通过人工智能驱动的分割技术快速勾勒医学影像中的器官轮廓,并访问包含更新热特性与含水量数据的扩展组织属性数据库。这些功能可简化模型创建流程,同时提升模拟过程的生理真实度。

代理建模、优化与不确定性量化的预览

Sim4Life V9.0创新的元建模框架,融合了Dakota项目 (Sandia National Laboratories, Albuquerque NM, USA). 的前沿智能算法,为集成仿真流程提供代理建模、优化及不确定性量化解决方案。高效的实验设计工具与先进的不确定性传播技术,能深入剖析模型敏感性—这对实现稳健的设备设计和满足监管申报要求至关重要。敬请期待:未来版本将快速推出更多能充分利用元建模框架的高级工具与应用!

在本期Sim4Life元建模框架预览中,我们通过模拟结果训练替代模型以探索设计空间,该模型可预测新参数组合的实验结果。动画演示了如何运用不确定性量化技术加速医疗器械的稳健开发:通过识别需要补充数据的区域,并借助优化算法引导设计方案达到符合监管标准的解决方案。

种植体安全性

IMAnalyticsSuite V1.8 版本引入了强大的新工具,旨在支持植入物安全评估领域的最新趋势。本次更新增强了B1 场分析功能,新增灵活的切片与可视化能力,包括最大强度投影(MIP)以及可在任意平面上定制的B1+B1场视图。新增功能支持用户基于遮罩区域计算均匀性指标(如变异系数),并评估等中心点周围定义层内的平均B1+B1 −值。用户现可将能量沉积分析限定于满足特定B1+均匀性阈值的曝光场景,从而简化合规流程以适应不断更新的安全指南,同时减少评估结果的夸大倾向。

IMAnalyticsSuite V1.8新增的B1 场分析工具支持用户以任意方向切片 B1+B1−图像,生成最大强度投影图,并定义感兴趣区域进行深度分析。系统实时计算均匀性指标与顺应性阈值,使用户能够将能量沉积分析限定在满足特定 B1+ 均匀性要求的场景中—从而简化植入物B1 标识的监管安全评估流程。

Sim4Life.lite:赋能新一代

Sim4Life.lite 学生版仍可在线免费获取。该版本支持每个项目高达2000万个网格单元,其计算能力远超任何竞争对手的学生版产品。年度 Sim4Life学生竞赛旨在表彰数值模拟领域杰出的学生研究成果。立即加入本年度竞赛,角逐丰厚奖项!

无需安装,即时访问

Sim4Life V9.0现已面向 商业用户, 学术界学生。群体开放使用。从无线工程到医疗设备设计,从法规合规到基础与应用研究:Sim4Life V9.0全面应对各类挑战,并能灵活适应各种需求。 

初次接触Sim4Life?从这里开启你的Sim4Life之旅。

如需了解更多信息,请发送邮件至 s4l-sales@zmt.swiss 或致电 +41 44 245 9765。

此致,敬礼

The Sim4Life Team

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