Силиконды медицинада - In silico medicine

Силико дәрі («деп те аталадыесептеу медицинасы«) қолдану болып табылады кремнийде денсаулық пен медицинаға қатысты мәселелерді зерттеу. Бұл тікелей қолдану компьютерлік модельдеу ішінде ауруды диагностикалау, емдеу немесе алдын-алу. Нақтырақ айтқанда, кремнийде медицина сипатталады модельдеу, модельдеу және виртуалды ортадағы нақты биологиялық процестерді имитациялау мақсатында компьютерлердегі биологиялық және медициналық процестерді визуализациялау.[1]

Тарих

Термин кремнийде алғаш рет 1989 жылы Мексиканың Ұлттық Автономдық Университетінің (UNAM) математигі «Ұялы автоматтар: теория және қосымшалар» семинарында қолданылды.[2] Термин кремний-сәулелік онкологияда, генериктің ізашары кремнийде дәрі-дәрмекті ойлап тапқан және алғаш рет Г.Стаматакос 2002 жылы IEEE Proceedings-те енгізген.[3] Сол зерттеуші неғұрлым жалпылама термин енгізіп, енгізді силикондық онкологияда.[4] Силико медицина биологиялық жүйелердің математикалық модельдерін қолдана отырып, алдыңғы жұмыстың жалғасы болып саналады.[5] Биологиялық жүйелерді модельдеуде қолданылатын әдістемелердің медициналық саладағы динамиканы түсіндіруге және болжауға пайдалы екендігі белгілі болды. Медицинада қолданылатын алғашқы салалар кремнийде модельдеу генетика, физиология және биохимия болды. Адам геномы 1980-90 жж. Ретке келтірілген кезде, өріс деректердің күрт ағынын көрді. Бір уақытта қол жетімді есептеу қуатының артуы бұрын жүйеге сәйкес келмейтін күрделі жүйелерді модельдеуге мүмкіндік берді.[6]

Негіздеме

Мұның көптеген себептері бар кремнийде дәрі-дәрмек қолданылады. Мысалға, кремнийде медициналық модельдеу дәрілік мақсаттағы қосылыстың жетістігін ерте болжауға мүмкіндік береді және терапияның ерте кезеңіндегі ықтимал жағымсыз әсерлерді анықтайды есірткіні табу процесс.[7] Силико модельдеу сонымен қатар жануарларды сынаудың ізгілікті баламасын ұсына алады.[2] Осы саладағы компания мәлімдегендей, компьютерлік модельдер тірі организмдерге тестілеуді ескірген етеді.[8]

Мысалдар

Термин кремнийде сияқты бастамаларға мысал бола алады Виртуалды физиологиялық адам бойынша Еуропалық комиссия[9] және Шеффилд университетіндегі VPH институты және INSIGNEO институты сияқты институттарда.

In Silico онкологиялық тобы (ISOG)[10] Байланыс және компьютерлік жүйелер институтында, Афина ұлттық техникалық институты (ICCS-NTUA) клиникалық және бағдарланған көп масштабты модельдеу модельдерін жасауға бағытталған қатерлі ісіктер (қатерлі ісік) клиникалық бейімделу және валидация аяқталғаннан кейін пациенттің жеке шешімдерін қолдау және емдеуді жоспарлау жүйелері ретінде қолданылуы керек. Топтың зерттеуінің қосымша мақсаты онкологиялық клиникалық зерттеулерді модельдеу болып табылады, әйтпесе өте қымбат немесе уақытты қажет етеді және осы бағытқа; торлы есептеу сияқты инфрақұрылымдар пайдаланылды Еуропалық торлы инфрақұрылым, имитациялардың өнімділігі мен тиімділігін арттыру.[11] ISOG бірінші технологиялық интеграцияланған әзірлеуге жетекшілік етті Онкосимулятор, бірлескен еуропалық-жапондық зерттеу кәсіпорны.[12]

2003 жылы геномдық ақпаратқа негізделген алғашқы вакцина жасалды. «Кері вакцинология» деп аталатын вакцинаны жасау әдістемесінде вакцинаны жасау үшін жұқпалы бактериялардың өзі емес, геномдық ақпарат қолданылған.[13]

2018 жылдың желтоқсанында төрт жылдық PRIMAGE жобасы басталды. Бұл ЕО қаржыландыратын Horizon 2020 жобасы қатерлі ісіктердің клиникалық басқаруында шешім қабылдауды қолдау үшін бұлтқа негізделген платформаны ұсынады, бұл диагноз қоюға, болжам жасауға, терапия әдістерін таңдауға және емдеуді бақылауға көмектесетін болжамды құралдар ұсынады, бұл бейнелеудің жаңа биомаркерлерін қолдануға негізделген. , силикозды ісіктің өсуін модельдеу, сенімділіктің салмақталған баллдарымен болжамдарды жетілдірілген визуалдау және осы білімді машиналарға негізделген, ең өзекті, ауруға тән, клиникалық ақырғы нүктелерге болжаушыларға аудару.[14][15]

Зерттеу

Пациенттердің мінез-құлқының адами, әлеуметтік, мінез-құлық және мәдени сипаттамаларын модельдеу күрделене түскен сайын, виртуалды пациенттер медициналық мектеп бағдарламасында пациент актерлерін алмастыруы мүмкін деген болжамдар бар. Сонымен қатар, виртуалды мәйіттерді, нақты адамдардың КТ бейнелері негізінде адам анатомиясының компьютерлік модельдеу модельдерін қолданатын жобалар бар.[16]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Жобаның сәттілік тарихы - силиконды медицинада клиникаға жетеді». Еуропалық Комиссия CORDIS. Алынған 9 қараша 2017.
  2. ^ а б «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2014-04-13. Алынған 2014-04-10.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)
  3. ^ Г.Стаматакос, Д.Дионисиу, Э.Зачараки, Н.Муравлианский, К.Никита, Н.Узуноглу, «Силиконды сәулелік онкологияда: имитациялық алгоритмдерді қазіргі визуалдау техникасымен үйлестіру», IEEE еңбектері, 90-том, шығарылым 11, 2002, с.1764-1777, DOI: 10.1109 / JPROC.2002.804685 http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1046955&abstractAccess=no&userType=inst
  4. ^ Стаматакос, Георгиос .; (2006) «Қатерлі ісік информатикасына назар аудару» Қатерлі ісік информатикасы (2) 83-86 бб. http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/117693510600200029 АШУ
  5. ^ Стаматакос, Георгиос С. (2006). «Онкологиялық информатикаға назар». Қатерлі ісік информатикасы. 2: 83–86. дои:10.1177/117693510600200029. PMC  2675506. PMID  19458760.
  6. ^ Шнайдер, Мария Виктория (2013). Силикондық жүйелер биологиясында. Молекулалық биологиядағы әдістер. 1021. Молекулалық биологиядағы әдістер. 1 тарау. дои:10.1007/978-1-62703-450-0. ISBN  978-1-62703-449-4.
  7. ^ Ахмет, Ахмет; Шон, Экинс; Сандхя, Кортагере. «Есірткіні табудағы силико модельдерінің қолданылуы мен шектеулері». Биоинформатика және есірткінің ашылуы, 2012-01-08. V910, p87-124. http://www.springerprotocols.com/Abstract/doi/10.1007/978-1-61779-965-5_6
  8. ^ http://www.insilico-biotechnology.com/kz/improving-the-welfare-of-animals-researchers-develop-computer-aided-models-to-replace-animal-testing
  9. ^ «Жетінші рамалық бағдарлама (FP7)». FP7 Еуропалық комиссиясы. Алынған 10 мамыр 2013.
  10. ^ «Silico онкологиялық тобында». Silico онкологиялық тобында. Н.п., н.д. Желі. 10 сәуір 2014. http://in-silico-oncology.iccs.ntua.gr/english/index.php
  11. ^ Афанилея, Теодорос; т.б. (2011). «Клиникалық сынақтарды имитациялауға арналған торлы технологияларды пайдалану: силико-сәулелік онкологиядағы парадигма». СИМУЛЯЦИЯ: Халықаралық модельдеу және симуляция қоғамының транзакциялары. Sage жарияланымдары. 87 (10): 893–910. дои:10.1177/0037549710375437.
  12. ^ Г.Стаматакос, Д.Дионисиу, А.Лунцер, Р.Беллеман, Э.Колокотрони, Э.Георгиади, М.Эрдт, Дж.Пукацки, С.Рюпинг, С.Гиатили, А.Д'Онофрио, С.Сфакианакис, К.Мариас, Десмэдт, М.Цикнакис және Н.Граф, «Технологиялық интеграцияланған онкосимулятор: Силико онкологиялық контекстінде рактың көп масштабты модельдеуін ақпараттық технологиялармен үйлестіру», IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 18-том, 3, 2014, с.840-854, DOI: 10.1109 / JBHI.2013.2284276,http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6617658 АШУ
  13. ^ http://www.nature.com/nbt/journal/v26/n6/full/nbt0608-597b.html
  14. ^ https://www.primageproject.eu/project/background/
  15. ^ «PRIMAGE жобасы: бейнелеу биомаркерлерінің күшімен балалық шақтың қатерлі ісігін қолдауға арналған силикондық көп салалы аналитикада болжамды». дои:10.1186 / s41747-020-00150-9. Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  16. ^ Соколовски, Джон А., Бэнкс, Кэтрин М. Медицина және денсаулық сақтау ғылымдарында модельдеу және модельдеу. Хукен: Вили, 2011 ж.