Börsen Trading Sportwetten Selzer-McKenzie: Leber-Stoffwechsel mit dem RaspberryPi siumulieren für die Mezinforschung Author D.Selzer-McKenzie Video: http://youtu.be/hOqDUPNzcZM Die besprochene Software finden Sie zum download im Forum http://Outbackbrumby@Blogspot.com Die Muster auf dem Monitor ähneln einer kargen dortigen Baumkrone, ein Stamm der sich immer feinere Zweige feste. Am Anfang war das Gebilde tiefblau, und plötzlich schießt von unten ein leuchtend roter Rot hinauf, innerhalb von Sekunden hat es nahezu alle Ausläufer erreicht. Doch dann beginnt sich der Stamm wieder zu verfärben, erneut gewinnt Blau die Oberhand. Nach und nach erobert sich das Tonnengewölbe zurück bis nach einer halben Minute alles so aussieht wie am Anfang Der Bildschirm auf den das alles abläuft, steht hier und kommt aus der Software für bildgestützte Medizin. Das verzweigtes System stellt die Blutgefäße einer Mäuse lieber da, und wir haben gerade gesehen wie sich ein Farbstoff den man 2 Sekunden injiziert hat im Organ verteilt und anschließend herausgeschwenkt wird das besondere ist das es sich dabei um eine Computersimulation handelt. Mit ihr können Sie bzw. die Wissenschaft, die mit dieser Software arbeitet realitätsnah nachbilden, wie das Blut durch die Leber fließt. Auch wenn die Software noch im Prototyp Stadium steckt, zukünftig können aber beim Design neue Medikamente und Therapieplanung bei Leber Patienten Unterstützung finden. In Industrie und Technik zählen Computersimulationen schon lange zu den etablierten Werkzeugen. Mit ihrer Hilfe können Flugzeugbauer die Luftströmungen um eine Tragfläche analysieren, Autohersteller das Crashverhalten der Kartenkarosserien verbessert und Chemiekonzerne komplette Prozessketten nachbilden. Das erspart den Unternehmen manch teure Testreihe mit verkleinerten oder maßgetreuen Modellen. In Medizin und Lebenswissenschaften dagegen sind solche Simulationen noch eher selten. Denn in der Regel sind biologische Stoffwechselprozesse um einiges komplexer als technische Vorgänge, was es tendenziell schwieriger macht sie digital zu modellieren. Zwar nutzen Pharma-Unternehmen bei der Medikamentenentwicklung bereits Rechner Modelle des menschlichen Organismus aber diese Modelle sind noch relativ. In ihnen werden Organe wie die Leber als eine black Box behandelt in der nur einige wenige mathematische Gleichungen beschreiben, was in der Leber hineinfließt und wieder aus ihr heraus kommt. Ein wirklich realistisches Abbild der komplizierten und vielschichtigen Stoffwechselprozesse gelingt damit eigentlich nur ansatzweise. In Organismus erfüllt die Leber wichtige Aufgaben Sie speichert Vitamine, produziert lebenswichtige Proteine und reinigt das Blut. Beim Menschen sind es pro Stunde und 90 l, die durch das Organ fließen. Um diesen Blutfluss im Detail zu simulieren geht diese Software von einer hochaufgelösten dreidimensionalen Computer Tomographie Aufnahme aus der Leber aus. Daraus rekonstruieren Sie, wie im Detail das Gefäßsystem des Organs aussieht, jener Stamm der sich in einem feinen Äste verzweigt. Dieses Bild unterteilt man dann in 50.000 virtuelle Würfelchen, jedes von ihnen fast das Verhalten von mehreren 1000 Leberzellen zusammen. Jetzt kann die Simulation beginnen. In jedem Würfel wird der Blutfluss virtuell nachgebildet, ebenso der Austausch von Substanzen zwischen Blut und Zellen mitsamt bestimmter Stoffwechselreaktionen. Am Ende fast die Software die Ergebnisse aller 50.000 Würfen zur vollständigen Simulation zusammen. Mit dieser Aufteilung im kleinen Bereich kann das Verfahren simulieren, was im Inneren der Leber tatsächlich passiert das gilt insbesondere für der Organe in denen man die Bereiche geschädigt. Ein Beispiel ist die Fettleber, ein meist durch über Ernährung verursacht das Volksleiden sie kann zur gefürchteten Leberzirrhose führen und entsteht, wenn sich Fett in das Organ eingelagert allerdings ist oft nicht die gesamte Leber betroffen, sondern nur gewisse Bereiche. Genau das kann die Software simulieren. Konkret heißt das manche der 50.000 virtuelle Würfelchen sind gesund und funktionieren ganz normal, andere dagegen werden durch die Verpfändung mehr oder weniger stark beeinträchtigt und zeigen in der Simulation eine gestörte Funktion, etwa bei der Aufnahme eines Kontrastmittel. Außerdem kann die Software die durch Medikamente verursachten Stoffwechselreaktionen simulieren, sowohl für gesunde Organe als auch für lieber die verfettet oder durch eine Überdosis mit dem Schmerzmittel vorgeschädigt sind. Doch wie lässt sich gewährleisten dass das Programm die kompletten Prozesse in der Leber realitätsgetreu beschreibt. Um das sicherzustellen sind Versuche an echten Organ nötig bei dem man einen Wirkstoff injiziert und möglichst genau nachgeschaut was mit ihm passiert. Der Vergleich mit dem Experiment verrät uns dann wie dicht wir mit unserer Simulation an der Wirklichkeit dann sind außerdem kann die Software eine menschliche Leber simulieren. Das funktioniert natürlich anders im Detail als anders bei Mäuse Leblanc weshalb die Experimente einige Parameter in den Algorithmen neu angepasst werden müssen. Perspektivisch können die Blutflusssimulationen zu einem wertvollen Werkzeug für die Forschung wird. Wenn ein Pharmakonzern ein neues Medikament entwickelt, könnte er per Simulation abschätzen, wie das Präparat wirkt. Nur mit den aussichtsreichsten Kandidaten würde man dann einen weiteren Test durchführen dadurch könnten manche Tierversuche überflüssig gemacht werden ebenso manche kostspieligen klinischen Studie. Denkbar ist aber auch dass die Software künftig in Arztpraxen und Krankenhäusern zu finden sein wird die Idee man könnte für jeden Patienten abschätzen wie sich seine Leber in Zukunft verändert ist hervorragend droht zum Beispiel eine Fettleber zu Leberzirrhose oder sogar zu Leberkrebs zu entwickeln, doch nicht nur die Diagnose auch die Therapie könnte darauf abgestellt werden so ließe sich per Simulation in Erfahrung bringen, welches Medikament in welcher Dosis für einen bestimmten Patienten am besten ist.

Mittwoch, 24. Dezember 2014

Leber-Stoffwechsel mit dem RaspberryPi siumulieren für die Mezinforschung Author D.Selzer-McKenzie Video: http://youtu.be/hOqDUPNzcZM Die besprochene Software finden Sie zum download im Forum http://Outbackbrumby@Blogspot.com Die Muster auf dem Monitor ähneln einer kargen dortigen Baumkrone, ein Stamm der sich immer feinere Zweige feste. Am Anfang war das Gebilde tiefblau, und plötzlich schießt von unten ein leuchtend roter Rot hinauf, innerhalb von Sekunden hat es nahezu alle Ausläufer erreicht. Doch dann beginnt sich der Stamm wieder zu verfärben, erneut gewinnt Blau die Oberhand. Nach und nach erobert sich das Tonnengewölbe zurück bis nach einer halben Minute alles so aussieht wie am Anfang Der Bildschirm auf den das alles abläuft, steht hier und kommt aus der Software für bildgestützte Medizin. Das verzweigtes System stellt die Blutgefäße einer Mäuse lieber da, und wir haben gerade gesehen wie sich ein Farbstoff den man 2 Sekunden injiziert hat im Organ verteilt und anschließend herausgeschwenkt wird das besondere ist das es sich dabei um eine Computersimulation handelt. Mit ihr können Sie bzw. die Wissenschaft, die mit dieser Software arbeitet realitätsnah nachbilden, wie das Blut durch die Leber fließt. Auch wenn die Software noch im Prototyp Stadium steckt, zukünftig können aber beim Design neue Medikamente und Therapieplanung bei Leber Patienten Unterstützung finden. In Industrie und Technik zählen Computersimulationen schon lange zu den etablierten Werkzeugen. Mit ihrer Hilfe können Flugzeugbauer die Luftströmungen um eine Tragfläche analysieren, Autohersteller das Crashverhalten der Kartenkarosserien verbessert und Chemiekonzerne komplette Prozessketten nachbilden. Das erspart den Unternehmen manch teure Testreihe mit verkleinerten oder maßgetreuen Modellen. In Medizin und Lebenswissenschaften dagegen sind solche Simulationen noch eher selten. Denn in der Regel sind biologische Stoffwechselprozesse um einiges komplexer als technische Vorgänge, was es tendenziell schwieriger macht sie digital zu modellieren. Zwar nutzen Pharma-Unternehmen bei der Medikamentenentwicklung bereits Rechner Modelle des menschlichen Organismus aber diese Modelle sind noch relativ. In ihnen werden Organe wie die Leber als eine black Box behandelt in der nur einige wenige mathematische Gleichungen beschreiben, was in der Leber hineinfließt und wieder aus ihr heraus kommt. Ein wirklich realistisches Abbild der komplizierten und vielschichtigen Stoffwechselprozesse gelingt damit eigentlich nur ansatzweise. In Organismus erfüllt die Leber wichtige Aufgaben Sie speichert Vitamine, produziert lebenswichtige Proteine und reinigt das Blut. Beim Menschen sind es pro Stunde und 90 l, die durch das Organ fließen. Um diesen Blutfluss im Detail zu simulieren geht diese Software von einer hochaufgelösten dreidimensionalen Computer Tomographie Aufnahme aus der Leber aus. Daraus rekonstruieren Sie, wie im Detail das Gefäßsystem des Organs aussieht, jener Stamm der sich in einem feinen Äste verzweigt. Dieses Bild unterteilt man dann in 50.000 virtuelle Würfelchen, jedes von ihnen fast das Verhalten von mehreren 1000 Leberzellen zusammen. Jetzt kann die Simulation beginnen. In jedem Würfel wird der Blutfluss virtuell nachgebildet, ebenso der Austausch von Substanzen zwischen Blut und Zellen mitsamt bestimmter Stoffwechselreaktionen. Am Ende fast die Software die Ergebnisse aller 50.000 Würfen zur vollständigen Simulation zusammen. Mit dieser Aufteilung im kleinen Bereich kann das Verfahren simulieren, was im Inneren der Leber tatsächlich passiert das gilt insbesondere für der Organe in denen man die Bereiche geschädigt. Ein Beispiel ist die Fettleber, ein meist durch über Ernährung verursacht das Volksleiden sie kann zur gefürchteten Leberzirrhose führen und entsteht, wenn sich Fett in das Organ eingelagert allerdings ist oft nicht die gesamte Leber betroffen, sondern nur gewisse Bereiche. Genau das kann die Software simulieren. Konkret heißt das manche der 50.000 virtuelle Würfelchen sind gesund und funktionieren ganz normal, andere dagegen werden durch die Verpfändung mehr oder weniger stark beeinträchtigt und zeigen in der Simulation eine gestörte Funktion, etwa bei der Aufnahme eines Kontrastmittel. Außerdem kann die Software die durch Medikamente verursachten Stoffwechselreaktionen simulieren, sowohl für gesunde Organe als auch für lieber die verfettet oder durch eine Überdosis mit dem Schmerzmittel vorgeschädigt sind. Doch wie lässt sich gewährleisten dass das Programm die kompletten Prozesse in der Leber realitätsgetreu beschreibt. Um das sicherzustellen sind Versuche an echten Organ nötig bei dem man einen Wirkstoff injiziert und möglichst genau nachgeschaut was mit ihm passiert. Der Vergleich mit dem Experiment verrät uns dann wie dicht wir mit unserer Simulation an der Wirklichkeit dann sind außerdem kann die Software eine menschliche Leber simulieren. Das funktioniert natürlich anders im Detail als anders bei Mäuse Leblanc weshalb die Experimente einige Parameter in den Algorithmen neu angepasst werden müssen. Perspektivisch können die Blutflusssimulationen zu einem wertvollen Werkzeug für die Forschung wird. Wenn ein Pharmakonzern ein neues Medikament entwickelt, könnte er per Simulation abschätzen, wie das Präparat wirkt. Nur mit den aussichtsreichsten Kandidaten würde man dann einen weiteren Test durchführen dadurch könnten manche Tierversuche überflüssig gemacht werden ebenso manche kostspieligen klinischen Studie. Denkbar ist aber auch dass die Software künftig in Arztpraxen und Krankenhäusern zu finden sein wird die Idee man könnte für jeden Patienten abschätzen wie sich seine Leber in Zukunft verändert ist hervorragend droht zum Beispiel eine Fettleber zu Leberzirrhose oder sogar zu Leberkrebs zu entwickeln, doch nicht nur die Diagnose auch die Therapie könnte darauf abgestellt werden so ließe sich per Simulation in Erfahrung bringen, welches Medikament in welcher Dosis für einen bestimmten Patienten am besten ist.

Leber-Stoffwechsel mit dem RaspberryPi siumulieren für die Mezinforschung

Author D.Selzer-McKenzie

Die besprochene Software finden Sie zum download im

Die Muster auf dem Monitor ähneln einer kargen dortigen Baumkrone, ein Stamm der sich immer feinere Zweige feste. Am Anfang war das Gebilde tiefblau, und plötzlich schießt von unten ein leuchtend roter Rot hinauf, innerhalb von Sekunden hat es nahezu alle Ausläufer erreicht. Doch dann beginnt sich der Stamm wieder zu verfärben, erneut gewinnt Blau die Oberhand. Nach und nach erobert sich das Tonnengewölbe zurück bis nach einer halben Minute alles so aussieht wie am Anfang

Der Bildschirm auf den das alles abläuft, steht hier und kommt aus der Software für bildgestützte Medizin. Das verzweigtes System stellt die Blutgefäße einer Mäuse lieber da, und wir haben gerade gesehen wie sich ein Farbstoff den man 2 Sekunden injiziert hat im Organ verteilt und anschließend herausgeschwenkt wird das besondere ist das es sich dabei um eine Computersimulation handelt. Mit ihr können Sie bzw. die Wissenschaft, die mit dieser Software arbeitet realitätsnah nachbilden, wie das Blut durch die Leber fließt. Auch wenn die Software noch im Prototyp Stadium steckt, zukünftig können aber beim Design neue Medikamente und Therapieplanung bei Leber Patienten Unterstützung finden. In Industrie und Technik zählen Computersimulationen schon lange zu den etablierten Werkzeugen. Mit ihrer Hilfe können Flugzeugbauer die Luftströmungen um eine Tragfläche analysieren, Autohersteller das Crashverhalten der Kartenkarosserien verbessert und Chemiekonzerne komplette Prozessketten nachbilden. Das erspart den Unternehmen manch teure Testreihe mit verkleinerten oder maßgetreuen Modellen. In Medizin und Lebenswissenschaften dagegen sind solche Simulationen noch eher selten. Denn in der Regel sind biologische Stoffwechselprozesse um einiges komplexer als technische Vorgänge, was es tendenziell schwieriger macht sie digital zu modellieren. Zwar nutzen Pharma-Unternehmen bei der Medikamentenentwicklung bereits Rechner Modelle des menschlichen Organismus aber diese Modelle sind noch relativ. In ihnen werden Organe wie die Leber als eine black Box behandelt in der nur einige wenige mathematische Gleichungen beschreiben, was in der Leber hineinfließt und wieder aus ihr heraus kommt. Ein wirklich realistisches Abbild der komplizierten und vielschichtigen Stoffwechselprozesse gelingt damit eigentlich nur ansatzweise. In Organismus erfüllt die Leber wichtige Aufgaben Sie speichert Vitamine, produziert lebenswichtige Proteine und reinigt das Blut. Beim Menschen sind es pro Stunde und 90 l, die durch das Organ fließen. Um diesen Blutfluss im Detail zu simulieren geht diese Software von einer hochaufgelösten dreidimensionalen Computer Tomographie Aufnahme aus der Leber aus. Daraus rekonstruieren Sie, wie im Detail das Gefäßsystem des Organs aussieht, jener Stamm der sich in einem feinen Äste verzweigt. Dieses Bild unterteilt man dann in 50.000 virtuelle Würfelchen, jedes von ihnen fast das Verhalten von mehreren 1000 Leberzellen zusammen.

Jetzt kann die Simulation beginnen. In jedem Würfel wird der Blutfluss virtuell nachgebildet, ebenso der Austausch von Substanzen zwischen Blut und Zellen mitsamt bestimmter Stoffwechselreaktionen. Am Ende fast die Software die Ergebnisse aller 50.000 Würfen zur vollständigen Simulation zusammen. Mit dieser Aufteilung im kleinen Bereich kann das Verfahren simulieren, was im Inneren der Leber tatsächlich passiert das gilt insbesondere für der Organe in denen man die Bereiche geschädigt. Ein Beispiel ist die Fettleber, ein meist durch über Ernährung verursacht das Volksleiden sie kann zur gefürchteten Leberzirrhose führen und entsteht, wenn sich Fett in das Organ eingelagert allerdings ist oft nicht die gesamte Leber betroffen, sondern nur gewisse Bereiche. Genau das kann die Software simulieren. Konkret heißt das manche der 50.000 virtuelle Würfelchen sind gesund und funktionieren ganz normal, andere dagegen werden durch die Verpfändung mehr oder weniger stark beeinträchtigt und zeigen in der Simulation eine gestörte Funktion, etwa bei der Aufnahme eines Kontrastmittel. Außerdem kann die Software die durch Medikamente verursachten Stoffwechselreaktionen simulieren, sowohl für gesunde Organe als auch für lieber die verfettet oder durch eine Überdosis mit dem Schmerzmittel vorgeschädigt sind. Doch wie lässt sich gewährleisten dass das Programm die kompletten Prozesse in der Leber realitätsgetreu beschreibt. Um das sicherzustellen sind Versuche an echten Organ nötig bei dem man einen Wirkstoff injiziert und möglichst genau nachgeschaut was mit ihm passiert. Der Vergleich mit dem Experiment verrät uns dann wie dicht wir mit unserer Simulation an der Wirklichkeit dann sind außerdem kann die Software eine menschliche Leber simulieren. Das funktioniert natürlich anders im Detail als anders bei Mäuse Leblanc weshalb die Experimente einige Parameter in den Algorithmen neu angepasst werden müssen. Perspektivisch können die Blutflusssimulationen zu einem wertvollen Werkzeug für die Forschung wird. Wenn ein Pharmakonzern ein neues Medikament entwickelt, könnte er per Simulation abschätzen, wie das Präparat wirkt. Nur mit den aussichtsreichsten Kandidaten würde man dann einen weiteren Test durchführen dadurch könnten manche Tierversuche überflüssig gemacht werden ebenso manche kostspieligen klinischen Studie. Denkbar ist aber auch dass die Software künftig in Arztpraxen und Krankenhäusern zu finden sein wird die Idee man könnte für jeden Patienten abschätzen wie sich seine Leber in Zukunft verändert ist hervorragend droht zum Beispiel eine Fettleber zu Leberzirrhose oder sogar zu Leberkrebs zu entwickeln, doch nicht nur die Diagnose auch die Therapie könnte darauf abgestellt werden so ließe sich per Simulation in Erfahrung bringen, welches Medikament in welcher Dosis für einen bestimmten Patienten am besten ist.