数字孪生心脏全球首次实现0.84秒超实时模拟！智源突破计算极限，180倍性能提升

160 0 0

文章摘要

智源研究院开发了一种实时3D模拟数字孪生心脏仿真系统，这一技术突破为心脏疾病的临床诊疗提供了精确模拟的新途径。心脏电生理特性是反映心脏健康和疾病状态的关键，而传统的心脏电生理研究受限于伦理问题、实验条件和数据获取的复杂性。智源研究院的系统能够实时模拟心脏的3D电活动，并通过调节多种参数探讨不同生理、病理因素对心脏功能的影响。

该系统在医学基础研究领域和临床应用中具有重要作用，如帮助临床医生和研究人员更直观地理解心脏的电生理过程，探究心律失常产生机制、预测猝死发生率等，并可用于构建虚拟药物安全性评估平台。智源研究院开发的模型包含了19种细胞生理状态变量和70多个公式，能够实现复杂的心脏电生理与病理仿真，为临床与医药工业应用提供丰富的场景。

为了实现实时计算，智源对模型底层计算进行了深度优化，针对心脏仿真中计算强度大和I/O密集等瓶颈问题，设计了多种优化策略，如量化和循环展开，有效降低了计算复杂度和I/O，实现了180倍的速度提升。最终，智源虚拟心脏仿真系统实现了对心脏电生理功能的实时仿真，达到生物时间与计算时间比为1:0.84。

这一成果不仅提升了心脏仿真系统的性能，还为更广泛的医学研究和临床应用提供了强有力的支持，标志着心脏仿真技术的又一重大里程碑进展。通过这些策略，智源研究院成功实现了心脏仿真的实时计算目标，达到超实时计算结果，为进一步研究心律失常产生的离子通道与分子机制等关键医学问题，以及手术规划和新药研发与其心脏安全性筛选奠定了坚实基础。