ความผิดปกติของสรีรวิทยาของไวรัสหัวใจสามารถนำไปสู่การเต้นผิดปกติอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตามวิธีการวิจัยแบบดั้งเดิมถูก จำกัด ด้วยเงื่อนไขทางจริยธรรมและการทดลอง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ได้จัดหาวิธีการใหม่ในการศึกษาสรีรวิทยาโรคหัวใจ แต่ค่าใช้จ่ายในการคำนวณที่สูงได้ จำกัด การใช้งาน บทความนี้จะแนะนำระบบการจำลองการเต้นของไวรัสระยะเวลาที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัย Zhiyuan
หัวใจของหัวใจเครื่องยนต์ของชีวิตนี้ได้ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์นับไม่ถ้วนเสมอ ความผิดปกติของสรีรวิทยาของไวรัสหัวใจอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรงเช่นภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะและในความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับการวินิจฉัยและการรักษาโรคหัวใจ อย่างไรก็ตามวิธีการวิจัยแบบดั้งเดิมนั้นถูก จำกัด ด้วยจริยธรรมและเงื่อนไขการทดลองและยากที่จะบรรลุเป้าหมาย
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดสถานที่ในการจำลองคอมพิวเตอร์พยายามสร้าง "หัวใจคู่ดิจิตอล" และสร้างหัวใจที่เต้นในโลกเสมือนจริง อย่างไรก็ตามการจำลองหัวใจเสมือนจริงต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณสูง
เมื่อเร็ว ๆ นี้สถาบันวิจัย Zhiyuan ประสบความสำเร็จในการพัฒนาระบบการจำลองทางสรีรวิทยาไฟฟ้าหัวใจแบบเรียล .
นี่ไม่ใช่เรื่องตลก หัวใจเป็นเครื่องยนต์ในชีวิตของเราสูบฉีดเลือดสักครู่เพื่อขนส่งออกซิเจนและโภชนาการไปทั่วร่างกาย การเต้นของหัวใจเป็นสัญญาณไฟฟ้า
ดังนั้นแพทย์และนักวิทยาศาสตร์จึงต้องการศึกษาความลึกลับของสรีรวิทยาไฟฟ้าหัวใจ แต่วิธีการทดลองแบบดั้งเดิมนั้นถูก จำกัด ด้วยปัญหาด้านจริยธรรมหรือเงื่อนไขการทดลองนั้นซับซ้อนเกินไปและความคืบหน้าช้า ในเวลานี้เทคโนโลยีการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์มีประโยชน์ นักวิทยาศาสตร์เริ่มพยายามสร้าง "หัวใจเสมือนจริง" ในคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองกระบวนการเต้นของหัวใจเพื่อให้สะดวกในการศึกษาสรีรวิทยาการเต้นของหัวใจ
อย่างไรก็ตามการจำลองหัวใจเสมือนจริงไม่ใช่เรื่องง่ายมันสูงมากสำหรับทรัพยากรการคำนวณ คุณคิดว่าเซลล์จำนวนมากในหัวใจแต่ละเซลล์ดำเนินกิจกรรมไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง . สำหรับการคำนวณพันล้านใช้เวลาสองสามชั่วโมงหรือมากกว่าสำหรับกิจกรรมไฟฟ้าหัวใจ 1 วินาที
ระบบที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัย Zhiyuan เพิ่มความเร็วในการเต้นของหัวใจเสมือนจริงในระดับ "Ultra -Real -Time" ซึ่งหมายความว่าแพทย์และนักวิจัยสามารถสังเกตกิจกรรมหัวใจเช่นดูภาพยนตร์และพวกเขาสามารถถูกระงับได้ตลอดเวลา ฉันล่าถอยเพียงแค่ทำถ้าคุณต้องการเรียนมันไม่สะดวกเกินไป!
ดังนั้นสถาบันวิจัย Zhiyuan จะบรรลุ "Super Real Time" ได้อย่างไร
ก่อนอื่นพวกเขามีการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงลึกของโครงสร้างทางกายวิภาคของแบบจำลองหัวใจ พวกเขาพบว่าจริง ๆ แล้วมีฟันผุอยู่ในหัวใจและเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจที่แท้จริงมีเพียง 1/3 ของพื้นที่ เป็นผลให้พวกเขาออกแบบโครงสร้างข้อมูลพิเศษเพื่อจัดเก็บข้อมูลเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจที่มีประสิทธิภาพด้วยวิธีนี้คอมพิวเตอร์ไม่จำเป็นต้องเสียเวลาในการประมวลผลข้อมูลโพรงที่ไร้ประโยชน์และประสิทธิภาพจะดีขึ้น
ประการที่สองพวกเขาปรับปรุงวิธีการคำนวณของสรีรวิทยาไฟฟ้าของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ พวกเขาใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า "เชิงปริมาณ" ซึ่งทำให้กระบวนการคำนวณที่ซับซ้อนง่ายขึ้น
ในที่สุดพวกเขายังปรับปรุงสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์ พวกเขาใช้ประโยชน์จากพลังการคำนวณที่ทรงพลังของ GPU ที่ทันสมัยเพิ่มประสิทธิภาพการส่งข้อมูลและวิธีการสื่อสารเพื่อให้ข้อมูลไหลอย่างรวดเร็วระหว่างหน่วยคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันและปรับปรุงประสิทธิภาพการคำนวณเพิ่มเติม
ด้วยกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพเหล่านี้สถาบันวิจัย Zhiyuan ในที่สุดก็ตระหนักถึงการปรับปรุงความเร็วในการจำลองหัวใจ 180 ครั้งซึ่งเป็นการบุกเบิกการบุกเบิกในด้านการจำลองหัวใจ!
ความสำเร็จนี้ไม่เพียง แต่นำความหวังใหม่มาใช้สำหรับการวิจัยการวางแผนการผ่าตัดและการวิจัยและพัฒนายาใหม่ในด้านการเต้นของหัวใจ แต่ยังให้ประสบการณ์ที่มีค่าสำหรับการจำลองเวลาจริงของระบบทางกายภาพที่ซับซ้อนอื่น ๆ ของการพัฒนาเทคโนโลยีการจำลองหัวใจ
ผลการพัฒนาของสถาบันวิจัย Zhiyuan นี้เป็นเครื่องหมายว่าเทคโนโลยีการจำลองการเต้นของหัวใจได้เข้าสู่ยุคใหม่ซึ่งเป็นเครื่องมือที่แข็งแกร่งสำหรับการวิจัยและการรักษาโรคหัวใจและหลอดเลือดในอนาคต