原標(biāo)題：數(shù)字孿生心臟全球首次實現(xiàn)0.84秒超實時模擬！智源突破計算極限，180倍性能提升
文章來源：新智元
內(nèi)容字?jǐn)?shù)：9650字

新智元報道：實時3D模擬數(shù)字孿生心臟仿真系統(tǒng)的突破

智源研究院近日開發(fā)出一套突破性的實時3D模擬數(shù)字孿生心臟仿真系統(tǒng)，為心臟疾病的臨床診療提供了全新的技術(shù)支持。這一系統(tǒng)的出現(xiàn)，標(biāo)志著心臟電生理研究進(jìn)入了精準(zhǔn)模擬的新時代，能夠幫助醫(yī)學(xué)研究人員和臨床醫(yī)生更好地理解心臟的電生理過程。

1. 心臟電生理的重要性

心臟作為人體重要器官，其電生理活動的異常會引發(fā)嚴(yán)重健康問題，如心律失常和心臟衰竭。因此，深入研究心臟電生理特性對于提高心臟病診斷和治療水平至關(guān)重要。傳統(tǒng)的研究方法主要依賴于動物模型和臨床數(shù)據(jù)，受限于倫理和實驗條件，亟需新的研究工具。

2. 數(shù)字孿生心臟的構(gòu)建

隨著計算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生心臟的構(gòu)建成為可能。研究人員通過數(shù)學(xué)模型和計算機(jī)仿真，能夠在虛擬環(huán)境中重現(xiàn)心臟的電生理活動，從而分析其動態(tài)特性。這種方法能有效避免傳統(tǒng)研究中的倫理問題，但虛擬心臟的實時仿真仍面臨高計算復(fù)雜度的挑戰(zhàn)。

3. 實時心臟電生理仿真系統(tǒng)的優(yōu)勢

智源研究院的實時心臟電生理仿真系統(tǒng)，能夠?qū)崟r模擬心臟的3D電活動，并探討不同生理和病理因素對心臟功能的影響。該平臺不僅可以用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究，還能為臨床提供手術(shù)方案的預(yù)演和決策支持，推動藥物安全性評估的發(fā)展。

4. 技術(shù)路線與計算優(yōu)化

為了實現(xiàn)實時仿真，智源研究院對模型進(jìn)行了深度優(yōu)化，設(shè)計了適合稀疏數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用量化和循環(huán)展開策略以降低計算復(fù)雜度。通過結(jié)合A100平臺的硬件特性，團(tuán)隊實現(xiàn)了高達(dá)180倍的速度提升，使得生物時間與計算時間的比率達(dá)到1:0.84。

5. 未來的應(yīng)用前景

該實時心臟仿真系統(tǒng)的成功實現(xiàn)，為心律失常的機(jī)制研究、臨床手術(shù)規(guī)劃及新藥研發(fā)提供了堅實基礎(chǔ)。此外，該技術(shù)還為超大復(fù)雜物理系統(tǒng)的實時仿真提供了可借鑒的范式，未來在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。

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作者簡介：智能+中國主平臺，致力于推動中國從互聯(lián)網(wǎng)+邁向智能+新紀(jì)元。重點(diǎn)關(guān)注人工智能、機(jī)器人等前沿領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)注人機(jī)融合、人工智能和機(jī)器人對人類社會與文明進(jìn)化的影響，領(lǐng)航中國新智能時代。