全人心电生理的快速计算模型
医学物理
2022-03-14 v1
摘要
在本研究中，我们提出一种新颖的计算模型，用于前所未有的全心脏电生理模拟。根据心脏异质电生理特性，整体心脏几何被分解为一组具有不同拓扑和电导率的非耦合导电介质：（i）由快速传导心房网络、房室结和心室束组成的细长束网络；（ii）Purkinje 网络；（iii）心房和心室心肌。动作电位在这些导电介质中的传播由双域/单域方程支配，在空间上采用自主有限体积法离散，并耦合三个不同的细胞模型：用于心房肌细胞的 Courtemanche 模型[1]、用于 Purkinje 网络的 Stewart 模型[2]和用于心室肌细胞的 ten Tusscher-Panfilov 模型[3]。所开发的数值模型正确再现了健康与病理条件下全人心脏的电生理，并可定制以研究和优化再同步治疗或侵入性外科手术。重要的是，整个求解器使用 CUDA Fortran 进行 GPU 加速，提供了前所未有的加速比，从而为系统性参数研究和不确定性量化分析开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2112.12854,
title = {A fast computational model for the electrophysiology of the whole human heart},
author = {Giulio Del Corso and Roberto Verzicco and Francesco Viola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12854},
year = {2022}
}