基于GPU的Gatenby-Gawlinski模型并行模拟：各向异性非均匀酸扩散
医学物理
2020-06-03 v1 数值分析
偏微分方程分析
数值分析
定量方法
摘要
我们引入了Gatenby-Gawlinski酸介导肿瘤侵袭模型的一个变体，考虑了乳酸在周围健康组织中各向异性和非均匀的扩散。数值模拟针对二维数据，采用交错笛卡尔网格上的有限体积格式，并考虑了通过现代CUDA GPU技术的并行实现。该方法的有效性通过重现具有生物学意义的结果得到证明，例如传播前缘的形成以及正常细胞与癌细胞之间间隙的出现，后者由pH降低策略驱动并显著依赖于扩散速率。通过对串行与并行执行方案的性能分析，我们推断利用高度并行的基于GPU的计算设备，可使规则形状网格上的有限体积格式以及显式时间离散化，得以应用于侵袭过程界面扩散问题的复杂计算中。
引用
@article{arxiv.2006.01748,
title = {GPU-based parallel simulations of the Gatenby-Gawlinski model with anisotropic, heterogeneous acid diffusion},
author = {Corrado Mascia and Donato Pera and Chiara Simeoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01748},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 3 figures, 2 tables