Sie können nun supercomputer-Simulationen der Herz-Elektrophysiologie in Echtzeit auf desktop-PCs und sogar Handys. Ein Wissenschaftler-team vom Rochester Institute of Technology und Georgia Tech entwickelt einen neuen Ansatz, der nicht nur die diagnose von Herzerkrankungen und testen von neuen Anwendungen, sondern schiebt die Grenzen der cardiac science durch die öffnung einer Schleuse der neuen kardiologischen Forschung und Bildung.

Herz-Krankheit ist die führende Todesursache weltweit, und Herz-dynamics-Modellierung kann nützlich sein bei der Untersuchung und Behandlung von Herz-Probleme wie Herzrhythmusstörungen. Jedoch, aufgrund der komplexen Elektrophysiologie des Herzens Zellen und Gewebe, die Modellierung von Bedingungen wie Herzrhythmusstörungen erfordert die Lösung von Milliarden von differentialgleichungen und bisher wurde nur denen, die Zugang zu Supercomputern.

„Dies eröffnet viele neue Möglichkeiten erforscht, einschließlich der für die RIT Studenten“, sagte Elizabeth Cherry, außerordentlicher professor und Direktor von RIT s-mathematische Modellierung-Programm und co-Autor der neuen Science Advances Artikel, führt die neue Methodik. „Ich fühlte mich sehr eingeschränkt in dem, was ich Fragen könnte Studenten zu tun, in der Forschung Erfahrungen für Studenten-Programme oder auch unsere Vollzeit-Studenten, da der Vorherige supercomputer-Simulationen so lange gedauert hat. Aber jetzt können Sie in der Arbeit mit diesen komplexen Modellen in Echtzeit, so dass es öffnet sich eine ganz neue Welt von Möglichkeiten auf, was Sie studieren zu können.“

In Krankenhaus-Einstellungen, die real-time-Modellen könnte es den ärzten ermöglichen, haben bessere Gespräche mit Ihren Patienten zu lebensbedrohlichen Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

„Diese Visualisierung kann sehr nützlich sein für ärzte, um eine Vielzahl von Herz-Probleme,“ sagte Abouzar Kaboudian, Wissenschaftler an der Georgia Tech und co-Autor. „Zum Beispiel, ein Arzt kann sehen, was passieren würde, wenn ein Herzschrittmacher gelegt wurde, insbesondere die Lage des Herzens. Oder, wenn die Struktur von CT-scan-Daten zur Verfügung standen, zu einem Arzt, Sie importieren die strukturellen Daten für einen bestimmten Patienten und sehen, was würde dazu führen, eine Arrhythmie und was wäre der Verlauf der Aktion zur Beseitigung der rhythmusstörung.“

Der neuartige Ansatz beruht auf der Verwendung von WebGL-code wiederverwenden von Grafikkarten für Berechnungen, die Beschleunigung der wissenschaftlichen computing-Anwendungen. Die Forscher entwickelten eine Bibliothek, die es ermöglicht für high-performance computing, komplexe Probleme, die erfordern, dass large-scale-Simulationen, um diese auszuführen. Ihre schlanke Methodik ermöglicht es Benutzern, um Probleme zu lösen so schnell wie ein supercomputer in web-Browsern, die Sie bereits mit vertraut sind.

„Dies öffnet die Tür für die Möglichkeit, Patienten-spezifische Modelle in einem vernünftigen Weg“, sagte co-Autor Flavio Fenton, professor für Physik an der Georgia Tech. „Es gibt viele Probleme zu lösen versuchen, diese komplexe Modelle für den klinischen Einsatz, aber einer der großen Engpässe wurde die Durchführung dieser high-performance-computing-Echtzeit-Simulationen von komplexen Modellen des Herzens. Jetzt können Sie getan werden.“