本技术提供了一种心脏多模态数字孪生仿真方法、系统、电子设备及介质,属于数字孪生技术领域。该方法包括:S1、采集心脏的多模态数据;S2、对采集到的多模态数据进行预处理,得到心脏数字数据;S3、基于心脏数字数据,构建心脏的多模态数字孪生模型并优化;S4、利用优化后的多模态数字孪生模型,使用龙格‑库塔法并结合PSO算法对心脏的电生理活动进行实时仿真;S5、基于优化后的多模态数字孪生模型和仿真结果,进行虚拟心脏手术治疗的模拟和规划;S6、对多模态数字孪生模型进行动态评估,实时监测心脏的状态变化。本发明采用上述的一种心脏多模态数字孪生仿真方法、系统、电子设备及介质,可以实现心脏状态的高效仿真与实时监测。
背景技术
随着医疗技术的不断进步和计算机科学的发展,数字孪生技术在医学领域的应用日益广泛。数字孪生是一种集成了多学科、多物理场、多尺度、多概率的仿真技术,它通过建立与实际物体高度一致的虚拟模型,实现对物体运行状态的实时监测和精准预测。在心脏医学领域,心脏多模态数字孪生仿真技术应运而生,为心脏疾病的诊断、治疗和预防提供了新的手段。
传统的心脏医学研究主要依赖于实验研究和临床观察,这些方法虽然在一定程度上能够揭示心脏的运行机制和疾病的发生发展,但往往存在成本高、周期长、风险大等局限性。而心脏多模态数字孪生仿真技术则能够通过采集心脏的多模态数据(如影像数据、电生理数据、生理生化数据等),构建心脏的数字孪生模型,并基于该模型进行实时仿真和虚拟手术模拟等操作。这种方法不仅具有高度的准确性和可靠性,而且能够显著降低研究成本和风险,提高诊疗效率。
然而,心脏作为一个复杂的生物系统,其结构和功能具有高度的复杂性和非线性。因此,要实现心脏多模态数字孪生仿真技术的有效应用,需要解决一系列技术难题。例如,如何高效地采集和处理心脏的多模态数据,如何构建准确的心脏数字孪生模型,如何实现心脏电生理活动的实时仿真和虚拟手术的精准模拟等。
综上所述,心脏多模态数字孪生仿真技术作为一种新兴的医疗技术,具有广阔的应用前景和深远的社会意义。
实现思路