G-Heart：GPU加速的心脏电生理模拟与多模态可视化系统

"G-Heart是一个基于GPU的电生理仿真和多模态心脏可视化系统，旨在高效处理心脏模拟和3D数据展示。该系统利用GPU的并行计算能力，解决了传统多CPU方法存在的效率低和成本高的问题。" G-Heart系统针对心脏电生理模拟和多模式可视化的需求，充分利用GPU（图形处理器）的高性能并行计算能力，以提升计算效率。在心脏电生理模拟阶段，系统采用相场法来处理无通量边界条件的问题，这是一种能够有效模拟复杂边界条件的数值方法，能够精确地模拟心脏电信号的传播过程。 对于心脏的几何结构图，G-Heart应用了基于GPU的光线投射体绘制算法，优化了上下文保存模型，实现了高效的3D可视化。这种技术可以快速渲染出心脏的精细结构，并支持实时交互，使研究人员能够更直观地理解心脏的形态和动态变化。用户交互功能的集成使得研究者可以在观察过程中调整视角、缩放、旋转等，增强了探索和分析的灵活性。 在可视化方面，G-Heart提出了一种融合方法，能够同时展示模拟数据（如电生理数据）和解剖数据，实现了多模态的可视化效果。这使得研究人员能够将心脏的电生理活动与解剖结构相结合，更深入地理解心脏的工作机制和潜在的病理问题。例如，通过这种融合，可以清晰地看到心肌细胞的动作电位分布，以及这些电信号如何与心脏的物理结构相互作用。 此外，G-Heart系统还利用CUDA（Compute Unified Device Architecture）编程接口，充分发挥GPU的计算潜力，进一步优化了模拟和可视化流程。CUDA为开发者提供了直接访问GPU硬件的能力，允许编写高效的并行代码，从而极大地提高了计算速度和系统性能。 G-Heart系统通过GPU加速技术和创新的可视化策略，为心脏研究提供了一个强大且高效的工具，它不仅减少了计算时间和资源消耗，而且提高了研究的精度和深度，有助于推动心脏科学的前沿研究。