Период выполнения работ: 2026-2029 гг.
Впервые физико-информированные нейронные операторы применят для расчёта распространения электрического возбуждения по трёхмерной геометрии предсердий. Будут исследованы разные ионные модели кардиомиоцитов, включая модели Алиева-Панфилова и Митчелла-Шеффлера, а также различные варианты инициации возбуждения: фронтом, из одной или двух точек на поверхности предсердия, а также вращение волнового фронта. В моделирование добавится гетерогенность среды за счёт изменения тензора диффузии, что позволит симулировать распространение сигналов с учётом индивидуального распределения фиброзной ткани.
Планируемые результаты:
- Разработка метода предсказания распространения электрического сигнала по сердечной ткани на основе физико-информированных нейронных операторов. Модель будет опубликована в открытом доступе в виде репозитория на сайте GitHub.
- Оценка результатов предсказания модели на трёхмерной поверхности. Для каждой ионной модели и типа инициации электрического сигнала оцениваются три параметра:
- скорость предсказания распространения сигнала по сравнению с классическими нейронными сетями, измеряемая в миллисекундах и в процентах от времени работы физико-информированных нейронных сетей;
- точность предсказания площади возбуждённой сердечной ткани, определяемая как усреднённый коэффициент Дайса в сравнении с эталонной площадью, рассчитанной методом математического моделирования;
- точность предсказания формы потенциала действия отдельного кардиомиоцита, оцениваемая по среднеквадратичной ошибке относительно потенциала действия, полученного с помощью математической модели.
- Расширение разработанного алгоритма на трёхмерные поверхностные двухслойные геометрии предсердий для моделирования эпизодов фибрилляции предсердий, а также для эпизодов фибрилляции предсердий с изоляцией лёгочных вен.