Modeling the whole cardiac function involves several complex multi-physics and multi-scale phenomena that are highly computationally demanding, which makes calling for simpler yet accurate, high-performance computational tools still a paramount challenge to be addressed. Despite all the efforts made by several research groups worldwide, no software has progressed as a standard reference tool for whole-heart fully-coupled cardiac simulations in the scientific community yet. In this work we present the first publicly released package of the heart module of life$^x$, a high-performance solver for multi-physics and multi-scale problems, aimed at cardiac applications. The goal of life$^x$ is twofold. On the one side, it aims at making in silico experiments easily reproducible and accessible to the wider public, targeting also users with a background in medicine or bio-engineering, thanks to an extensive documentation and user guide. On the other hand, being conceived as an academic research library, life$^x$ can be exploited by scientific computing experts to explore new modeling and numerical methodologies within a robust development framework. life$^x$ has been developed with a modular structure and will be released bundled in different modules/packages. This initial release includes a generator for myocardial fibers based on Laplace-Dirichlet-Rule-Based-Methods (LDRBMs). This report comes with an extensive technical and mathematical documentation to welcome new users to the core structure of a prototypical life$^x$ application and to provide with them a possible approach to include the generated cardiac fibers into more sophisticated computational pipelines.
翻译:模拟整个心脏功能涉及数种复杂的多物理学和多尺度现象,这些现象在计算上要求要求采用更简单、更准确、高性能的计算工具,这仍然是需要应对的一个重大挑战。尽管世界各地一些研究团体做出了各种努力,但没有任何软件作为科学界全心结合的全心心脏模拟的标准参考工具取得了进展。在这项工作中,我们提出了第一个公开发行的“生命”(xx$)的心脏模块软件包,这是用于多物理学和多尺度问题的高性能解答器,目的是心脏应用。生命(xxx$)的目标是双重的。生命(xxx$)的目标仍然是双重的。一方面,它的目的是在硅实验中进行易于复制和为广大公众所用,同时,由于大量的文件和用户指南,也没有将软件作为全心心脏或生物工程背景的用户作为标准参考工具。另一方面,我们作为学术研究图书馆的构想,生命(xx$)可以被科学计算专家利用,在坚固的开发框架内探索新的模型和数字方法。生命(xx$)已经开发了“xx$(xx)x)目标是双重的双值(x) 将“生命”文件和“滚式”的新的“路”文件制,将一个基础的模型用于一个不同版本的模型的模块的版本,将一个基础的版本的版本的版本的版本的版本,并将一个基础的版本的版本的版本的版本用于用于用于用于以不同版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本的版本。