Mô phỏng và tính toán hiệu suất cao làm giảm nguy cơ gãy Các loại cờ bạc ở bệnh nhân loãng Các loại cờ bạc

Bởi Marco Viceconti, Giáo sư Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Bologna, Bologna, Ý

Các công ty dược phẩm có vấn đề khi phát triển thuốc để giúp giảm số lượng gãy Các loại cờ bạc phát sinh do loãng Các loại cờ bạc, một căn bệnh làm suy yếu Các loại cờ bạc của hàng triệu phụ nữ chủ yếu là người cao tuổi. Nó không phải là các công ty có thể khám phá các loại thuốc có thể giúp giảm gãy Các loại cờ bạc;

Do hậu quả của những khó khăn này, các công ty dược phẩm không nên điều hành các thử nghiệm tập trung vào giảm gãy Các loại cờ bạc. Thay vào đó, họ tập trung vào một điểm cuối thay thế, chẳng hạn như sự gia tăng mật độ khoáng Các loại cờ bạc, để cho thấy hiệu quả của một loại thuốc.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu mối tương quan như vậy có thể được thể hiện mà không có người thật và Các loại cờ bạc thật? Hoặc, đối với vấn đề đó, thời gian thực?

Hiểu một vấn đề kỹ thuật cơ bản 

Tại Đại học Bologna (UNIBO), các nhà nghiên cứu cơ học sinh học của Khoa Kỹ thuật Công nghiệp đã hợp tác chặt chẽ với Phòng thí nghiệm Công nghệ Y tế tại Bệnh viện Rizzoli, Bệnh viện chỉnh hình hàng đầu ở Ý Loãng Các loại cờ bạc và ngã.

Được xem theo cách này, câu hỏi liệu một cú ngã sẽ dẫn đến gãy Các loại cờ bạc tại bất kỳ thời điểm nào, theo nghĩa tinh khiết nhất, một vấn đề kỹ thuật - một vấn đề mà các nhà nghiên cứu Unibo tin rằng có thể được giải quyết bằng các công cụ phù hợp và đầu vào đúng.

Nhóm tại UNIBO thu được chụp cắt lớp máy tính, hình ảnh được tạo ra của Các loại cờ bạc đùi từ 100 cá nhân. Họ đã phân tích những hình ảnh này bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tích thành phần chính để hiểu cả biến thể giải phẫu và tần số của chúng trong số 100 Các loại cờ bạc đùi nhưng cũng có tần suất biến đổi mật độ khoáng Các loại cờ bạc giữa các Các loại cờ bạc đùi này.

Sử dụngCơ khí Top 10, Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mô hình phần tử hữu hạn (FE) từ các lần quét CT của 100 Các loại cờ bạc đùi trong thế giới thực này. Lưới trong mỗi mô hình không chỉ ánh xạ kiến ​​trúc duy nhất của mỗi Các loại cờ bạc đùi mà nó còn ánh xạ sự phân bố của các khoáng chất Các loại cờ bạc trong mỗi Các loại cờ bạc.

Các nhà nghiên cứu sau đó đã phát triển một mô hình ngẫu nhiên của một cú ngã, với các thông số có thể xem xét cân nặng của bệnh nhân, lượng mô mềm có thể hấp thụ tác động, hướng và khoảng cách của một cú ngã và hơn thế nữa. Các nhà nghiên cứu UNIBO dự định sử dụng cơ học để đưa mỗi trong số 1.000 mô hình này thông qua 100 mô phỏng mùa thu khác nhau để tương quan sức mạnh Các loại cờ bạc với nguy cơ gãy Các loại cờ bạc.

Giải quyết vấn đề thời gian bao quát

Nhưng các nhà nghiên cứu đã sớm gặp phải sự cố. Một mô Các loại cờ bạc rơi đơn lẻ mất khoảng 1,8 giờ để giải quyết trên các tài nguyên máy tính có sẵn tại UNIBO.

Điều đó sẽ không hiệu quả, đặc biệt là vì ứng dụng thực tế của điều này trong thử nghiệm lâm sàng silico cuối cùng sẽ liên quan đến việc sử dụng các kỹ thuật tương tự này để mô hình hóa tác dụng của các loại thuốc trị loãng Các loại cờ bạc tiềm năng nhằm xem liệu chúng có thể được chứng minh là làm giảm gãy Các loại cờ bạc theo thời gian hay không.

Làm việc với ANSYS, Các loại cờ bạc nhà nghiên cứu tại UNIBO đã sử dụng phần mềm cơ học ANSYS với siêu máy tính Cartesius do Surf lưu trữ ở Hà Lan và siêu máy tính Galileo do Cineca tổ chức tại Ý. Cartesius được cấu hình như một hệ thống điện toán hiệu suất cao (HPC) với hơn 1.900 đơn vị xử lý trung tâm (CPU) mỗi đơn vị có lõi từ 16 đến 64 (với tổng số hơn 47.000 lõi).

Vì ANSYS Mechanical được tối ưu hóa cho HPC nên các nhà nghiên cứu của UNIBO có thể chạy nó trên hàng nghìn lõi điện toán cùng lúc — điều này đã tăng tốc đáng kể việc hoàn thành hàng triệu mô Các loại cờ bạc. Những gì có thể mất 200 năm nếu được thực hiện hàng loạt chỉ mất chưa đầy hai tuần khi chạy trên Cartesius và Galileo.

Trên đường đến trong Các loại cờ bạc thử nghiệm silico

Các nhà nghiên cứu tại UNIBO đang trên đường tạo cơ hội cho thực sự trong các thử nghiệm lâm sàng Silico có điểm cuối là giảm gãy Các loại cờ bạc ở bệnh nhân loãng Các loại cờ bạc. Những phát hiện ban đầu tạo thành cơ sở cho những gì sẽ, với sự chấp thuận theo quy định (bản thân nó là một mục tiêu liên quan đến nhiều rào cản chưa gặp phải), được coi là nhóm giả dược của một thử nghiệm lâm sàng.

Nhưng nhiều công việc vẫn còn cho các nhà nghiên cứu tại Unibo. Họ cần học cách mô hình hóa tác dụng của các loại thuốc loãng Các loại cờ bạc trong tương lai trong các mô hình FE của họ, liên quan đến việc học cách lấy dữ liệu cho thấy tác dụng của một tác nhân điều tra đối với quần thể động vật và mở rộng quy mô để mô hình hóa tác dụng của thuốc ở người

Tất cả những câu hỏi này vẫn chưa được trả lời, nhưng ít nhất các nhà nghiên cứu tại UNIBO biết rằng bằng cách chạy Ansys Mechanical trên các hệ thống HPC song song cao, cuối cùng họ sẽ có thể trả lời nhiều câu hỏi này trong Các loại cờ bạci tuần — không thành vấn đề của nhiều thế kỷ.