Autómata celular para simulación de fibrilación auricular: acercando el tiempo de cómputo a la práctica clínica

Las simulaciones biofísicas auriculares conllevan un alto coste computacional asociado al gran número de ecuaciones que deben resolverse en cada nodo en modelos con una densa discretización espacial, lo que dificulta su uso clínico. El Autómata Celular (AC), al tomar un número finito de estados, reduce el tiempo computacional y puede proporcionar aproximaciones interesantes para modelos de gemelos digitales. Este estudio explora el potencial de un AC que simula la electrofisiología auricular en condiciones sanas y patológicas, comparándolo con las simulaciones biofísicas. El AC fue entrenado a partir de simulaciones biofísicas con diferentes ritmos de estimulación en láminas de tejido. Luego, el AC entrenado se utilizó para simular patrones de fibrilación auricular en una lámina 2D de tejido auricular y en una geometría auricular 3D completa, pudiendo así evaluar su rendimiento con respecto a las simulaciones biofísicas. En el primer caso, la arritmia autosostenida bajo diferentes grados de remodelado electrofisiológico presentó un error promedio 6.25±2.87 ms en la duración del ciclo. En la geometría tridimensional, el valor de los tiempos locales de activación difirió en 9.6±7.6 ms para el ritmo sinusal y proporcionó patrones comparables para la fibrilación auricular crónica. Todos los resultados se acompañan de una reducción en los tiempos computacionales que se acercan a tiempo real (21 veces más rápido que las simulaciones biofísicas en equipos con GPU). Estos hallazgos sugieren que los modelos de AC tienen el potencial de proporcionar una herramienta eficiente para reproducir la electrofisiología auricular específica de cada paciente en tiempos clínicos.