基于模型约简和GPU加速的软组织实时仿真

摘要：

为了得到虚拟外科手术中人体软组织的实时变形仿真,采用了基于模态分析的模型约简方法,同时结合了GPU加速技术,实现了人体软组织的实时仿真计算,为虚拟手术提供了良好的人机交互.模型约简以有限元理论为基础,将软组织模型的动力学方程投射到约筒子空间,减少系统自由度.在实时仿真过程中,首先需在子空间中对低维动力学模型进行数值计算,然后利用GPU通用计算技术来加速重建原始空间中的形变向量.以心脏大变形实时仿真为例,验证方法的性能,实验结果表明心脏的变形仿真可以在很高的刷新率下运行.提出的模型约简和GPU加速方法,为人体软组织的变形实现了实时仿真,为虚拟手术提供了理论基础和技术支撑.

关键词：软组织、模型约简、图形处理器、实时仿真

所属期刊栏目：31

分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金面上项目61170171;江苏省“六大人才高峰”项目2010-WLW-006;江苏省高校科研成果产业化推进项目JHB2011-45;南通市科技公共服务平台计划项目DE2010003

在线出版日期：2014-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：438-442