虚拟脑垂体瘤手术仿真中的物理建模关键问题研究

脑垂体瘤手术是所有微创手术中风险最高的一种，虚拟脑垂体瘤手术仿真系列方法研究是信息科学与神经外科学交叉的前沿研究领域，它对降低临床神经外科手术风险、减少医生培训成本以及保护人体健康都具有重大的现实意义和应用价值。本项目拟采用计算力学(弹性力学与计算流体力学)、数值分析、计算几何、统计学、逆向工程等方法，并借助基于CUDA+GPU(计算统一设备构架+图形处理器)体系结构的通用计算平台开展虚拟脑垂体瘤手术训练物理建模仿真方法的创新型研究。主要研究内容包括：(1)器官组织非线性异构特性测量研究；(2)手术"变形"、"剪切"与静态"流血"物理模型实时仿真研究；(3)"剪切"动态"流血"物理模型混合实时仿真研究；(4)适应于GPU并行处理的数值算法与关键绘制技术研究。本基础研究将为最终研制出适用于临床神经外科医生手术培训的"虚拟脑垂体瘤手术训练仿真系统"奠定理论和方法基础。