公开(公告)号：CN119132620A

公开(公告)日：2024-12-13

申请号：CN202411152579.3

申请日：2024-08-21

Applicant: 南昌大学

Inventor： 李春泉 ,  刘卓龙 ,  刘国俊 ,  胡立杨 ,  黄水源 ,  陈利民 ,  伍军云 ,  陈荣伶 ,  陶凌 ,  赵庆敏 ,  喻俊志

IPC: G16H50/50 ,  G06F30/25

Abstract: 一种基于GPU加速的LBM烟雾仿真方法，包括1)构建器官软组织和手术器械模型；2)进行存储空间分配、数据结构定义和核函数定义等；3)在CPU创建和初始化烟雾效果的粒子实体，为Compute Shaders所使用的缓冲区buffer在CPU侧分配所需空间；4)调用定义好的计算着色器接口，并且将buffer绑定到LBM方法的碰撞、流动和边界条件步骤的核函数上，其分别对应于碰撞处理、流动处理和边界条件处理；5)启动CPU上的循环计算流程，调用Compute Shader代码，执行在GPU上的并行计算；6)清理CPU上为缓冲区分配的内存空间。本发明利用LBM方法并行性，用Compute Shader进行并行计算，通过绑定核函数的方式，数值求解LBM方程，大大缩短了运算时间，且具有较强的实时性和真实性。

公开(公告)号：CN114693892B

公开(公告)日：2024-11-22

申请号：CN202210310473.6

申请日：2022-03-28

Applicant: 南昌大学

Inventor： 李春泉 ,  刘广传 ,  袁丽琴 ,  岳靓 ,  黄水源 ,  陈利民 ,  伍军云 ,  刘小平

IPC: G06T19/00 ,  G06T15/00 ,  G06F30/20

Abstract: 本发明公开了一种虚拟手术中切割流血模型的建模方法，该方法实现了虚拟手术中切割流血模拟的真实性。该方法包括：首先，在软组织被切开前，根据手术刀的挤压方向、角度和位置，模拟生成局部小形变并计算反馈力；其次，在软组织被切开后，计算滑动摩擦力并生成切口；然后，引入数学函数计算切割部位产生的实时血流量，并生成相应数量的流血粒子；最后，采用改进的混合深度视觉渲染(IMDR)方法来渲染血液表面。本发明提供的一种虚拟手术中切割流血模型的建模方法，通过将软组织切开前的局部小形变、切开后形成的切口、切割过程的实时反馈力和流血进行融合，实现了逼真的切割流血仿真效果。

公开(公告)号：CN118975853A

公开(公告)日：2024-11-19

申请号：CN202411059503.6

申请日：2024-08-04

Applicant: 南昌大学

Inventor： 李春泉 ,  陈杰 ,  黄水源 ,  李灏杨 ,  胡立杨 ,  伍军云 ,  陈利民 ,  陶凌 ,  喻俊志

IPC: A61B34/10 ,  G06T17/20 ,  G06T19/20

Abstract: 一种虚拟手术仿真系统中的软组织切割方法，包括：1)构建手术器械与软组织模型；2)确定手术器械与软组织表面接触起始点，判断手术器械对软组织施加外力是否达到临界值，达到则执行下一步切割，否则继续形变；3)对切割点顶点拆分，记录切割中产生的切割点以及重构后三角形网格单元的所有顶点点集；4)确定手术器械与软组织表面路径终止点；5)根据切割表面路径起始点和终止点及步骤3)记录的点集，贝塞尔曲线方法绘制，形成光滑切割伤口；6)计算出切割过程产生的力反馈，反馈给操作者。本发明通过使用改进后的顶点分裂方法确定切割点，连接切割点并重构三角网格拓扑，并运用贝塞尔曲线重新绘制切口，优化了切口的光滑程度，效果更逼真。