PRIME醫學仿真引擎

中國科學院香港創新研究院人工智能與機器人創新中心
簡介

PRIME醫學仿真引擎可以即時模擬軟組織和手術器械的交互、精確的摩擦碰撞以及高精度流體仿真,同時支持用戶交互。在醫療應用中,PRIME的物理引擎支持多樣化、可定制化的高精度手術仿真,使得手術培訓及手術規劃可以在低成本、無風險的環境下進行。

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完成研究日期
當前處於研發階段
商品化機會
專利授權
解決方案

PRIME醫學仿真引擎能夠解決醫療培訓、手術規劃等多方面問題。通過高精度的虛擬環境,醫學生和醫生可以在無風險的情況下進行反覆練習,提升手術技能和應急處理能力。同時,仿真技術還能幫助醫生在術前模擬複雜手術,優化方案,降低手術風險。

創新技術
  • 基於新型仿真算法射影動力學,PRIME高效且精準地解決軟體形變仿真中的大規模非線性問題。此方法可用於模擬大規模人體器官系統。
  • 基於拉格朗日乘數法來解決多物體系統中的接觸及摩擦問題,PRIME可以精確且穩定地解決其中的非線性非連續問題。此方法可用於模擬手術器械和軟體組織之間的交互。
  • 基於格子玻爾茲曼方法來實現高精度的流體仿真以及流固耦合。此方法可以用來預測人體血管的血液流動。
主要成效
  • 大幅降低外科手術培訓的成本,避免大量資源的消耗。
  • 使得外科手术培训在零风险的环境下进行。医学生和医生可以对特性手术场景进行反复练习来提升熟练度和应急处理能力。
  • 使得醫生可以在手術之前進行風險的預估及處理,從而在正式手術中最大程度規避潛在的風險和失敗。
應用範疇
  • PRIME仿真引擎可用於預測開顱手術中因腦液流失而造成的大腦位置偏移。
  • PRIME仿真引擎可以用於腦血管中血液流動狀態的預測。
  • PRIME仿真引擎可以用於模擬手術導航,以及導航過程中腫瘤位置的即時預測。

為落實中央支持香港成為國際科創中心的戰略目標,受港府邀請,中國科學院於2019年在港設立首家國務院直屬科研機構—中國科學院香港創新研究院。其下設兩大研發中心,人工智能與機器人創新中心 (https://www.cair-cas.org.hk) 由中國科學院自動化研究所(CASIA)牽頭建設,圍繞新一代人工智能基礎理論、面向健康的智能技術、新型人機交互技術與設備、人工智能開放平臺技術開展國際前沿研究工作。其定位是成為世界一流的人工智能和機器人研究機構。

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