用于电磁脑成像的 Zeffiro 用户界面：Matlab 中面向正问题与反问题的 GPU 加速有限元工具
数学软件
2019-09-04 v4 计算工程、金融与科学
偏微分方程分析
摘要
本文介绍用于脑成像的 Zeffiro 界面（ZI）2.2 版。ZI 旨在为基于有限元法（FEM）且由图形处理单元（GPU）加速的 Matlab 环境下的正问题和反问题计算提供一个简单、易用且多模态的开源平台。它允许（1）生成给定的多室头部模型，（2）计算 lead field 矩阵以及（3）反演并分析给定的一组测量数据。GPU 加速应用于上述处理阶段（1）至（3）的每一个。在其当前配置中，ZI 包含用于脑电/脑磁图（EEG/MEG）和线性化电阻抗断层成像（EIT）的正向求解器，以及基于层次贝叶斯模型（HBM）的一组反向求解器。我们报告了分别使用真实和合成数据进行的 EEG 和 EIT 反演测试结果，并从数值上展示了反演参数如何影响 HBM 中的 EEG 反演结果。研究发现，为了在合理计算时间内生成有限元网格和 lead field 矩阵，GPU 加速是必不可少的。代码包可根据本文给出的方向在未来进行扩展。
引用
@article{arxiv.1811.07717,
title = {Zeffiro user interface for electromagnetic brain imaging: a GPU accelerated FEM tool for forward and inverse computations in Matlab},
author = {Qin He and Atena Rezaei and Sampsa Pursiainen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.07717},
year = {2019}
}