数字化人体骨骼的初步临床应用

目的: 根据CT数据进行人体骨骼数字化三维重建和快速成型, 并探讨其在骨科临床的应用价值。方法: 采集 10例人体骨骼病变区域的CT断层扫描数据, 利用计算机进行病变区域的数字三维重建和快速成型, 并将其应用于临床。结果: 3例髋关节疾病和 2例胫骨肿瘤进行数字化三维重建显示, 4例骨盆肿瘤和 1例股骨肿瘤根据数字化骨骼三维重建结果进行快速成型, 并根据数字化人体骨骼结果分别进行手术计划、假体定制和病变区域的重建设计。结论: 数字化人体骨骼重建和快速成型能够精确和直观的反映人体骨骼的病变, 可更好的进行术前计划和准备, 以达到更好的治疗结果。

数字化人体大脑坐标系的建立及三维测量

目的构建临床常用的大脑三维空间坐标系,并对人体大脑各结构进行空间定位和三维测量。方法采用低温冷冻铣切技术采集人体大脑的横断层图像,用课题组自行开发的软件,在分割、重建后的三维模型上,建立三维空间坐标系,进行人脑各结构在空间中的准确定位和三维测量。结果建立了以前后连合间线的中点为原点的大脑三维空间坐标系,并对原始数据进行重新采样,生成了与新坐标系相匹配的人体大脑数据集,并测量了大脑主要结构的大小及空间坐标。结论在计算机上寻找坐标原点,构建新的坐标系,为大脑坐标系构建提供了一种新的方法和研究手段。所获得的数字化可视人体大脑主要结构的体积等测量数据真实可靠,为构建大脑解剖模型积累了定量资料。

数字化人体图像和三维模型在解剖教学中的应用

尸体解剖和标本观察是解剖教学中最重要的实训手段,但是,随着现代医学教学模式的转变,尸体标本来源匮乏,库存不断减少,

首例中国数字化可视人体完成

目的 建立中国的数字化可视人体 (Digitizedvisiblehuman)。方法 选择经肉眼观察、CT和MRI检查无器质性病变的中等身材、中年男性人体标本 1例 ,经外形测量、血管灌注后 ,用 5 %明胶包埋 ,置入 -3 0℃盐水池中冰冻 1周 ,然后在 -2 5℃低温实验室中用TK 63 5 0型数控铣床 (铣切精度为 0 .0 0 1mm)从头至足逐层铣切。逐层用高清晰度数码相机摄影 ,完成人体模型数据获取 ,得到人体结构数据集。利用连续断层图像数据 ,在SGI图像工作站上 ,利用本课题组自主开发的三维重建软件包进行人体结构的三维重建和立体显示。结果 所选用标本为男性 ,3 5岁 ,身高 170 0mm ,体重 65kg ,重庆人 ,非器质性疾病死亡。CT扫描层厚 :头颈部为 1.0mm ,其他部位为 2 .0mm。MRI扫描层厚为 1.5mm。连续横断面层厚 :头部和颈部为 0 .5mm ,其中颅底部为 0 .1mm ,其他部位为 1.0mm ,全身共计 2 5 18个断面。数字化摄影分辨率为 62 914 5 6(3 0 72× 2 0 48)像素 ,每个断面图像文件大小为 3 6MB ,整个数据集数据量为 90 .64 8GB。结论 ①本文报道的研究结果为首例中国可视化人体 (ChineseVisibleHuman)的正式报道 ,使我国成为第三个拥有本国可视化人体数据集的国家。其研究结果同时在国际互联网站发布 ,网站为 :http : www .

基于中国数字化人体的虚拟解剖学系统的建立

目的:研究数字化虚拟解剖系统有效地解决解剖学教学中面临的标本奇缺、标本破坏、教学环境限制等众多问题。方法:基于中国数字化人体数据集(CVH),联合山东数字人科技股份有限公司,通过数据分割、计算机三维重建、模型平滑贴图和软件系统构建开发,构建了中国首套基于真实人体数据的虚拟解剖系统。结果:该虚拟解剖系统包括断层解剖、系统解剖和局部解剖模块,提出了新的解剖学教学模式和教学理念,使医学生和低年资医生能随时随地进行系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学甚至神经解剖学等多项课程的学习以及临床手术培训。结论:该软件系统操作环境舒适,无福尔马林等有害物质的吸入,能充分保障解剖学教学质量,提高学员学习效率,增强学习兴趣,提高学员三维空间想象能力,能带来新的一轮解剖学教学革命。

首例中国女性数字化可视人体数据集采集与可视化研究

目的 建立中国女性数字化可视人体 (Chinesedigitizedvisiblehumanfemale)。方法 选择经肉眼观察、CT和MRI检查无器质性病变的中等身材、青年女性人体标本 1例 ,经外形测量、血管灌注后 ,用 5 %明胶包埋 ,置入 -3 0℃冰库中冰冻 1周 ,然后在 -2 5℃低温实验室中用TK 63 5 0型数控铣床 (铣切精度为 0 0 0 1mm)从头至足逐层铣切。逐层用高清晰度数码相机摄影 ,完成人体模型数据获取 ,得到人体结构数据集。利用连续断层图像数据 ,在SGI图像工作站上 ,利用本课题组自主开发的三维重建软件包进行人体结构的三维重建和立体显示。结果 所选用标本为女性 ,2 2岁 ,身高 162 0mm ,体质量 5 4kg ,非器质性疾病死亡。CT扫描层厚 :头颈部为 1 0mm ,其他部位为 2 0mm。MRI扫描层厚头部为 1 5mm ,其余部位为 3 0mm。连续横断面层厚 :头部为 0 2 5mm ,其他部位为 0 5mm ,全身共计 3 64 0个断面。数字化摄影分辨率为 62 914 5 6(3 0 72× 2 0 48)像素 ,每个断面图像文件大小为 3 6MB ,整个数据集数据量为 13 1 0 4GB。结论 ①经文献检索和查新 ,仅见美国Colorado大学于 1995年 12月完成了 1例女性人体标本的数据采集。本研究结果增添了新的一例女性可视化人体的数据资料 ,其研究结果同时在国际互联网站发布 ,网?

数字化人体表面三维重建及显示的有关问题

目的 :探讨使用切片技术建模的“虚拟人体”图库 ,重建人体三维图像的表面形状。方法 :在目前通用的个人计算机装备上 ,结合计算机的视觉、数据存储、图形学和数字图像处理等技术 ,重建人体表面三维图像。结果 :在大图库基础上建立了小图库 ,减少了数据量 ;通过滤镜除去噪点 ,提取边界 ;确定可见边界点 ,消除冗余边界点 ;构成前视冠状图 ;将静态显示制成动画 ;用实时计算显示 ,解决可控问题。结论 :探讨了变处理大图库大数据量为小图库小数据量 ,建立表面三维要素数据库 ,减少计算机的计算量 ,加速三维重建及显示的过程 ,对未来“虚拟中国人”应用有较宽广的覆盖面。

数字化人体标本的遴选

目的 :为数字化虚拟中国人的标本遴选 ,建立中国人体标准度评价体系。方法 :根据人类学特征、体表测量和染色体鉴定 3类指标建立了中国人体标准度的评价体系 ,并对中国首例“虚拟中国人Ⅰ号”用于人体建模的男性材料进行评价。结果 :建立了符合数字化虚拟人体的中国人体标准度评价体系。“虚拟中国人Ⅰ号”评价的标准度为 92 %。结论 :本文建立的中国人体标准度评价体系能够满足数字化虚拟中国人标本遴选需要。

数字化仿真人体模型的设计方法

提出了一种基于数字化的人体模型设计方案 ,包括人体骨架的结构分解和按几何比例的参数化设计 ,基于人体运动特征的人体各个关节的自由度参数化设计 ,基于人体运动特征的人体动作分解成各种姿势组合的姿势系列化设计 。

基于数字化人体的高精度器官模型3D打印初探

目的将数字化人体三维建模技术和计算机3D打印技术相结合,打印数字化人体器官模型。方法以第三军医大学中国男性数字化人体数据集(Chinese Visible Human male dataset,CVH1)为基础,进行图像分割,对部分器官进行三维重建。利用青岛尤尼科技有限公司自主研发的UN-3D-S2型3D打印机打印3D模型,并完成抛光和着色。结果应用3D打印技术打印出人体标本肝脏、耳蜗和脊柱等模型。模型与标本实体大小比例为1∶1,解剖结构标志非常清楚,适用于外科手术方案制定。结论本研究通过医学高校与国内企业合作,将具有我国自主知识产权的3D打印技术与中国数字化人体技术结合起来,打印出解剖学特征非常明显的人体器官模型,在个性化手术方案设计等方面具有广阔的应用前景。

基于中国数字化人体的肩袖间隙薄层断面解剖与MRI对照研究

目的探讨基于中国数字化人体(CVH)和MRI对照,观察肩袖间隙(RI)薄层断面解剖特点,为临床应用提供影像解剖学依据。方法获取5个CVH肩关节解剖数据集,以斜冠状位、斜矢状位虚拟重建显示RI连续薄层断面解剖,并与20侧肩关节MR平扫T1WI,5侧肩关节MR造影(MRA)对照,用PhotoShop CS2软件观察RI。结果 3种显示方法中,CVH显示RI各边界最佳,优于MRI平扫T1WI和MRA。3个显示平面中,斜矢状位显示RI各边界结构及内容物最佳。在RI各边界显示中,其下界肩胛下肌腱、内界喙突在轴位、斜矢状位及斜冠状位3个平面中及CVH、平扫T1WI、MRA 3种显示方法中最易清楚显示。结论基于CVH的数据集研究RI边界及毗邻关系是较好的方法,以其斜矢状位显示肩袖间隙边界、内容物及毗邻关系为最佳,为肩袖间隙疾病影像诊断提供了重要的识别标志。

物理医学与数字化虚拟人体的实践前景

在现代科技前沿领域中,生命科学与信息科学相互交叉的地带生长了数字化虚拟人体新的研究方向。在医学与物理学、数学、计算机科学的交叉领域,“数字化虚拟人体”是物理医学与计算医学的新事物之一。依据人体精细的切片二维图像,通过信息技术,可以建立数字化人体数据库,构成虚拟人体的框架。在这种数据库框架上,赋予物理医学研究成果的参数,可以表达虚拟人体的物理学性能,深化物理学的研究内容。介绍国际上数字化虚拟人体的发展概况及其在物理医学上的应用前景,介绍我国在174次香山科学会议后,国内这一领域的研究进展情况。

数字化虚拟人体研究在医学领域的应用前景

数字化虚拟人体研究是关于真实人体信息数字化的研究,借助计算机技术,建立三维显示人体器官结构和生理功能的计算机模型。数字化虚拟人体研究经历虚拟可视人、虚拟物理人和虚拟生理人三个发展阶段,其研究对于增进对人类自身的认识、促进医学的发展有重要意义,可为医学研究和应用提供基础和技术支撑。

数字化虚拟人体的研究进展

人体信息的数字化是将医学与信息技术、计算机技术、虚拟现实技术相结合的科技前沿性研究课题,是一项信息技术与医学等学科相互交叉、综合发展起来的前沿性交叉学科。本文介绍了:数字化虚拟人体的国内外研究概况;目前数据集的特点和局限性;数字化虚拟人体数据集的开发及应用前景。

数字化虚拟人体为针刺手法研究提供新的平台

数字化虚拟人体研究是以先进的信息技术和生物技术相结合的方式进行真实人体信息数字化的研究。针刺手法是针灸的精华和针刺疗效的关键,虽然诸多研究人员对针刺手法进行了有益的探索,但都不令人满意。在针刺研究领域中采用数字化虚拟人体研究,可实现针刺手法的三维立体表达,可以精确形象地展示针刺操作的手法过程,可使针刺手法的效应机制研究取得更大的进展。在总结众人研究的基础上,认为借助数字化虚拟人体进行针刺手法的深入研究意义重大。

数字化人体技术及其在体育科学领域中的应用展望

研究目的:跟踪和展望数字化人体技术及其在体育科学领域中的应用。研究方法:采用回顾性研究和前瞻性分析相结合的综述性研究方法,综述了数字化人体技术的基本原理和方法、近年来的研究现状和发展趋势及其在体育科学领域中的应用展望。研究结果与结论:数字化人体技术在运动服装的设计、体育与健身运动器材的开发、体育科学选材、运动人体科学基础研究、预防运动损伤、中医抗疲劳药物筛选、体育保健针灸学等方面具有广泛的应用前景。

基于Visualization Toolkit的数字化人体骨骼系统的重建与可视化

在人体骨骼系统的三维可视化过程中 ,将二维CT数据重建生成理想的三维骨骼数据是非常重要的一环。作者应用可视化工具VisualizationToolkit (VTK)和VC ++实现了二维数据的三维重建、面片削减、连通性检测、三维平滑等一系列功能。与利用OpenGL等工具重建得到的骨骼数据相比 ,不但准确度和视觉效果有了显著改善 ,数据量也大大减小。VTK在人体骨骼系统的重建及处理工作中取得的良好效果表明 ,它是医学图像重建和处理的有力工具之一 ,具有使用灵活 ,功能强大的优点 ,值得推广。

基于中国数字化人体的膝关节后外侧复合体的断层解剖与三维可视化

目的:拟基于薄层高精度的中国可视化人体数据(CVH)对膝关节后外侧复合体(PLC)进行断层解剖学与三维可视化研究。方法:选择CVH-1、CVH-2、CVH-5左右膝关节后外侧结构的CVH数据集,对PLC相关结构进行数据分割和三维数字化重建。结果:成功构建了CVH-1、CVH-2、CVH-5左右膝关节的三维模型,并对PLC的结构和毗邻关系进行多方位、多角度的三维可视化观察研究。结果:PLC主要由腓侧副韧带、腘腓韧带、弓状韧带、腘肌肌腱和股二头肌肌腱构成;髂胫束位于膝关节前外侧,位置相距PLC较远,功能与PLC结构存在差异,不属于PLC结构;3例CVH数据集均未见第3关节囊韧带和腓肠豆韧带。结论:推测膝关节手术中对腓侧副韧带、腘腓韧带、弓状韧带、腘肌肌腱进行解剖重建将有助于加强膝关节术后的稳定性。