构建高分辨率中国数字人男性数据集

目的构建高分辨率中国男性数字人0.2mm断层间距图像数据集。方法取捐献健康男性遗体,经颈动脉红色灌注、低温冷冻定型、专用包埋模具垂直包埋、一次装夹连续等间距铣削、PhaseOneH25数码相机采集连续断层数据以构建数据集。结果共获得9320个RAW格式断层图像数据,分辨率为4080×5440象素,RAW格式单层数据量为27.5M,RAW格式总数据量为260G。结论高分辨率中国数字人男性数据集由于采用了2200万象素的高分辩率数码相机,断层上如血管、脂肪、软骨和骨骼等组织的边界清晰。并可用随机软件对图像的色彩、曝光量以及断层感兴趣区域进行重新处理。     

"虚拟中国人"(VCH)数据采集技术研究

目的：为863项目“数字化虚拟人体若干关键技术”提供人体切片建模数据采集所涉及的多项综合技术。方法：对“虚拟中国人”（Virtual Chinese Human,VCH)铣削加工设备的标准构件进行调研基础上，提出新的设计和组装方案，确定工艺路线，实施调试。结果：与国际上现已报道的VHP和VKH两个数据集相比，新研制装置将卧姿固定和切削，改为立姿固定和切削；采取工作台上直接冻存，改进了异地冻存多次装夹所造成的数据丢失；构 建了以往没能重点显示的血管系统；将切削间距精度由0．33mm和0．2mm提高到0.1mm。结论“虚拟中国人”的数据采集技术，有更高精度、更便于操作、更真实的血管显示。     

中国数字人数据集断层图像自动配准算法

在采集数字人数据时，由于相机在拍摄过程中存在的各种干扰，使得到的各断层图像的投影参数不能保证一致，通过对相机拍摄模型和干扰因素的分析，提出了一种基于二维射影变换（pmjective transformation）的断层序列图像自动配准算法。该算法先通过层间继承的方法寻找每张照片上的定位杆区域，用形态学操作来确定该层定位杆圆心坐标；然后根据定位杆的基准坐标，得到该层的射影变换算子T；最后对原始图像进行图像变换，得到投影参数一致的照片数据集。本算法对数字人采集的原始数据预处理有重要意义，并能为后续的二次数据库开发、图像分割、重建和数字解剖学等提供精确的三维数据集。     

数字虚拟中国人男性一号循环系统的三维建模

目的建立虚拟中国人男性一号血管灌注循环系统的三维模型,为解剖教学以及临床虚拟手术研究提供三维数据模型。方法对数字虚拟中国人男性一号样本进行血管灌注,对获取的彩色断层图片进行空间配准和半自动交互分割,对分割后的数据通过并行算法进行快速三维重建处理。结果对灌注后的动静脉血管和心脏建立了三维模型;通过组合动脉和静脉以及心脏模型获得了全身循环系统的三维模型,弥补了数字化虚拟人体血管模型的空白。结论经过样本的动脉灌注处理之后,在获取高分辨率的切片数据的基础上,建立了精确、完整的血管模型。     

利用数字中国人数据集辅助断层解剖学教学

为使数字中国人数据集能够用于断层解剖学教学。采用数据集转换、编辑出版中国数字人男性图谱和女性图谱及构建三维模型用于断层解剖学教学。获得了适宜断层解剖学教学使用的男性和女性数据集,出版了《中国数字人女性彩色图谱》和《中国数字人男性彩色图谱》,并构建立大量组织器官的三维模型。因此,丰富了断层解剖学教学资源和手段。     

中国数字人数据集三维重建的方法学研究

目的：探索适合于中国数字人数据集特点的图像配准，彩色图像分割以及三维重建方法。方法：首先基于中国数字人连续断层图像的4个定位杆坐标值，对断层图像进行射影变换，消除其射影失真。纠正失真后再将断层图像根据第一个定位杆的质心坐标值裁剪成大小一致的断层图像。其次使用photoshop中knockout滤镜，完成断层图像的分割。最后使用mimics软件完成三维重建。结果：建立了中国数字人女1号髋部骨骼肌精确的三维模型。结论：髋部骨骼肌模型的三维交互可视化可以准确反映该区域复杂的解剖结构及其空间毗邻关系，同时为数字人三维可视化提供了一种精确快速的方法。     

"虚拟中国人"(VCH)切片建模研究进展

20 0 1年 11月 ,第 174次香山科学会议以“中国数字化虚拟人体的科技问题”为主题 ,研讨了在新世纪的前沿科技领域中 ,生命科学与信息科学相结合的重要课题。在这次研讨会后 ,“数字化虚拟人体若干关键技术”列入了国家高技术研究发展计划“86 3”项目 ,开始启动了我国数字化虚拟人体的研究工作 ,为建造有我国特色的数字化虚拟人体 ,着手攻克有关的关键性技术问题。现在需要澄清一个容易引起混淆的报道 ,在此期间 ,有不少新闻媒体声称“虚拟中国人”已经建成。这些新闻是依据ＭＲＩ和ＣＴ影像采集的数据或其他仿生材料而报道的。由于把建造…     

基于"中国数字人"切片和CT数据重建下颌骨的对比研究

目的：探索快速重建人体下颌骨三维模型的方法，比较常用CT资料重建与切片资料重建骨组织的优劣差异。方法：获得虚拟人数据集，并取虚拟人数据中下颌骨部分的切片资料和CT资料分别进行软件的三维重建。结果：利用切片资料建立了较之CT资料更为精细准确的人体下颌骨三维模型。结论：采用应用软件重建方法快速可行，而且利用虚拟人的切片数据建立了高度精确的下颌骨三维模型。     

中国数字人脑部体数据的任意切面绘制

目的:实现医学断层图像序列的三维重建及任意切面显示。方法:结合医学图像三维可视化的2种方法:表面绘制方法和体绘制方法,采用以三维矩阵数值运算与逻辑运算为基础的体数据面绘制算法。结果:可以从任意角度和位置来观察切面的形状、大小、灰度分布等各种生理病理特征。结论:通过分析子矩阵分解算法解决实时性要求与存储空间和运行时间的矛盾,克服了表面绘制不能体现内部数据的缺点,从一定程度上解决了体绘制的速度问题。     

“虚拟中国人I号”的动脉灌注

目的在"虚拟中国人Ⅰ号"建模前对其动脉进行灌注填充,使其能与静脉区分.方法一侧颈总动脉双向插管,按40～45 ml/kg体重的灌注量,以4.0×104 Pa的灌注压力,灌注红色填充剂.结果共灌入填充剂2700 ml.结论为"虚拟中国人I号"赋加了动脉显示特色.     

"虚拟中国人"建模的动脉灌注研究

目的 :为“虚拟中国人”建模提供动脉显示方案。方法 :将 10只大白兔随机分为 5组 ,每组 2只 ,1组为对照组 ,其余 4组麻醉后分别灌入淀粉、水、水彩颜料 ;蛋清、油画颜料、乙酸乙酯 ;香柏油、朱砂 ;明胶、朱砂、淀粉 4种不同配制的填充剂 ;每组中取 1只放入 -2 0℃冰箱中冻存 ,2d后锯切观察 ,另 1只直接打开胸腹腔观察。结果 :淀粉、水、水彩颜料组有渗出 ,锯切面动静脉颜色对比明显但动脉边界不清 ;蛋清、油画颜料、乙酸乙酯锯切面对比明显 ,但动脉管腔中留有“空泡” ;香柏油、朱砂组胸腹腔动静脉对比明显 ,但锯切面有填充物渗出 ;明胶、朱砂、淀粉组锯切面干净 ,颜色对比明显 ,胸腹腔动脉饱满无渗出。结论 :明胶 朱砂 淀粉是数字化虚拟人体较理想的动脉显示填充剂。     

"虚拟中国人Ⅰ号"的动脉灌注

目的 :在“虚拟中国人Ⅰ号”建模前对其动脉进行灌注填充 ,使其能与静脉区分。方法 :一侧颈总动脉双向插管 ,按 40～ 45ml kg体重的灌注量 ,以 4.0× 10 4 Pa的灌注压力 ,灌注红色填充剂。结果 :共灌入填充剂 2 70 0ml。结论 :为“虚拟中国人I号”赋加了动脉显示特色。     

"虚拟中国人"建模动脉灌注液浓度的选择

目的 :为“虚拟中国人”建模的动脉灌注液选择适宜浓度。方法 :以明胶、朱砂、淀粉为灌注液 ,分别配制为低浓度组 (按 2 0 %、10 %、10 %比例配制 )、中浓度组 (比例为 3 0 %、10 %、10 % )和高浓度组 (比例为 3 0 %、10 %、2 0 % ) ,通过对大白兔的动脉灌注 ,观察动脉显示的效果。结果 :低浓度组的动脉显示过密 ,腹腔脏器红染 ,影响清晰度 ;中浓度组动脉显示良好 ;高浓度组灌注不顺畅 ,动脉显示不全。结论 :按 3 0 %明胶、10 %朱砂和 10 %淀粉的比例 ,是“虚拟中国人”动脉灌注建模的适宜浓度。     

"虚拟中国人男性一号"高精度骨骼系统的三维建模

目的：建立人体整体骨骼系统的高精度三维模型，为解剖教学、生理模拟等应用提供三维数据集。方法：采用虚拟中国人男性一号（Virtual Chinese Human Male No．1）的2000万像素的高分辨率切片数据，使用半自动交互方法对全身骨组织进行分割和标识，使用并行三维重建算法对海量的全身骨骼数据进行快速的三维建模。结果：建立了高质量的全身骨骼三维模型；通过初步的细分，实现了单块骨骼的单独与任意组合显示。结论：在高分辨率的切片数据基础上，通过精细分割，建立了高精度的骨骼系统三维模型。     

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。     

"虚拟中国人男性一号"多模态图像配准

目的：解决“虚拟中国人男性一号”CT图像、MRI图像与断层切削图像之间的多模态图像配准问题。材料和方法：根据这三种图像的特点，选择CT图像为基准图像，在对MRI图像进行配准时，通过求解两幅图像梯度特征的最大互信息，搜索出最佳配准参数；在对断层切削图像进行配准时，采用基于解剖结构特征提取的配准方法获取最佳配准参数：最后．根据所得配准参数对待配图进行变换，从而达到配准目的。结果：对头部三种模态图像数据集进行了配准，与高精度手工分割图像数据集进行对比，配准正确率达到95．8％。结论：配准结果准确，解决了“虚拟中国人男性一号”多模态图像配准问题，为数字化虚拟人多模态图像配准提供了参考。