虚拟三维人体解剖学展示系统的设计

背景：应用计算机虚拟技术配合双向交互式人机界面,设立虚拟实验室,使抛弃面对面教学成为了可能。 目的：使用虚拟三维技术实现人体解剖学标本演示,在清晰度、质感、素材输入难易度上全面超越常规三维建模方法制作的电子标本,最终实现远程教育网上虚拟解剖实验室的应用。 方法：自行开发半自动控制的三维标本数据录入硬件系统,全方位的录入解剖标本、模型的素材资料,形成资料库。用软件系统虚拟三维展示解剖标本、模型,并提供相关文献资料、语音解说等素材。 结果与结论：完成了三维标本数据录入机的制作,可以在5 min内将一个实体标本转化为数字化图像数据,数据无需处理,直接输入数据库即可通过虚拟三维演示系统实现远程标本立体显示。三维动画相对于传统二维图片,具有立体,直观,使用方便,不会损耗,易于扩展等优点,在人体解剖的教学及医学科普教育上有良好的应用前景。     

三维数字化虚拟人体在解剖学教学中的初探

如何提高人体解剖学实验教学质量和效果,一直以来都是解剖学教学过程中面临的重要课题。本文通过探讨三维虚拟人体教学软件在人体解剖学教学中的效果,为人体解剖学教学提供参考。     

虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用

虚拟现实也称为视觉模拟，是近年来发展起来的一门跨学科的综合集成技术，利用计算机形成逼真的三维视、听、触等感觉，使人作为参与者通过适当装置，对虚拟世界进行体验和交流。传统的人体解剖学教学方法是以课堂教学为主，再结合挂图、模型、标本、人体等辅助教学工具进行教学，并配以尸体解剖来加深学生的理解。尸体标本进行解剖是传统人体解剖学教学必不可少的条件，标本缺乏严重影响教学质量的提高。虚拟现实技术的产生能使学生在虚拟的人体标本上进行解剖观察和学习，可缓解尸体标本缺乏的状态，降低教学成本，减少危险性，提高教学质量，弥补教学条件的不足。     

可视化人体在泌尿外科医师培训中应用的探讨

近年来，在可视化人体数据集基础上产生的虚拟现实医学，实现了人体解剖结构的三维可视化，能在可视化模型上进行人体解剖结构的任意切割和多方位显示，并实现了虚拟外科学，已在教学和临床发挥了重要的作用。本文将对可视化人体在泌尿外科医师培训中的应用进行探讨。     

数字化虚拟人体在医学上的应用进展

数字化虚拟人体是通过计算机技术将人体结构加以数字化处理，转换成电脑的语言信号，经过虚拟现实技术的交叉融合，通过操作者的调控，这个“虚拟人体”能够模仿现实中的人的各种反应。将数字化虚拟人体的高精度数字模型与不同专业领域的知识和需求相结合，将产生具有行业特色的应用模型。利用数字化虚拟人体数据集可以方便地重建出人体组织器官内在的空间关系并具有逼真的视觉效果。重建出的内脏器官三维模型与现有的知识基础结合在一起，可以为科研、教学及临床工作开辟新的途径。现将数字化虚拟人体在医学上的应用简要综述如下。     

可视化人体解剖学软件在断面解剖教学中的应用

探讨了VH Dissector可视化虚拟人体解剖学教学软件在人体断面解剖学教学中的作用。介绍了该软件的功能、使用方法、在我校医学影像专业人体断面解剖学的教学效果和在人体解剖学教学的优势。该软件能真实的显示组织、骨骼、肌肉、血管和神经等细微解剖结构,为人体断面解剖学的学习提供了一种新的教学模式。为推动了我国基础医学教育的素质化和现代化,可视化虚拟人体解剖学软件在解剖教学中的应用需进一步探讨。     

解剖学课件中动态过程的虚拟

传统的人体解剖学教学中仅依靠挂图、幻灯片讲述，学生难以理解人体的动态生理过程，难以想象人体的三维结构，教学中存在很大的困难。随着计算机多媒体辅助教学技术在教学领域越来越受到重视，多媒体辅助教学技术以其图并茂、动静结合、高交互性等优点被广泛运用于解剖学教学。目前，大部分解剖学教师使用PowerPoint制作课件，PowerPoint虽操作简单易懂、设计灵活、使用方便，可以随时对课件内容进行补充或修改，但是课件表现形式死板、单调，尤其反映不出人体的动态生理过程，体现不出多媒体教学的生动性和形象性。为充分发挥多媒体技术在解剖学教学中的优势，弥补传统教学之不足，我教研室采用PowerPoint与3DSMAX相结合的方式制作解剖学课件，实现了人体三维结构和人体动态生理过程的虚拟。     

医学影像资料三维重建及在解剖学教学中的应用

目的探讨利用三维重建软件构建人体三维模型在解剖学教学中应用。方法采集层厚为1mm的颈、胸部CT影像,利用三维重建软件Mimics对其进行三维重建,并将重建模型应用于本科学生的理论教学中,课后收集学生的学习感受。结果通过三维重建软件Mimics进行图像重建,清楚直观地再现胸廓整体的三维结构,也可单独显示肺、颈椎、胸椎、肋骨、胸骨等结构的三维形态。学生普遍反应学习效率提高。结论利用三维重建可直观显示人体三维结构,应用于解剖学教学可获得良好效果。     

虚拟解剖台应用于高职高专院校人体解剖学教学的可能

本文分析了医学高职高专院校学生生源、师资队伍、教材和人体解剖学授课模式等方面的现状,指出了现今人体解剖学教学的瓶颈主要是课堂中学生对人体形态结构很难形成三维立体印象,影响学习积极性。从而引出人体虚拟解剖台是医学与信息技术相融合的产物,结合国内关于虚拟解剖台应用于教学的相关研究,阐明了结合虚拟解剖台的教学模式是高职高专院校人体解剖学教学改革发展的一种必然趋势。     

数字化人体肝脏可视化与虚拟肝段切除

目的建立人体肝脏及肝内管道系统数字化可视模型,为肝脏虚拟外科手术切除提供形态学依据。方法应用可视化人体肝脏数据集进行三维重建,建立数字化肝脏可视模型,实现肝脏虚拟切除。结果数字化肝脏可视模型,能清晰显示肝内管道系统的空间结构与三维关系,可选择任意径线和角度的切割平面进行虚拟切除,完成切割段体积、表面积和中心坐标的三维测量。结论建立人体肝脏可视化模型,为肝脏数字化解剖学和计算机辅助肝脏虚拟切除手术提供可视化平台与立体形态学基础。     

数字化人体喉的三维重建及其可视化

目的:构建基于PC的喉部三维可视化模型,为喉部解剖教学、虚拟喉科手术及临床喉外科手术治疗方案的选择提供数字化三维解剖学依据。方法:从第三军医大学采集的首例中同数字化可视人体数据集中提取会厌软骨上缘至环状软骨下缘的断层图像,在PC机上经数据分割、对位重建、平滑处理和三维显示等步骤,完成对喉部结构的三维重建和立体显示。结果:完整地重建了喉部各重要结构,可显示喉部各结构的空间位置和毗邻关系,重建结构可以单独或联合显示,可在在维空间位置上绕任意轴旋转任意角度。结论:该数字化可视人体数据集能够较好地重建喉的可视化模型,重建结构逼真,能展示喉的真实面貌,该结果可应用于喉外科手术辅助教学以及手术入路的辅助设计等。     

数字化虚拟中国人女性一号数据图像处理

目的：运用数字化虚拟中国人女性一号数据集，测试图像处理软件对数据集进行三维重建、图像分割及有限元建模效果的可行性。方法：利用等问距抽取、格式转换、图像分割、三维重建、三维显示及有限元建模等方法对虚拟中国人女性一号(VCH—F1)部分数据集进行实验研究。结果：编辑了几种数据版本；实现了图像分割；重构了冠状面图像及矢状面图像；将静态显示制成动画；实现了实时三维显示；建立了基于CT图像的局部有限元模型。结论：虚拟人体女性一号数据集的不同压缩、格式转换能满足形态学三维重建、图像分割、实时三维显示的要求；CT、MRI和切削图像分割重建的骨骼模型可进行有限元建模研究。     

三维动画技术在人体解剖学教学中的应用

人体解剖学传统的教学手段依靠板书、挂图进行教学,近年来随着计算机技术的兴起,多媒体进入了人体解剖学的教学课堂.基于人体解剖学知识的特点,人体解剖学教学与多媒体技术的结合在于可以用图片和动画来展现人体结构的特点.但目前多媒体所采用的图片和动画均为二维,对器官的立体结构以及内部交通情况难以展现.本课题采用三维建模软件3DMAX8.0对颅骨进行三维建模和动画制作,采用FLASH MX软件对动画进行编程,以.exe文件进行输出制作成课件.形象地重建出了颅骨三维模型并制作成功生动的演示动画,更好地展现了颅骨的立体形态以及内部的交通情况.为三维技术在人体解剖学教学中的应用打下良好的基础.     

虚拟人体的研究现状与进展

综述了目前国际上有关虚拟人体在多个层面上的研究现状.首先以心脏虚拟模型为例,介绍了从细胞到器官功能系统的虚拟模型建立方法和研究现状,然后简要介绍了整个虚拟人体计划的研究进展和相关的标准、工具以及数据库的发展状况,讨论了虚拟人体在医疗诊断、医疗器械设计、虚拟手术及医学教育与训练等方面的应用.最后总结了目前虚拟人体研究领域所面临的挑战,并对其军事应用意义进行了探讨.     

三维解剖软件在人体解剖学教学中的应用

人体解剖学属于形态学范畴,教学主要借助图片、模型、标本等,但一般PPT的图像仅仅限制于某一方向的观察,观察比较局限,学生在空间上面没有全方位的认识,解决这个问题的方法可利用三维解剖软件。三维解剖软件可以从不同的方向观察同一块骨骼,肌肉,可以对人体有个全方位的认识,软件使用方法简单,学生可以自己操作,这种教学方法更容易吸引学生的眼球,增加学生的学习兴趣,使得教学内容在生动有趣的教学环境中被消化、吸收,为人体解剖学甚至其它学科多媒体教学的发展提供有益的经验。     

虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用

本文阐述了虚拟现实技术（Virtual Reality）的内涵及其特征;介绍了实现虚拟解剖教学必须具备的计算机软、硬件;讨论了虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用优势。     

基于二维与三维相结合的《人体解剖学》学习平台的构建与应用

《人体解剖学》是一门实践性很强的学科.在传统的教学中,二维的解剖学图谱、模型及标本构成了解剖学教学的基础,但解剖学图谱是对人体器官三维结构的二维表达,制约着学习者对解剖学的学习和理解,其最大的缺陷在于难以对某个器官或结构在人体空间中的准确定位[1].利用现代计算机技术进行虚拟实验室的构建,是近几年来国内外研究的一个热点.《人体解剖学》虚拟实验室以其独特的立体性、生动性、交互性等优势为解剖学教学开辟了广阔的空间[2].构建基于平面图像与三维模型相结合的《人体解剖学》学习平台,就是将文字叙述、图谱图片和虚拟三维模型三者有机结合,构建适应学习者自主学习的环境,推进教育教学现代化.     

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。     

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。     

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。