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。     

中国虚拟人男性1号问世

由广州南方医科大学负责的“中国虚拟人男性1号”数据集于2005年4月构建完成，其数据量和分辨率均为全世界虚拟人之最。男性1号的切削，得到9215个整体人切片资料。中国“数字人”研究联络组组长钟世镇院士透露，继完成虚拟人女性1号的数据集之后，目前，又完成了虚拟人男性1号的切片数据库。     

中国数字人女婴1号数据集构建报告

目的 :构建中国数字人女婴 0 .1mm间距断层图像数据集。方法 :足月宫内窒息新鲜女婴材料 ,经脐动脉红色灌注、低温冷冻定型、专用包埋模具倒立包埋、一次装夹连续等间距铣削、数码相机采集数据并构建数据集。结果 :共获得分辨率为 42 5 6× 2 848象素的断层数据 42 65个 ,构建成总数据量为5 3 .3 1G的RAW格式原始数据集和总数据量为 14 8.0 0G的解压缩TIF格式数据集各一套以及多套不同分辨率和尺寸的JPG格式数据集。结论 :中国数字人女婴 1号数据集组织边界清晰、色泽逼真 ,是第一套采用微创灌注技术和未经防腐处理的 0 .1mm分辨率的新鲜标本数据集。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

利用中国可视人数据集进行断层解剖学辅助自主学习

可视人数据集极大地丰富了断层解剖学教学资源,本文利用可视人数据集,以PowerPoint VBA作为工具,制作了断层解剖学教学课件,克服了传统断层解剖学图谱缺乏交互性的缺点,取得了良好的教学效果。     

基于虚拟中国人数据集的鼻部及颞骨解剖结构三维重建

目的：为可视化虚拟人体模型鼻部及颞骨解剖结构的三维重建探索一种可行的方法。方法：利用3D-Slicer软件进行鼻部及颞骨部分解剖结构的三维重建。对单层图片进行图象分割及提取，处理后的体数据导入3D—Slicer，选择阈值进行进一步的图像分割，产生感兴趣区的标志图，进而重建出组织结构的三维表面模型。结果：成功重建了四组鼻窦，鼻中隔，中下鼻甲，颞骨，鼓室，乳突气房，乙状窦，颈内动脉的三维表面模型，并可显示不同结构间的毗邻关系与空间定位。结论：基于中国第一号虚拟人数据集，用3—D软件可以实现鼻部颞骨部分解剖结构三维可视化，便于对该部解剖结构的观察和理解。     

基于中国数字人的经皮神经电刺激信号传导机制建模与分析

目的:研究经皮神经电刺激(TENS)在实施肌肉刺激时信号在内部的传导情况,为理想刺激提供理论依据。方法:以中国数字人为数据基础,先使用Mimics软件完成组织分割与三维建模;考虑到多物理场有限元建模软件只能使用几何实体,接下来使用Geomagic软件完成组织的实体建模,得到组织的几何实体;最后将获得的几何实体在COMSOL Multiphysics 5.5中建模,并在频域环境下,通过注入20 mA的直流电信号分析信号在手臂中的传播机制。结果:由于皮肤存在集皮肤效应,信号主要集中在电极以及电极与皮肤的接触处,分析位置离电极中心位置越远,人体手臂内部感应电势越小,并且感应电势逐渐变为正电势。在手臂内部,骨骼不传导信号,但骨骼形状及数量会影响电流密度分布的均匀性。结论:在基于中国数字人的TNES信号传导模型中,传导距离越远,信号衰减越大;内部组织结构越复杂,信号分布也越不均匀。     

基于中国可视人数据集的图像矢量化研究

目的设计并应用将中国可视人数据集中的图片转换为矢量图的算法。方法设计一个算法,并按照此算法设计一个特定的程序,此程序的输出文件格式为ScalableVectorGraphicsSVG,并在轮廓和色彩上比较原来位图和转换后的图形。结果该算法可以对分割后图像进行理想效果的转化,对色彩梯度大的图像,该算法的复杂度会增加。结论该图像格式可以作为一个交换数据存在,对分割后图像有理想的转化效果。在现阶段各种可视化程序的分割机制不同有各种不同的中间文件格式,实施SVG格式标准有助于规范异构可视化平台的数据统一性。     

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。     

The Chinese Visible Human (CVH) datasets incorporate technical and imaging advances on earlier digital humans

We report the availability of a digitized Chinese male and a digitzed Chinese female typical of the population and with no obvious abnormalities. The embalming and milling procedures incorporate three technical improvements over earlier digitized cadavers. Vascular perfusion with coloured gelatin was performed to facilitate blood vessel identification. Embalmed cadavers were embedded in gelatin and cryosectioned whole so as to avoid section loss resulting from cutting the body into smaller pieces. Milling performed at ?25 °C prevented small structures (e.g. teeth, concha nasalis and articular cartilage) from falling off from the milling surface. The male image set (.tiff images each of 36 Mb) has a section resolution of 3072 × 2048 pixels (～170 µm, the accompanying magnetic resonance imaging and computer tomography data have a resolution of 512 × 512, i.e. ～440 µm). The Chinese Visible Human male and female datasets are available at http://www.chinesevisiblehuman.com . (The male is 90.65 Gb and female 131.04 Gb). MPEG videos of direct records of real‐time volume rendering are at: http://www.cse.cuhk.edu.hk/~crc     

A new approach for the evaluation of the human papillomavirus type 16 variability with high resolution melting analysis

Studies on the variability of human papillomavirus (HPV) type 16 are based mostly on DNA sequencing of the viral oncogenes E6 and E7. In order to simplify variant identification, high resolution melting (HRM) analysis, which has been shown to distinguish amplicons differing in a single nucleotide, was employed.Optimised HRM analysis was applied to 255 anogenital samples positive for HPV 16. The E6/E7 region of the HPV 16 genome was amplified using nested PCR with subsequent melting of the amplicons. Samples giving ambiguous melting profiles were melted again in the presence of reference HPV 16 DNA to define and confirm the novel melting profiles.Out of 219 samples of Croatian origin, 65 reference variants, 119 E6-360G variants and 35 novel melting profiles were found. Samples containing unusual profiles were sequenced for identification. In addition, a subset of samples with two common variants, 23 reference and 34 E6-350G variants, was also sequenced to confirm the findings of high resolution melting. Concordance between the melting analysis and sequencing was 93.9%, while HRM sensitivity and specificity were 92.9% and 94.7%, respectively.This study showed that HRM analysis can be useful for the identification of HPV 16 variants. The HRM method will be useful in low resource settings as it saves considerable time and resources compared to sequencing.     

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。     

高分辨率熔解分析的技术特点及临床应用

高分辨率熔解分析(high resolution melting analysis,HRMA)是一种研究单核苷酸多态性及DNA突变的新技术.HRMA作为一种简便、准确、快速、低成本的闭管操作模式,已在DNA突变扫描、基因分型、甲基化检测与序列匹配等临床研究中得到应用.该文就HRMA的技术特点及其临床应用作一综述.     

Comparison of high resolution EEG methods having different theoretical bases

Summary Mathematically simulated data is used to obtain direct comparisons of the accuracies of spline/Laplacian and cortical imaging algorithms in predicting cortical potential. Even though the two approaches have quite different theoretical bases, the two methods provide nearly identical estimates of cortical activity at scales greater than about 2 or 3 cm when 64 electrodes are used.Research at Tulane University was supported by NIH grant RO1 NS243314. Research at the Swinburne Centre for Applied Neurosciences was supported by an ARC research infrastructure grant. The authors thank Geoff Nield (in Melbourne), Andrew Westdorp (in New Orleans), and Sam Law (in Bethesda) for technical assistance.     

建立高分辨率熔解曲线法筛选含VEB-3型基因菌株

目的 建立高分辨率熔解曲线法筛选含VEB-3型基因菌株.方法 不重复收集2003年1-12月革兰阴性杆菌产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)菌株292株,用酚-氯仿法抽提基因组DNA;首先以基因组DNA为模板,PCR扩增VEB基因;挑选阳性菌株34株再PCR扩增包含168位点的一段约110 bp的基因片段,高分辨率熔解曲线(high resolution melt,HRM)分析后测序验证.结果 VEB-3亚型与其他亚型基因通过HRM分析具有显著的差别;测序结果与HRM分型结果一致.结论 应用HRM技术可以准确快速筛选含VEB-3型基因菌株.