虚拟中国人关键技术的研究

目的探索虚拟中国人(VCH)高精度建模的关键技术.方法1.建立中国人体标准的评价体系,对"虚拟中国人"Ⅰ号及Ⅱ号(VCHⅠ及VCHⅡ)进行标准化评定;完成尸体获取的法律程序;2.应用CT、MR和发泡包埋技术对VCHⅠ及VCHⅡ进行切削前预处理;3.用动脉灌注的方法对材料的动脉血管进行标记;4.用自行设计的冷冻工作间和切削设备对人体材料进行切削和图像采集.结果人体材料保持了正常形态,预切间距可达到0.1mm,小切削间距可达到0.02 mm,可对人体材料进行一次装夹连续切削.结论研究的结果在多个领域补充提高了现有的切削建模技术.

"虚拟中国人"切片建模技术的研究进展

我研究所在国家高技术发展规划（863）的“数字化虚拟人体若干关键技术”项目中，承担的是“虚拟中国人”人体切片模型建立研究工作。

虚拟人的腰丛神经断层解剖学及可视化研究

目的 观测"虚拟中国人"(virtual Chinese human,VCH)女性Ⅰ号、男性Ⅲ号腰丛神经连续横断面的走行,建立腰丛神经的可视化数字模型.方法 应用"虚拟中国人"女性Ⅰ号(VCH-F Ⅰ)和男性Ⅲ号(VCH-M Ⅲ)数据集,在薄层断面图像上观察腰丛神经的构成及其与腰大肌和周围血管的关系,应用Amira 3.1(TGS)软件对腰丛神经及其周围结构进行计算机三维重建并立体显示.结果 在VCH-F Ⅰ和VCH-M Ⅲ的薄层断面图像上可以清楚地显示腰丛神经的主要结构,重建的数字化模型可准确地反映腰丛神经解剖学结构特点.结论 VCH-F Ⅰ和VCH-M Ⅲ数据集能够提供完整精确的腰丛神经断面解剖,重建的数字化模型为腰丛神经损伤的影像诊断和外科治疗提供了良好的形态学依据.

数字化虚拟人体研究现状和展望

"数字化虚拟人体"还是较新的学术名词,有必要说明其科学含义及其历史概况、研究现状和今后发展前景.美国的可视人计划(VHP)已经取得显著的效益,并且向虚拟物理人和虚拟生理人研究领域深入发展.人体的可视化、虚拟化和可控化,是生命科学与信息科学相结合的前沿性科技领域,其深奥的理论有待探索,广泛的用途有待开发,对医学有更重大的意义.北京2001年第174次香山科学会议,揭开了我国数字化虚拟人体研究的序幕,早期的人体切片数据集构建工作进展较快,已有4个数据集的初步报道;后续的图形图像处理和虚拟现实技术等正在开展.今后的工作应注意以质量为主,要有应用开发的针对性.

虚拟人对中医药学发展影响的研究

创立了中医体质病理学和人体体质学,是我国近代中医基础理论的一大代表作,加入基因信息的虚拟人,在体质与证型关系的研究中将发挥比人类基因组计划更为重要的作用.

虚拟中国人男性Ⅲ号双下腔静脉断层解剖学及可视化研究

背景:双下腔静脉畸形临床上罕见,多在尸检中发现,自1940年Adachi首次描述该畸形以来,不断有文献报道,但几乎所有文献都在二维图像上进行描述,目前尚无以三维动态图像展示双下腔静脉畸形.目的:观测虚拟中国人男性Ⅲ号双下腔静脉连续横断面的走行,建立双下腔静脉的可视化数字模型.设计:以虚拟中国人男性Ⅲ号数据集为观察对象,重复测量设计.单位:南方医科大学南方医院创伤骨科和解剖学教研室.材料:实验于2006-02/05在南方医科大学解剖实验室完成.数据来源为南方医科大学国家"八六三"虚拟中国人项目课题组采集的"虚拟中国人"男性Ⅲ号数据集,该数据集共有8 952个层面,连续层厚为0.2 mm,提取第2 600～3 660张图像作为断层观察和重建的数据来源.方法:应用"虚拟中国人"男性Ⅲ号数据集,在薄层断面图像上观察双下腔静脉结构,应用Amira 3.1(TGS)软件对双下腔静脉进行计算机三维重建并立体显示.主要观察指标:虚拟中国人男性Ⅲ号薄层断面图像和三维重建图像观察结果.结果:在虚拟中国人男性Ⅲ号薄层断面图像上清楚地显示了双下腔静脉的结构,重建的数字化模型可准确的反映双下腔静脉的解剖学结构特点.结论:虚拟中国人男性Ⅲ号数据集能够提供完整精确的双下腔静脉解剖.

小型动物切削冷冻包埋技术的方法和应用

小型动物已成为药理学、生理学、遗传学、营养学、病理学等研究领域基本的研究工具之一,随着计算机技术的应用和发展,医药学研究从传统的人体和动物实验转向利用计算机现代信息技术进行数字化模拟来完成.而小型动物数据的采集包括了标本处理、机械研制、冷冻保温、自动化控制、图样采集和计算机等多项综合技术,其中仅标本处理一项就包含了多项综合技术.由于小型动物的解剖结构特征与人体大型标本不同,在技术处理方法中与我国"数字化虚拟人体若干关键技术"的标本处理技术有所区别[1].鉴于此,本研究以"虚拟中国人"(VCH)的相关数据采集技术作参考,详细介绍小型动物断层解剖切片包埋技术方法.

虚拟中国人足底韧带结构失效后的足弓负荷机制研究

目的 建立虚拟中国人的足内侧纵弓与外侧纵弓的有限元模型,研究跖腱膜松解术或足底韧带损伤后足骨与内在肌群的生物力学特性,探讨骨性结构、足底韧带、足底腱膜、足底固有肌群之间的协调作用机制.方法 采用虚拟中国人"女性1号"CT图像和MRI图像;采用非线性有限元方法进行足弓术后或韧带损伤后的平衡直立负荷状态仿真;并应用足底固有肌群的3种被动张力(微弱、适度、强烈)模拟术后或韧带损伤后的肌肉状态.结果 建立了虚拟中国人"女性1号"足内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的生物力学有限元模型,计算得到内侧纵弓和外侧纵弓在平衡直立时,韧带损伤时,固有肌群活动时的张应力矢量图、压应力矢量图和von Mises应力整体分布数据.结论 跖腱膜松解术和足底韧带损伤等增加了足纵弓yon Mises应力峰值,改变了张应力与压应力的流向;而足底固有肌活动的被动张力能降低足纵弓yon Mises应力集中程度,调节张应力、压应力矢量接近平衡状态,减小了并发骨折和腱炎的危险性.骨性结构、韧带、腱膜、固有肌群的内在应力具有定量的相互调节功能.

腰椎节段虚拟解剖模型及三维运动数字化测量研究

选取腰椎节段进行CT扫描以获取二维图像数据,应用算法软件三维重建和自由造型系统(SensAble FreeForm)虚拟雕刻等技术,建立腰椎节段组织水平的数字化解剖模型,将该模型与"虚拟中国人Ⅱ号"腰椎切片图像的精细解剖信息相对照,分割出椎骨、椎间盘纤维环、髓核、软骨终板等细观拓扑结构,构建出包含4种组织材料的非均质几何模型.

虚拟中国人女Ⅰ号(VCH-FⅠ)臂丛神经可视化初步研究

目的观测"虚拟中国人"(Virtual Chinese Human, VCH)Ⅰ号女性臂丛神经连续横断面的走行,建立臂丛神经的可视化数字模型.方法应用虚拟中国人女Ⅰ号(VCH-FⅠ)数据集,在颈部薄层断面图像上观察臂丛神经与椎管、脊髓、横突孔、椎动脉等结构,应用Amira 3.1(TGS)软件对臂丛神经进行计算机三维重建并立体显示.结果在VCH-FⅠ的颈部薄层断面图像上清楚地显示了臂丛神经以及颈段其它的结构,重建的数字化模型可准确的反映臂丛神经的解剖学结构特点.结论 VCH-FⅠ数据集能够提供完整精确的臂丛神经解剖,为臂丛神经损伤的影像诊断和外科治疗提供了良好的形态学依据.

发发E-mail身心更健康/从事非传统职业患心脏病概率高/轻度抑郁可能利于长寿/生男减岁生女添寿/科学家提出虚拟中国人/女性生育可延至50岁/生命可能源于淡水塘/美国足浴盆有耐药致病菌

数字化虚拟人体在医学中的应用进展(综述)

数字化虚拟人体为基础医学和临床研究提供了形象直观、立体感强的三维动态图像资料及形态学参数,重建的三维图像不仅能再现器官组织的整体三维空间形态,也可以任意角度展示或切割显示内部结构的立体图像,还可以进行任意方向的动态旋转,借此三维立体视觉,可以精确、定量化地研究各结构的空间关系、提供人体解剖结构三维参数、设计手术入路、模拟手术,以及为生物材料(如假肢、电子耳蜗、人工关节等)的设计制造提供形态及生物力学方面的数据资料,还可以用于解剖教学、辅助医学培训等方面.

基于中国数字人电磁建模的手机天线辐射数值模拟

目的 旨在比较由于东西方人体结构差异导致手机天线在人体内的电磁辐射剂量变化.方法 应用基于数字化虚拟中国人数据集DVCH(Digitized Virtual Chinese Human)建立的人体电磁模型,采用时域有限差分法(FDTD)自主开发数值仿真软件.结果 比较了基于美国可视化人体模型VHP(Visible Human Project)和DVCH建模计算所产生的辐射剂量大小,并应用生物热方程计算人体内的温度升幅.结论 计算结果 表明,两种人体模型内的SAR值均随距离增大而迅速衰减;比较而言,中国数字化人头模型给出的每克SAR平均值较大,而每克SAR峰值较小,这与DCVH模型体积略小于VHP模型有关;对人头内温度的数值模拟计算表明:手机辐射导致的稳态下高温升约为0.25℃,引起脑内温度的升高在人体温度调节的正常范围内.

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.

"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.

足弓第2与第5跖列的肌骨系有限元模型及其临床意义

目的:建立足部内侧纵弓第2跖列与外侧纵弓第5跖列的肌骨系统有限元模型,为研究跖骨应力性骨折与相关足痛症提供生物力学工具.方法:采用中国虚拟人"女性1号"CT图像和MRI图像;应用非线性有限元方法进行生物力学分析.结果:构建了包含皮质骨、松质骨、软骨、韧带、足底腱膜、肌腱、固有肌、脂肪垫、骨髓腔与骨髓窦等10种组织的第2、第5跖列的有限元模型.足弓直立时,大von Mises应力/应变位于第2、第5跖骨骨干与基底.各种足底软组织中,足底腱膜承担着大张拉应力,其次为足底长韧带,足底固有肌张拉应力小.结论:有限元预测的应力应变为研究跖骨应力性骨折,足底腱膜炎引起的慢性跟骨痛,以及足弓塌陷的发生机制提供了生物力学依据.

"虚拟中国人"(VCH)切片建模研究进展

2001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"863"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.

虚拟中国人女性一号松质骨图像数据的配准与三维重建

目的:研究从虚拟人体数据集中松质骨连续切片图像的分割、配准、及三维重建的技术方法.方法:利用现有的虚拟中国人女性一号数据集中腰椎和股骨部分解剖连续切片数据集,用基于外置标记点和分割-计数法两种方法进行参数计算,依参数对图像进行刚体变换完成配准,将配准后的切片图像输入二维图像处理软件进行分割,提取感兴趣区域后输入三维重建软件进行三维重建.结果:重建后的松质骨三维立体图像呈均匀、致密的立体网状结构,骨小梁连接清晰可见.结论:利用现有软件及技术可重建虚拟人体的精细结构.

"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"(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0.33 mm和0.2 mm提高到0.1 mm..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.