手指解剖结构的三维建模及临床应用

论文摘要

研究背景数字化虚拟人体就是应用数字图像、图形以及现代计算技术,采用人体解剖学和现代影像学方法,获取人体解剖结构的数据信息,在计算机上建立的全数字化的人体真实结构的三维模型。1989年美国提出了“可视人体计划”,并于1991年8月开始数据采集和三维重构。此计划的实施在全世界引起极大反响。随后韩国、日本、德国、澳大利亚也纷纷启动此项计划。我国于2001年11月5日～7日,在北京香山召开了主题为“中国数字化虚拟人体的科技问题”的第174次香山科学会议,宣布了中国数字化可视人体研究的开始。随后第三军医大学和南方医科大学开展了数字人的数据采集工作。据报道在上海、重庆、广州共完成8个数据集。各地医院、科研机构也借助CT、灌注技术和三维重建软件不断完成人体组织器官的三维重建模型,使此项研究呈欣欣向荣之势。在显微外科领域,近来对皮瓣血管三维重建为其研究热点。但由于血管的细微和图像分辨率的限制使分割成为困难,所以对于皮瓣的三维重建是个难题。由于它的直观性,人体组织器官的三维模型如果成熟的运用于解剖学研究、外科手术及医学教学将起到不可估量的作用。可是应用实体断层进行数据重建数据量奇大,一般PC机望尘莫及,用CT的重建模型只能在CT机上进行虚拟演示。这样在某些领域例如教学就会受到很大的限制。本研究根据手指解剖学的研究结果,应用3D建模软件在PC上建立手指解剖结构和指固有动脉逆行岛状瓣的3D模型。使在PC上演示手指的三维结构成为现实。目的应用计算机辅助模拟技术(CAD)建立手指解剖结构的三维模型。在PC上实现手指解剖结构的三维演示。方法根据手部解剖图谱及相关资料,应用3ds max、poser建立三维模型。其中手的皮肤、骨骼采用多边形建模、肌腱采用Loft放样建模、布尔运算及FFD变形修改器,指固有动脉和指固有神经采用放样建模、皮瓣应用CV Curve添加拉伸修改器。结果应用上述方法比较成功的建立了手指解剖结构及指固有动脉逆行岛状瓣的三维模型。该模型可在电脑屏幕上自由旋转,隐藏不感兴趣结构。结论应用三维建模软件进行解剖结构的三维演示是可行的,它有助于人们更好的理解和记忆解剖结构,进行外科手术设计。摆脱借助图谱和在头脑内耗时耗力并且一厢情愿的想象是本研究的最终目标。

论文目录

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