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目的:本研究基于VHP数据和VOXEL-MAN平台,在经穴断面解剖知识的基础上,探讨肩贞、支沟、曲池三穴的可视化方法,将其融入第二代针灸三维影像浏览器(VOXEL-MAN 3D Navigator:Acupuncture)以完成此三穴部分的开发和通过虚拟针刺触觉的再现搭建相应的针灸训练场景。
方法:(1)采用标准化二维描述的腧穴三维定位方法,结合腧穴的传统定位和腧穴解剖结构的研究,在三维可视人体模型上进行肩贞、支沟、曲池三穴的定位,并选用球体模型表达腧穴;(2)运用结合曲面拟合信息的基于色度椭球的多步骤分割方法对肩贞、支沟、曲池穴相关的解剖结构逐一进行分割;采用图形建模的方法利用管状图形编辑器构建血管、神经模型;(3)运用“智能物体网络模型”和“语义网络方法”建立肩贞、支沟、曲池穴相关的医学知识体系;(4)采用虚拟现实技术和脚本控制方式,设计并生成含有肩贞、支沟、曲池三穴融合QTVR格式的双层智能三维动画;(5)运用fifoserver有名管道信息通路实现VOXEL-MAN平台与Omega 3dof力反馈装置的结合以便模拟力反馈。
结果:实现了肩贞、支沟、曲池穴在三维可视人体中的定位与表达;完成相关解剖结构的分割、建模与可视化显示;并建立了有中医特色的相关医学知识体系,使图像知识与文本知识有机结合起来;生成了QTVR格式的智能动画,以三维立体图像实现了肩贞、支沟、曲池穴的针刺深度和针刺方向的可视化研究;将可视化结果融合到针灸学影像浏览器中,完成了第二代针灸三维医学影像浏览器的开发,同时通过力反馈的模拟搭建了相应的针灸训练场景。
结论:本研究以肩贞、支沟、曲池三穴针刺相关的肌肉、骨骼、血管和神经等解剖形态学和触觉研究为切入点,基于VHP数据和VOXEL-MAN平台,运用虚拟现实技术,探讨融入针灸腧穴数据的三维可视人体模型和针灸训练场景的构建。研究工作在进一步完善现有虚拟人数据的基础上选用临床常用穴位进行研究有助于对中医腧穴经络理论的理解,为其本质的研究开辟了一条“医学影像”的新路;选用临床常用穴位进行三维数字化的研究,使其具有了更为普遍的临床指导意义;其能提供生动、形象、直观的多媒体教学手段,同时也有助于中医理论的普及和发展;其为中医药学与针灸经络学的进一步研究和新领域的开拓及中医穴位解剖数字人向有力感反应的物理数字人的迈进奠定了一定的基础,同时促进了图像显示平台自身的丰富和发展。