專利名稱：經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)說及其針灸醫(yī)術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及經(jīng)脈穴位 在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
早在公元前五至一世紀(jì)，中國著名醫(yī)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》就指出“氣穴所發(fā)， 各有處名”，記載了 160個穴位名稱。晉代的皇甫謐編纂了我國現(xiàn)存針灸?？频拈_山名作 《針灸甲乙經(jīng)》，對人體340個穴位的名稱、別名、位置和主治一一論述。宋代的王惟一重新 厘定穴位，訂正訛謬，撰著《銅人腧穴針灸圖位》，并且首創(chuàng)鑄造專供針灸教學(xué)與考試用的兩 座針灸銅人，造型逼真，端刻精確。可見兩千年以前我國古代醫(yī)學(xué)家就知道依據(jù)腧穴用針灸 技術(shù)治病，并在長期實踐過程中形成了腧穴學(xué)的完整理論體系，認(rèn)為腧穴是臟腑經(jīng)絡(luò)氣血 通達(dá)于體表的特定部位，針灸或按摩這些部位會產(chǎn)生酸、麻、重、脹、熱、涼等所謂“氣至”感 覺，且“氣至”不會只停留于該局部，而是沿數(shù)個、數(shù)十個腧穴連起來的路線遠(yuǎn)傳，進(jìn)而發(fā)現(xiàn) 了各條不同路線的經(jīng)脈。中醫(yī)指出，經(jīng)絡(luò)是人體氣血運行的通路，有主干和分支，其中縱行 的主干線稱為經(jīng)脈，由經(jīng)脈分出網(wǎng)絡(luò)全身各個部位的分支稱為絡(luò)脈?！鹅`樞·經(jīng)脈》曰“經(jīng) 脈十二者，伏行分肉之間，深而不見；其常見者，足太陰過于外踝之上，無所隱故也?！苯?jīng)絡(luò)縱 橫交貫，遍布全身，將人體內(nèi)外、臟腑、肢體聯(lián)成為一個有機的整體。中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)說及其針灸 醫(yī)術(shù)源遠(yuǎn)流長，貫穿兩千多年華夏民族文明史，其高深的學(xué)術(shù)意義及其重大的醫(yī)學(xué)價值，理 應(yīng)不亞于中國舉世聞名的四大發(fā)明為人類發(fā)展所做出的巨大貢獻(xiàn)。然而截止目前在人體解剖組織中仍找不到穴位及經(jīng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)無法證明穴 位及經(jīng)絡(luò)的實體存在，因此中醫(yī)穴位及經(jīng)絡(luò)學(xué)說長期得不到西方醫(yī)學(xué)界乃至世界科學(xué)界 的公認(rèn)。本發(fā)明人認(rèn)為，穴位有可能是存在于人體組織之間的一種至今不能被人類測定的 彌散態(tài)物質(zhì)源，好比離子型物質(zhì)結(jié)構(gòu)中以凝聚態(tài)排列的正離子結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于可見的實體組 織器官)的間隙之中拓?fù)浞植加袕浬B(tài)的“電子氣”(相當(dāng)于不可見“氣”穴連成的經(jīng)絡(luò))一 樣，在外來“疏導(dǎo)”作用(如針灸、按摩)下它會產(chǎn)生被人感知的生物電流作用，并非人類尚 未觀測到實物就不存在。解釋穴位及經(jīng)絡(luò)的本質(zhì)是留給未來世界終究會解決的學(xué)術(shù)問題， 兩千年以來并不因此而停止它在應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展?；谘ㄎ患敖?jīng)絡(luò)學(xué)說的針灸醫(yī)術(shù)從古至今對很多病例的神奇療效，令人嘆服穴位 及經(jīng)絡(luò)作用的客觀性。本發(fā)明人曾跟別人學(xué)習(xí)祖?zhèn)麽樉闹g(shù)，自我針灸醫(yī)好了自身病痛，繼 而數(shù)百次臨床針灸治病救人，親身感受了針灸醫(yī)術(shù)立竿見影的疏導(dǎo)與止痛作用。本發(fā)明人 從實踐中逐步體會到傳統(tǒng)中醫(yī)針灸圖譜所畫人體上的穴位其實并非穴位的真正位置，而 是針灸施針之進(jìn)針點；要刺中穴位，關(guān)鍵是從進(jìn)針點刺入皮下后控制針尖的走向和深度。因 此中醫(yī)資料對每個穴位都注明了針刺深度范圍。一般來說，要快速無痛進(jìn)針穿越皮膚，避開 臟器、血管等組織，或深入骨縫，或到達(dá)肌間一定深度處，直至病人出現(xiàn)“麻、酸、脹、困”的感 覺，施針者手感也相應(yīng)出現(xiàn)“粘滯”，即進(jìn)入“得氣”階段，才算扎中了穴位，繼而留針或以手 法刺激，產(chǎn)生良好的滯后療效。但從目前中醫(yī)針灸圖譜來看，所有穴位及經(jīng)絡(luò)均標(biāo)志在書籍 紙面的二維人體投影輪廓之中，即使制作了金屬或其他材料的三維人體模型，也只能標(biāo)點 在模型人體的表面，因此千年流傳至今的穴位只不過是穴位的進(jìn)針點而已。要表達(dá)穴位及 經(jīng)絡(luò)在人體解剖的三維空間環(huán)境較為確切的定位，即穴位進(jìn)針點在人體皮下一定深度的定位，依靠古今二維人體表面圖上標(biāo)點或者三維人體模型表面上標(biāo)點是不可能的。經(jīng)檢索國內(nèi)發(fā)明專利有“虛擬現(xiàn)實針灸穴位定位方法與系統(tǒng)(專利號ZL 02134647. X)”，該專利采用兩臺攝像機拍攝真實人體，三維構(gòu)建具有穴位標(biāo)志的虛擬人體 圖像，該圖像在視頻上可以動態(tài)調(diào)節(jié)，同現(xiàn)實病人體形重疊并建立其穴位數(shù)據(jù)庫，達(dá)到對其 皮膚表面顯示的穴位定位與針灸之目的。應(yīng)當(dāng)指出，該專利三維構(gòu)建的具有穴位標(biāo)志的虛 擬人體圖像，同過去標(biāo)志在實體材質(zhì)人體模型表面的穴位本質(zhì)上一樣，虛擬人體圖像上的 穴位標(biāo)志不過是分布在人體表皮的進(jìn)針點，仍然沒能顯示第三維深度，更沒有顯示穴位在 皮下的解剖組織環(huán)境。因此該專利通過拍攝真實人體三維構(gòu)建具有穴位標(biāo)志的虛擬人體圖 像，與本發(fā)明利用繪圖軟件三維構(gòu)建具有經(jīng)脈穴位定位的虛擬人體圖像不同，在于本發(fā)明 更為確切地將經(jīng)脈穴位標(biāo)定在三維虛擬人體解剖組織之中，不是在二維或三維人體圖像中 的二維定位，而是在三維人體圖像中的三維定位。而且該專利采用普通攝像機不可能隔著 皮肉拍攝出人體解剖組織，因而無法構(gòu)建出含有人體解剖組織的三維虛擬人體圖像。通過 拍攝真實人體解剖組織三維構(gòu)建的虛擬人體并非沒有，據(jù)央視報道中國第一個“三維虛擬 人”已于2006年被選定為一位誤食毒蘑菇而死的18歲云南少女，其尸體冷凍切片經(jīng)CT層 層拍攝后三維合成，至今還處于及其復(fù)雜的制作階段，即使將來做成了，還不知道肯不肯用 于穴位及經(jīng)絡(luò)研究方面？綜上所述，在中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)說及其針灸醫(yī)術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，至今尚未檢索到能夠在人體 解剖環(huán)境的三維空間中較為準(zhǔn)確地標(biāo)定經(jīng)脈穴位真正位置的人體模型。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定 位模型，在人體解剖的三維空間環(huán)境較為準(zhǔn)確地實現(xiàn)經(jīng)脈穴位的標(biāo)定，旨在糾正從古至今 將人體皮表穴位進(jìn)針點誤作經(jīng)脈穴位的錯誤，克服傳統(tǒng)二維繪圖或者三維實體模型無法深 入第三維表達(dá)人體經(jīng)脈穴位的不足。本發(fā)明構(gòu)建上述經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的另一目的， 旨在奠定一個在人體解剖組織中經(jīng)脈穴位的三維空間環(huán)境，應(yīng)用于中西醫(yī)結(jié)合探討中醫(yī)經(jīng) 絡(luò)學(xué)說與針灸機理，指導(dǎo)傳統(tǒng)針灸醫(yī)術(shù)從人體表面——三維空間穴位點準(zhǔn)確進(jìn)針，提高針 灸療效。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，其構(gòu)建步驟如下①基于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖圖譜和數(shù)字圖像技術(shù)，在計算機視屏的三維空間坐標(biāo)中構(gòu)建 出三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)圖像；②在三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)圖像中繪制填入肌肉系統(tǒng)，構(gòu)建出三維虛擬人體骨骼 肌系統(tǒng)圖像；③在三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)圖像中繪制人體皮膚系統(tǒng)包裹骨骼肌系統(tǒng)，構(gòu)建出 三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)圖像；④分別在三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)、三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)和三維虛擬人體皮包 骨骼肌系統(tǒng)的圖像中，根據(jù)中醫(yī)史料對人體經(jīng)脈穴位的進(jìn)針點、針刺方向及深度記載，對皮 下經(jīng)脈穴位以及皮表進(jìn)針點進(jìn)行定位；⑤基于數(shù)字圖像技術(shù)，將每條經(jīng)脈所屬的逐個穴位依次連線，分別形成諸條穿越 骨骼、肌肉及皮膚的經(jīng)脈系統(tǒng)；
⑥最終構(gòu)建了經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，即經(jīng)脈穴位在包 含有人體骨骼系統(tǒng)、骨骼肌系統(tǒng)和皮包骨骼肌系統(tǒng)圖像中的定位模型。一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的使用方法，對于經(jīng)脈穴位 在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行動作的動畫演示， 并且能夠設(shè)想用一平面沿經(jīng)脈剖切、經(jīng)過某穴位縱向剖切或者經(jīng)過某穴位橫向剖切，得到 含有人體解剖組織環(huán)境的二維剖面圖像，顯示虛擬人體經(jīng)脈及穴位的解剖位置、皮表取法、 進(jìn)針方向及針刺深度。另一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的使用方法，對于經(jīng)脈穴 位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，能夠按定位模型構(gòu)建的順序逆向進(jìn)行剝離皮 膚、退掉肌肉，顯示人體經(jīng)脈穴位在骨骼肌系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)三維坐標(biāo)系空間的解剖位置，并 能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行動作的動畫演示。一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型在醫(yī)學(xué)科學(xué)理論研究、中醫(yī) 實踐教學(xué)及其中醫(yī)臨床針灸準(zhǔn)確取穴方面的應(yīng)用。本發(fā)明提供的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型及其應(yīng)用，利用當(dāng) 今熱門研究的虛擬現(xiàn)實的數(shù)字圖像技術(shù)，針對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖未能觀察到的中醫(yī)學(xué)經(jīng)脈穴 位，繪制了虛擬三維人體骨骼、肌肉、皮膚等解剖組織，創(chuàng)建了上述經(jīng)脈穴位在虛擬人體解 剖組織三維空間的定位模型，指導(dǎo)中醫(yī)術(shù)從現(xiàn)實人體解剖組織三維空間的穴位點準(zhǔn)確進(jìn) 針，提高針灸療效，在計算機視頻上以人體虛擬仿真的三維數(shù)字圖像及經(jīng)脈穴位針灸查詢 系統(tǒng)的形式運行顯示，其畫面清晰、人體逼真，三維視角、動畫仿真、剖視隨意、取穴準(zhǔn)確、信 息豐富、調(diào)用快捷。本發(fā)明應(yīng)用于現(xiàn)代中醫(yī)的科學(xué)研究與實踐教學(xué)，對研究人體經(jīng)脈穴位 的客觀存在、解剖環(huán)境、空間定位具有深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)意義，對糾正二維穴位概念和獲取穴位信 息，特別是指導(dǎo)醫(yī)師臨床針灸施治，具有重大的實用價值。當(dāng)今人類步入數(shù)字圖像技術(shù)的年代，本發(fā)明提出經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組 織中的定位模型及其應(yīng)用，在計算機視屏仿真繪制了三維虛擬人體骨骼、肌肉、皮膚等解剖 組織圖像，以這些解剖組織所在的空間位置為基礎(chǔ)，一一標(biāo)定所有經(jīng)脈穴位點的相對位置， 創(chuàng)建了經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，應(yīng)用該模型可以顯示某經(jīng)脈與某 經(jīng)穴處于周圍解剖組織的三維空間位置，指導(dǎo)針灸人員從人體三維方向準(zhǔn)確進(jìn)針，直接命 中皮下一定深度的穴位，提高臨床針灸療效；而且首次將14條經(jīng)脈貫穿的361個常用經(jīng)穴 標(biāo)定在三維虛擬人體解剖組織中，有利于研究各條經(jīng)脈、各個經(jīng)穴與周圍解剖組織乃至整 個人體的關(guān)系，為進(jìn)一步深入探討古老的中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)說與針灸機理，奠定一個中西醫(yī)結(jié)合 探討人體物質(zhì)運動的三維空間，具有重大的科學(xué)與應(yīng)用價值。本發(fā)明人參照現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖圖譜、利用軟件3DMAX體建模方式，不惜歷時一年之 勞苦，仿真繪制了三維虛擬人體解剖圖像，并根據(jù)有關(guān)經(jīng)脈穴位的中醫(yī)史料和發(fā)明人的臨 床檢驗，糾正了從古至今將人體表皮二維經(jīng)脈穴位進(jìn)針點誤作經(jīng)脈穴位的錯誤，率先在三 維虛擬人體解剖組織的圖像空間實施了經(jīng)脈穴位的三維定位。


圖1三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)的三維仿真圖像圖2三維虛擬人體的骨骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像圖3三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像圖4三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型圖像
圖5三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型圖像圖6三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型圖像圖7三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的半剖圖像圖8經(jīng)過啞門穴的縱剖面圖像圖9經(jīng)過上廉穴的橫剖面圖像圖IOa三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型系統(tǒng)流程IOb三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系統(tǒng)流程11三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的手陽明大腸經(jīng)絡(luò)圖像圖12三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的手陽明大腸經(jīng)絡(luò)圖像圖13三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的手陽明大腸經(jīng)絡(luò)圖像圖14通過商陽穴位的橫剖圖像圖15通過二間穴位的橫剖圖像圖16通過偏歷穴位的橫剖圖像圖17通過合谷穴位的橫剖圖像圖18通過陽溪穴位的橫剖圖像圖19通過手三里穴位的橫剖圖像圖20a針灸曲池穴的動畫之一開始運針圖20b針灸曲池穴的動畫之二 抵達(dá)皮膚進(jìn)針點圖20c針灸曲池穴的動畫之三刺中皮下穴位旋轉(zhuǎn)觀察圖20d針灸曲池穴的動畫之四刺中穴位在肌肉中觀察圖20e針灸曲池穴的動畫之五刺中穴位在骨骼中觀察圖20f針灸曲池穴的動畫之六刺中穴位透過皮肉觀察圖21a針灸迎香穴的動畫之一開始運針圖21b針灸迎香穴的動畫之二 抵達(dá)皮膚進(jìn)針點圖21c針灸迎香穴的動畫之三刺中皮下穴位去皮觀察圖21d針灸迎香穴的動畫之四刺中穴位在骨骼中觀察圖21e針灸迎香穴的動畫之五刺中穴位在肌肉中觀察
0054]圖21f針灸迎香穴的動畫之六進(jìn)針畢具體實施方式
本發(fā)明提供的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型 及其應(yīng)用，就是基于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖圖譜和數(shù)字圖像技術(shù)，在計算機視屏繪制了三維虛擬人 體骨骼、肌肉、皮膚等解剖組織圖像；根據(jù)有關(guān)經(jīng)脈穴位的中醫(yī)史料和發(fā)明人的臨床檢驗， 在三維虛擬人體解剖組織圖像中創(chuàng)建了經(jīng)脈穴位的三維定位模型；利用經(jīng)脈穴位的三維定 位模型，指導(dǎo)針灸醫(yī)術(shù)從人體表面——解剖組織的三維空間穴位點進(jìn)針。所述繪制的三維虛擬人體解剖組織圖像，就是臨摹現(xiàn)代醫(yī)學(xué)人體多視角方向的解 剖圖譜，基于數(shù)字圖像三維構(gòu)建技術(shù)，在計算機視頻較為精確地繪制了三維虛擬人體的骨 骼系統(tǒng)、骨骼肌系統(tǒng)和皮包骨骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像，并能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行 動作的動畫演示。其中組成骨骼系統(tǒng)的23種骨骼(于頻、王序主編《新編人體解剖圖譜》，遼寧科學(xué) 技術(shù)出版社，1995年4月重印)，主要是脊椎(椎骨)、頭顱(額骨、枕骨、頂骨等)、上肢(玄骨、尺骨、橈骨等)、下肢(股骨、髕骨、脛骨、腓骨等)、肩胸(鎖骨、肩胛骨、肋骨、胸骨 等)腰胯(髖骨、骶骨等)、腳趾(駙骨、跖骨、趾骨等)、手指(腕骨、掌骨、指骨)等，本發(fā) 明人在計算機視頻上繪制的三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)的三維仿真圖像如圖1所示。其中組成 骨骼肌系統(tǒng)70余種肌肉(于頻、王序主編《新編人體解剖圖譜》，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1995 年4月重印)，主要是頭部前后肌肉(14種)、胸背部肌肉(9種)、腹腚部肌肉(5種)、上 肢肌肉(18種)、下肢肌肉(19種)等，本發(fā)明人在計算機視頻上繪制的三維虛擬人體的骨 骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像如圖2所示。其中皮膚系統(tǒng)可以看作一個整體，本發(fā)明人在計算 機視頻上繪制的三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像如圖3所示。所述創(chuàng)建的經(jīng)脈穴位的三維定位模型，就是根據(jù)中醫(yī)史料記載的人體表皮穴位 (施針的進(jìn)針點)，臨床針灸檢驗發(fā)生“得氣”獲得針感的三維空間的確切位置，核對進(jìn)入穴 位的針刺方向和皮下深度的中醫(yī)學(xué)記載，在繪制的三維虛擬人體解剖組織圖像中，分別在 骨骼、肌肉填進(jìn)骨骼、皮包骨肉的三種解剖環(huán)境中，對361個常用經(jīng)穴的三維空間位置一一 定位；并能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行動作的動畫演示。圖4、5、6是穴位點及經(jīng)穴連線分 別坐標(biāo)于三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)、三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)和三維虛擬人體皮包骨骼肌系 統(tǒng)的定位模型圖像。其中圖4所示三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型之中，可以 看到本發(fā)明描繪的經(jīng)脈及其穴位，經(jīng)脈1由數(shù)個、數(shù)十個或上百個經(jīng)穴從上向下鄰接而成， 穴位多避開骨頭、血管、臟器、神經(jīng)、肌腱、淋巴等實體組織，隱埋在皮下一定深度的骨縫、組 織間隙的肌肉之中。14條虛擬經(jīng)脈共連接常用經(jīng)穴361個(楊兆民，鞠傳軍主編《實用針 灸選穴手冊》，金盾出版社，1991第1版)分別是手太陰肺經(jīng)(11個經(jīng)穴)、手陽明大腸經(jīng) (20個經(jīng)穴)、足陽明胃經(jīng)(45個經(jīng)穴)、足太陰脾經(jīng)(21個經(jīng)穴)、手少陰心經(jīng)(9個經(jīng)穴)、 手太陽小腸經(jīng)(64個經(jīng)穴)、足太陽膀胱經(jīng)(67個經(jīng)穴)、足少陰腎經(jīng)(105個經(jīng)穴)、手厥 陰心包經(jīng)(9個經(jīng)穴)、手少陽三焦經(jīng)(23個經(jīng)穴)、足少陽膽經(jīng)(139個經(jīng)穴)、足厥陰肝經(jīng) (14個經(jīng)穴)、督脈經(jīng)(158個經(jīng)穴)、任脈經(jīng)(24個經(jīng)穴)。其中圖5所示三維虛擬人體骨 骼肌統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型中，所指肌肉之中的經(jīng)脈及其穴位1，隱埋于人體肌肉內(nèi)部，但 一塊肌肉與另一塊肌肉的間隙的某些穴位仍然可以看到。圖6所示的三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型中，由于人體皮膚 包裹了整個肌肉，理應(yīng)看不到皮下一定深度的穴位，但為了顯示經(jīng)脈穴位浮現(xiàn)在人體二維 表面的相對位置，如所指相應(yīng)經(jīng)脈穴位進(jìn)針點2畫在皮膚上，恰如過去所有中醫(yī)資料所標(biāo) 明的那樣，它只能表示穴位在人體皮膚上的進(jìn)針點，并不是穴位在三維人體解剖空間的真 正位置所在，較為客觀的經(jīng)脈穴位位置如圖4所示。為了對照穴位表、里所在，本發(fā)明采用 了半剖視圖，如圖7三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的半剖圖像所示人 體左一半是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)資料標(biāo)定分布于人體皮膚表面的經(jīng)脈穴位系統(tǒng)，所指皮膚表面的穴位 進(jìn)針點2 ；人體右一半是本發(fā)明三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型，所示其中手 陽明大腸經(jīng)脈3上的其中一個穴位，其相應(yīng)穴位的進(jìn)針點4。所述指導(dǎo)傳統(tǒng)針灸醫(yī)術(shù)從人體表面——三維空間穴位點準(zhǔn)確進(jìn)針，就是在經(jīng)脈穴 位的三維定位模型中，假想用一平面經(jīng)過某穴位橫向或者縱向切割得到剖面圖像，在該剖 面人體解剖組織環(huán)境下，顯示該穴位所在的體表施針位置、進(jìn)針方向及針刺深度；并可以通 過本發(fā)明設(shè)計的三維虛擬人體經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系統(tǒng)，獲悉臨床所有施針穴位的 解剖位置、皮表取法、進(jìn)針方向、針刺深度及其他相關(guān)信息。
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為了能看清楚三維數(shù)字圖像中針刺方向及深度，本發(fā)明可以調(diào)用假想的平面沿經(jīng) 脈剖切、經(jīng)過某穴位縱向剖切或者經(jīng)過某穴位橫向剖切得到二維剖面圖像，在正交方向的 標(biāo)尺上可以觀測到該穴位所在的體表施針位置、進(jìn)針方向及針刺深度。例如資料介紹針刺 現(xiàn)門穴位時針尖要從后發(fā)際宛中向口方向直刺深約0. 5 1寸，如圖8所示針刺 門穴位 的剖面圖，可以直觀看出 門處于督脈上第一、二頸椎之間，從所指 門穴位皮表進(jìn)針點6 向內(nèi)與橫坐標(biāo)夾角約30°，刺中約0.8寸深處所指的便是啞門穴位5所在，不可向上刺或深 刺(超越1寸)，以免傷及延髓。又如資料介紹針刺上廉穴位時要從手三里下一寸進(jìn)針，直 刺深約0. 5 1寸，如圖9所示針刺上廉穴位的剖面圖，可以直觀看出上廉處于手陽明大腸 經(jīng)，在橈骨橈側(cè)腕短伸肌和橈側(cè)腕長伸肌之間，從所指上廉穴位皮表進(jìn)針點8向內(nèi)與橫坐 標(biāo)夾角約55°，刺中約0. 6寸深處所指的便是上廉穴位7所在。本發(fā)明在計算機WINDOWS XP平臺設(shè)計了三維虛擬人體經(jīng)脈穴位定位模型系統(tǒng)和 三維虛擬人體經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系統(tǒng)，前者在3DMAX軟件環(huán)境下打開文件，可顯 示本發(fā)明繪制的三維虛擬人體解剖組織圖像以及創(chuàng)建的經(jīng)脈穴位的三維定位模型，即三維 虛擬人體骨骼系統(tǒng)、骨骼肌系統(tǒng)和皮包骨骼肌系統(tǒng)的三維仿真圖像，以及填加了經(jīng)脈穴位 的定位模型，能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行動作動畫演示，并且可以調(diào)用假想的平面經(jīng)過 某穴位橫向或者縱向切割得到虛擬人體剖面圖像，在正交方向的標(biāo)尺上觀測該穴位的施針 位置、進(jìn)針方向及針刺深度。后者VB軟件環(huán)境下打開文件，可以查看臨床施針穴位的剖面 圖像，顯示所有穴位的解剖位置、皮表取法、進(jìn)針方向及針刺深度，并能獲悉臨床所有施針 穴位的解剖位置、皮表取法、進(jìn)針方向、針刺深度及其他相關(guān)信息。圖IOa所示三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型系統(tǒng)流程圖，打開三維虛擬 人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型，分別選擇其系統(tǒng)菜單的三個可以相互切換的窗口，在三 個窗口中分別顯示三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)、三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)和三維虛擬人體皮包 骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位的定位模型圖像；若要演示這三個子系統(tǒng)的動畫，通過人體旋轉(zhuǎn)、走動 和肢體動作，能夠從各個視角觀察到經(jīng)脈穴位在三維虛擬運動人體解剖組織中位置及其變 動；若要選擇某個視角方向，可以更好地顯示這三種虛擬人體解剖組織中的經(jīng)脈穴位，而 且三種虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型圖像彼此能夠切換，如顯示三維虛擬人體骨骼 系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型的基礎(chǔ)上，添加肌肉構(gòu)成三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模 型，再添加皮膚構(gòu)成三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型，不過三維虛擬人體 皮包骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型通過解剖可以看到內(nèi)含骨骼、肌肉；若要解剖觀察經(jīng)脈 穴位，就要沿經(jīng)脈剖切、過穴位縱切和過穴位橫切的三種解剖方式中選擇，得到二維剖面圖 像，清晰顯示虛擬人體穴位的解剖位置、皮表取法、進(jìn)針方向及針刺深度，最后保存結(jié)果退 出ο圖IOb三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系統(tǒng)流程圖，在 WINDOWS平臺、VB軟件環(huán)境下打開三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系統(tǒng) 菜單，用戶有三種查詢方式輸入穴位名稱、輸入疾病名稱/病狀信息或輸入人體局部名 稱；如果輸入穴位名稱，系統(tǒng)便直接提取該穴位的信息；如果輸入疾病名稱/病狀信息，系 統(tǒng)將搜索醫(yī)病的有關(guān)穴位供用戶選擇，用戶可逐一查詢這些穴位的信息；如果輸入人體局 部名稱，欲查詢肢體那一部分的穴位，系統(tǒng)也會將搜索該肢體上的所有穴位供用戶選擇。不 論用上述哪種方式選中某一穴位，接下來系統(tǒng)將會逐步提示你是否要查詢的內(nèi)容顯示穴位定位模型圖像嗎？如果是，系統(tǒng)相應(yīng)會滿足用戶要求，調(diào)出三維虛擬人體皮包骨骼肌系 統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型，顯示穴位所在位置，并能夠與三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定 位模型和三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型之間相互切換，可直觀地顯示穴位在人 體去皮膚、去皮膚和肌肉之后所在位置；接下來系統(tǒng)還會提示按人體局部顯示嗎？如果 是，系統(tǒng)會按照用戶提供肢體名稱，基于三維虛擬人體經(jīng)脈定位模型，局部顯示該肢體及其 所有的穴位；隨后系統(tǒng)提示要剖面圖嗎？如果是，顯示三維虛擬人體解剖組織定位模型 經(jīng)脈穴位所在剖面圖；演示進(jìn)針動畫嗎？如果是，演示進(jìn)針動畫。以上所有選項如果其中一 項不選，就可進(jìn)入下一項，直至最后選擇退出結(jié)束。如果要查詢另外一個穴位，則不退出，返 回系統(tǒng)主界面重新開始即可。下面以手陽明大腸經(jīng)及穴位為例，說明本發(fā)明的一些應(yīng)用實例。實施例1在本發(fā)明創(chuàng)建的三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型中，觀察手陽 明大腸經(jīng)的所有穴位的三維定位。手陽明大腸經(jīng)絡(luò)上端其自鼻部的迎香，下端終于食指的 商陽，中間經(jīng)過禾髎、扶突、天鼎、巨骨、肩齲、頸沖、手五里、肘髎、曲池、手三里、上廉、下廉、 溫溜、偏歷、陽溪、合谷、三間、二間等20個經(jīng)穴連成一線，被標(biāo)定在本發(fā)明的經(jīng)脈穴位的 三維定位模型中，如圖11，12，13所示，分別在三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)、三維虛擬人體骨骼 肌系統(tǒng)和三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)的經(jīng)脈穴位定位模型中用點、線顯示出來。須注意 在圖11所示三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型中，表達(dá)的才是手陽明大腸經(jīng)脈3上 所有20個穴位在三維空間坐標(biāo)的連線，在圖12中看到手陽明大腸經(jīng)脈3上某些穴位分布 于皮下相鄰骨骼肌縫中；在圖13中表達(dá)的僅僅是相應(yīng)穴位的進(jìn)針點4(這正是傳統(tǒng)中醫(yī)圖 譜只能表達(dá)的)，但是圖13表達(dá)的虛擬人體并非傳統(tǒng)中醫(yī)圖譜所畫人體，而是三維虛擬仿 真人體，在皮下包絡(luò)有骨骼、肌肉。圖11，12，13所示三種解剖系統(tǒng)的三維虛擬人體還具備 行走動作的動畫演示，借以觀察經(jīng)脈穴位在體內(nèi)組織變化時的相對變動，證明經(jīng)脈穴位在 三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)中相對變動不大。實施例2利用本發(fā)明創(chuàng)建的三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型，通過某穴 位調(diào)用平面剖切肌體，或者從三維人體穴位針灸查詢系統(tǒng)調(diào)用該穴位的剖面圖，觀測手陽 明大腸經(jīng)所有穴位在皮下的位置、進(jìn)針方向與深度。在圖13所示三維虛擬人體皮包骨骼肌 系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位模型中的手陽明大腸經(jīng)絡(luò)定位模型上，分別通過商陽至迎香等20個經(jīng) 穴進(jìn)行橫向剖切，如圖14 19所示的三維虛擬人體局部皮包骨骼肌肉系統(tǒng)經(jīng)脈穴位定位 模型的仿真圖像及其剖面圖所示，可以清楚地看到商陽穴位9、二間穴位11、偏歷穴位13、 合谷穴位15、陽溪穴位17和手三里穴位19在解剖組織中的位置，以及這些穴位在人體皮膚 表面相應(yīng)的進(jìn)針點10、12、14、16、18及20。用正交方向的標(biāo)尺可以觀測到該穴位所在的體 表施針位置、進(jìn)針方向及針刺深度。實施例3從本發(fā)明設(shè)計的三維虛擬人體解剖組織經(jīng)脈穴位定位模型針灸查詢系 統(tǒng)中進(jìn)入動畫瀏覽界面，分別瀏覽曲池、迎香穴位的針灸動畫演示。圖20a、20b、20c、20d、20e及圖20f所示針刺曲池穴位的動畫連續(xù)截圖，其中圖20a 所示開始運針；圖20b所示針尖抵達(dá)皮表進(jìn)針點，圖20c所示刺中皮內(nèi)穴位后旋轉(zhuǎn)視角觀 察，進(jìn)針點在屈肘皮膚橫紋頭陷窩中；圖20d所示刺中穴位去皮觀察，穴位在皮下肌縫中， 即宏橈肌的橈側(cè)，橈側(cè)腕長伸肌起始部；圖20e所示刺中穴位去皮肉觀察，所指曲池穴位21 在肘外輔骨肘骨之中，其相應(yīng)進(jìn)針點22在體表；圖20f所示刺中穴位透過皮肉觀察；從皮膚表面所指曲池穴位進(jìn)針點22，進(jìn)針深約1. 5寸處刺中曲池穴位21。圖21a、21b、21C、21d、21e及圖21f所示針灸迎香穴位的動畫連續(xù)截圖，其中圖21a 所示開始運針，針尖指向迎香穴位進(jìn)針點24 ；圖21b所示針尖抵達(dá)皮表進(jìn)針點，在鼻翼外 緣中點；圖21c所示刺中穴位去皮觀察，穴位在上唇方肌中；圖20d所示刺中穴位去皮肉觀 察，暴露出梨狀骨孔邊緣的穴位，圖中24為迎香穴位進(jìn)針點，23為迎香穴位；圖21e所示刺 中穴位的骨骼恢復(fù)肌肉再觀察，圖20f所示進(jìn)針后的肌肉恢復(fù)皮表再觀察；從圖21d、圖21e 可看出迎香是手陽明經(jīng)、足陽明經(jīng)之交會穴位，從皮膚表面進(jìn)針點向左目方向深約0. 5寸 處刺中迎香穴位。以上實例說明，本發(fā)明所述在三維虛擬人體解剖組織中經(jīng)脈穴位的定位模型及其 應(yīng)用，采用三維數(shù)字成像技術(shù)實現(xiàn)了經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織環(huán)境的深層定位， 以三維虛擬人體經(jīng)脈穴位的三維動畫模型展示出來，并利用剖面圖實時觀測和動畫演示穴 位在此解剖環(huán)境的進(jìn)針點、穴位點及所在經(jīng)脈的確切位置，有利于測量和把握在穴位三維 空間的進(jìn)針方向和進(jìn)針深度。其畫面清晰、造型逼真，視角可換、三維動畫，隨意剖視、測量 精確，信息豐富、調(diào)用快捷。適用于中醫(yī)穴位及經(jīng)絡(luò)學(xué)說的科研與教學(xué)領(lǐng)域，及其中醫(yī)臨床 針灸技術(shù)的醫(yī)療領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，其特征在于該定位模型的構(gòu)建步驟如下①基于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖圖譜和數(shù)字圖像技術(shù)，在計算機視屏的三維空間坐標(biāo)中構(gòu)建出三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)圖像；②在三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)圖像中繪制填入肌肉系統(tǒng)，構(gòu)建出三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)圖像；③在三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)圖像中繪制人體皮膚系統(tǒng)包裹骨骼肌系統(tǒng)，構(gòu)建出三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)圖像；④分別在三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)、三維虛擬人體骨骼肌系統(tǒng)和三維虛擬人體皮包骨骼肌系統(tǒng)的圖像中，根據(jù)中醫(yī)史料對人體經(jīng)脈穴位的進(jìn)針點、針刺方向及深度記載，對皮下經(jīng)脈穴位以及皮表進(jìn)針點進(jìn)行定位；⑤基于數(shù)字圖像技術(shù)，將每條經(jīng)脈所屬的逐個穴位依次連線，分別形成諸條穿越骨骼、肌肉及皮膚的經(jīng)脈系統(tǒng)；⑥最終構(gòu)建了經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，即經(jīng)脈穴位在包含有人體骨骼系統(tǒng)、骨骼肌系統(tǒng)和皮包骨骼肌系統(tǒng)圖像中的定位模型。
2.—種權(quán)利要求1所述的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的使用方 法，其特征在于對于經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，能夠調(diào)節(jié)視角方向 觀察和進(jìn)行動作的動畫演示，并且能夠設(shè)想用一平面沿經(jīng)脈剖切、經(jīng)過某穴位縱向剖切或 者經(jīng)過某穴位橫向剖切，得到含有人體解剖組織環(huán)境的二維剖面圖像，顯示虛擬人體經(jīng)脈 及穴位的解剖位置、皮表取法、進(jìn)針方向及針刺深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的使用方 法，其特征在于配合用設(shè)想平面剖切得到的剖面圖像，通過預(yù)先建立的三維虛擬人體經(jīng)脈 穴位定位模型的輔助針灸查詢系統(tǒng)或中醫(yī)史料記載，獲悉臨床所有施針穴位的解剖位置、 皮表取法、進(jìn)針方向、針刺深度及其他相關(guān)信息。
4.另一種權(quán)利要求1所述的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型的使用 方法，其特征在于對于經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，能夠按定位模型 構(gòu)建的順序逆向進(jìn)行剝離皮膚、退掉肌肉，顯示人體經(jīng)脈穴位在骨骼肌系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)三維 坐標(biāo)系空間的解剖位置，并能夠調(diào)節(jié)視角方向觀察和進(jìn)行動作的動畫演示。
5.一種如權(quán)利要求1所述的經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型在醫(yī)學(xué) 科學(xué)理論研究、中醫(yī)實踐教學(xué)及其中醫(yī)臨床針灸準(zhǔn)確取穴方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種經(jīng)脈穴位在三維虛擬人體解剖組織中的定位模型，基于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)解剖圖譜和數(shù)字圖像技術(shù)，在計算機視屏的三維空間坐標(biāo)系中構(gòu)建出三維虛擬人體骨骼系統(tǒng)圖像、骨骼肌系統(tǒng)圖像及皮包骨骼肌系統(tǒng)圖像；在上述系統(tǒng)圖像相應(yīng)的三維空間坐標(biāo)系中分別對中醫(yī)常用經(jīng)穴逐一進(jìn)行點定位；將每條經(jīng)脈所屬的逐個穴位依次連線，分別形成諸條穿越骨骼、肌肉及皮膚的經(jīng)脈系統(tǒng)；最終構(gòu)建出本發(fā)明定位模型。該定位模型在計算機視頻上以人體虛擬仿真的三維數(shù)字圖像和穴位針灸查詢系統(tǒng)的形式運行顯示，其畫面清晰、人體逼真，三維視角、動畫仿真、剖視隨意、取穴準(zhǔn)確。應(yīng)用于現(xiàn)代中醫(yī)醫(yī)學(xué)的科學(xué)研究與實踐教學(xué)，特別是對針灸臨床施治具有重大的實用價值。
文檔編號G09B23/28GK101958079SQ20101023317
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者厲樹忠, 席菲, 張博文 申請人:西北師范大學(xué)