人體解剖單位3d模型建立方法及教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)解剖學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種人體解剖單位3D模型建立方法 及教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 解剖學(xué)是一門醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科，而現(xiàn)階段的解剖學(xué)教學(xué)方式主要是根據(jù)教材（國家 "十二五"《系統(tǒng)解剖學(xué)》教材）內(nèi)容授課，教學(xué)過程主要以文字、二維圖譜、教學(xué)模型、人體 標(biāo)本、醫(yī)院CT、MRI圖片輔助為主。
[0003] 隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)和科研需求的快速發(fā)展，解剖學(xué)教材和輔助工具的弊端日漸暴 露出來，在教學(xué)過程中解剖學(xué)教材文字內(nèi)容抽象，二維圖譜不能多角度展示解剖結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致 理解、記憶困難；新鑄教學(xué)模型耗時費力，細節(jié)處理不全面，展示效果不佳；而人體標(biāo)本尸 源匱乏，保存不易且成本高昂，長期反復(fù)使用導(dǎo)致標(biāo)本質(zhì)量差，許多部位腐化變形，實驗課 程成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有教學(xué)中人體解剖單位二維圖譜不夠形象、人體標(biāo)本難 以獲取且保存成本高昂的問題，提供一種可供教學(xué)使用的人體解剖單位3D模型（也可以稱 之為3D圖像）的建立方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案： 一種人體解剖單位3D模型建立方法，包括如下步驟： (1) 以0. 5mm-20mm為厚度，獲取人體標(biāo)本斷層切片； (2) 以0. 5mm-20mm為斷層間隔，通過CT和/或MRI采集人體斷層圖像數(shù)據(jù)； (3) 以人體解剖單位為基本單元，將獲取的人體斷層圖像與所述人體標(biāo)本斷層切片進 行圖像匹配篩選，選取與所述人體標(biāo)本斷層切片中各個人體解剖單位相匹配的對應(yīng)人體斷 層圖像數(shù)據(jù)并將其區(qū)分標(biāo)定； (4) 將經(jīng)過標(biāo)定的所述人體斷層圖像數(shù)據(jù)進行整合并進行三維建模，以形成各個人體 解剖單位的3D模型。
[0006] 進一步的，還包括對所述人體解剖單位的3D模型進行布線優(yōu)化和面片數(shù)量優(yōu)化 的步驟。
[0007] 進一步的，還包括將不同的人體解剖單位3D模型進行編碼并組合成人體3D模型 的步驟。
[0008] -些實施例中，所述人體標(biāo)本斷層切片厚度與所述CT和/或MRI采集的人體斷層 圖像間隔相同。
[0009] 優(yōu)選的，所述人體標(biāo)本斷層切片厚度及所述CT和/或MRI采集的人體斷層圖像間 隔均為10_。
[0010] 另外一些實施例中，所述人體標(biāo)本斷層切片厚度小于所述CT和/或MRI采集的人 體斷層圖像間隔。
[0011] 優(yōu)選的，所述人體標(biāo)本斷層切片厚度為5mm，所述CT和/或MRI采集的人體斷層圖 像間隔為l〇mm。另外一些實施例中，所述人體標(biāo)本斷層切片厚度為〇. 5_，所述CT和/或 MRI采集的人體斷層圖像間隔為10mm〇
[0012] 進一步的，每個生成的所述人體解剖單位的三維圖形設(shè)置有唯一的識別碼，用戶 可以通過所述識別碼唯一確定的指向與其對應(yīng)的所述人體解剖單位。
[0013] 本發(fā)明同時提供一種解剖學(xué)3D教學(xué)系統(tǒng)，包括控制模塊、模型圖像存儲模塊、教 學(xué)信息存儲模塊、顯示模塊以及人機交互模塊，所述模型圖像存儲模塊、教學(xué)信息存儲模 塊、顯示模塊以及人機交互模塊均勻所述控制模塊連接；
[0014] 所述模型圖像存儲模塊中存儲有如權(quán)利要求1至7任一項圖像建立方法所建立的 人體解剖單位3D模型； 所述教學(xué)信息存儲模塊中存儲有與所述人體解剖單位3D模型一一對應(yīng)的醫(yī)學(xué)名稱及 相應(yīng)醫(yī)學(xué)名稱的名詞解釋； 所述人機交互模塊用于接收用戶對人體解剖單位3D模型的操作指令；所述人機交互 模塊包含觸摸屏，用戶通過所述觸摸屏發(fā)出所述操作指令； 所述顯示模塊用于根據(jù)用戶的操作指令將所述人體解剖單位3D模型顯示。
[0015] 進一步的，所述操作指令包括對所述人體解剖單位3D模型進行選擇、旋轉(zhuǎn)、縮放、 平移、拆分、拖拽以及對所述3D模型進行斷層顯示、半透明顯示以及高亮顯示。
[0016] 進一步的，所顯示模塊還顯示跟當(dāng)前顯示的人體解剖單位相對應(yīng)的醫(yī)學(xué)名稱及所 述醫(yī)學(xué)名稱的名詞解釋；所述人體解剖學(xué)3D教學(xué)系統(tǒng)還包括自定義標(biāo)簽?zāi)K，其用于用戶 對所述人體解剖單位3D模型進行自定義標(biāo)注。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的人體解剖單位3D模型建立方 法可以精確、形象的形成人體解剖單位3D模型，從而為解剖學(xué)教學(xué)提供更加精準(zhǔn)、方便的 人體解剖單位模型，讓學(xué)生更加生動、直觀學(xué)習(xí)各個人體解剖單位，而利用人體解剖單位3D 模型進行解剖學(xué)教學(xué)，解決了傳統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)過程中采用二維圖像或者人體標(biāo)本所遇到的 各種問題。
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明提供的人體解剖單位3D模型建立方法流程圖。
[0019]圖2本發(fā)明提供的人體解剖學(xué)3D教學(xué)系統(tǒng)框架圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本 發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明 的范圍。
[0021] 實施例1 :如圖1所示，一種人體解剖單位3D模型建立方法，包括如下步驟： S01 :以10mm為厚度，獲取人體標(biāo)本斷層切片，，所述人體標(biāo)本斷層切片是指當(dāng)人豎直 站立時的水平剖面切片，本步驟中是指將人體標(biāo)本從頭到腳切割為l〇mm厚的斷層切片。
[0022] S02 :以10mm為斷層間隔，通過CT和/或MRI采集人體斷層圖像數(shù)據(jù)（CT和/或 MRI采集人體斷層圖像是以數(shù)據(jù)形式儲存，而以圖像形式顯示的，因此在后續(xù)步驟中，對相 應(yīng)部分圖像的篩選，等同于對相應(yīng)部分圖像數(shù)據(jù)的篩選）；應(yīng)注意的是步驟SOI和步驟S02 并非不可更改的特定前后順序，也可首先獲取大量的滿足要求的CT和/或MRI采集人體斷 層圖像數(shù)據(jù)，再獲取滿足要求的人體標(biāo)本斷層切片。
[0023] S03:以人體解剖單位為基本單元，將獲取的人體斷層圖像與所述人體標(biāo)本斷層切 片進行圖像匹配篩選，選取與所述人體標(biāo)本斷層切片中各個人體解剖單位相匹配的對應(yīng)人 體斷層圖像數(shù)據(jù)并將其區(qū)分標(biāo)定，以人體標(biāo)本斷層切片中的每個人體解剖單位為基本單元 (如，某一人體標(biāo)本斷層切片為胸部切片，其中包含的人體解剖單位可能有左心房、右心房、 脊椎、肺葉等），選出所述人體斷層圖像中與其相匹配的圖像，并將該匹配圖像的圖像數(shù)據(jù) 標(biāo)定采用。下表1中列舉了身體不同部位或系統(tǒng)的一些人體解剖單位名稱（僅列部分，用 以解釋人體解剖單位的含義），全部的人體解剖單位可由常見的解剖學(xué)教材（如《系統(tǒng)解剖 學(xué)》人民衛(wèi)生出版社出版，第8版，主編：柏樹令、應(yīng)大君）中得出。 表1
[0024] 應(yīng)注意的是，在為同一人體標(biāo)本斷層切片中不同人體解剖單位選擇匹配的人體斷 層圖像時，完全可能是由不同的所述人體斷層圖像選出，即可能該切片中的心臟選用的是 一副人體斷層圖像中的心臟部分的圖像數(shù)據(jù)，而同時該切片中的肺選用的是另一副人體斷 層圖像中的肺的圖像數(shù)據(jù)。
[0025] 實際應(yīng)用中，也可以通過獲取滿足厚度要求的人體標(biāo)本斷層切片的切片圖像來實 現(xiàn)本步驟；即完全可以使用符合要求的人體標(biāo)本斷層切片的圖像來完成對比篩選工作，而 不一定拿人體標(biāo)本斷層切片實物，但應(yīng)明確是，因為在此步驟中，不管是使用人體標(biāo)本斷層 切片實物還是人體標(biāo)本斷層切片的圖像，其起到的作用都是相同的，其都應(yīng)該為本發(fā)明專 利的保護范圍之內(nèi)。
[0026] 另外，實際的對比過程優(yōu)選為按照一定的順序進行對比，如從頭到腳依次進行，或 者從腳到頭依次進行，以保證在某一時間段內(nèi)可以將各個人體解剖單位完整對比。
[0027] S04 :將經(jīng)過標(biāo)定的所述人體斷層圖像數(shù)據(jù)進行整合并進行三維建模，以形成各個 人體解剖單位的3D模型，這個步驟可以是在將所有的所述人體標(biāo)本斷層切片的所有人體 解剖單位都找到相匹配的所述人體斷層圖像數(shù)據(jù)后來一塊生成各個人體解剖單位的3D模 型，也可以是邊對比邊生成某個人體解剖單位的3D模型，本實施例中，是采用醫(yī)學(xué)建模軟 件（M頂ICS)完成步驟S03、S04的。
[0028] 進一步的，還包括對所述人體解剖單位的3D模型進行布線優(yōu)化和面片數(shù)量優(yōu)化 的步驟，本實施例中，是采用CG(三維）軟件（3Dmax/MAYA)對所述3D模型進行修改、布