人體解剖單位3d模型建立方法及教學系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種醫學解剖學領域，特別涉及一種人體解剖單位3D模型建立方法 及教學系統。
【背景技術】
[0002] 解剖學是一門醫學形態學科，而現階段的解剖學教學方式主要是根據教材（國家 "十二五"《系統解剖學》教材）內容授課，教學過程主要以文字、二維圖譜、教學模型、人體 標本、醫院CT、MRI圖片輔助為主。
[0003] 隨著現代醫學教學和科研需求的快速發展，解剖學教材和輔助工具的弊端日漸暴 露出來，在教學過程中解剖學教材文字內容抽象，二維圖譜不能多角度展示解剖結構，導致 理解、記憶困難；新鑄教學模型耗時費力，細節處理不全面，展示效果不佳；而人體標本尸 源匱乏，保存不易且成本高昂，長期反復使用導致標本質量差，許多部位腐化變形，實驗課 程成本高昂。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有教學中人體解剖單位二維圖譜不夠形象、人體標本難 以獲取且保存成本高昂的問題，提供一種可供教學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] 為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案： 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據； (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本斷層切片進 行圖像匹配篩選，選取與所述人體標本斷層切片中各個人體解剖單位相匹配的對應人體斷 層圖像數據并將其區分標定； (4) 將經過標定的所述人體斷層圖像數據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模型進行布線優化和面片數量優化 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] 優選的，所述人體標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] 優選的，所述人體標本斷層切片厚度為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的所述人體解剖單位。
[0013] 本發明同時提供一種解剖學3D教學系統，包括控制模塊、模型圖像存儲模塊、教 學信息存儲模塊、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模型一一對應的醫學名稱及 相應醫學名稱的名詞解釋； 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出所述操作指令； 所述顯示模塊用于根據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、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前顯示的人體解剖單位相對應的醫學名稱及所 述醫學名稱的名詞解釋；所述人體解剖學3D教學系統還包括自定義標簽模塊，其用于用戶 對所述人體解剖單位3D模型進行自定義標注。
[0017] 與現有技術相比，本發明的有益效果：本發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，從而為解剖學教學提供更加精準、方便的 人體解剖單位模型，讓學生更加生動、直觀學習各個人體解剖單位，而利用人體解剖單位3D 模型進行解剖學教學，解決了傳統解剖學教學過程中采用二維圖像或者人體標本所遇到的 各種問題。
【附圖說明】： 圖1為本發明提供的人體解剖單位3D模型建立方法流程圖。
[0019]圖2本發明提供的人體解剖學3D教學系統框架圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本 發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發明內容】
所實現的技術均屬于本發明 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，獲取人體標本斷層切片，，所述人體標本斷層切片是指當人豎直 站立時的水平剖面切片，本步驟中是指將人體標本從頭到腳切割為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據（CT和/或 MRI采集人體斷層圖像是以數據形式儲存，而以圖像形式顯示的，因此在后續步驟中，對相 應部分圖像的篩選，等同于對相應部分圖像數據的篩選）；應注意的是步驟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 層圖像數據，再獲取滿足要求的人體標本斷層切片。
[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本斷層切 片進行圖像匹配篩選，選取與所述人體標本斷層切片中各個人體解剖單位相匹配的對應人 體斷層圖像數據并將其區分標定，以人體標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據 標定采用。下表1中列舉了身體不同部位或系統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教材（如《系統解剖 學》人民衛生出版社出版，第8版，主編：柏樹令、應大君）中得出。 表1
[0024] 應注意的是，在為同一人體標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據，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據。
[0025] 實際應用中，也可以通過獲取滿足厚度要求的人體標本斷層切片的切片圖像來實 現本步驟；即完全可以使用符合要求的人體標本斷層切片的圖像來完成對比篩選工作，而 不一定拿人體標本斷層切片實物，但應明確是，因為在此步驟中，不管是使用人體標本斷層 切片實物還是人體標本斷層切片的圖像，其起到的作用都是相同的，其都應該為本發明專 利的保護范圍之內。
[0026] 另外，實際的對比過程優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可以將各個人體解剖單位完整對比。
[0027] S04 :將經過標定的所述人體斷層圖像數據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據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，是采用醫學建模軟 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模型進行布線優化和面片數量優化 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