基于三維幾何模型的人腦解剖知識(shí)可視表示系統(tǒng)構(gòu)建研究.pdf

1、人腦是人體結(jié)構(gòu)和功能最復(fù)雜的器官，有效的整合人腦形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能和生理等各個(gè)層面的知識(shí)，形成一個(gè)全面、綜合性的人腦知識(shí)平臺(tái)，對(duì)于人腦解剖教學(xué)、功能研究和臨床診治有重要意義。
　　本研究以首例中國(guó)女?dāng)?shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集（CVH-2）的腦部切片圖像構(gòu)建數(shù)字人腦模型，著重探討人腦的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)（如二維切片圖像、三維幾何模型）與解剖知識(shí)等不同領(lǐng)域知識(shí)的連接和表示方法，以實(shí)現(xiàn)基于三維幾何模型的人腦解剖知識(shí)可視表示。具體采用離散移動(dòng)立方體算法和

2、光線投射合成算法建立了人腦三維幾何模型，并參考美國(guó)人體解剖學(xué)基礎(chǔ)模型-FMA，利用人工智能領(lǐng)域的本體技術(shù)，基于“partof”關(guān)系初步建立了器官層次的人腦解剖知識(shí)庫(kù)；通過(guò)深入分析二維連續(xù)切片圖像構(gòu)成的三維體數(shù)據(jù)場(chǎng)的性質(zhì)，建立了三維場(chǎng)景中角色的三維坐標(biāo)到二維切片圖像對(duì)應(yīng)像素的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，并重點(diǎn)探討了三維幾何模型與解剖知識(shí)、二維切片圖像的映射模式，并結(jié)合回調(diào)函數(shù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了三者的同步可視表示；同時(shí)，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)三維幾何模型內(nèi)部的深度觀察

3、和解剖知識(shí)獲取，基于Observer/Command設(shè)計(jì)模式，以構(gòu)建3DWidget實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維幾何模型的交互式精確切割，并通過(guò)建立空間平面與固定長(zhǎng)方體的位置關(guān)系模型和空間平面在長(zhǎng)方體內(nèi)的移動(dòng)模型，結(jié)合切割坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意方位虛擬切片的提取以及在法向方向上的動(dòng)態(tài)瀏覽觀察。該功能有效地彌補(bǔ)了MR等技術(shù)只能產(chǎn)生固定方向序列圖像的不足，滿足了臨床上多方位、多角度診查的需要觀察。在此基礎(chǔ)上，以VisualC++6.0為開(kāi)發(fā)工具，結(jié)合可視化類

4、庫(kù)VTK5.0，構(gòu)建了基于三維幾何模型的人腦解剖知識(shí)可視表示系統(tǒng)。
　　綜上所述，本研究對(duì)三維幾何模型、二維切片圖像及符號(hào)化解剖知識(shí)等異構(gòu)人腦數(shù)據(jù)信息有機(jī)結(jié)合與同步展示的方法進(jìn)行了有益的探討，所構(gòu)建的人腦解剖知識(shí)可視表示系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可交互性和完善的三維模型、二維切片圖像及解剖知識(shí)的同步展示功能，系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)合作單位的專家審核，符合對(duì)方對(duì)人腦數(shù)字解剖教學(xué)的要求。研究結(jié)果可為進(jìn)一步整合人腦其它方面的知識(shí)信息提供有益的參考與借鑒，并推