人体大脑数字解剖模型构建及可视化研究

摘要

该实验采用可视化人工技术对头脑标本进行无据耗的低温冷冻铣切,采集人体大脑的断面图像,用Photoshop软件,对大脑的主要结构进行半自动分割,并赋予不同的RGB颜色.用课题组自行开发的软件及与香港中文大学合作开发的软件,将分割提取后的脑断面图像进行重建,建立了人体大脑三维模型.用可视化软件,在三维空间上对人体大脑结构进行可视化研究.在三维模型上,以前后连合间线的中点为原点建立了三维空间坐标系,对人体大脑各结构进行了空间定位和三维测量.将人体大脑横、冠、矢三方位的MRI图像与相应的断面标本对照研究,探讨人体大脑各结构薄层断面形态规律及影像学表现.主要研究结果如下:1.采用可视化人体技术,并对主要装置和方法进行了改进,采集到中国数字化可视人体大脑数据集,铣切厚度达到0.1mm,无锯耗,数字化摄影分辨率达到1100万(4064×2704)像素,每个断面图像文件大小为63MB.2.用Photoshop软件,对大脑灰质和白质、基底核团、脑室及海马等结构进行了半自动分割,并在PC机上用表面绘制和体绘制方法进行了三维重建.3.获得了7套正常人体大脑连续薄层断面图像,其中横断5套,冠状位和矢状位各1套.此部分资料为神经外科和影像诊断提供了解剖学基础.完成了2套大脑主要结构精确分割的图像数据集.4.将断面标本与相应层面的MRI图像相对照,得出了大脑沟回及主要结构在横、冠、矢三方面的断面影像特点,为大脑占位性病变及脑的功能影像学研究提供了解剖学依据.5.以前后连合间线的中点为原点建立了大脑三维空间坐标系.并对原始数据进行重新采样,生成了与新坐标系相匹配的人体大脑数据集,并测量了大脑主要结构的大小及空间坐标.6.建立了人体大脑的数字化三维解剖模型.模型的浏览器界面是该课题组采用VC++和openGL图形库及基于它的VTK工具箱自行开发的.7.采用图形加速器和课题组自行开发的可视化软件,在三维虚拟环境中实现了大脑结构的适时可视化.

目录

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前 言

第一部分人体大脑图像数据采集

1 材料与方法

2 结 果

3 讨论

参考文献

图 片

第二部分数字化可视人体大脑薄层断面解剖与MRI对照研究

1 材料与方法

2 结 果

3 讨论

参考文献

图版说明

图 片

第三部分数字化人体大脑结构分割及三维重建

1 材料与方法

2 结 果

3 讨论

参考文献

图版说明

图 片

第四部分数字化人体大脑坐标系的建立及三维测量

1 材料与方法

2 结 果

3 讨 论

参考文献

图片

第五部分人体大脑数字化解剖模型的构建及可视化

1 材料与方法

2 结 果

3 讨论

参考文献

图 片

结论

致 谢

文献综述数字化人脑模型研究

参考文献

研究生期间发表文章