[00984796]中国数字人体女性数据集图像处理及三维重建

数字人体是关于真实人体信息数字化的研究，它涉及到许多前沿科学问题和相关领域的关键技术。其科学意义在于从宏观到微观将人体结构和功能信息全面集成与三维可视化，建立起能够为计算机处理的模型，可广泛用于医学、国防、航空航天、汽车、建筑、服装、家具、影视与广告艺术、体育运动等领域。人体断层切片数据集获取工作被由路甬祥、徐匡迪等570名中国科学院院士和中国工程院院士投票评为2005年中国十大科技进展。基于该数据集，首都医科大学医学图像实验室完整地三维重构了世界上第一个具有东方特点的年轻女性数字人体，率先完整重构了骨盆、子宫、卵巢等的三维结构，重构的结果具有重要的研究和应用价值，为数字人体的进一步开发应用奠定基础。1．人体的组织冷冻切片数据采集时间长、层片近万张，加工标本和机械传动装置的任何微小晃动及数码相机的微小移动都不可避免地导致整个数据集空间位置的不一致性，没有强健的多层片自动配准技术就无法实现后续的组织和器官的三维重建，失去高分辨数据采集的意义。课题组开发的基于最大互信息的配准方法无须人工干预，普适性好。经美国Vanderbilt大学评估达到亚象素级配准精度，居世界先进之列。该结果可通过访问http：//cswww.vuse.vanderbilt,edu/￣image/registration查看。该项目被评为1999年亚洲CT研究十大进展。在数字人体研究中课题组探索了以标记物多层(8556层)逐级匹配粗配准及基于最大互信息的医学图象精细配准相结合的方法。2．重构的中国女性数字人体是中国第一个最完整、最系统、最精细的女性数字人，部分成果在中国科学技术馆展出，并获得全国科技馆《展品创新奖》二等奖(一等奖空缺)。世界上唯一能够将数字人体研究成果在国家级博物馆展出。3．在国际上首次利用数字人体图像三维可视化方法，模拟了中医针刺穴位脑神经功能区变化；从大脑图像提取世界上最多的功能分区进行三维可视化(47个Brodmman分区)；进行了多尺度数字解剖研究，除全身大体器官外，还完成人体小器官(耳蜗)及豚鼠耳蜗相衬CT扫描图像的三维重构，空间分辨达到10微米，可以清晰看到毛细胞的静纤毛。4．该课题发表了一系列高水平论文，其中有20篇被SCI、EI收录。出版了专著“医学图像处理与分析”，这是中国医学图像研究最系统的理论专著之一。该书被教育部推荐为“研究生教学用书”，2005年被评为北京市高等教育精品教材。5．关于医学图像处理的算法和开发的软件取得两项国家知识产权局的计算机软件著作权登记证书：多模医学图像配准软件[简称MIR2.0]和Tissue Image Seg医学图像分割软件V1.0。6．基于上述理论研究成果该课题还进行了一系列应用研究，包括：为中国航天工业总公司开发了对特殊航天材料的CT图像分析与处理系统；基于数字人体骨骼的三维运动研究；图像引导的神经外科手术计划等。