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目的:本论文研究以“穴位立体构筑理论”为理论研究基础,结合虚拟现实技术,基于VOXEL-MAN操作平台,选取人体下肢、上肢和躯干部具有代表性的环跳(GB30)、内关(PC6)和天池穴(PC1)进行穴位的三维可视化和虚拟进针研究,动态模拟穴位的进针过程,通过生成三穴的三维虚拟进针动画和帧矩阵,实现对腧穴三维虚拟进针的细微显示。
方法:①采用标准化二维描述的腧穴三维定位方法在虚拟人体上进行定位,确定环跳、内关和天池三穴的三维可视化和虚拟进针时可能触及到的相应解剖组织;②以优化的交互式分割方法对三穴相关的肌肉进行分割,通过管状编辑器以图形建模的方式重建三穴相关的神经和血管;③通过编写三穴的进针脚本,生成三穴的三维虚拟进针动画,并以球体模型的方式标示腧穴;④根据生成的三维虚拟进针动画进一步生成三穴的三维虚拟进针的帧矩阵,实现三穴虚拟进针时相应帧矩阵的细微显示;⑤建立三穴相关的医学知识库体系,阐述三穴的三维可视化信息、具体内涵的概念及其相应的医学关系;⑥通过力反馈仪,实现基于虚拟人体的腧穴针刺时的触觉再现;⑦补充实验,通过Micro-XCT-200机对穴位的本质进行研究。
结果:实现了环跳、内关和天池三穴的三维定位与表达;完成了三穴相关解剖结构的三维重建与可视化;生成了三穴的三维虚拟进针动画,实现了三穴虚拟进针时不同平面的帧矩阵细微显示;建立了具有中医特色的三穴相关医学知识库体系;实现了基于虚拟人体的腧穴针刺时的触觉再现;运用Micro-XCT-200机对穴位的本质进行了研究,尚未发现新的组织,但同时证明了穴位立体构筑理论的正确性。
结论:本研究以“穴位立体构筑理论”为理论基础,基于VOXEL-MAN操作平台和虚拟现实技术,进行了环跳、内关和天池三穴的三维可视化和虚拟进针研究,动态模拟了穴位的进针过程,为针灸腧穴学的教学和学习提供了一种理想直观的多媒体手段和高质量的电子图谱,赋予传统的三维数字人以丰富的中医针灸特色,在很大程度上实现了用现代科学来阐述针刺进针的过程。