[发明专利]可变形数字人解剖学模型的个性化变形方法

说明书

本发明公开了一种可变形数字人解剖学模型的个性化变形方法。该方法通过获取用户的人体测量学参数以及医学影像数据作为参考，输入到数字人体模型使其形变后的模型外观和内部解剖结构的形态变得与用户个人相近，生成针对用户个人的解剖结构模型，达到个性化全身解剖结构建模的目的。本发明采用的技术方案是根据用户的解剖形态特征参数或医学影像引导模型进行变形，模型的个性化变形可以通过手动调节或自动配准的方式来实现。通过本发明生成的个性化数字人体模型，将为医患交流、仿真模拟、临床诊断等领域提供有价值的参考数据。

技术领域

本发明公开了一种数字人解剖学模型的变形控制方法，借助用户的人体测量学参数以及医学影像数据实现数字人体模型的变形调控，使模型在人体外观和内部器官形态上接近用户个体，生成针对用户个人的个性化的数字解剖人体模型，用于与用户个体相关的医疗信息管理、人体建模仿真、个性化解剖结构展示、病患沟通、解剖学教育等诸多领域。

背景技术

近年来随着大数据时代的到来，三维数字人体模型被运用在医疗、人体建模仿真、服装设计、体育运动等领域，但目前现有的数字模型大多是不可变形的标准人体模型，缺乏相关的个体解剖形态差异信息。如果建立一个可变形的人体解剖模型，实现数字人模型与病人个体变形配准，则可以通过数字人变形生成一个与病人本身解剖形态相似的个性化数字人，作为病人本身的虚拟数字化代表，为医患交流、模拟仿真、临床诊疗提供个性化的人体解剖模型。

为实现人体解剖结构的个性化形态建模，需要首先获取受试者本身的解剖特征参数。受试者体表外观的形态特征参数可以通过简单的测量获得(如身高、体重、三维、胸腹高、肩宽、四肢长度与周长、腰腹比、头围、面部器官尺寸等)，也可以通过外观照片或三维体表扫描获取。受试者内脏器官的形态特征(如内脏器官形状、心率、皮下脂肪含量、内脏脂肪含量、呼吸状态、各脑区形态等)可以通过医学影像采集获取(如CT、核磁、核医学或超声影像)。通过这些外观的和内部的解剖形态特征，可以引导数字人体模型发生变形，使其外表形态和内部解剖结构的形态变得与受试者相似，从而构建个性化的解剖结构模型。

发明内容

本发明提出一种数字人体解剖模型的变形方法，以受试者的体表测量尺寸、外观照片、三维体表扫描数据和医学影像为参照，通过数字人模型的变形使其外观和内部解剖结构的形态变得与受试者相近，生成针对个体受试者的解剖结构模型，达到个性化全身解剖结构建模的目的。

本发明的技术方案：

一种可变形数字人解剖学模型的个性化变形方法，步骤如下：

第一步，为数字人体解剖模型赋予变形能力

可变形人体模型是指包含全身解剖结构的三维数字人体模型，与标准的数字人体模型不同，该可变形的人体模型具有改变自身的外观与内部解剖结构形态的能力，通过调节众多解剖学特征参数控制人体模型发生由内到外的解剖形态变化，使人体模型的外观和内脏器官形态变得类似个体人类；