三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維模型庫(kù)，尤其是一種設(shè)計(jì)巧妙、智能化程度高的三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，由于環(huán)境污染、競(jìng)爭(zhēng)壓力、工作節(jié)奏加快、生活方式改變等諸多因素，導(dǎo)致疾病的發(fā)病率明顯上升，并呈年輕化趨勢(shì)，成為威脅人們身體健康的“殺手”。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技水平的不斷提高，越來(lái)越多的醫(yī)學(xué)工作者投入到人類(lèi)疾病的研宄之中。發(fā)展對(duì)于疾病的學(xué)習(xí)、研宄、預(yù)測(cè)、診斷還是治療，一直是人口健康領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，而如何獲得可操作的器官模型、病變體模型成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0003]由于醫(yī)學(xué)倫理學(xué)的要求，目前大多的研宄性實(shí)驗(yàn)集中于建立人類(lèi)疾病的動(dòng)物模型。雖然這樣可以跟蹤性的研宄動(dòng)物模型病癥的發(fā)生、發(fā)展、治療反應(yīng)等，但這種方法也面臨著一系列的問(wèn)題和誤解。
[0004]目前，市場(chǎng)上的器官模型(中國(guó)人輻照仿真人體模型)，病變模型(例如，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)-紗布模擬，線狀結(jié)構(gòu)-絲線模擬，結(jié)節(jié)性病變-半球形蜂蠟?zāi)M)基本上都是實(shí)體模型，即模型的材質(zhì)、規(guī)格和設(shè)計(jì)都已成型。隨著模型設(shè)計(jì)水平的提升，模型的適用性也越來(lái)越強(qiáng)。但實(shí)體模型仍擺脫不了其固有的缺陷。
[0005]隨著虛擬三維技術(shù)水平的進(jìn)步，徹底彌補(bǔ)了實(shí)體模型的不足。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，三維仿真技術(shù)應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，研宄不斷深入。
[0006]但是現(xiàn)有技術(shù)普遍存在如下缺點(diǎn):
[0007](I)動(dòng)物模型這一策略也常常面臨著一系列問(wèn)題和誤解。
[0008]a.動(dòng)物模型不能完全復(fù)制人類(lèi)疾病真實(shí)情況，其正確性是相對(duì)的，不同動(dòng)物模型的選取，差異較大。
[0009]b.需特殊的飼養(yǎng)設(shè)施和轉(zhuǎn)運(yùn)條件，經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上要求高。
[0010]c.需要一定量的動(dòng)物來(lái)源，對(duì)慢性疾病模型來(lái)說(shuō)，動(dòng)物須有一定的生存期，便于長(zhǎng)期觀察使用。
[0011]d.復(fù)制模型的成敗往往與環(huán)境的改變有密切關(guān)系，任何一項(xiàng)被忽視都可能給模型動(dòng)物帶來(lái)嚴(yán)重影響。
[0012](2)實(shí)體器官模型的材質(zhì)、規(guī)格和設(shè)計(jì)都已經(jīng)確定，使用者不可進(jìn)行自定義修改，并且實(shí)體的不便攜帶型，給教學(xué)和研宄工作帶來(lái)了很多限制，同時(shí)，實(shí)體模型容易損壞，壽命有限，這給科研人員和機(jī)構(gòu)增加了不小的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)端和前端，所述數(shù)據(jù)庫(kù)端包括:(I)模型的分類(lèi):包括a.標(biāo)準(zhǔn)器官模型；b.標(biāo)準(zhǔn)病變模型；c.手術(shù)器械模型；d.藥物并物理因子療法；(2)模型信息:a.模型文件，基于三維建模軟件生成的文件類(lèi)型；b.三維模型縮略圖；C.模型操作信息，基于XML數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模型的基本信息；模型的名稱(chēng)、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病變、病變情況、診斷情況；是否手術(shù)、手術(shù)器械；是否藥物、藥物名稱(chēng)、藥物劑量、藥效反應(yīng)；治療結(jié)果。(3)模型的管理:包括模型的創(chuàng)建日期、模型的修改次數(shù)及日期；模型的下載次數(shù)、下載用戶；(4)用戶數(shù)據(jù)管理:包括客戶端登錄認(rèn)證子系統(tǒng)。為保證信息傳輸?shù)陌踩?，系統(tǒng)在客戶端和服務(wù)器采用“用戶名+密碼”的驗(yàn)證方案。支持操作數(shù)據(jù)另存為其他文件，再次打開(kāi)程序時(shí)，不保存之前操作數(shù)據(jù)。需要加載之前的文件來(lái)復(fù)現(xiàn)，更好的保護(hù)了用戶操作信息。
[0014]所述前端包括:(I)模型初始狀態(tài):包括縮略圖查看:使用我們的集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，支持瀏覽、檢索、三維模型快速下載；模型校準(zhǔn):位置校準(zhǔn)、比例(可縮放)校準(zhǔn)；是否依附其上層器官顯示(獨(dú)立顯示)；三維彩色模型:使用我們的集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，支持三維模型顯示。(2)展示系統(tǒng)的其他功能:包括模型操作:選中、平移、放大/縮小、旋轉(zhuǎn)、半透明、切割、測(cè)量模型的物體屬性:碰撞、韌度、密度、可拉伸病變模擬:病變體生長(zhǎng)、對(duì)周?chē)鞴俳M織的影響模擬病情分析、記錄、治療:支持模型標(biāo)注、信息注釋、截圖；支持模擬手術(shù)、模擬藥物治療。
[0015]本發(fā)明專(zhuān)利利用虛擬三維數(shù)字化技術(shù)對(duì)人體器官進(jìn)行三維模擬，用戶可通過(guò)三維模型直觀感受人體器官的三維呈現(xiàn)狀態(tài)。
[0016](I)本發(fā)明根據(jù)醫(yī)學(xué)資料提供的常見(jiàn)人體器官及腫瘤模型一般標(biāo)準(zhǔn)尺寸(長(zhǎng)、寬、高)，根據(jù)科室劃分，采用模型制作軟件，建立屬于不同科室的通用高清彩色三維人體器官及腫瘤模型庫(kù)，形成了一套完整的涵蓋人體運(yùn)動(dòng)、消化、呼吸、泌尿生殖、循環(huán)、神經(jīng)、內(nèi)分泌等生理系統(tǒng)的260個(gè)器官和組織的三維模型。
[0017](2)模型的相關(guān)信息通過(guò)XML文件保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此，用戶使用模型時(shí)只需從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用，避免了模型的實(shí)時(shí)建模，數(shù)據(jù)傳輸量小，速度快，而且保證了數(shù)據(jù)的安全性。
[0018](3)醫(yī)學(xué)工作者或普通用戶可以隨時(shí)隨地調(diào)用通用器官或腫瘤模型，調(diào)用模型后，讀取CT、MRI等常用醫(yī)學(xué)影像的數(shù)據(jù)，對(duì)通用模型的尺寸(長(zhǎng)、寬、高)重新進(jìn)行設(shè)置，得到特定的器官及腫瘤模型。
[0019](4)在虛擬現(xiàn)實(shí)軟件中建立多種器官病變手術(shù)仿真場(chǎng)景，用戶制定仿真手術(shù)方案，選擇其需要的手術(shù)仿真場(chǎng)景，當(dāng)用戶調(diào)用到特定的器官或腫瘤模型后，對(duì)模型進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、測(cè)量、添加注釋、透明度調(diào)整等實(shí)時(shí)操作，而且模型的質(zhì)量不受放大倍數(shù)的限制。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下突出效果:
[0021](I)直觀、逼真。本發(fā)明設(shè)計(jì)的彩色器官模型庫(kù)可以直觀地使用戶感受人體器官的構(gòu)成機(jī)理。
[0022](2)器官模型全面、細(xì)分層次可調(diào)；結(jié)構(gòu)可拓展、更新迅速。針對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)及時(shí)更新數(shù)據(jù)。
[0023](3)集成性高。采用XML數(shù)據(jù)格式，也為基于本器官模型庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)工作提供了方便的解決途徑。
[0024](4)應(yīng)用范圍廣。例如，醫(yī)學(xué)知識(shí)的科普與教學(xué)工作，醫(yī)患溝通、醫(yī)學(xué)研宄與手術(shù)方案的模擬仿真等等。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為模型庫(kù)設(shè)計(jì)圖
[0026]圖2為模型庫(kù)組成圖
[0027]圖3為本專(zhuān)利工作過(guò)程流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利進(jìn)行進(jìn)一步描述:
[0029]如圖1至圖3所示，三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)端和前端，所述數(shù)據(jù)庫(kù)端包括:(I)模型的分類(lèi):包括a.標(biāo)準(zhǔn)器官模型；b.標(biāo)準(zhǔn)病變模型；c.手術(shù)器械模型；d.藥物并物理因子療法；(2)模型信息:a.模型文件，基于三維建模軟件生成的文件類(lèi)型；b.三維模型縮略圖；c.模型操作信息，基于XML數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模型的基本信息；模型的名稱(chēng)、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病變、病變情況、診斷情況；是否手術(shù)、手術(shù)器械；是否藥物、藥物名稱(chēng)、藥物劑量、藥效反應(yīng)；治療結(jié)果。(3)模型的管理:包括模型的創(chuàng)建日期、模型的修改次數(shù)及日期；模型的下載次數(shù)、下載用戶；(4)用戶數(shù)據(jù)管理:包括客戶端登錄認(rèn)證子系統(tǒng)。為保證信息傳輸?shù)陌踩?，系統(tǒng)在客戶端和服務(wù)器采用“用戶名+密碼”的驗(yàn)證方案。支持操作數(shù)據(jù)另存為其他文件，再次打開(kāi)程序時(shí)，不保存之前操作數(shù)據(jù)。需要加載之前的文件來(lái)復(fù)現(xiàn)，更好的保護(hù)了用戶操作信息。
[0030]所述前端包括:⑴模型初始狀態(tài):包括縮略圖查看:使用我們的集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，支持瀏覽、檢索、三維模型快速下載；模型校準(zhǔn):位置校準(zhǔn)、比例(可縮放)校準(zhǔn)；是否依附其上層器官顯示(獨(dú)立顯示)；三維彩色模型:使用我們的集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，支持三維模型顯示。(2)展示系統(tǒng)的其他功能:包括模型操作:選中、平移、放大/縮小、旋轉(zhuǎn)、半透明、切割、測(cè)量模型的物體屬性:碰撞、韌度、密度、可拉伸病變模擬:病變體生長(zhǎng)、對(duì)周?chē)鞴俳M織的影響模擬病情分析、記錄、治療:支持模型標(biāo)注、信息注釋、截圖；支持模擬手術(shù)、模擬藥物治療。
[0031]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)端和前端，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)庫(kù)端包括: (1)模型的分類(lèi):包括a.標(biāo)準(zhǔn)器官模型；b.標(biāo)準(zhǔn)病變模型；c.手術(shù)器械模型；d.藥物并物理因子療法； (2)模型信息:a.模型文件，基于三維建模軟件生成的文件類(lèi)型；b.三維模型縮略圖；c.模型操作信息，基于XML數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模型的基本信息；模型的名稱(chēng)、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病變、病變情況、診斷情況；是否手術(shù)、手術(shù)器械；是否藥物、藥物名稱(chēng)、藥物劑量、藥效反應(yīng)；治療結(jié)果； (3)模型的管理:包括模型的創(chuàng)建日期、模型的修改次數(shù)及日期；模型的下載次數(shù)、下載用戶； (4)用戶數(shù)據(jù)管理:包括客戶端登錄認(rèn)證子系統(tǒng)，系統(tǒng)在客戶端和服務(wù)器采用“用戶名+密碼”的驗(yàn)證方案；支持操作數(shù)據(jù)另存為其他文件，再次打開(kāi)程序時(shí)，不保存之前操作數(shù)據(jù)；需要加載之前的文件來(lái)復(fù)現(xiàn)； 所述前端包括: (1)模型初始狀態(tài):包括縮略圖查看:使用集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，支持瀏覽、檢索、三維模型快速下載；模型校準(zhǔn):位置校準(zhǔn)、比例(可縮放)校準(zhǔn)；是否依附其上層器官顯示(獨(dú)立顯示)；三維彩色模型:使用集成網(wǎng)頁(yè)圖形庫(kù)查看器進(jìn)行瀏覽/EXE啟動(dòng)U盤(pán)程序，三維模型顯示； (2)展示系統(tǒng)的其他功能:包括模型操作:選中、平移、放大/縮小、旋轉(zhuǎn)、半透明、切割、測(cè)量模型的物體屬性:碰撞、韌度、密度、可拉伸病變模擬:病變體生長(zhǎng)、對(duì)周?chē)鞴俳M織的影響模擬病情分析、記錄、治療:支持模型標(biāo)注、信息注釋、截圖；模擬手術(shù)、模擬藥物治療。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了三維彩色病變模擬展示系統(tǒng)模型庫(kù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)端和前端，所述數(shù)據(jù)庫(kù)端包括：(1)模型的分類(lèi)；(2)模型信息；(3)模型的管理；(4)用戶數(shù)據(jù)管理。所述前端包括：(1)模型初始狀態(tài)；(2)展示系統(tǒng)的其他功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出效果：(1)直觀、逼真。本發(fā)明設(shè)計(jì)的彩色器官模型庫(kù)可以直觀地使用戶感受人體器官的構(gòu)成機(jī)理。(2)器官模型全面、細(xì)分層次可調(diào)；結(jié)構(gòu)可拓展、更新迅速。針對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)及時(shí)更新數(shù)據(jù)。(3)集成性高。采用XML數(shù)據(jù)格式，也為基于本器官模型庫(kù)的二次開(kāi)發(fā)工作提供了方便的解決途徑。(4)應(yīng)用范圍廣。
【IPC分類(lèi)】G06F19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104933283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059884
【發(fā)明人】季紅, 沈濤, 劉曉暉, 高佳, 林翰宇, 唐艷艷, 沈蕓, 徐德雄
【申請(qǐng)人】北京市計(jì)算中心
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日