CN104933283A - 三维彩色病变模拟展示系统模型库 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了三维彩色病变模拟展示系统模型库，包括数据库端和前端，所述数据库端包括：(1)模型的分类；(2)模型信息；(3)模型的管理；(4)用户数据管理。所述前端包括：(1)模型初始状态；(2)展示系统的其他功能。与现有技术相比，本发明具有以下突出效果：(1)直观、逼真。本发明设计的彩色器官模型库可以直观地使用户感受人体器官的构成机理。(2)器官模型全面、细分层次可调；结构可拓展、更新迅速。针对医学领域的新发现及时更新数据。(3)集成性高。采用XML数据格式，也为基于本器官模型库的二次开发工作提供了方便的解决途径。(4)应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维模型库，尤其是一种设计巧妙、智能化程度高的三维彩色病变模拟展示系统模型库。
背景技术
近几年来，由于环境污染、竞争压力、工作节奏加快、生活方式改变等诸多因素，导致疾病的发病率明显上升，并呈年轻化趋势，成为威胁人们身体健康的“杀手”。随着社会的发展和科技水平的不断提高，越来越多的医学工作者投入到人类疾病的研究之中。发展对于疾病的学习、研究、预测、诊断还是治疗，一直是人口健康领域关注的焦点，而如何获得可操作的器官模型、病变体模型成为亟待解决的技术问题。
由于医学伦理学的要求，目前大多的研究性实验集中于建立人类疾病的动物模型。虽然这样可以跟踪性的研究动物模型病症的发生、发展、治疗反应等，但这种方法也面临着一系列的问题和误解。
目前，市场上的器官模型(中国人辐照仿真人体模型)，病变模型(例如，网状结构-纱布模拟，线状结构-丝线模拟，结节性病变-半球形蜂蜡模拟)基本上都是实体模型，即模型的材质、规格和设计都已成型。随着模型设计水平的提升，模型的适用性也越来越强。但实体模型仍摆脱不了其固有的缺陷。
随着虚拟三维技术水平的进步，彻底弥补了实体模型的不足。在医学领域，三维仿真技术应用的范围不断扩大，研究不断深入。
但是现有技术普遍存在如下缺点：
(1)动物模型这一策略也常常面临着一系列问题和误解。
a.动物模型不能完全复制人类疾病真实情况，其正确性是相对的，不同动物模型的选取，差异较大。
b.需特殊的饲养设施和转运条件，经济上和技术上要求高。
c.需要一定量的动物来源，对慢性疾病模型来说，动物须有一定的生存期，便于长期观察使用。
d.复制模型的成败往往与环境的改变有密切关系，任何一项被忽视都可能给模型动物带来严重影响。
(2)实体器官模型的材质、规格和设计都已经确定，使用者不可进行自定义修改，并且实体的不便携带型，给教学和研究工作带来了很多限制，同时，实体模型容易损坏，寿命有限，这给科研人员和机构增加了不小的成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了三维彩色病变模拟展示系统模型库，包括数据库端和前端，所述数据库端包括：(1)模型的分类：包括a.标准器官模型；b.标准病变模型；c.手术器械模型；d.药物并物理因子疗法；(2)模型信息：a.模型文件，基于三维建模软件生成的文件类型；b.三维模型缩略图；c.模型操作信息，基于XML数据信息存储模型的基本信息；模型的名称、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病变、病变情况、诊断情况；是否手术、手术器械；是否药物、药物名称、药物剂量、药效反应；治疗结果。(3)模型的管理：包括模型的创建日期、模型的修改次数及日期；模型的下载次数、下载用户；(4)用户数据管理：包括客户端登录认证子系统。为保证信息传输的安全性，系统在客户端和服务器采用“用户名+密码”的验证方案。支持操作数据另存为其他文件，再次打开程序时，不保存之前操作数据。需要加载之前的文件来复现，更好的保护了用户操作信息。
所述前端包括：(1)模型初始状态：包括缩略图查看：使用我们的集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，支持浏览、检索、三维模型快速下载；模型校准：位置校准、比例(可缩放)校准；是否依附其上层器官显示(独立显示)；三维彩色模型：使用我们的集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，支持三维模型显示。(2)展示系统的其他功能：包括模型操作：选中、平移、放大/缩小、旋转、半透明、切割、测量模型的物体属性：碰撞、韧度、密度、可拉伸病变模拟：病变体生长、对周围器官组织的影响模拟病情分析、记录、治疗：支持模型标注、信息注释、截图；支持模拟手术、模拟药物治疗。
本发明专利利用虚拟三维数字化技术对人体器官进行三维模拟，用户可通过三维模型直观感受人体器官的三维呈现状态。
(1)本发明根据医学资料提供的常见人体器官及肿瘤模型一般标准尺寸(长、宽、高)，根据科室划分，采用模型制作软件，建立属于不同科室的通用高清彩色三维人体器官及肿瘤模型库，形成了一套完整的涵盖人体运动、消化、呼吸、泌尿生殖、循环、神经、内分泌等生理系统的260个器官和组织的三维模型。
(2)模型的相关信息通过XML文件保存在数据库中，因此，用户使用模型时只需从数据库中调用，避免了模型的实时建模，数据传输量小，速度快，而且保证了数据的安全性。
(3)医学工作者或普通用户可以随时随地调用通用器官或肿瘤模型，调用模型后，读取CT、MRI等常用医学影像的数据，对通用模型的尺寸(长、宽、高)重新进行设置，得到特定的器官及肿瘤模型。
(4)在虚拟现实软件中建立多种器官病变手术仿真场景，用户制定仿真手术方案，选择其需要的手术仿真场景，当用户调用到特定的器官或肿瘤模型后，对模型进行缩放、旋转、测量、添加注释、透明度调整等实时操作，而且模型的质量不受放大倍数的限制。
与现有技术相比，本发明还具有以下突出效果：
(1)直观、逼真。本发明设计的彩色器官模型库可以直观地使用户感受人体器官的构成机理。
(2)器官模型全面、细分层次可调；结构可拓展、更新迅速。针对医学领域的新发现及时更新数据。
(3)集成性高。采用XML数据格式，也为基于本器官模型库的二次开发工作提供了方便的解决途径。
(4)应用范围广。例如，医学知识的科普与教学工作，医患沟通、医学研究与手术方案的模拟仿真等等。
附图说明
图1为模型库设计图
图2为模型库组成图
图3为本专利工作过程流程图
具体实施方式
下面结合实施例对本专利进行进一步描述：
如图1至图3所示，三维彩色病变模拟展示系统模型库，包括数据库端和前端，所述数据库端包括：(1)模型的分类：包括a.标准器官模型；b.标准病变模型；c.手术器械模型；d.药物并物理因子疗法；(2)模型信息：a.模型文件，基于三维建模软件生成的文件类型；b.三维模型缩略图；c.模型操作信息，基于XML数据信息存储模型的基本信息；模型的名称、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病变、病变情况、诊断情况；是否手术、手术器械；是否药物、药物名称、药物剂量、药效反应；治疗结果。(3)模型的管理：包括模型的创建日期、模型的修改次数及日期；模型的下载次数、下载用户；(4)用户数据管理：包括客户端登录认证子系统。为保证信息传输的安全性，系统在客户端和服务器采用“用户名+密码”的验证方案。支持操作数据另存为其他文件，再次打开程序时，不保存之前操作数据。需要加载之前的文件来复现，更好的保护了用户操作信息。
所述前端包括：(1)模型初始状态：包括缩略图查看：使用我们的集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，支持浏览、检索、三维模型快速下载；模型校准：位置校准、比例(可缩放)校准；是否依附其上层器官显示(独立显示)；三维彩色模型：使用我们的集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，支持三维模型显示。(2)展示系统的其他功能：包括模型操作：选中、平移、放大/缩小、旋转、半透明、切割、测量模型的物体属性：碰撞、韧度、密度、可拉伸病变模拟：病变体生长、对周围器官组织的影响模拟病情分析、记录、治疗：支持模型标注、信息注释、截图；支持模拟手术、模拟药物治疗。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.三维彩色病变模拟展示系统模型库，包括数据库端和前端，其特征在于：
所述数据库端包括：
(1)模型的分类：包括a.标准器官模型；b.标准病变模型；c.手术器械模型；d.药物并物理因子疗法；
(2)模型信息：a.模型文件，基于三维建模软件生成的文件类型；b.三维模型缩略图；c.模型操作信息，基于XML数据信息存储模型的基本信息；模型的名称、模型尺寸、模型位置、半透明度；是否病变、病变情况、诊断情况；是否手术、手术器械；是否药物、药物名称、药物剂量、药效反应；治疗结果；
(3)模型的管理：包括模型的创建日期、模型的修改次数及日期；模型的下载次数、下载用户；
(4)用户数据管理：包括客户端登录认证子系统，系统在客户端和服务器采用“用户名+密码”的验证方案；支持操作数据另存为其他文件，再次打开程序时，不保存之前操作数据；需要加载之前的文件来复现；
所述前端包括：
(1)模型初始状态：包括缩略图查看：使用集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，支持浏览、检索、三维模型快速下载；模型校准：位置校准、比例(可缩放)校准；是否依附其上层器官显示(独立显示)；三维彩色模型：使用集成网页图形库查看器进行浏览/EXE启动U盘程序，三维模型显示；
(2)展示系统的其他功能：包括模型操作：选中、平移、放大/缩小、旋转、半透明、切割、测量模型的物体属性：碰撞、韧度、密度、可拉伸病变模拟：病变体生长、对周围器官组织的影响模拟病情分析、记录、治疗：支持模型标注、信息注释、截图；模拟手术、模拟药物治疗。
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