“数字化猪”的研究与应用.ppt

四、结 果 5、完成了数字化可视猪的部分三维重建 四、结 果 5、完成了数字化可视猪的部分三维重建 * “数字化猪”的研究与应用 二OO七年十一月 王金勇 重庆市畜牧科学院 第三军医大学 重庆工学院 一、引言 “数字化虚拟动物”（数字化动物）是指将动物结构数字化，通过计算机技术和图像处理技术，在电脑屏幕上出现一个看似真实的模拟动物，再进一步将动物功能性的研究成果加以数字化，并赋加到动物结构框架上，经过虚拟现实技术的交叉融合，通过操作者的调控，这个“数字化虚拟动物”将能模仿真实动物做出各种各样的反应。 一、引言 虚拟智能动物 虚拟生理动物 虚拟物理动物 虚拟可视动物 数字化虚拟动物研究层次 一、引言 “数字化猪”是结合养猪科学与计算机科学的最新进展，应用现代信息技术建立起的猪不同层次的计算机数字化平台，通过这个平台能够准确描述猪的结构、功能、形态和内在联系，实现对猪从组织、器官、系统到整个个体的精确模拟。 一、引言 数字化人冷冻切削技术和 图像分析技术移植 养猪科研成果、数据的挖掘、提炼和数字化 用最新计算机信息技术重塑传统养猪业 一、引言 “数字化猪”研究的步骤 物理功能的数字化 生理功能的数字化 个体（群体）的数字化 结构的数字化 二、国外研究现状 1、数字化人 美国：1994年11月获得了世界上第一套包括相应层次CT、MRI断层扫描影像的人体结构数据集。 韩国：2000年Ajou大学医学院和韩国科技信息研究所获得了一例韩国可视化人体的数据集。 中国：第三军医大学2002年8月完成了男性数字化可视人体的数据集的获取，2003年2月又完成了女性数字化可视人体的数据集的获取。 二、国外研究现状 1、数字化人 美国 Visible Human 计划 二、国外研究现状 1、数字化人 中国 虚拟中国人计划 二、国外研究现状 2、数字化动物 “全蛙计划” California大学Lawrence Berkley实验室于1994年完成 二、国外研究现状 老鼠胚胎的可视化研究 Duricovic R等于1998年完成了一个10.5日龄大、4.5mm长的老鼠胚胎的可视三维图像 2、数字化动物 二、国外研究现状 可视化狗 1999年DR.JOHANN MAIERL等报道了世界第一例“可视化狗”。他们初次尝试了采用轴向低温切片技术对标本进行连续切割，同时应用相应的CT和MRI图像技术联合创造了其三维重构模型。 2、数字化动物 三、材料与方法 选用世界著名的优秀地方猪种——荣昌猪，一公一母，母猪4月龄大，重45kg，体高44cm，体长94cm，体格健壮，生长发育正常，无器质性创伤。公猪5月龄大，重55kg，体高50.5cm，体长100cm，发育正常，无器质性创伤。 1、猪只的选择 三、材料与方法 猪只先用1%戊巴比妥钠麻醉，静脉注射，再用股动脉插管放血处死，10％福尔马林灌注固定。将猪采用侧卧姿势放置于木架上，前后肢膝部弯曲，呈跪姿。 CT机：美国GE公司LightSpeed VCT 64层螺旋。CT参数：120KV，50～500mA，机架旋转时间0.8s，层数：544层，扫描层厚0.625mm，重建层厚2.5mm，无间距容积扫描，采集矩阵512×512，W:250，L:45。 2、CT扫描 三、材料与方法 美国及韩国“数字人”的较大缺陷是循环系统无法虚拟，而在中国，钟世镇院士利血管灌注技术成功解决这一难题。 3、血管灌注 在后肢内侧，切开皮肤，钝性分离股动脉，双向插管，连接压力瓶，灌注、固定后取下插管，结扎动脉，缝合皮肤并清理切口。 三、材料与方法 血管灌注完成后放回倒模中，目的是保持原来CT时的姿势。用5%蓝色明胶包埋，置入-30℃冰库中冰冻1周，然后在-25℃低温实验室中用改进的TK 6350型数控铣床(铣切精度为0.001mm)从头至尾足逐层铣切。数据采集时将采集系统与铣头固定，铣头与采集系统同步运动，逐层用Canon EOS 1Ds高清晰度数码相机(分辨率为4064×2704像素)摄影，用TIF无损模式保存。 4、冷冻切削 三、材料与方法 采用双重分割法。一是按系统：分为肌肉、骨髂、消化、呼吸、循环、神经、泌尿、内分泌八个大的部分，每一系统再往下分，形成独立的树形结构；二是按部位：可分为头、躯干、四肢、尾四部分，每一部分又可下分形成树形结构。数字库采用层次结构，最多可分到10层，每一结构都用唯一的代码进行标识。结构数据库的建立可以为图像分割打下基础。 5、猪结构数据库的建立 三、材料与方法 为了保证精