专利名称：经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于中医经络学说及其针灸医术应用领域，具体涉及经脉穴位 在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型及其应用。
背景技术：
早在公元前五至一世纪，中国著名医典《黄帝内经》就指出“气穴所发， 各有处名”，记载了 160个穴位名称。晋代的皇甫谧编纂了我国现存针灸专科的开山名作 《针灸甲乙经》，对人体340个穴位的名称、别名、位置和主治一一论述。宋代的王惟一重新 厘定穴位，订正讹谬，撰著《铜人腧穴针灸图位》，并且首创铸造专供针灸教学与考试用的两 座针灸铜人，造型逼真，端刻精确。可见两千年以前我国古代医学家就知道依据腧穴用针灸 技术治病，并在长期实践过程中形成了腧穴学的完整理论体系，认为腧穴是脏腑经络气血 通达于体表的特定部位，针灸或按摩这些部位会产生酸、麻、重、胀、热、凉等所谓“气至”感 觉，且“气至”不会只停留于该局部，而是沿数个、数十个腧穴连起来的路线远传，进而发现 了各条不同路线的经脉。中医指出，经络是人体气血运行的通路，有主干和分支，其中纵行 的主干线称为经脉，由经脉分出网络全身各个部位的分支称为络脉。《灵枢·经脉》曰“经 脉十二者，伏行分肉之间，深而不见；其常见者，足太阴过于外踝之上，无所隐故也。”经络纵 横交贯，遍布全身，将人体内外、脏腑、肢体联成为一个有机的整体。中医经络学说及其针灸 医术源远流长，贯穿两千多年华夏民族文明史，其高深的学术意义及其重大的医学价值，理 应不亚于中国举世闻名的四大发明为人类发展所做出的巨大贡献。然而截止目前在人体解剖组织中仍找不到穴位及经络结构，现代医学无法证明穴 位及经络的实体存在，因此中医穴位及经络学说长期得不到西方医学界乃至世界科学界 的公认。本发明人认为，穴位有可能是存在于人体组织之间的一种至今不能被人类测定的 弥散态物质源，好比离子型物质结构中以凝聚态排列的正离子结构(相当于可见的实体组 织器官)的间隙之中拓扑分布有弥散态的“电子气”(相当于不可见“气”穴连成的经络)一 样，在外来“疏导”作用(如针灸、按摩)下它会产生被人感知的生物电流作用，并非人类尚 未观测到实物就不存在。解释穴位及经络的本质是留给未来世界终究会解决的学术问题， 两千年以来并不因此而停止它在应用领域的发展。基于穴位及经络学说的针灸医术从古至今对很多病例的神奇疗效，令人叹服穴位 及经络作用的客观性。本发明人曾跟别人学习祖传针灸之术，自我针灸医好了自身病痛，继 而数百次临床针灸治病救人，亲身感受了针灸医术立竿见影的疏导与止痛作用。本发明人 从实践中逐步体会到传统中医针灸图谱所画人体上的穴位其实并非穴位的真正位置，而 是针灸施针之进针点；要刺中穴位，关键是从进针点刺入皮下后控制针尖的走向和深度。因 此中医资料对每个穴位都注明了针刺深度范围。一般来说，要快速无痛进针穿越皮肤，避开 脏器、血管等组织，或深入骨缝，或到达肌间一定深度处，直至病人出现“麻、酸、胀、困”的感 觉，施针者手感也相应出现“粘滞”，即进入“得气”阶段，才算扎中了穴位，继而留针或以手 法刺激，产生良好的滞后疗效。但从目前中医针灸图谱来看，所有穴位及经络均标志在书籍 纸面的二维人体投影轮廓之中，即使制作了金属或其他材料的三维人体模型，也只能标点 在模型人体的表面，因此千年流传至今的穴位只不过是穴位的进针点而已。要表达穴位及 经络在人体解剖的三维空间环境较为确切的定位，即穴位进针点在人体皮下一定深度的定位，依靠古今二维人体表面图上标点或者三维人体模型表面上标点是不可能的。经检索国内发明专利有“虚拟现实针灸穴位定位方法与系统(专利号ZL 02134647. X)”，该专利采用两台摄像机拍摄真实人体，三维构建具有穴位标志的虚拟人体 图像，该图像在视频上可以动态调节，同现实病人体形重叠并建立其穴位数据库，达到对其 皮肤表面显示的穴位定位与针灸之目的。应当指出，该专利三维构建的具有穴位标志的虚 拟人体图像，同过去标志在实体材质人体模型表面的穴位本质上一样，虚拟人体图像上的 穴位标志不过是分布在人体表皮的进针点，仍然没能显示第三维深度，更没有显示穴位在 皮下的解剖组织环境。因此该专利通过拍摄真实人体三维构建具有穴位标志的虚拟人体图 像，与本发明利用绘图软件三维构建具有经脉穴位定位的虚拟人体图像不同，在于本发明 更为确切地将经脉穴位标定在三维虚拟人体解剖组织之中，不是在二维或三维人体图像中 的二维定位，而是在三维人体图像中的三维定位。而且该专利采用普通摄像机不可能隔着 皮肉拍摄出人体解剖组织，因而无法构建出含有人体解剖组织的三维虚拟人体图像。通过 拍摄真实人体解剖组织三维构建的虚拟人体并非没有，据央视报道中国第一个“三维虚拟 人”已于2006年被选定为一位误食毒蘑菇而死的18岁云南少女，其尸体冷冻切片经CT层 层拍摄后三维合成，至今还处于及其复杂的制作阶段，即使将来做成了，还不知道肯不肯用 于穴位及经络研究方面？综上所述，在中医经络学说及其针灸医术应用领域，至今尚未检索到能够在人体 解剖环境的三维空间中较为准确地标定经脉穴位真正位置的人体模型。发明内容本发明的目的在于提供一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定 位模型，在人体解剖的三维空间环境较为准确地实现经脉穴位的标定，旨在纠正从古至今 将人体皮表穴位进针点误作经脉穴位的错误，克服传统二维绘图或者三维实体模型无法深 入第三维表达人体经脉穴位的不足。本发明构建上述经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的另一目的， 旨在奠定一个在人体解剖组织中经脉穴位的三维空间环境，应用于中西医结合探讨中医经 络学说与针灸机理，指导传统针灸医术从人体表面——三维空间穴位点准确进针，提高针 灸疗效。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，其构建步骤如下①基于现代医学解剖图谱和数字图像技术，在计算机视屏的三维空间坐标中构建 出三维虚拟人体骨骼系统图像；②在三维虚拟人体骨骼系统图像中绘制填入肌肉系统，构建出三维虚拟人体骨骼 肌系统图像；③在三维虚拟人体骨骼肌系统图像中绘制人体皮肤系统包裹骨骼肌系统，构建出 三维虚拟人体皮包骨骼肌系统图像；④分别在三维虚拟人体骨骼系统、三维虚拟人体骨骼肌系统和三维虚拟人体皮包 骨骼肌系统的图像中，根据中医史料对人体经脉穴位的进针点、针刺方向及深度记载，对皮 下经脉穴位以及皮表进针点进行定位；⑤基于数字图像技术，将每条经脉所属的逐个穴位依次连线，分别形成诸条穿越 骨骼、肌肉及皮肤的经脉系统；
⑥最终构建了经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，即经脉穴位在包 含有人体骨骼系统、骨骼肌系统和皮包骨骼肌系统图像中的定位模型。一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的使用方法，对于经脉穴位 在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，能够调节视角方向观察和进行动作的动画演示， 并且能够设想用一平面沿经脉剖切、经过某穴位纵向剖切或者经过某穴位横向剖切，得到 含有人体解剖组织环境的二维剖面图像，显示虚拟人体经脉及穴位的解剖位置、皮表取法、 进针方向及针刺深度。另一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的使用方法，对于经脉穴 位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，能够按定位模型构建的顺序逆向进行剥离皮 肤、退掉肌肉，显示人体经脉穴位在骨骼肌系统、骨骼系统三维坐标系空间的解剖位置，并 能够调节视角方向观察和进行动作的动画演示。一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型在医学科学理论研究、中医 实践教学及其中医临床针灸准确取穴方面的应用。本发明提供的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型及其应用，利用当 今热门研究的虚拟现实的数字图像技术，针对现代医学解剖未能观察到的中医学经脉穴 位，绘制了虚拟三维人体骨骼、肌肉、皮肤等解剖组织，创建了上述经脉穴位在虚拟人体解 剖组织三维空间的定位模型，指导中医术从现实人体解剖组织三维空间的穴位点准确进 针，提高针灸疗效，在计算机视频上以人体虚拟仿真的三维数字图像及经脉穴位针灸查询 系统的形式运行显示，其画面清晰、人体逼真，三维视角、动画仿真、剖视随意、取穴准确、信 息丰富、调用快捷。本发明应用于现代中医的科学研究与实践教学，对研究人体经脉穴位 的客观存在、解剖环境、空间定位具有深远的学术意义，对纠正二维穴位概念和获取穴位信 息，特别是指导医师临床针灸施治，具有重大的实用价值。当今人类步入数字图像技术的年代，本发明提出经脉穴位在三维虚拟人体解剖组 织中的定位模型及其应用，在计算机视屏仿真绘制了三维虚拟人体骨骼、肌肉、皮肤等解剖 组织图像，以这些解剖组织所在的空间位置为基础，一一标定所有经脉穴位点的相对位置， 创建了经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，应用该模型可以显示某经脉与某 经穴处于周围解剖组织的三维空间位置，指导针灸人员从人体三维方向准确进针，直接命 中皮下一定深度的穴位，提高临床针灸疗效；而且首次将14条经脉贯穿的361个常用经穴 标定在三维虚拟人体解剖组织中，有利于研究各条经脉、各个经穴与周围解剖组织乃至整 个人体的关系，为进一步深入探讨古老的中医经络学说与针灸机理，奠定一个中西医结合 探讨人体物质运动的三维空间，具有重大的科学与应用价值。本发明人参照现代医学解剖图谱、利用软件3DMAX体建模方式，不惜历时一年之 劳苦，仿真绘制了三维虚拟人体解剖图像，并根据有关经脉穴位的中医史料和发明人的临 床检验，纠正了从古至今将人体表皮二维经脉穴位进针点误作经脉穴位的错误，率先在三 维虚拟人体解剖组织的图像空间实施了经脉穴位的三维定位。
图1三维虚拟人体骨骼系统的三维仿真图像图2三维虚拟人体的骨骼肌系统的三维仿真图像图3三维虚拟人体皮包骨骼肌系统的三维仿真图像图4三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位的定位模型图像
图5三维虚拟人体骨骼肌系统经脉穴位的定位模型图像图6三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位的定位模型图像图7三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位定位模型的半剖图像图8经过哑门穴的纵剖面图像图9经过上廉穴的横剖面图像图IOa三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型系统流程IOb三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型针灸查询系统流程11三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位定位模型的手阳明大肠经络图像图12三维虚拟人体骨骼肌系统经脉穴位定位模型的手阳明大肠经络图像图13三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位定位模型的手阳明大肠经络图像图14通过商阳穴位的横剖图像图15通过二间穴位的横剖图像图16通过偏历穴位的横剖图像图17通过合谷穴位的横剖图像图18通过阳溪穴位的横剖图像图19通过手三里穴位的横剖图像图20a针灸曲池穴的动画之一开始运针图20b针灸曲池穴的动画之二 抵达皮肤进针点图20c针灸曲池穴的动画之三刺中皮下穴位旋转观察图20d针灸曲池穴的动画之四刺中穴位在肌肉中观察图20e针灸曲池穴的动画之五刺中穴位在骨骼中观察图20f针灸曲池穴的动画之六刺中穴位透过皮肉观察图21a针灸迎香穴的动画之一开始运针图21b针灸迎香穴的动画之二 抵达皮肤进针点图21c针灸迎香穴的动画之三刺中皮下穴位去皮观察图21d针灸迎香穴的动画之四刺中穴位在骨骼中观察图21e针灸迎香穴的动画之五刺中穴位在肌肉中观察
0054]图21f针灸迎香穴的动画之六进针毕具体实施方式
本发明提供的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型 及其应用，就是基于现代医学解剖图谱和数字图像技术，在计算机视屏绘制了三维虚拟人 体骨骼、肌肉、皮肤等解剖组织图像；根据有关经脉穴位的中医史料和发明人的临床检验， 在三维虚拟人体解剖组织图像中创建了经脉穴位的三维定位模型；利用经脉穴位的三维定 位模型，指导针灸医术从人体表面——解剖组织的三维空间穴位点进针。所述绘制的三维虚拟人体解剖组织图像，就是临摹现代医学人体多视角方向的解 剖图谱，基于数字图像三维构建技术，在计算机视频较为精确地绘制了三维虚拟人体的骨 骼系统、骨骼肌系统和皮包骨骼肌系统的三维仿真图像，并能够调节视角方向观察和进行 动作的动画演示。其中组成骨骼系统的23种骨骼(于频、王序主编《新编人体解剖图谱》，辽宁科学 技术出版社，1995年4月重印)，主要是脊椎(椎骨)、头颅(额骨、枕骨、顶骨等)、上肢(玄骨、尺骨、桡骨等)、下肢(股骨、髌骨、胫骨、腓骨等)、肩胸(锁骨、肩胛骨、肋骨、胸骨 等)腰胯(髋骨、骶骨等)、脚趾(驸骨、跖骨、趾骨等)、手指(腕骨、掌骨、指骨)等，本发 明人在计算机视频上绘制的三维虚拟人体骨骼系统的三维仿真图像如图1所示。其中组成 骨骼肌系统70余种肌肉(于频、王序主编《新编人体解剖图谱》，辽宁科学技术出版社，1995 年4月重印)，主要是头部前后肌肉(14种)、胸背部肌肉(9种)、腹腚部肌肉(5种)、上 肢肌肉(18种)、下肢肌肉(19种)等，本发明人在计算机视频上绘制的三维虚拟人体的骨 骼肌系统的三维仿真图像如图2所示。其中皮肤系统可以看作一个整体，本发明人在计算 机视频上绘制的三维虚拟人体皮包骨骼肌系统的三维仿真图像如图3所示。所述创建的经脉穴位的三维定位模型，就是根据中医史料记载的人体表皮穴位 (施针的进针点)，临床针灸检验发生“得气”获得针感的三维空间的确切位置，核对进入穴 位的针刺方向和皮下深度的中医学记载，在绘制的三维虚拟人体解剖组织图像中，分别在 骨骼、肌肉填进骨骼、皮包骨肉的三种解剖环境中，对361个常用经穴的三维空间位置一一 定位；并能够调节视角方向观察和进行动作的动画演示。图4、5、6是穴位点及经穴连线分 别坐标于三维虚拟人体骨骼系统、三维虚拟人体骨骼肌系统和三维虚拟人体皮包骨骼肌系 统的定位模型图像。其中图4所示三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位的定位模型之中，可以 看到本发明描绘的经脉及其穴位，经脉1由数个、数十个或上百个经穴从上向下邻接而成， 穴位多避开骨头、血管、脏器、神经、肌腱、淋巴等实体组织，隐埋在皮下一定深度的骨缝、组 织间隙的肌肉之中。14条虚拟经脉共连接常用经穴361个(杨兆民，鞠传军主编《实用针 灸选穴手册》，金盾出版社，1991第1版)分别是手太阴肺经(11个经穴)、手阳明大肠经 (20个经穴)、足阳明胃经(45个经穴)、足太阴脾经(21个经穴)、手少阴心经(9个经穴)、 手太阳小肠经(64个经穴)、足太阳膀胱经(67个经穴)、足少阴肾经(105个经穴)、手厥 阴心包经(9个经穴)、手少阳三焦经(23个经穴)、足少阳胆经(139个经穴)、足厥阴肝经 (14个经穴)、督脉经(158个经穴)、任脉经(24个经穴)。其中图5所示三维虚拟人体骨 骼肌统经脉穴位的定位模型中，所指肌肉之中的经脉及其穴位1，隐埋于人体肌肉内部，但 一块肌肉与另一块肌肉的间隙的某些穴位仍然可以看到。图6所示的三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位的定位模型中，由于人体皮肤 包裹了整个肌肉，理应看不到皮下一定深度的穴位，但为了显示经脉穴位浮现在人体二维 表面的相对位置，如所指相应经脉穴位进针点2画在皮肤上，恰如过去所有中医资料所标 明的那样，它只能表示穴位在人体皮肤上的进针点，并不是穴位在三维人体解剖空间的真 正位置所在，较为客观的经脉穴位位置如图4所示。为了对照穴位表、里所在，本发明采用 了半剖视图，如图7三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位定位模型的半剖图像所示人 体左一半是传统医学资料标定分布于人体皮肤表面的经脉穴位系统，所指皮肤表面的穴位 进针点2 ；人体右一半是本发明三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位的定位模型，所示其中手 阳明大肠经脉3上的其中一个穴位，其相应穴位的进针点4。所述指导传统针灸医术从人体表面——三维空间穴位点准确进针，就是在经脉穴 位的三维定位模型中，假想用一平面经过某穴位横向或者纵向切割得到剖面图像，在该剖 面人体解剖组织环境下，显示该穴位所在的体表施针位置、进针方向及针刺深度；并可以通 过本发明设计的三维虚拟人体经脉穴位定位模型针灸查询系统，获悉临床所有施针穴位的 解剖位置、皮表取法、进针方向、针刺深度及其他相关信息。
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为了能看清楚三维数字图像中针刺方向及深度，本发明可以调用假想的平面沿经 脉剖切、经过某穴位纵向剖切或者经过某穴位横向剖切得到二维剖面图像，在正交方向的 标尺上可以观测到该穴位所在的体表施针位置、进针方向及针刺深度。例如资料介绍针刺 现门穴位时针尖要从后发际宛中向口方向直刺深约0. 5 1寸，如图8所示针刺 门穴位 的剖面图，可以直观看出 门处于督脉上第一、二颈椎之间，从所指 门穴位皮表进针点6 向内与横坐标夹角约30°，刺中约0.8寸深处所指的便是哑门穴位5所在，不可向上刺或深 刺(超越1寸)，以免伤及延髓。又如资料介绍针刺上廉穴位时要从手三里下一寸进针，直 刺深约0. 5 1寸，如图9所示针刺上廉穴位的剖面图，可以直观看出上廉处于手阳明大肠 经，在桡骨桡侧腕短伸肌和桡侧腕长伸肌之间，从所指上廉穴位皮表进针点8向内与横坐 标夹角约55°，刺中约0. 6寸深处所指的便是上廉穴位7所在。本发明在计算机WINDOWS XP平台设计了三维虚拟人体经脉穴位定位模型系统和 三维虚拟人体经脉穴位定位模型针灸查询系统，前者在3DMAX软件环境下打开文件，可显 示本发明绘制的三维虚拟人体解剖组织图像以及创建的经脉穴位的三维定位模型，即三维 虚拟人体骨骼系统、骨骼肌系统和皮包骨骼肌系统的三维仿真图像，以及填加了经脉穴位 的定位模型，能够调节视角方向观察和进行动作动画演示，并且可以调用假想的平面经过 某穴位横向或者纵向切割得到虚拟人体剖面图像，在正交方向的标尺上观测该穴位的施针 位置、进针方向及针刺深度。后者VB软件环境下打开文件，可以查看临床施针穴位的剖面 图像，显示所有穴位的解剖位置、皮表取法、进针方向及针刺深度，并能获悉临床所有施针 穴位的解剖位置、皮表取法、进针方向、针刺深度及其他相关信息。图IOa所示三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型系统流程图，打开三维虚拟 人体解剖组织经脉穴位定位模型，分别选择其系统菜单的三个可以相互切换的窗口，在三 个窗口中分别显示三维虚拟人体骨骼系统、三维虚拟人体骨骼肌系统和三维虚拟人体皮包 骨骼肌系统经脉穴位的定位模型图像；若要演示这三个子系统的动画，通过人体旋转、走动 和肢体动作，能够从各个视角观察到经脉穴位在三维虚拟运动人体解剖组织中位置及其变 动；若要选择某个视角方向，可以更好地显示这三种虚拟人体解剖组织中的经脉穴位，而 且三种虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型图像彼此能够切换，如显示三维虚拟人体骨骼 系统经脉穴位定位模型的基础上，添加肌肉构成三维虚拟人体骨骼肌系统经脉穴位定位模 型，再添加皮肤构成三维虚拟人体皮包骨骼肌系统经脉穴位定位模型，不过三维虚拟人体 皮包骨骼肌系统经脉穴位定位模型通过解剖可以看到内含骨骼、肌肉；若要解剖观察经脉 穴位，就要沿经脉剖切、过穴位纵切和过穴位横切的三种解剖方式中选择，得到二维剖面图 像，清晰显示虚拟人体穴位的解剖位置、皮表取法、进针方向及针刺深度，最后保存结果退 出ο图IOb三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型针灸查询系统流程图，在 WINDOWS平台、VB软件环境下打开三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型针灸查询系统 菜单，用户有三种查询方式输入穴位名称、输入疾病名称/病状信息或输入人体局部名 称；如果输入穴位名称，系统便直接提取该穴位的信息；如果输入疾病名称/病状信息，系 统将搜索医病的有关穴位供用户选择，用户可逐一查询这些穴位的信息；如果输入人体局 部名称，欲查询肢体那一部分的穴位，系统也会将搜索该肢体上的所有穴位供用户选择。不 论用上述哪种方式选中某一穴位，接下来系统将会逐步提示你是否要查询的内容显示穴位定位模型图像吗？如果是，系统相应会满足用户要求，调出三维虚拟人体皮包骨骼肌系 统经脉穴位定位模型，显示穴位所在位置，并能够与三维虚拟人体骨骼肌系统经脉穴位定 位模型和三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位定位模型之间相互切换，可直观地显示穴位在人 体去皮肤、去皮肤和肌肉之后所在位置；接下来系统还会提示按人体局部显示吗？如果 是，系统会按照用户提供肢体名称，基于三维虚拟人体经脉定位模型，局部显示该肢体及其 所有的穴位；随后系统提示要剖面图吗？如果是，显示三维虚拟人体解剖组织定位模型 经脉穴位所在剖面图；演示进针动画吗？如果是，演示进针动画。以上所有选项如果其中一 项不选，就可进入下一项，直至最后选择退出结束。如果要查询另外一个穴位，则不退出，返 回系统主界面重新开始即可。下面以手阳明大肠经及穴位为例，说明本发明的一些应用实例。实施例1在本发明创建的三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型中，观察手阳 明大肠经的所有穴位的三维定位。手阳明大肠经络上端其自鼻部的迎香，下端终于食指的 商阳，中间经过禾髎、扶突、天鼎、巨骨、肩龋、颈冲、手五里、肘髎、曲池、手三里、上廉、下廉、 温溜、偏历、阳溪、合谷、三间、二间等20个经穴连成一线，被标定在本发明的经脉穴位的 三维定位模型中，如图11，12，13所示，分别在三维虚拟人体骨骼系统、三维虚拟人体骨骼 肌系统和三维虚拟人体皮包骨骼肌系统的经脉穴位定位模型中用点、线显示出来。须注意 在图11所示三维虚拟人体骨骼系统经脉穴位定位模型中，表达的才是手阳明大肠经脉3上 所有20个穴位在三维空间坐标的连线，在图12中看到手阳明大肠经脉3上某些穴位分布 于皮下相邻骨骼肌缝中；在图13中表达的仅仅是相应穴位的进针点4(这正是传统中医图 谱只能表达的)，但是图13表达的虚拟人体并非传统中医图谱所画人体，而是三维虚拟仿 真人体，在皮下包络有骨骼、肌肉。图11，12，13所示三种解剖系统的三维虚拟人体还具备 行走动作的动画演示，借以观察经脉穴位在体内组织变化时的相对变动，证明经脉穴位在 三维虚拟人体骨骼系统中相对变动不大。实施例2利用本发明创建的三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型，通过某穴 位调用平面剖切肌体，或者从三维人体穴位针灸查询系统调用该穴位的剖面图，观测手阳 明大肠经所有穴位在皮下的位置、进针方向与深度。在图13所示三维虚拟人体皮包骨骼肌 系统经脉穴位定位模型中的手阳明大肠经络定位模型上，分别通过商阳至迎香等20个经 穴进行横向剖切，如图14 19所示的三维虚拟人体局部皮包骨骼肌肉系统经脉穴位定位 模型的仿真图像及其剖面图所示，可以清楚地看到商阳穴位9、二间穴位11、偏历穴位13、 合谷穴位15、阳溪穴位17和手三里穴位19在解剖组织中的位置，以及这些穴位在人体皮肤 表面相应的进针点10、12、14、16、18及20。用正交方向的标尺可以观测到该穴位所在的体 表施针位置、进针方向及针刺深度。实施例3从本发明设计的三维虚拟人体解剖组织经脉穴位定位模型针灸查询系 统中进入动画浏览界面，分别浏览曲池、迎香穴位的针灸动画演示。图20a、20b、20c、20d、20e及图20f所示针刺曲池穴位的动画连续截图，其中图20a 所示开始运针；图20b所示针尖抵达皮表进针点，图20c所示刺中皮内穴位后旋转视角观 察，进针点在屈肘皮肤横纹头陷窝中；图20d所示刺中穴位去皮观察，穴位在皮下肌缝中， 即宏桡肌的桡侧，桡侧腕长伸肌起始部；图20e所示刺中穴位去皮肉观察，所指曲池穴位21 在肘外辅骨肘骨之中，其相应进针点22在体表；图20f所示刺中穴位透过皮肉观察；从皮肤表面所指曲池穴位进针点22，进针深约1. 5寸处刺中曲池穴位21。图21a、21b、21C、21d、21e及图21f所示针灸迎香穴位的动画连续截图，其中图21a 所示开始运针，针尖指向迎香穴位进针点24 ；图21b所示针尖抵达皮表进针点，在鼻翼外 缘中点；图21c所示刺中穴位去皮观察，穴位在上唇方肌中；图20d所示刺中穴位去皮肉观 察，暴露出梨状骨孔边缘的穴位，图中24为迎香穴位进针点，23为迎香穴位；图21e所示刺 中穴位的骨骼恢复肌肉再观察，图20f所示进针后的肌肉恢复皮表再观察；从图21d、图21e 可看出迎香是手阳明经、足阳明经之交会穴位，从皮肤表面进针点向左目方向深约0. 5寸 处刺中迎香穴位。以上实例说明，本发明所述在三维虚拟人体解剖组织中经脉穴位的定位模型及其 应用，采用三维数字成像技术实现了经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织环境的深层定位， 以三维虚拟人体经脉穴位的三维动画模型展示出来，并利用剖面图实时观测和动画演示穴 位在此解剖环境的进针点、穴位点及所在经脉的确切位置，有利于测量和把握在穴位三维 空间的进针方向和进针深度。其画面清晰、造型逼真，视角可换、三维动画，随意剖视、测量 精确，信息丰富、调用快捷。适用于中医穴位及经络学说的科研与教学领域，及其中医临床 针灸技术的医疗领域。
权利要求
一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，其特征在于该定位模型的构建步骤如下①基于现代医学解剖图谱和数字图像技术，在计算机视屏的三维空间坐标中构建出三维虚拟人体骨骼系统图像；②在三维虚拟人体骨骼系统图像中绘制填入肌肉系统，构建出三维虚拟人体骨骼肌系统图像；③在三维虚拟人体骨骼肌系统图像中绘制人体皮肤系统包裹骨骼肌系统，构建出三维虚拟人体皮包骨骼肌系统图像；④分别在三维虚拟人体骨骼系统、三维虚拟人体骨骼肌系统和三维虚拟人体皮包骨骼肌系统的图像中，根据中医史料对人体经脉穴位的进针点、针刺方向及深度记载，对皮下经脉穴位以及皮表进针点进行定位；⑤基于数字图像技术，将每条经脉所属的逐个穴位依次连线，分别形成诸条穿越骨骼、肌肉及皮肤的经脉系统；⑥最终构建了经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，即经脉穴位在包含有人体骨骼系统、骨骼肌系统和皮包骨骼肌系统图像中的定位模型。
2.—种权利要求1所述的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的使用方 法，其特征在于对于经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，能够调节视角方向 观察和进行动作的动画演示，并且能够设想用一平面沿经脉剖切、经过某穴位纵向剖切或 者经过某穴位横向剖切，得到含有人体解剖组织环境的二维剖面图像，显示虚拟人体经脉 及穴位的解剖位置、皮表取法、进针方向及针刺深度。
3.根据权利要求2所述的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的使用方 法，其特征在于配合用设想平面剖切得到的剖面图像，通过预先建立的三维虚拟人体经脉 穴位定位模型的辅助针灸查询系统或中医史料记载，获悉临床所有施针穴位的解剖位置、 皮表取法、进针方向、针刺深度及其他相关信息。
4.另一种权利要求1所述的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型的使用 方法，其特征在于对于经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，能够按定位模型 构建的顺序逆向进行剥离皮肤、退掉肌肉，显示人体经脉穴位在骨骼肌系统、骨骼系统三维 坐标系空间的解剖位置，并能够调节视角方向观察和进行动作的动画演示。
5.一种如权利要求1所述的经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型在医学 科学理论研究、中医实践教学及其中医临床针灸准确取穴方面的应用。
全文摘要
本发明提供了一种经脉穴位在三维虚拟人体解剖组织中的定位模型，基于现代医学解剖图谱和数字图像技术，在计算机视屏的三维空间坐标系中构建出三维虚拟人体骨骼系统图像、骨骼肌系统图像及皮包骨骼肌系统图像；在上述系统图像相应的三维空间坐标系中分别对中医常用经穴逐一进行点定位；将每条经脉所属的逐个穴位依次连线，分别形成诸条穿越骨骼、肌肉及皮肤的经脉系统；最终构建出本发明定位模型。该定位模型在计算机视频上以人体虚拟仿真的三维数字图像和穴位针灸查询系统的形式运行显示，其画面清晰、人体逼真，三维视角、动画仿真、剖视随意、取穴准确。应用于现代中医医学的科学研究与实践教学，特别是对针灸临床施治具有重大的实用价值。
文档编号G09B23/28GK101958079SQ20101023317
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者厉树忠, 席菲, 张博文 申请人:西北师范大学