Mimics三维重建模型在人体解剖学学习中的应用
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1 Zhujiang Hospital； 2 Institute of Minimally Invasive Surgical Anatomy， Southern Medical University，Guangzhou 510515，China
【Abstract】： The paper first introduces the characteristics of Mimics three-dimensional reconstruction software． Then it analyzes and compares several methods and application of three-dimensional reconstruction，points out that after completion of three-dimensional reconstruction of digital human organs，a direct，vivid and convenient learning environment can be created for human anatomy learning， which facilitates medical students ＇ understanding of organs ＇ spatial morphology and their spatial relationship with the surrounding tissues． Besides，it is of great importance in cultivating students＇ spatial thinking ability．
第 26 卷第 6 期 2012 年 12 月
中国医学教育技术 CHINA MEDICAL EDUCATION TECHNOLOGY
Vol． 26 No． 6 Dec． 2012
Mimics 三维重建模型
在人体解剖பைடு நூலகம்学习中的应用
王 卉1 ，吴 涛2
南方医科大学： 1 珠江医院； 2 微创外科解剖学研究所，广州 510515
【关键词】： Mimics; 三维重建; 人体解剖学 【中图分类号】： G434； G642． 0 【文献标志码】： A 【文章编号】： 1004-5287（ 2012） 06-0664-03
Application of Mimics three-dimensional reconstruction in human anatomy learning Wang Hui1 ，Wu Tao2
【摘要】： 在介绍 Mimics 三维重建软件特点的基础上，分析、对比了几种三维重建方式及应用， 并指出数字化人体器官三维重建完成后，可以为人体解剖学的学习创造一个直观、逼真、形象、方便 的学习环境，有利于学生对人体器官空间形态与周围组织三维结构关系的理解，对学生空间思维能 力的培养有着非常重要的作用。
了解人体内 部 复 杂 的 空 间 关 系，极 大 地 拓 展 了“教 与学”的方 法 和 思 路，对 传 统 人 体 解 剖 学 教 学 手 段 和学习方法产生了深刻的影响。
1 三维重建软件 Mimics
1． 1 概述 目前应用于医学图像三维重建的软件很多，Mi-
mics 交互式医学图像控制系统就是其中之一。Mimics 是一套高度整合而且易用的 3D 图像生成及编辑处 理软件，它能输入各种扫描的数据（ CT、MRI） 建立 3D 模型进行编辑，然后输出通用的 CAD（ 计算机辅助 设计） 、FEA（ 有限元分析） 、RP（ 快速成型） 格式文件， 可以在 PC 机上进行大规模数据的转换处理。它由 RPSlice、STL + 、Simn-Lation、MedCAD和FEA五个模块
第 26 卷第 6 期
王 卉等． Mimics 三维重建模型在人体解剖学学习中的应用
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组成［1］。其中： ①RP Slice 模块为快速成型切片模 块。通过切片文件提供了 Mimics 和其他快速成型 系统之间的接口，并能自动生成快速成型系统模型 所需的支撑结构。RP Slice 模块能够利用彩色立体 激光快速样板制造技术将肿瘤、牙根、腺体、神经网 络在 RP 模型中高品质地显示出来，患者的信息也可 以用彩色标签显示； ②Simn-Lation 模块，可以实现手 术过程的模拟。通过人体测量分析模板对细部的数 据进行分析，完成对骨切开手术及植入手术的模拟， 也可以用于示教解释手术植入的过程； ③ MedCAD 模块是医学图像和 CAD 之间的桥梁。通过双向交 互模式进行沟通实现扫描数据与 CAD 数据的相互 互换。目前 CT、MRI 等断层扫描技术在诊断方面应 用相当广泛，但是，二维断层图像只是表达某一截面 的解剖信息，很难建立起三维空间的立体结构。在 放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部 位进行简单的坐标叠加，不能给出准确的三维影像， 容易造成病变（ 靶区） 定位的失真与畸变［2］。如果 通过 Mimics 将这些断层扫描图片进行三维重建，将 二维断层图像序列转变为具有直观立体效果的图 像，展现人体器官的三维结构与形态，可提供若干用 传统手段无法获得的解剖结构信息，为提高医疗诊 断和治疗规划的准确性与科学性打下坚实的基础。 1． 2 Mimics 三维重建的方法 1 ． 2． 1 图片导入 针对目前标准的DICOM文件格
【Key words】： Mimics； three-dimensional reconstruction； human anatomy
人体解剖学学习的最终目的是了解正常活体情 况下各器官结构的空间位置和形态。所以，在学习 过程中必须完成知识从平面到立体、从静态到动态 的转变。目前，普遍采用的是教科书、解剖图谱、实 验室观察人体标本相结合的学习方法，强调教科书 与图谱的结合。学习过程中需要通过二维平面图像 发挥空间想象力构建人体三维立体结构，从而加强 对人体结构解剖概念及空间形态的记忆，这对刚刚 接触 医 学 知 识 的 医 学 生 来 说，其 难 度 可 想 而 知。 Mimics 图像三维重建软件，可以将二维断层序列图 像转变为展现人体器官三维结构与形态的立体模 型。使用这种模型可以使学生在虚拟三维空间对人 体中感兴趣的对象放大、旋转和平移，近距离地观察
收稿日期： 2012-09-18 作者简介： 王卉（ 1990-） ，女，山西吕梁人，现就读于南方医科大学第二临床医学院，临床医学专业，2009 级本科双语班，主要研
究方向： 临床医学。 通信作者： 吴涛（ 1972-） ，男，浙江嘉兴人，博士，讲师，主要研究方向： 临床医学、解剖学教学。
电话： 13710573575； E-mail： sneezing@fimmu． com
【Abstract】： The paper first introduces the characteristics of Mimics three-dimensional reconstruction software． Then it analyzes and compares several methods and application of three-dimensional reconstruction，points out that after completion of three-dimensional reconstruction of digital human organs，a direct，vivid and convenient learning environment can be created for human anatomy learning， which facilitates medical students ＇ understanding of organs ＇ spatial morphology and their spatial relationship with the surrounding tissues． Besides，it is of great importance in cultivating students＇ spatial thinking ability．
第 26 卷第 6 期 2012 年 12 月
中国医学教育技术 CHINA MEDICAL EDUCATION TECHNOLOGY
Vol． 26 No． 6 Dec． 2012
Mimics 三维重建模型
在人体解剖பைடு நூலகம்学习中的应用
王 卉1 ，吴 涛2
南方医科大学： 1 珠江医院； 2 微创外科解剖学研究所，广州 510515
【关键词】： Mimics; 三维重建; 人体解剖学 【中图分类号】： G434； G642． 0 【文献标志码】： A 【文章编号】： 1004-5287（ 2012） 06-0664-03
Application of Mimics three-dimensional reconstruction in human anatomy learning Wang Hui1 ，Wu Tao2
【摘要】： 在介绍 Mimics 三维重建软件特点的基础上，分析、对比了几种三维重建方式及应用， 并指出数字化人体器官三维重建完成后，可以为人体解剖学的学习创造一个直观、逼真、形象、方便 的学习环境，有利于学生对人体器官空间形态与周围组织三维结构关系的理解，对学生空间思维能 力的培养有着非常重要的作用。
了解人体内 部 复 杂 的 空 间 关 系，极 大 地 拓 展 了“教 与学”的方 法 和 思 路，对 传 统 人 体 解 剖 学 教 学 手 段 和学习方法产生了深刻的影响。
1 三维重建软件 Mimics
1． 1 概述 目前应用于医学图像三维重建的软件很多，Mi-
mics 交互式医学图像控制系统就是其中之一。Mimics 是一套高度整合而且易用的 3D 图像生成及编辑处 理软件，它能输入各种扫描的数据（ CT、MRI） 建立 3D 模型进行编辑，然后输出通用的 CAD（ 计算机辅助 设计） 、FEA（ 有限元分析） 、RP（ 快速成型） 格式文件， 可以在 PC 机上进行大规模数据的转换处理。它由 RPSlice、STL + 、Simn-Lation、MedCAD和FEA五个模块
第 26 卷第 6 期
王 卉等． Mimics 三维重建模型在人体解剖学学习中的应用
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组成［1］。其中： ①RP Slice 模块为快速成型切片模 块。通过切片文件提供了 Mimics 和其他快速成型 系统之间的接口，并能自动生成快速成型系统模型 所需的支撑结构。RP Slice 模块能够利用彩色立体 激光快速样板制造技术将肿瘤、牙根、腺体、神经网 络在 RP 模型中高品质地显示出来，患者的信息也可 以用彩色标签显示； ②Simn-Lation 模块，可以实现手 术过程的模拟。通过人体测量分析模板对细部的数 据进行分析，完成对骨切开手术及植入手术的模拟， 也可以用于示教解释手术植入的过程； ③ MedCAD 模块是医学图像和 CAD 之间的桥梁。通过双向交 互模式进行沟通实现扫描数据与 CAD 数据的相互 互换。目前 CT、MRI 等断层扫描技术在诊断方面应 用相当广泛，但是，二维断层图像只是表达某一截面 的解剖信息，很难建立起三维空间的立体结构。在 放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部 位进行简单的坐标叠加，不能给出准确的三维影像， 容易造成病变（ 靶区） 定位的失真与畸变［2］。如果 通过 Mimics 将这些断层扫描图片进行三维重建，将 二维断层图像序列转变为具有直观立体效果的图 像，展现人体器官的三维结构与形态，可提供若干用 传统手段无法获得的解剖结构信息，为提高医疗诊 断和治疗规划的准确性与科学性打下坚实的基础。 1． 2 Mimics 三维重建的方法 1 ． 2． 1 图片导入 针对目前标准的DICOM文件格
【Key words】： Mimics； three-dimensional reconstruction； human anatomy
人体解剖学学习的最终目的是了解正常活体情 况下各器官结构的空间位置和形态。所以，在学习 过程中必须完成知识从平面到立体、从静态到动态 的转变。目前，普遍采用的是教科书、解剖图谱、实 验室观察人体标本相结合的学习方法，强调教科书 与图谱的结合。学习过程中需要通过二维平面图像 发挥空间想象力构建人体三维立体结构，从而加强 对人体结构解剖概念及空间形态的记忆，这对刚刚 接触 医 学 知 识 的 医 学 生 来 说，其 难 度 可 想 而 知。 Mimics 图像三维重建软件，可以将二维断层序列图 像转变为展现人体器官三维结构与形态的立体模 型。使用这种模型可以使学生在虚拟三维空间对人 体中感兴趣的对象放大、旋转和平移，近距离地观察
收稿日期： 2012-09-18 作者简介： 王卉（ 1990-） ，女，山西吕梁人，现就读于南方医科大学第二临床医学院，临床医学专业，2009 级本科双语班，主要研
究方向： 临床医学。 通信作者： 吴涛（ 1972-） ，男，浙江嘉兴人，博士，讲师，主要研究方向： 临床医学、解剖学教学。
电话： 13710573575； E-mail： sneezing@fimmu． com