人體測量學(xué) (anthropometry) 是人類學(xué)的一個分支學(xué)科，旨在通過對人體整體和局部測量，探討人體的類型、特征、變異和發(fā)展規(guī)律。人體幾何仿真建模是通過數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化的人體模型，數(shù)字化的人體模型能夠精確地再現(xiàn)人體復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用是人體測量學(xué)的新的研究方向。

2.1 概論

人體測量學(xué)一般包括骨骼測量 (osteometry) 和活體（或尸體）測量 (somatometry)。

人體測量學(xué)主要任務(wù)是通過測量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，對人體特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。骨骼測量可以提供人類在系統(tǒng)發(fā)育和個體發(fā)育各個階段的骨骼尺寸。對不同年齡群體或個體進(jìn)行人體測量，繪出生長曲線和生長速率曲線，可以找出人體生長發(fā)育的規(guī)律，同時(shí)也可以了解骨骼在生長和衰老過程中的變化關(guān)系。對不同進(jìn)化階段的古人類化石進(jìn)行測量和觀察，可以找出人類進(jìn)化的規(guī)律，幫助我們了解人類進(jìn)化過程中不同時(shí)期的骨骼發(fā)展情況及他們之間的相互關(guān)系。對不同種族、不同人群進(jìn)行人體測量和分析比較，可以找出他們之間的共同點(diǎn)與差異，找出人類體制特征變異的規(guī)律，這是面向不同地區(qū)市場醫(yī)療器械設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。體型測量可以為服裝系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。另外，通過活體測量確定人體的各部位標(biāo)準(zhǔn)尺寸，如頭面部標(biāo)準(zhǔn)系列和體型標(biāo)準(zhǔn)系列，成果在法醫(yī)與刑事部門中都已獲得重要應(yīng)用。

人體尺寸有兩類，即人體靜態(tài)尺寸和人體動態(tài)尺寸。人體靜態(tài)尺寸是結(jié)構(gòu)尺寸，人體動態(tài)尺寸則是功能尺寸，包括人體在各種生活和工作姿態(tài)下測量得到的尺寸。與人體外形幾何尺寸分類對應(yīng)，人體尺寸測量分為靜態(tài)人體尺寸測量和動態(tài)人體尺寸測量。

2.2 人體幾何學(xué)測量

人體幾何形態(tài)是人體結(jié)構(gòu)和功能在各種生活和工作姿態(tài)下的外在實(shí)現(xiàn)。人體幾何學(xué)測量數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、機(jī)器、家具、武器、車輛和飛機(jī)座艙、服裝設(shè)計(jì)、房屋、課桌和太空艙等設(shè)計(jì)中。

2.2.1 人體外部幾何形態(tài)

人體外部幾何形態(tài)包括靜態(tài)和準(zhǔn)動態(tài)兩類。

2.2.2 人體尺寸測量與統(tǒng)計(jì)處理

人體尺寸測量是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用來研究人的形態(tài)特征，從而為各種安全設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體測量數(shù)據(jù)。

2.2.3 中國人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)測量數(shù)據(jù)

2.2.4 人體各部位比例及人體間尺寸換算

人體各部分尺寸在正常情況下有一定的比例關(guān)系。

2.2.5 人體活動范圍測量

2.3 人體骨肌系統(tǒng)三維幾何建模的數(shù)據(jù)來源

人體骨肌系統(tǒng)幾何建模的解剖數(shù)據(jù)主要來自冷凍切片、CT、MRI 醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)。

2.3.1 冷凍切片數(shù)字?jǐn)z像

近年來出現(xiàn)了尸體冷凍切片獲取技術(shù)，通過對志愿者尸體標(biāo)本進(jìn)行低溫冷凍，然后采用精密數(shù)控機(jī)床將冷凍尸體標(biāo)本進(jìn)行逐層銑切，對每一新暴露的斷層用高分辨率數(shù)碼相機(jī)拍照存儲，構(gòu)成清晰的軟、硬組織解剖學(xué)數(shù)據(jù)，最終形成全身的數(shù)字?jǐn)鄬訑?shù)據(jù)庫，其缺點(diǎn)是冷凍后軟組織有少量變形，是目前的改進(jìn)方向。

2.3.2 CT 與 MRI 醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)

自 19 世紀(jì)末，德國科學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn) X 射線并將其用于醫(yī)學(xué)檢查以來，CT、MRI 等新的成像技術(shù)和設(shè)備的不斷涌現(xiàn)使得能夠采用無創(chuàng)的方式得到人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和器官的影像，從而能更真實(shí)客觀地了解人體解剖與生理功能狀況及病理變化。

CT 包含通用 CT、micro-CT、牙-CT 等類型，其中，通用 CT 設(shè)備已發(fā)展到 256 排，斷層間距 0.32mm。然而，目前 CT、MRI 等設(shè)備存在一定的技術(shù)限制：CT 圖像對硬組織的分辨較好，對軟組織的分辨較差；而 MRI 圖像對軟組織的分辨較好，對硬組織的分辨較差。這些限制使得單一 CT 或 MRI 圖像不能夠完全表現(xiàn)人體骨肌系統(tǒng)建模所需要的解剖學(xué)數(shù)據(jù)，必須對同一對象用兩種不同手段分別獲取，分別進(jìn)行處理，然后通過圖像配準(zhǔn)技術(shù)融合為完整骨肌系統(tǒng)三維模型。

2.4 基于冷凍切片數(shù)據(jù)的人體骨肌系統(tǒng)三維幾何建模

2.4.1 骨骼的數(shù)據(jù)處理與三維建模方法

2.4.2 骨骼系統(tǒng)的三維幾何仿真模型

2.4.3 肌肉的三維幾何建模與配準(zhǔn)

2.5 基于醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的人體骨肌系統(tǒng)三維幾何建模

CT、MRI 醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)是較為傳統(tǒng)和常用的幾何建模數(shù)據(jù)獲取手段。

2.5.1 醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的獲取

醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像標(biāo)準(zhǔn) DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) 是 ACR-NEMA (American College of Radiology-National Electrical Manufacturers Association) 為了統(tǒng)一各設(shè)備（包括 CT 圖像、MRI 圖像和超聲波圖像等）的接口標(biāo)準(zhǔn)。

1. DICOM 標(biāo)準(zhǔn)文件格式

2. 全身 CT 數(shù)據(jù)獲取

2.5.2 圖像處理與軟件

醫(yī)學(xué)圖像處理是人體骨肌系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)，包括圖像配準(zhǔn)、圖像分割和三維重建。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-497408.html

1. 建模的軟硬件

2. 圖像處理與三維建模

2.6 中國人體的解剖學(xué)統(tǒng)計(jì)測量

1. 中國民眾下肢解剖參數(shù)和形態(tài)測量

2. 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

到了這里，關(guān)于【生物力學(xué)】《人體骨肌系統(tǒng)生物力學(xué)》- 王成燾老師 - 第2章 - 人體幾何學(xué)測量與仿真建模的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！