基于MRI切片的人体复杂结构的三维建模方法

摘要

目的:探讨使用Mimics软件构建包含皮肤、肌肉、脂肪以及骨骼的复杂三维人体模型的方法及意义.方法:利用MRI(Magnetic Resonance Imaging)切片通过MIMICS软件分别建立人体骨骼、肌肉、脂肪、皮肤等几何面模型,准确表达人体组织和器官的复杂几何结构;将组织和器官的几何面模型导入到MAGICS中进行面网格划分,通过ANSYS软件将面网格转化为体网格,得到人体各器官和组织的三维几何体模型;进而给骨骼、肌肉、脂肪、皮肤分别赋予材料特性(弹性模量和泊松比等),可以模拟真实人体组织和器官的物理属性.结果:利用MIMICS的布尔运算将各部分组织和器官进行组装,得到人体复杂结构的三维实体模型.结论:与目前常用的基于几何学的人体模型建模方法相比,使用该方法建立的三维实体模型可以完全模拟人体器官和组织的真实结构,等效程度高、建模速度快,所建立的数学模型可以直接用于3D打印、模具制造及等效假人的运动学和力学分析,广泛应用于医学、人机工程学等领域.