
计算机人体模型是通过计算机技术对人体解剖结构进行数字化呈现的三维模型,主要用于辐射剂量仿真计算领域。其发展经过近60年的发展,包含三代模型:程式化模型通过数学方程简化器官形态;体素模型基于CT/MRI影像实现三维重建;BREP体模采用NURBS或多边形网格技术实现器官动态调整。基于物理体模的实验存在安全性不足、成本高昂和效率低下等缺陷,仅适用于小规模验证,而数字化模型通过整合蒙特卡罗计算方法和放射物理学参数,能精确模拟三维辐照场景。全球已开发涵盖不同人群的120余种模型,应用于放射治疗、核医学及辐射防护标准制定。 第三代体模还可作为医学图像自动分割的初始模型。
第一代程式化模型于20世纪60年代提出,在此类模型中,人体器官被简单得以各种“有效半径”的球体代替。 Shepp-Logan模型被用作影像重建算法发展和测试过程中的人体头部模型。 体素模型基于CT/MRI影像实现三维重建,2005年实现呼吸运动模拟。对体素体模进行变形极度困难,因此基于边界表示的BREP体模成为选择。BREP体模采用NURBS或多边形网格技术,2008年RPI模型采用三角形网格技术,能够调节胸部参数。
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