数字化虚拟人力反馈角度的针刺手法研究思路

　　4 基于数字化虚拟人体的针刺手法研究

　　4.1 数字化虚拟人体研究针刺手法的可行性分析 自香山会议后，我国的解剖学专家、计算机专家及相关领域的专家们加强协作，参与国际科研大协作，跟踪科学研究前沿。中国数字化可视人体(CDVH)[20]获得国家杰出青年基金资助，已由解放军第三军医大学承担实施。中国穴位三维人体在国家自然基金青年项目、卫生部优秀青年人才基金项目、上海市启明星计划项目资助下，已由上海中医药大学承担实施。严教授领导的科研组多年来对穴位结构进行了由层次解剖结构到断面解剖结构、由大体解剖结构到显微、超微结构全面系统的研究，并进行了“针灸穴位解剖结构计算机三维图像重建”“危险穴位针刺深度的研究”和“若干重要穴位立体构筑的研究”等相关研究，成功实现了“基于VHP数据的穴位可视化研究[21]”和“基于VOXEL-MAN针灸学三维影像浏览器的研究 [22]”及“穴位融合三位数字化虚拟人体研究”等相关研究。该科研组还采用VHP男性数据集、VOXEL-MAN的Brain and Skull数据集和中国数字化虚拟人体数据，运用计算机图形与图像处理技术以及先进的算法，将穴位数据全面系统地融合到VOXEL-MAN汉堡数字化人体，建立一个能表现多重医学知识的智能三维可视人，可在微机上多层次全方位显示穴位的立体构筑。经重建的穴位具有精度高、色彩真、立体感强的优点;能任意旋转，从任意角度切割，有利于反复观察穴位各层次的结构;仅仅通过移动和点击鼠标即可任意定位、转动和观察穴位内部结构及模拟针刺过程，为针刺手法与数字化虚拟人体技术的结合奠定了较好的研究基础。

　　4.2 数字化虚拟人体的角度研究针刺手法的实践与探索 传统活体的腧穴定位犹如黑匣子，穴下结构无法透视;但数字化虚拟人体数据集采自真实人体，吸取了先进的科学技术手段，运用三维数字化方式多层次、全方位逼真表达人体腧穴的立体构筑，并且通过力反馈装置，使操作者基于数字化虚拟人体可很好地实现腧穴精确定位，可动态模拟针刺过程，能知道是否触及血管、神经或相邻脏器，实现逼真演示针刺触及解剖结构及相关空间位置关系，可以在一个三维交互式虚拟环境下体会。程氏[23]利用虚拟现实技术，初步将针刺过程以力反馈形式表现出来，给操作者以逼真的触觉体验，为基于数字化虚拟人体从力反馈角度进行针刺手法的研究进行了有益的探索。

　　因虚拟人体可以在视野范围内旋转，故观察者可以从不同角度观察进针过程，观察进针时的层次解剖及其立体空间结构，能对虚拟进针过程中针刺角度、深度以及相关的解剖结构得以整体的、多视角的、立体的观察。笔者所在的课题组在前期已经为针刺手法与数字化虚拟人体技术结合奠定的较好研究基础上，拟依托于VOXEL- MAN虚拟人平台，借助Omega 3dof力反馈装置进行。该力反馈仪适宜软组织的力学模拟，能够给操作者带来真实的触觉感受。并依据穴位所在区域的组织结构的力学物理特性，模拟施针过程力学和视觉变化的仿真，通过力反馈接口把数据传递到力学传感器，从而让操作者感知，实现视觉与触觉的同步，达到虚拟现实的沉浸感和逼真感。旨在通过对虚拟人体上的穴位进行针刺手法研究，为针刺手法的教学及研究提供动态的仿真手段，进而为研究经络实质开辟新路。

　　5 数字化虚拟人体从力反馈角度研究针刺手法的展望

　　基于数字化虚拟人体从力反馈角度进行针刺手法研究的意义深远，能将针刺过程中穴位各层组织结构以虚拟现实和力反馈的方式表现出来，给人们以动态的直观视觉感受与真实的力感触觉体验;能够使针灸初学者身临其境地进行施针训练，为其临床操作技能奠定基础;能够通过记录名家施针时的手法技巧，做好名医传承工作;能够依据针刺得气时组织形变，从力学角度探讨穴位和经络实质;并且有助于数字化虚拟人体的深入研究，赋予传统的三维数字人以丰富的中医特色，将使初级的中医解剖虚拟人向高一级的中医物理虚拟人跨越。

　　有理由相信，随着穴位数字化虚拟人研究的深入，用现代科学技术来阐述针刺手法的效应机制将取得更大的进展;随着穴位数字化虚拟人研究的深入，传统的针灸学、解剖学与现代生物力学、现代传感技术和计算机技术相结合，必将产生一门更新型的学科-数字针刺手法学;随着数字化虚拟人研究的深入，作为中国传统医学璀璨明珠的针灸学，必将更好地为人类的卫生保健事业服务。

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