创建大脑静脉解剖结构的3D立体模型的工作流程及其在虚拟现实环境中的集成

《Neuroinformatics》：Workflow for the Creation of 3D Stereoscopic Models of Supra- and Infratentorial Brain Venous Anatomy and their Integration in a Virtual Reality Environment

基于注射显影剂和CT静脉造影的3D解剖建模及多模态VR教学应用研究。通过摄影测量技术创建头颈静脉系统三维模型，经后处理生成立体影像与视频，并适配多平台VR系统。该流程实现了真实解剖结构的空间复现，支持多人VR协作、3D多媒体授课及移动端VR学习，为解剖学教育提供标准化数字解决方案。

　　

摘要

技术的最新发展为解剖标本的逼真数字化提供了可能，现在可以通过多种动态可视化方式展示这些数字化标本，从而实现更加互动的学习体验。本研究探索了一种全面的工作流程，旨在将颅上和颅下静脉系统的逼真三维（3D）解剖扫描结果与立体可视化和虚拟现实（VR）技术相结合，以用于解剖学学习。研究人员使用含放射性造影剂的溶液对经过甲醛固定的头颈部标本的血管进行灌注，并进行了死后计算机断层扫描（CT） venography（静脉造影）。随后对颅内静脉系统进行了分层解剖。通过摄影测量表面扫描技术创建了3D解剖模型，并利用开源软件对这些模型进行后期处理，生成了立体3D图像和视频。此外，这些3D模型还被格式化为适用于沉浸式VR环境的格式。最终生成了六个逼真的表面模型和一个基于CT venography的重建结果。这些模型被应用于多个平台：包括使用独立头戴设备的多人VR环境、适合手机VR设备的立体显示材料、3D多媒体投影仪，以及配备被动或主动式眼镜的3D显示器。这些格式支持多种学习场景（单人或多人VR会话）、使用3D多媒体的3D立体讲座、实时3D立体可视化，或是用于手机VR可视化的预录视频。基于这些技术框架，所提出的工作流程能够以逼真的3D模型实现解剖数据的真实且空间精确的呈现，并通过用户友好的技术手段，便于创建可用于3D立体展示和沉浸式VR体验的教育内容。