儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

doi:10.12307/2025.149

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (9): 1834-1840.doi: 10.12307/2025.149

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儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

奥晓静，李琨，刘宇航，杨潇暄，王星，李志军，任小燕，张少杰

内蒙古医科大学，1中医学院，2基础医学院解剖学教研室，内蒙古自治区呼和浩特市 010110；3内蒙古医科大学研究生院，内蒙古自治区呼和浩特市 010000；4内蒙古触点数字科技有限公司，内蒙古自治区呼和浩特市 010020；5内蒙古医科大学数字医学中心，内蒙古自治区呼和浩特市 010059；6内蒙古医科大学附属医院内分泌科，内蒙古自治区呼和浩特市 010059

收稿日期:2023-12-25 接受日期:2024-03-09 出版日期:2025-03-28 发布日期:2024-10-10
通讯作者: 张少杰，教授，硕士生导师，内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室，内蒙古自治区呼和浩特市 010110 任小燕，副主任医师，内蒙古医科大学附属医院内分泌科，内蒙古自治区呼和浩特市 010059
作者简介:奥晓静，女，1981 年生，内蒙古自治区呼和浩特市人，副教授，主要从事针灸现代化研究。李琨，1988 年生，内蒙古自治区呼和浩特市人，讲师，主要从事儿童脊柱区影像学研究。
基金资助:
国家自然科学基金(82360892)，项目负责人：张少杰；内蒙古教育厅科技领军人才和创新团队建设项目 (NMGIRT2307)，项目负责人：张少杰；内蒙古医科大学校级重点项目 (YKD2022ZD007)，项目负责人：张少杰；内蒙古自治区卫生健康科技计划项目(202201219)，项目负责人：张少杰；内蒙古自治区卫生健康科技计划项目(202202138)，项目负责人：奥晓静；内蒙古医科大学校级面上项目(YKD2023MS088)，项目负责人：奥晓静；国家自然科学基金(81860383)，项目负责人：李志军；内蒙古自然科学基金(2020LH08021)，项目负责人：李志军；国家自然科学基金(81860382)，项目负责人：王星；内蒙古自然科学基金(2020 mS03061)，项目负责人：王星；内蒙古自然科学基金 (2022QN03002)，项目负责人：李琨

Development and application of a three-dimensional digital visualization system for children’s neck acupoints

Ao Xiaojing1, Li Kun2, Liu Yuhang3, Yang Xiaoxuan4, Wang Xing5, Li Zhijun2, Ren Xiaoyan6, Zhang Shaojie2

1College of Traditional Chinese Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 2Department of Anatomy, School of Basic Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 3Graduate School of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010000, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 4Inner Mongolia Chudian Digital Technology Co., Ltd., Hohhot 010020, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 5Digital Medicine Center of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 6Department of Endocrinology, Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Received:2023-12-25 Accepted:2024-03-09 Online:2025-03-28 Published:2024-10-10
Contact: Zhang Shaojie, Professor, Master’s supervisor, Department of Anatomy, School of Basic Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, Inner Mongolia Autonomous Region, China Ren Xiaoyan, Associate chief physician, Department of Endocrinology, Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China
About author:Ao Xiaojing, Associate professor, College of Traditional Chinese Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, Inner Mongolia Autonomous Region, China Li Kun, Lecturer, Department of Anatomy, School of Basic Medicine, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, Inner Mongolia Autonomous Region, China Ao Xiaojing and Li Kun contributed equally to this article.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 82360892 (to ZSJ); Inner Mongolia Department of Education Science and Technology Leading Talent and Innovation Team Construction Project, No. NMGIRT2307 (to ZSJ); Key Campus Project of Inner Mongolia Medical University, No. YKD2022ZD007 (to ZSJ); Inner Mongolia Autonomous Region Health Science and Technology Plan Project, No. 202201219 (to ZSJ); Inner Mongolia Autonomous Region Health Science and Technology Plan Project, No. 202202138 (to AXJ); General Project of Inner Mongolia Medical University, No. YKD2023MS088 (to AXJ); National Natural Science Foundation of China, No. 81860383 (to LZJ); Inner Mongolia Natural Science Foundation, No. 2020LH08021 (to LZJ); National Natural Science Foundation of China, No. 81860382 (to WX); Inner Mongolia Natural Science Foundation, No. 2020 mS03061 (to WX); Inner Mongolia Natural Science Foundation, No. 2022QN03002 (to LK)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
数字可视化：利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。
腧穴：也被称为穴位，是人体脏腑经络之气输注于体表的部位，是针灸治疗疾病的刺激点、反应点。

摘要
背景：目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究，但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。
目的：设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统，为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施术手法练习及针刺安全性研究提供依据，并为研发儿童腧穴仿真系统提供基础。
方法：基于真实学龄前男童断层解剖数据集，运用PhotoShop 2021与Digihuman Reconstruction System软件完成儿童颈项部三维数字化虚拟解剖模型及内部多器官三维重建；通过Unity数据库语言编制风府、风池等11个腧穴的数据库；在Unity3D 软件中整合儿童颈项部解剖立体模型、腧穴数据库及编写针刺操作代码，成功创建集仿真腧穴定位、三维腧穴解剖、针刺训练、临床教学及针刺安全性研究等多功能于一体的儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统。
结果与结论：①该研究基于真实儿童标本，采用手动逐层分割断面图像法以最大程度确保3D模型精度。使用3D 软件 Digihuman Reconstruction System提取和保存独立分割数据，与PhotoShop 2021软件共同完成儿童颈项部外层皮肤与其内部骨性结构、颈部脊髓、血管和神经、肌肉及韧带等数十个三维重建解剖结构模型。于MeshLab软件中完成各独立结构基本形态和整体轮廓完整性核验工作，并利用3-matic research 13.0软件进行最终精细化调校及解剖位置确认，成功模拟还原学龄前儿童颈项部真实解剖形态。②依据并参考中华人民共和国国家标准收集整理儿童颈项部常用腧穴的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治、二维解剖断层图像等8个方面内容形成腧穴数据库。③运用Unity3D 软件将儿童颈项部三维模型、针刺模拟操作和腧穴数据库三者整合，成功构建三维数字儿童颈项部腧穴可视化系统。该系统可显示儿童颈项部腧穴的信息、二维三维解剖结构，并实现了儿童颈项部腧穴的二维、三维针刺模拟功能及针刺安全性研究功能。基于真实儿童标本超薄断层解剖数据集，构建了首个儿童颈项部腧穴三维数字化、可视化系统，较既往腧穴系统更贴合亚洲儿童的解剖形态学发育特点，在针刺安全性研究、临床教学及针刺模拟训练等领域具有极高的应用价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 腧穴, 三维可视化, 断层解剖, 仿真系统, 儿童

Abstract: BACKGROUND: Currently, there have been studies on three-dimensional digitalization and visualization systems for adult acupoints, but there are not many reports on the visualization of pediatric acupoints based on real pediatric digital sectional anatomical datasets.
OBJECTIVE: To design and develop a digital three-dimensional visualization system for children’s neck acupoints, to provide a basis for acupuncture and moxibustion, meridian and acupoint science teaching, clinical practice, acupuncture manipulation practice, and acupuncture safety research, and to provide a basis for the development of children’s acupoint simulation system.
METHODS: Based on a real cross-sectional anatomical dataset of pre-school boys, a three-dimensional digital virtual anatomical model of the neck region of children and internal multi-organ three-dimensional reconstruction were completed using PhotoShop 2021 and Digihuman Reconstruction System software. A database of 11 acupoints was compiled, including Fengfu and Fengchi, using the Unity database language. A three-dimensional model of children’s neck anatomy, acupoint database, and writing acupuncture operation codes were integrated in Unity3D software. A three-dimensional digital visualization system for children’s neck acupoints was successfully created, which integrated simulation acupoint positioning, three-dimensional acupoint anatomy, acupuncture training, clinical teaching, and acupuncture safety research.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) This study was based on real child specimens. Manual layer by layer segmentation of cross-sectional images was used to ensure the accuracy of the three-dimensional model to the greatest extent possible. The 3D software Digihuman Reconstruction System was utilized to extract and save independent segmentation data. PhotoShop 2021 software was collaborated with to complete dozens of three-dimensional reconstruction anatomical models of the outer skin of the neck and its internal bone structure, cervical spinal cord, blood vessels and nerves, muscles, and ligaments in children. The basic morphology and overall contour integrity verification of each independent structure were completed in MeshLab software. The 3-material research 13.0 software was applied for final fine tuning and anatomical position confirmation, successfully simulating and restoring the true anatomical morphology of the neck of preschool children. (2) Based on and referring to the national standards of the People’s Republic of China, a database of commonly used acupoints in children’s neck region was collected and organized, including their names, meridians, positioning, local anatomy, needle insertion levels, acupuncture methods, acupuncture accidents and prevention, acupoint indications, and two-dimensional anatomical sectional images. (3) Unity3D software was employed to integrate the three-dimensional model of children’s neck, acupuncture simulation operation, and acupoint database, and a three-dimensional digital children’s neck acupoint acupuncture visualization system was successfully constructed. The system displayed information on children’s neck acupoints, two-dimensional and three-dimensional anatomical structures, and achieved two-dimensional and three-dimensional acupuncture simulation functions and acupuncture safety research functions for children’s neck acupoints. Based on the ultra-thin sectional anatomical dataset of real child specimens, the first three-dimensional digital and visualization system for acupoints in the neck region of children had been constructed. Compared with previous acupoint acupuncture systems, it is more in line with the anatomical and morphological development characteristics of Asian children and has high application value in the fields of acupuncture safety research, clinical teaching, and acupuncture simulation training.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: acupoints, three-dimensional visualization, sectional anatomy, simulation system, children

中图分类号:

R459.9|R318|R224.2

奥晓静, 李琨, 刘宇航, 杨潇暄, 王星, 李志军, 任小燕, 张少杰. 儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(9): 1834-1840.

Ao Xiaojing, Li Kun, Liu Yuhang, Yang Xiaoxuan, Wang Xing, Li Zhijun, Ren Xiaoyan, Zhang Shaojie. Development and application of a three-dimensional digital visualization system for children’s neck acupoints[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(9): 1834-1840.

图/表（结果） 4

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引言

随着数字化、智能化时代的到来，“数字医学”成为形态学研究领域的主力军，将冷冻人体标本连续铣削断层图像借助计算机和图形、图像分析技术，通过对位、配准、分割等一系列图像处理技术进行三维重建，进而在屏幕上显示高精度三维人体立体结构或器官，构建数字化虚拟人[1-3]。1989年美国可视化人体计划创建了首个完整成年男性女性图像数据集，紧接着韩国和中国依次铣切成人标本建立数据集，依据薄层断面图像，许多器官得以重建为三维解剖模型，并完成成人三维数字化虚拟人的构建[4-9]。目前国内许多学者正在建立儿童三维可视化模型，李梓瑜等[10]建立了数字儿童颅底及颈部可视化模型、宋浩宇等[11]基于断层解剖及可视化重建儿童肾的解剖结构、王鹏等[12-13]完成了儿童下呼吸道、肺以及肝的可视化重建。
《中共中央国务院关于促进中医药传承创新发展的意见》指出要“加快推进中医药科研和创新”，将新兴的科学技术，大数据、人工智能、数字化等应用于中医药研究，为中医药的发展创新提供有力的支撑。由此近年来越来越多的数字化虚拟人技术被应用于针灸学领域中，并由此诞生一门新学科——数字针灸学，即用数字方法来精确表达针灸学，展现针灸学奥妙[14]。刘红菊等[15-17]利用德国汉堡大学基于美国可视化人体数据集开发的三维可视化VOXEL-MAN操作平台，对成人风池穴、环跳穴及危险穴位等进行了三维可视化研究。高学全等[14]利用中国数字化可视人体的数字人计划切片数据集应用环介导等温扩增技术建立成人虚拟人体穴位三维重建数据库。姜雨晨等[18]利用基于VOXEL-MAN虚拟人体开发平台进行虚拟进针实验过程中发现东西方人种体型的差异可能会对进针深度的标准造成一定的影响，故国外进针深度的标准不应该照搬中国。这个研究同样也说明参照成人数字人标准制作的虚拟腧穴针灸数字化软件指导儿童应用会产生偏差。
儿童针灸是祖国针灸医学中不可或缺的组成部分，儿童处于生长发育时期，与成人存在差异，小儿针灸的实施具有难度及风险。目前对儿童腧穴解剖以及针刺安全研究尚少，尤其缺乏儿童腧穴三维重建及可视化系统的研究。结合目前国内儿童腧穴可视化系统研发现状，该研究在课题组前期获得的数字儿童断层解剖数据集基础上完成儿童颈枕部各组织器官的三维重建，运用Unity3D软件创建虚拟可视解剖环境，并结合儿童颈项部腧穴信息研发儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统，为提升儿童针灸诊疗能力提供依据，为丰富现代针灸学、经络腧穴学教学方式革新提供新思路，拓宽三维数字化、可视化等前沿技术在儿童针灸、腧穴研究和教学的应用前景。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计 儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统的研发及设计。
1.2 时间及地点 该系统于2022年12月在内蒙古医科大学数字医学中心完成代码编写。
1.3 对象 选取6岁男童新鲜尸体标本1具(内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室提供)，身高1.14 m，体质量23 kg，发育中等，汉族，超薄铣切前进行CT扫描诊断无重大疾病和畸形，标本保存完好，家属签署知情同意书。实验方案经过内蒙古医科大学伦理委员会批准(伦理审批号：YKD2016063)。
采用数控冷冻超薄铣削技术对男童进行从脚到头逐层铣削，选择颅底至T1上缘[19]，即第10 300-9 220号之间的解剖标准断面图像(中国数字儿童)[19]，共计1 080层，选取颈项部常用腧穴。
1.4 方法
1.4.1 颈项部三维模型构建依托国家级虚拟真实教学中心现有三维重建、虚拟仿真及3D打印等软件，以中国首例学龄前男童连续超薄断层高精度头颈部图像数据集为基础(中国数字儿童)[19]，经过ACDsee 2021软件进行格式转换。将所有图像运用 PhotoShop 2021(Adobe
Systems)软件用弯度钢笔工具逐层依次对目标结构勾勒详细轮廓，分割并生成独立的分割数据集，由于在进行手动分割时没有可供参考的儿童解剖学图谱，所以对于所有结构的分割均依照实际的可辨认边界进行。
使用三维重建软件Digihuman Reconstruction System (山东数字人科技有限公司)将手动分割完成的结构进行提取，分别创建独立的文件夹，并使用start指令，结合PhotoShop 2021软件对目标结构路径的识别共同运行指令，进而完成三维重建。重建完成的目标结构数据以.obj格式保存，导入 MeshLab软件(意大利比萨大学，FGT程序)进行模型检查，在MeshLab软件内完成三维空间旋转观测，确定目标结构整体轮廓的大致完整性及基本形态结构。为确保重建模型的解剖位置正确性和细节完整性，将各独立结构分别导入3-matic research 13.0(比利时，Materialise公司)软件进行精细调整和修改粗糙轮廓位置。最后将全部结构数据整体导入3-matic Research 13.0，观察各结构之间解剖位置关系，并对整体三维模型标识不同颜色，完成完整颅底及颈项部三维重建。该模型重建了儿童枕颈项部的小脑、脑室、颅内血管、颈内外动静脉及枢椎以下椎动脉、颈椎椎体、齿突软骨、脊髓和颈项部各肌群等。
1.4.2 颈项部腧穴数据库的编制依据并参考中华人民共和国国家标准《腧穴名称与定位》[20]、《经穴名称与定位》[21]、《经络腧穴学》[22]、《腧穴解剖学》等书籍[23]，收集整理风府、风池、天柱、哑门、大椎、定喘、翳风、人迎、扶突、缺盆及天突共11个颈项部常用腧穴(由于该儿童标本位于颔首位置廉泉穴不易显露故未选择)的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治、二维解剖断层图像等8个方面的内容形成腧穴数据库。
依据中华人民共和国国家腧穴定位标准，按照腧穴体表标志定位法以及骨度分寸法在儿童数字化三维模型上进行腧穴定位，并用直径为2 mm的小球标注腧穴，同时运用 Unity 数据库语言导入各腧穴的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治等数据库信息，并提供每个腧穴的横断面和矢状面二维解剖断层图像资料。
以下以风府穴为例说明系统中每个穴位的相关信息：
风府 Fengfu(GV16)：
归经：督脉。
定位：在项部，枕外隆凸直下，后发际正中直上1寸。
解剖：项韧带深面及其周围结构。①由浅入深依次有寰枕后膜、硬膜、蛛网膜、蛛网膜下隙、软膜和延髓；②上方为枕骨大孔后缘；③下方为寰椎后结节；④两侧有椎动脉。椎动脉在寰椎后弓与侧块相接处的后方经椎动脉沟转向上，经枕骨大孔进入颅腔。
进针层次：①皮肤；②皮下组织；③左右斜方肌腱之间；④左右头半棘肌之间；⑤项韧带；⑥左右头后大直肌之间；⑦左右头后小直肌之间。
操作：伏案正坐位，使头微前倾，项肌放松，向下颌方向缓慢入0.5-1寸。针尖不可向上，以免刺入枕骨大孔，误伤延髓。
主治：中风、舌强不语、半身不遂、头痛、眩晕、癫狂痫、颈项强痛、鼻衄、咽喉肿痛。
针刺意外与预防：直刺或向上斜刺针刺深度超过1.5寸以上时，针尖可通过寰枕后膜、硬膜、蛛网膜而进入小脑延髓池，进而可刺中延髓。当针进入延髓时，医者手下有松软感，患者同时有全身触电感、恐慌惊叫、精神异常等表现。延髓损伤患者，可有头痛、呼吸困难、语言不清、四肢瘫痪、神志模糊等症状，进而可出现深昏迷状态，应积极进行抢救，否则可因心跳、呼吸先后停止而死亡。若进行大幅度提插、捻转，延髓损伤更为严重，有可能在针刺过程中死亡。因此，该穴切勿向上针刺过深，以免刺入枕骨大孔，伤及延髓，出现意外。

二维解剖断层图像：风府穴的横断面断层图像和矢状面断层图像(图1)。

1.4.3 系统语言编写运用Unity3D软件编写代码，实现模型缩放、旋转移动、解剖结构透明设置，观察研究腧穴体表定位与腧穴解剖结构；实现针灸针三维移动、二维移动，观察针刺穴位进针路径、解剖毗邻结构，探究针刺穴位的深度、角度与解剖标志点危险相关性，虚拟针刺操作训练等针灸学、腧穴学教学、研究、临床功能。

1.5 主要观察指标 此次研究基于真实儿童断层解剖图像，通过三维重建儿童颈项部数字三维虚拟解剖模型，结合儿童腧穴特点及相关腧穴知识，基于 Unity 3d 软件建立虚拟环境，设计出儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统。该系统可显示儿童颈项部腧穴的信息、二维三维解剖结构，并实现了儿童颈项部腧穴的二维、三维针刺模拟功能及针刺安全性研究功能。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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当前的经络腧穴学和针灸学实践教学模式相对固定，一般由教师在模型上进行示范画经络和点穴，并讲解各穴位的针刺方法、角度和注意事项，然后指导学生相互练习，并进行指导和评价。目前的学习资料主要是以文字或经络腧穴图谱(平面图画)的形式存在，经络腧穴模型虽为立体模型，但大多数仅能展示经络腧穴在人体皮肤表面的情况，这使得学生们对腧穴定位缺乏三维立体空间的构
建[24]。因此无论是实践教学还是学生平时学习均局限于腧穴的体表定位，缺乏直观感受，无法理解腧穴的立体空间结构。然而，掌握穴位的解剖结构以及基于解剖基础的生理功能和病理变化对于学生理解经络循行、经络病候，并掌握腧穴的主治特点以及正确的针灸操作方法至关重
要[25]。在当前的针灸教学实践情况下，如何帮助初学者快速掌握穴位定位、解剖关系、主治配穴、施针方法和针灸安全等方面是一个需要解决的教学难题。
随着现代科学技术的发展，包括多媒体、数据库、图像识别处理和虚拟仿真等计算机技术已经成为生活、学习和工作中不可或缺的工具，这些技术在针灸腧穴科学研究、课程教学和模拟训练中的应用也越来越广泛。它们为针灸腧穴的科学研究提供了更多的工具和平台，可以进行更加准确和深入的分析和探索。同时，在教学和实训方面，利用这些技术可以提供更直观、互动和灵活的学习环境，帮助学生更好地理解和掌握腧穴知识和技能。因此，将计算机技术应用于针灸腧穴学习和实践中，具有重要的意义和潜力[26]。毛烨[27]、谭红春等[28]、张文元等[29]学者应用OpenGL、Unity等先进技术，将人体外形的三维可视化模型与数据库技术相结合，构建了穴位知识体系。通过这种技术手段，他们能够直观形象地展示穴位信息，为学生提供了便利的学习工具，并在教学演示和辅助教学方面发挥了重要作用。这种方法为学生提供了更丰富、更深入的学习体验，有助于加强他们对针灸腧穴知识的理解和掌握。阚红星等[30]开发的中医针灸教学训练测评系统为学生学习针灸提供了没有时间和空间限制的虚拟临床治疗场景。利用这些虚拟仿真技术及系统学生可实现亲身体会诊断疾病、制定针灸治疗原则并亲自操作的诊疗过程，并在教师的引导下总结诊疗的思路、技巧和规律[31]。许安萍等[32]运用虚拟数字人教学平台在“新医科”培养针灸人才。以上多数的腧穴数字化虚拟仿真软件是基于3D模型构建软件仿制的人体3D模型，人体真实还原性和针刺安全指导意义尚显不足。
此系统利用由UnityTechnologies公司开发的Unity3D软件强大的编写和执行功能[33]，将由真实儿童标本获得断层解剖图像资料三维重建后的儿童枕颈部解剖结构数字化三维模型与传统中医经络腧穴学理论相结合，可以让学习者在二维空间、三维立体空间构象下观察学习腧穴定位、腧穴解剖结构、模拟针刺操作及安全性研究。操作者可查看任意腧穴的整体解剖结构以及局部“肌肉组织”“骨骼”“血管”“皮肤”结构及其毗邻情况，也可通过鼠标实现任意角度和深度针刺腧穴，并可观看针刺的整个动态过程、途经的解剖结构以及针尖到达的部位，使其对腧穴的定位、解剖结构、针刺操作从平面到立体均有直观清楚的掌握，同时配合系统中该穴位相关的详细的属性知识达到全面掌握的目的。目前已证实儿童颈项部腧穴数字三维化可视系统能够提高学生记忆、理解腧穴定位及针刺操作方法的能力，弥补腧穴空间结构抽象、记忆理解困难的教学短板。打破了传统教学时间和空间的限制，有益于增强学生学习体验，提高学习效率。前期课题组已将该系统应用于经络腧穴学教学中并获得学生良好的体验反馈，后续课题组继续开发完善该系统并完成教学与临床推广应用工作，通过将该系统应用于日常教学、科研及临床，实现科研成果的现实转化。
儿童针灸是祖国针灸医学中不可或缺的组成部分，在儿童疾病预防和诊疗中发挥着重要作用，早在晋代的针灸学专著《针灸甲乙经》中就总结了晋以前儿童针灸的治疗经验，到了明清时期儿童针灸应用更加广泛，针灸处方用穴日趋规范。现代儿童针灸已集预防、保健、治疗为一体，张斯琦等[34]通过多年的临床实践总结出针灸治疗儿童小脑共济失调的方法；刘振寰等[35-41]经过多年临床实践证实针灸及各种穴位刺激法可有效地治疗小儿脑瘫、青少年近视、矮小症、自闭症等70余种病症。但由于儿童处于生长发育时期，与成人存在差异，故儿童的腧穴定位、针灸方法有其自身特征，并非“等比例成人缩小”。儿童因好动、易哭闹、不配合、针感表述不清等原因，小儿针灸的实施则具有更高的难度以及风险，因此学习、研究并掌握儿童腧穴解剖特征，加强对其穴位感性认知，探讨其安全针刺方法，保证其施针过程规范安全等均是儿童针灸教学、临床、科研实践中及未来发展必须面临的问题。该系统的核心模型——儿童颈项部数字化三维可视化模型是基于真实儿童标本重建而成的，是基于课题组获得的首例中国学龄前男童连续薄层标本数据集进行三维重建的，为掌握该年龄段儿童颈项部腧穴的定位和安全的针刺操作方法提供了可靠依据。该系统可实现在三维立体空间构象下模拟针刺穴位操作及安全性研究，操作者可通过鼠标选择任意角度和深度进行刺入，操作者既可从显示器中看到毫针进入人体组织的动态过程，刺入的角度和深度有刻度标记，在每一个选择的针刺角度和深度下，操作者均可点击系统中的“肌肉组织” “骨骼” “血管” “皮肤”，主界面中的相应解剖结构会透明或显示该部位，操作者可反复观察在该种针刺状态下，针灸针所穿经的解剖结构及针尖到达的部位，当针尖接触到内脏组织、血管、神经时系统会报警提示针刺具有危险性，操作者可以直观地观察到具有危险性的针刺的深度、角度、方向，从而避免临床操作失误。同时对比该穴位的二维断层图像，并在图像上进行二维针灸针的操作，让操作者对针灸针施针过程所经过的解剖结构有更清楚的认知，配合该穴位详细的属性知识，达到对该穴位的全面掌握。该系统为临床儿童针灸提供了直观、详实的依据，以提高儿童针刺的安全性与疗效可靠性。
目前此次研究设计的系统仅初步完成了儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统的开发，接下来基于此系统再辅以硬件设备将开发集视觉、触觉等感官为一体的综合性虚拟腧穴定位、针刺操作系统，为中医针灸中的瑰宝——儿童针灸的不断发展壮大研发更多数字化、虚拟现实的系统和设备，实现科研理论的实践转化，丰富儿童针灸的理论知识和操作实践推广，为儿童健康事业奉献力量。

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儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

Development and application of a three-dimensional digital visualization system for children’s neck acupoints

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