静态数字人的建立及其与脊柱模型的融合
图像与视频处理
2025-02-13 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
青少年特发性脊柱侧凸（AIS）是一种常见的脊柱畸形，严重影响个体的健康和生活质量。传统成像技术，如 X 射线、计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI），提供了脊柱的静态视图。然而，它们在捕捉脊柱的动态变化及其与整体身体运动的交互方面存在局限性。因此，开发新技术以解决这些局限性变得极为重要。动态数字人建模代表了数字医学的一项重大突破。它能够在日常活动中脊柱发生变化时提供三维（3D）视图，帮助临床医生检测在静态成像中可能被遗漏的畸形。尽管动态建模具有巨大潜力，但构建准确的静态数字人模型是进行高精度模拟的关键初始步骤。在本研究中，我们重点关注构建融合脊柱的准确静态数字人模型，这对于后续关于 AIS 的动态数字人研究至关重要。首先，我们通过将 3D 高斯方法与患者多视图图像中的蒙皮多人线性（SMPL）模型相结合，生成人体点云数据。然后，我们将标准骨骼模型拟合到生成的人体模型上。接着，我们将从 CT 图像重建的真实脊柱模型与标准骨骼模型对齐。我们使用六名 AIS 患者的 X 射线数据验证了生成的个性化脊柱模型，并以 Cobb 角（用于测量脊柱侧凸严重程度）作为评估指标。结果表明，模型的误差在实际测量值的 1 度以内。本研究提出了一种构建数字人的重要方法。
关键词
引用
@article{arxiv.2502.07844,
title = {The establishment of static digital humans and the integration with spinal models},
author = {Fujiao Ju and Yuxuan Wang and Shuo Wang and Chengyin Wang and Yinbo Chen and Jianfeng Li and Mingjie Dong and Bin Fang and Qianyu Zhuang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07844},
year = {2025}
}