可视人体(VH)数据集及使用
作者：王 旭 桂业英 杨彭基
单位：王 旭 桂业英 杨彭基(西北工业大学 CAD/CAM研究中心，西安 710072)
关键词：可视人体工程；可视男体；可视女体；体可视化
生物医学工程学杂志990126 内容摘要 可视人体工程(VHP)是美国NLM(U.S.National Library of Mcdicine)1986年长期规划的产物。该规划的目标是建立一个完整的、解剖详细的、三维的男体及女体表示。本文将对VHP及其意义、数据的获取及使用方法做一简要的介绍。
Visible Human Data Set and It's Application
Wang Xu Gui Yeying Yang Pengji
, 百拇医药
(CAD/CAM Research Center, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072)
Abstract The Visible Human Project is an outgrowth of the NLM's 1986 Long-Range Pian. It is creating a complete, anatomically detailed, three-dimensional representations of the male and female human body. This paper makes a brief description about VHP and it's significance, how to get VH data set and how to use it.
Key words Visible human project Visibel man Visible woman Volume visualization
, 百拇医药
1 VHP概述
VHP的长远目标是建立一个将可视的知识形式与符号表达的知识形式，如人体各部分的名称等，透明地结合起来的知识结构。
在1989年，NLM开始实施一个雄心勃勃的计划，该计划的目标是建立一个人体解剖的数字图谱。EIL(Electrical Image Library)计划小组提出建立一男体的X射线CT、MRI、以及解剖截面图，该计划被称为“可视男体”(Visible Man)。在1995年又完成了另一女体的数字图像，并称其为“可视女体”(Visible Woman)。
2 可视人体数据的描述
2.1 可视男体
在1991年8月，NLM与Colorado大学签定一项合同，由该校来建立一个39岁的男性尸体的横截面数字图像，这些放射学的数据是用商用的MRI以及X射线CT来获得的。男性尸体数据集包括：
, 百拇医药
(1)MRI图像
间距为4mm的头部及颈部的轴向的MRI图像；
间距为4mm的人体其他部分的截面MRI图像；
MRI图像的分辨率为256×256，每个像素的灰度级为12位。
(2)CT图像
CT数据集包括间距为1mm的整个人体的轴向扫描CT图像，图像的分辨率为512×512，每个像素的灰度级为12位。
(3)轴向的解剖图
轴向的解剖图的分辨率为2048×1216，每个像素由24位真彩定义，每幅图像约为7.5M字节。轴向的解剖图间的间隔也为1mm并且与CT的截面图相对应。
, http://www.100md.com
从男性尸体所获得的CT及解剖图各为1871幅。
2.2 可视女体
女性尸体数据集的特点与男性尸体数据集基本相似，但它的轴向解剖的间距为0.33mm，而不是1mm，这便使得解剖图的数量达到5189幅。该数据集的大小约为39 GB。NLM把“Z”间距缩小为0.33mm是为了与“XY”面上的象素间距0.33mm相匹配。这样做，将为采用立方体单元进行三维重建的研究者们提供方便。
从女性尸体所获得的CT图像为1730幅。每三幅解剖图与一幅CT图像相对应。
3 怎样获得可视人体数据
只需与NLM签署一项协议，便可以免费从Internet下载并使用可视人体数据集。
从NLM的gopher站点“gopher.nlm.nih.gov”可以获得文本格式的或是“WordPerfect格式的、使用VH数据的许可协议。也可以在NLM的FTP站点“nlmpubs.nlm.nih.gov”的“Visible”段中找到它，其文本文件名为“vhpagree.txt”，WordPerfect文件名为“vhpagree.wp”。用户需要将该协议准备一式两份，并且均由相应的负责人签字。同时，还应当附上一份简要说明来描述自己使用该数据集的目的。将两份签过名的协议及目的说明邮寄给：
, 百拇医药
Dr.Michael J. Ackerman
Visible Human Project
National Library of Medicine
8600 Rockville Pike
Bethesda, MD 20894
由NLM签署该协议后，其中的一份将返回给用户。同时，如果用户想要从Internet上下载男性或女性数据集的部分或全部的话，NLM还将把VH的FTP帐号及密码发送给用户。同时NLM还将告诉用户可以在哪儿购买8mm Exabyte或是4mm的DAT数据磁带。
4 数据格式
数据集在FTP站点以及数据磁带上发行的格式均为UNIX TAR格式，并且每幅图像一个文件。每个文件均有一格式为General Electric Genesis的描述性的文件头，用户可以参看WWW中的Medical Image Format FAQ以获取其具体的内容。用户也可以在FTP站点上下载共享的解压缩软件以把该压缩数据转化为与Macintosh或PC兼容的格式。
, 百拇医药
5 获取样本图像
为了检验可视人体数据是否可以满足自己的研究及应用的需要，用户可以从NLMpubs FTP站点ftp.nlmpubs.nih.gov上得到一些全尺寸的样本图像，包括：
(1)在路径“visible/bitmaps/color24”中可获得6幅彩色的男性解剖图以及一个描述性的README文件；
(2)在路径“visible/bitmpas/ct”中可获得10幅男性CT图像以及一个描述性的README文件(冷冻前后各5幅，文件名分别为“*fre”和“*fro”)；
(3)在路径“visible/bitmaps/mri”中可获得6幅男性MRI扫描图像以及一个描述性的README文件(文件名为“*t1”)；
在NLM的FTP站点ftp.nlm.nih.gov的路径“visible/gifs”中，用户可以得到上述全部样本图像的小比例版本，其格式为“*.gif”。在其次，由于各研究机构使用的数据不一，又给各算法优劣的比较常来一定的困难。NLM的Gopher服务器gopher.nlm.nih.gov及WWW服务器http://www.nlm.nih.gov上，这些图像均可以在有关VHP的段中找到。
, 百拇医药
6 可视人体数据的意义
由于体可视化在医学辅助教学、临床诊断、手术计划制订、生理参数的测量、外科整形以及解剖结构研究中的重要意义，近几年来，国内外对体可视化的医学应用研究越来越深入，各种新的算法不断地涌现出来。但由于数据的缺乏，在一定程度上阻碍了该研究的进一步深入。其次，由于各研究机构使用的数据不一，又给各类算法优劣的比较带来一定的困难。NLM的可视人体数据的提出，无疑将给可视化的医学应用研究者们带来极大的方便，对体可视化在医学应用中走向实用有着巨大的促进作用。
7 使用可视人体数据集
为了更有效地使用VHP的数据集，我们建议：
(1)首先应当与NLM取得联系，以获得最新的有关VHP的信息；
(2)在与NLM签订VH数据集使用协议之前，务必充分理解协议中的各个条款；
, 百拇医药
(3)由于VH数据集非常庞大，在Internet上下载VH数据之前，应当先从NLM的FTP、Gopher或WWW服务器上获得样本数据，从而确定那种类型的数据最能满足自己的要求；
(4)由于VH数据集中的图像尺寸及灰度级均偏大，这将会对体可视化研究的计算机资源要求过高，因而可以在不影响体可视化研究质量的前提下，适当地缩小图像尺寸及灰度级。
美国VH数据集的使用者们提议了一种简单的、用来报告可视人体数据使用结果的方法。但它们并不是一成不变的教条，而只是报告使用结果的一些指导性的原则。它的目的就是让研究者们重构他人所报告的结果，并把他们的结果做一比较；
(1)定义方法及资料。指明在处理过程中的每一步中所使用的软件及其来源。摘录所有描述算法的参考文献。描述处理数据的硬件配置。
(2)为每一种算法定义参数。参数的定义要足够详细，这样才能让其他的使用相同或类似软件的研究者可以重构你的结果。参数包括所研究的坐标区域、阈值、不透明度等。
, 百拇医药
(3)报告的结果应包括每一步的计时。尽管实际的时间依赖于具体的应用，但是，这些计时可以使读者对处理的速度有一个大概的认识。
(4)如果可以提供附加的实例图像或动画的话，请告知读者在那个站点可以获得它们。如果可能的话，应采用统一WWW的Uniform Resourece Locators(URL's)地址编排规则。
最后，我们建议研究者们在体可视化研究过程中应充分地利用Internet资源，以便随时掌握VHP的最新动态以及其他研究者的研究情况，这样才能使我们的工作始终保持在领先水平。
8 结论
美国NLM (U.S.National Library of Medicine)通过可视人体工程(VHP)为医学研究及教育界提供了一个丰富的可视人体数据集。这些数据的共享性将鼓励研究者们开发新的算法并把他们的工作与别的研究者做比较。尽管该数据集占的磁盘空间较大，而且对它的研究工作需要占用大量的计算机资源，但是，这方面工作的开展还是具有非常重要的意义。
, 百拇医药
参考文献
[1] Visualizing the Visible Human. IEEE Computer Graphics & Applications, 1996;16(1)
[2] Generation of 3D Anatomical Atlases Using the Visible Human. Proc Computer Applications in Radiology, Denver, 1996
[3] Segmentation of the Visible Human for High Quality Volume Based Visualization.Visualization in Biomedical Computing. Proc VBC '96, Lecture Notes in Computer Science, 1131,Springer-Verlag, Berlin,1996∶13-22
(收稿：1997-11-07), http://www.100md.com
单位：王 旭 桂业英 杨彭基(西北工业大学 CAD/CAM研究中心，西安 710072)
关键词：可视人体工程；可视男体；可视女体；体可视化
生物医学工程学杂志990126 内容摘要 可视人体工程(VHP)是美国NLM(U.S.National Library of Mcdicine)1986年长期规划的产物。该规划的目标是建立一个完整的、解剖详细的、三维的男体及女体表示。本文将对VHP及其意义、数据的获取及使用方法做一简要的介绍。
Visible Human Data Set and It's Application
Wang Xu Gui Yeying Yang Pengji
, 百拇医药
(CAD/CAM Research Center, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072)
Abstract The Visible Human Project is an outgrowth of the NLM's 1986 Long-Range Pian. It is creating a complete, anatomically detailed, three-dimensional representations of the male and female human body. This paper makes a brief description about VHP and it's significance, how to get VH data set and how to use it.
Key words Visible human project Visibel man Visible woman Volume visualization
, 百拇医药
1 VHP概述
VHP的长远目标是建立一个将可视的知识形式与符号表达的知识形式，如人体各部分的名称等，透明地结合起来的知识结构。
在1989年，NLM开始实施一个雄心勃勃的计划，该计划的目标是建立一个人体解剖的数字图谱。EIL(Electrical Image Library)计划小组提出建立一男体的X射线CT、MRI、以及解剖截面图，该计划被称为“可视男体”(Visible Man)。在1995年又完成了另一女体的数字图像，并称其为“可视女体”(Visible Woman)。
2 可视人体数据的描述
2.1 可视男体
在1991年8月，NLM与Colorado大学签定一项合同，由该校来建立一个39岁的男性尸体的横截面数字图像，这些放射学的数据是用商用的MRI以及X射线CT来获得的。男性尸体数据集包括：
, 百拇医药
(1)MRI图像
间距为4mm的头部及颈部的轴向的MRI图像；
间距为4mm的人体其他部分的截面MRI图像；
MRI图像的分辨率为256×256，每个像素的灰度级为12位。
(2)CT图像
CT数据集包括间距为1mm的整个人体的轴向扫描CT图像，图像的分辨率为512×512，每个像素的灰度级为12位。
(3)轴向的解剖图
轴向的解剖图的分辨率为2048×1216，每个像素由24位真彩定义，每幅图像约为7.5M字节。轴向的解剖图间的间隔也为1mm并且与CT的截面图相对应。
, http://www.100md.com
从男性尸体所获得的CT及解剖图各为1871幅。
2.2 可视女体
女性尸体数据集的特点与男性尸体数据集基本相似，但它的轴向解剖的间距为0.33mm，而不是1mm，这便使得解剖图的数量达到5189幅。该数据集的大小约为39 GB。NLM把“Z”间距缩小为0.33mm是为了与“XY”面上的象素间距0.33mm相匹配。这样做，将为采用立方体单元进行三维重建的研究者们提供方便。
从女性尸体所获得的CT图像为1730幅。每三幅解剖图与一幅CT图像相对应。
3 怎样获得可视人体数据
只需与NLM签署一项协议，便可以免费从Internet下载并使用可视人体数据集。
从NLM的gopher站点“gopher.nlm.nih.gov”可以获得文本格式的或是“WordPerfect格式的、使用VH数据的许可协议。也可以在NLM的FTP站点“nlmpubs.nlm.nih.gov”的“Visible”段中找到它，其文本文件名为“vhpagree.txt”，WordPerfect文件名为“vhpagree.wp”。用户需要将该协议准备一式两份，并且均由相应的负责人签字。同时，还应当附上一份简要说明来描述自己使用该数据集的目的。将两份签过名的协议及目的说明邮寄给：
, 百拇医药
Dr.Michael J. Ackerman
Visible Human Project
National Library of Medicine
8600 Rockville Pike
Bethesda, MD 20894
由NLM签署该协议后，其中的一份将返回给用户。同时，如果用户想要从Internet上下载男性或女性数据集的部分或全部的话，NLM还将把VH的FTP帐号及密码发送给用户。同时NLM还将告诉用户可以在哪儿购买8mm Exabyte或是4mm的DAT数据磁带。
4 数据格式
数据集在FTP站点以及数据磁带上发行的格式均为UNIX TAR格式，并且每幅图像一个文件。每个文件均有一格式为General Electric Genesis的描述性的文件头，用户可以参看WWW中的Medical Image Format FAQ以获取其具体的内容。用户也可以在FTP站点上下载共享的解压缩软件以把该压缩数据转化为与Macintosh或PC兼容的格式。
, 百拇医药
5 获取样本图像
为了检验可视人体数据是否可以满足自己的研究及应用的需要，用户可以从NLMpubs FTP站点ftp.nlmpubs.nih.gov上得到一些全尺寸的样本图像，包括：
(1)在路径“visible/bitmaps/color24”中可获得6幅彩色的男性解剖图以及一个描述性的README文件；
(2)在路径“visible/bitmpas/ct”中可获得10幅男性CT图像以及一个描述性的README文件(冷冻前后各5幅，文件名分别为“*fre”和“*fro”)；
(3)在路径“visible/bitmaps/mri”中可获得6幅男性MRI扫描图像以及一个描述性的README文件(文件名为“*t1”)；
在NLM的FTP站点ftp.nlm.nih.gov的路径“visible/gifs”中，用户可以得到上述全部样本图像的小比例版本，其格式为“*.gif”。在其次，由于各研究机构使用的数据不一，又给各算法优劣的比较常来一定的困难。NLM的Gopher服务器gopher.nlm.nih.gov及WWW服务器http://www.nlm.nih.gov上，这些图像均可以在有关VHP的段中找到。
, 百拇医药
6 可视人体数据的意义
由于体可视化在医学辅助教学、临床诊断、手术计划制订、生理参数的测量、外科整形以及解剖结构研究中的重要意义，近几年来，国内外对体可视化的医学应用研究越来越深入，各种新的算法不断地涌现出来。但由于数据的缺乏，在一定程度上阻碍了该研究的进一步深入。其次，由于各研究机构使用的数据不一，又给各类算法优劣的比较带来一定的困难。NLM的可视人体数据的提出，无疑将给可视化的医学应用研究者们带来极大的方便，对体可视化在医学应用中走向实用有着巨大的促进作用。
7 使用可视人体数据集
为了更有效地使用VHP的数据集，我们建议：
(1)首先应当与NLM取得联系，以获得最新的有关VHP的信息；
(2)在与NLM签订VH数据集使用协议之前，务必充分理解协议中的各个条款；
, 百拇医药
(3)由于VH数据集非常庞大，在Internet上下载VH数据之前，应当先从NLM的FTP、Gopher或WWW服务器上获得样本数据，从而确定那种类型的数据最能满足自己的要求；
(4)由于VH数据集中的图像尺寸及灰度级均偏大，这将会对体可视化研究的计算机资源要求过高，因而可以在不影响体可视化研究质量的前提下，适当地缩小图像尺寸及灰度级。
美国VH数据集的使用者们提议了一种简单的、用来报告可视人体数据使用结果的方法。但它们并不是一成不变的教条，而只是报告使用结果的一些指导性的原则。它的目的就是让研究者们重构他人所报告的结果，并把他们的结果做一比较；
(1)定义方法及资料。指明在处理过程中的每一步中所使用的软件及其来源。摘录所有描述算法的参考文献。描述处理数据的硬件配置。
(2)为每一种算法定义参数。参数的定义要足够详细，这样才能让其他的使用相同或类似软件的研究者可以重构你的结果。参数包括所研究的坐标区域、阈值、不透明度等。
, 百拇医药
(3)报告的结果应包括每一步的计时。尽管实际的时间依赖于具体的应用，但是，这些计时可以使读者对处理的速度有一个大概的认识。
(4)如果可以提供附加的实例图像或动画的话，请告知读者在那个站点可以获得它们。如果可能的话，应采用统一WWW的Uniform Resourece Locators(URL's)地址编排规则。
最后，我们建议研究者们在体可视化研究过程中应充分地利用Internet资源，以便随时掌握VHP的最新动态以及其他研究者的研究情况，这样才能使我们的工作始终保持在领先水平。
8 结论
美国NLM (U.S.National Library of Medicine)通过可视人体工程(VHP)为医学研究及教育界提供了一个丰富的可视人体数据集。这些数据的共享性将鼓励研究者们开发新的算法并把他们的工作与别的研究者做比较。尽管该数据集占的磁盘空间较大，而且对它的研究工作需要占用大量的计算机资源，但是，这方面工作的开展还是具有非常重要的意义。
, 百拇医药
参考文献
[1] Visualizing the Visible Human. IEEE Computer Graphics & Applications, 1996;16(1)
[2] Generation of 3D Anatomical Atlases Using the Visible Human. Proc Computer Applications in Radiology, Denver, 1996
[3] Segmentation of the Visible Human for High Quality Volume Based Visualization.Visualization in Biomedical Computing. Proc VBC '96, Lecture Notes in Computer Science, 1131,Springer-Verlag, Berlin,1996∶13-22
(收稿：1997-11-07), http://www.100md.com