随着1989年美国提出可视人计划以来,虚拟人的概念引起了全球的关注,“虚拟人”是指把人体形态学、物理学和生物学等信息,通过大型计算机处理而实现的数字化虚拟人体,是可代替真实人体进行实验研究的技术平台。虚拟手的研究是虚拟人研究中的一个重要部分,“虚拟手”是将人手的物理和运动生物学过程用数学方法进行精确描述,并建立相应的、等效意义上的数字化手部模型。虚拟手建模的研究在医学临床应用、生理学研究、仿生机械手研究、康复治疗、聋哑教育等领域有着重要的意义。本课题利用中国数字化可视人体数据集,以解剖本体为基准进行图像分割,获取手的皮肤、骨骼等组织结构的数据;利用Visual Studio 2005和VTK(Visualization Toolkit)可视化工具包作为开发平台,设计了虚拟手系统软件,视觉效果和运行效率较好,可满足临床上的观察需求。其对主要功能的算法进行了封装,实现了任意路径下的BMP图像序列读取功能,采用多平面重建算法实现了多模式的任意切面显示,采用面绘制和体绘制的不同算法分别绘制虚拟手的三维可视化解剖模型,包括手部皮肤、桡骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨)、第I～V掌骨、第I～V指骨第(包括近节指骨、中节指骨、远节指骨),可以任意角度和比例大小对它们进行交互式观察,清楚地显示了它们在的空间上的位置关系,并通过实时的鼠标交互实现坐标值的获取、距离测量、角度测量等三维测量功能,以用于人手运动机能检测和手势分析等研究;另外,软件系统功能的实现是采用组件编程的思想独立地封装各子功能,开发效率高,并具有较强的移植性和扩展性。最后,本课题还利用Oracle数据库和Visual Studio 2005构建了简单初步的手知识管理系统,可查询、修改手部的解剖知识,可为探讨人体的解剖、生理、病理等生物数据的知识获取和知识表示的方法,搭建数字人体基础数据平台的核心框架,使其成为不同用户使用的公共数据平台,为数字人体的进一步研究提供数据整合规范和平台基础。