基于统计形状模型的三维足形状建模
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国家自然科学基金面上项目(81772423),国家自然科学基金委与英国爱丁堡皇家科学院国际合作与交流项目(81911530253),中新政府博士研究生奖学金项目


Three-Dimensional Foot Shape Modelling Based on Statistical Shape Model
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    摘要:

    目的 构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均足形态及在各PC维度标准差等参数化的足形态。结果 通过PC降维分析,三维足型主要在长短及宽窄(PC1, 48.01%)、足弓高度及足背厚度(PC2, 11.38%)及大脚趾展收(PC3, 7.48%)等维度变化。结论 通过构建参数化的足三维SSM,可运用至基于该人群的鞋楦制作、鞋垫定制及临床足病快速诊断等应用。

    Abstract:

    Objective To establish the three-dimensional (3D) statistical shape model (SSM) of the foot, so as to reveal the 3D foot shape variations. Methods Foot data from 50 normal Chinese young males were used for 3D statistical shape modelling. Steps, including mesh registration of foot surface, axis alignment and principal component (PC) analysis (dimension reduction), were performed to obtain the parameterized foot shape (mean shape and standard deviation of PC). Results Through the principal component analysis (PCA), the 3D foot shape varied in the length and width (PC1, 48.01%), arch and dorsal height (PC2, 11.38%), and hallux abduction-adduction position (PC3, 7.48%). Conclusions Based on the parameterised 3D foot SSM, these datasets can be applied into the population-based shoe last manufacture, orthotics customization and quick diagnosis of foot disorders in clinic.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

梅齐昌,高自翔,Justin FERNANDEZ,顾耀东.基于统计形状模型的三维足形状建模[J].医用生物力学,2021,36(1):96-101

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  • 收稿日期:2019-12-04
  • 最后修改日期:2020-01-25
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  • 在线发布日期: 2021-02-26
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