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“虚拟中国人1号”多项指标超过美韩虚拟人
2010年8月3日    评论:    分享:

    来源:南方日报

  于2003明年问世的“虚拟中国人Ⅰ号”是一个标准的中国人,多项指标超过美国、韩国的虚拟人。这是“虚拟中国人Ⅰ号”项目领头人、中国工程院院士、第一军医大学临床解剖学研究所所长钟世镇教授接受笔者采访时透露的。

  

    钟世镇说,目前真正建有“虚拟人”数据集的只有美国和韩国。1989年,美国最先提出“虚拟可视人”概念,接着就付诸实施。1994年,美国科学家将一具男尸切成1000多片(每片厚度1毫米)1998年,又将一具女尸切成5000多片(每片厚0.33毫米)。这种精度,在电脑储存的数据上高达56GB,从而形成了数字化的解剖人,为医学上和其他学科的相关演示提供了技术保证。为了进一步完善和接近真正的人体实况,美国正在建造第二代有物理性能的虚拟人体和第三代有生理功能的虚拟人体。

 

    2000年,韩国开始了“虚拟韩国人”研究的5年计划,获取了世界第二例“虚拟可视人”的数据集。韩国科学家将一具1.7左右的尸体切成八九千个断面(每块厚0.2毫米)。这个数据集具有东方人特征。

 

这些五彩缤纷的东西就是人的手掌、手臂、肾脏标本,这是钟世镇和他的弟子们精心制作的铸型标本
这些五彩缤纷的东西就是人的手掌、手臂、肾脏标本,
这是钟世镇和他的弟子们精心制作的铸型标本 

    我国对“虚拟可视人”的研究,是2001年在北京香山科学会议上提出的,很快即被列入国家“863启动项目(“数字化虚拟人若干关键技术的研究”)。由中国科学院计算所、第一军医大学、首都医科大学、华中科技大学等协作攻关。其中,第一军医大学承担人体切片建模技术。

 

    第一军医大学的科研人员在20多具自愿捐献的尸体中,挑中一具年龄28岁、身高1.66的健康男性尸体作为切片标本,命名为“虚拟中国人Ⅰ号”。钟院士说,经过精心挑选,“虚拟中国人Ⅰ号”具有了标准中国人的特征,而且最关键的是,与美、韩相比,“虚拟中国人Ⅰ号”是健康的。原来,美国的虚拟人生前切除过右睾丸、阑尾,还被拔过14号牙齿。韩国的虚拟人生前是一位患淋巴癌的老人。

 

    钟世镇还说,“虚拟中国人Ⅰ号”切片每块厚0.1毫米,精确度高于美、韩。

 

    另外,美、韩虚拟人的血管没有区别出来,第一军医大学的科研人员则通过给尸体的动脉灌注明胶、朱砂和淀粉,使动脉呈现红色,很容易和静脉区分。

 

    切片于2002628开始,1年完成

 

    钟世镇透露,男尸的切片于2002628正式开始。每切下一片,就用高效数码相机和扫描仪拍照,然后转化成数据,输入电脑。由于要切1.66万片,需要一年时间完成。

 

    第一军医大学为“虚拟人”科研已经投入了100多万元,其中主要是采购并改装机器设备。在切片过程中,尸体保持直立,从头顶开始,每切一片就收集一次数据。切削机械是科研人员从台湾有关公司买回来的,并做了一些改动:将原来做水平运动的X轴工作台顺时针转90度,使之做垂直运动。

 

    刀具是在哈尔滨引进德国技术生产的,一共有两种:粗刀盘去除尸体的包埋材料,如干冰等(尸体要冷藏至零下70,保持足够僵硬才便于切割);精刀盘进行尸体断面铣削。

 

    冷冻机重5吨,是佛山制造的,有一间房子那么大,上面装有切割设备。尸体平时就“站立”在这里,需要切割时,就向上升起,切割完又下降至冷冻室。

 

    第二位“虚拟中国人”将为女性

 

    那么“虚拟人”有哪些作用呢?

 

    钟院士向记者列举了许多用处。比如,以往要想成为一个手到病除、技艺高超的外科医生,都要通过师傅带徒弟式的反复实践,在病人身上练习操作技术。如今这种拿病人“练手艺”的办法,以后可以在电脑操纵的“虚拟人体”模型上培训外科医生。

 

    有了“虚拟人”,做手术之前,医生可以先在与病人身体数据一模一样的“虚拟人”身上打一遍草稿;试验新药,也可以让“虚拟人”先试吃一下,这样手术和试验的风险就小得多。

 

    虚拟人”在军事医学上也很有价值。比如,可以让“虚拟人”来试验核武器、化学武器、生物武器的威力。

 

    钟世镇说,综上所述,建造中国人特色的“数字化虚拟人”迫在眉睫,因为外国人的数据不能反映中国人的民族体质特点。

 

    在这方面,中国有很多优势。比如,在第一步建立人体解剖学的几何模型阶段,我们有许多独特技术,分辨率要超过美国。在超高级计算机的研制方面,已形成了银河、神威、曙光三个基本系列,主要性能指标达到了国际上的先进水平。

 

    钟世镇表示,“虚拟中国人Ⅰ号”之后,还会紧接着建造“虚拟中国人Ⅱ号”,这将是一位女性。

 

    名词解释

 

    虚拟人并不是真人,而是在电脑里合成的三维人体详细结构。要采集这些数据,先要选取一具尸体,将人体切成非常薄的片,每切一次片,都会利用数码相机和扫描仪对已切片的切面进行拍照、分析,之后将数据输入电脑,待整个人被切完也就形成了整个人的电脑数据,最后电脑合成三维的立体人类生理结构。

 

    小档案:中国虚拟人一号

 

    第一军医大学的专家将中国第一具切片人命名为“中国虚拟人一号”,虚拟人一号是男性,28岁,汉族,祖籍湖南,体重58公斤,今年4月死亡,自愿捐献尸体给科学研究,专家发现“一号”没有任何传染病和代谢疾病,身体健康,身高1.66

 

    “虚拟中国人”精度高,能区分血管

 

    “中国虚拟人一号”是专家们花费了很多精力从20位自愿捐献者中慎重选取的。根据中国人群的绝大部分为亚洲黄种人、蒙古人种的特点,依据中国人体质调查资料和基因染色体分析组成了25项容易观测到的指标,认为具有人群的代表性,最终选定“中国虚拟人一号”。

 

    相较而言,美国和韩国的人体样本都有一定缺陷,美国虚拟人曾做过几次手术,死亡时38岁,15岁时被切除了右睾丸,到了21岁阑尾又被切除,38岁时一颗牙齿被拔除。而韩国虚拟人样本为65岁老人,死于淋巴瘤,专家认为病人或者老人小孩做虚拟人标本都有一定缺陷。

 

标签:虚拟人医疗钟世镇
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