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中国首例女性虚拟人面世 原体为一妙龄广西女性

2003年02月21日 08:20


“女性虚拟中国人之父”、中国工程院院士钟世镇教授


“数字化虚拟人”资料图片


采用“数字化虚拟人”技术合成的三维心脏


我国首例女性虚拟人部分切片横断面


虚拟人二号

  中新社广州二月二十日电(何国平王华)中国国家“八六三”项目课题参与者、中国工程院院士、第一军医大学钟世镇教授今日在此间接受记者采访时表示,中国首例女性虚拟人数据集已构建成功。

  这标志着中国在完成数字化虚拟人体若干关键技术之后,建立了有知识产权的中国虚拟人数据平台,为开发各种用途的软件和参予国际合作与竞争抢占了应有的地位。

  “数字化虚拟中国人数据集构建与海量数据库系统”这个国家“八六三”高技术发展研究课题,居于生命科学与信息技术相融合的前沿领域。它运用人体信息和计算机技术,将真实的人体断层数据进行电脑处理,能为不同行业提供后续开发虚拟人体的数据参数。

  据悉,美国于上个世纪九十年代初先后公布了一男一女两组数据,依托这个数据集为平台,在国际上开发了大量相关应用软件,取得了巨大的社会和经济效益。

  为构建有中国特色的虚拟人,承担人体建模数据采集任务的第一军医大学,在钟世镇教授的带领下,经过一年多刻苦攻关,有针对性地解决了一系列与人体建模有关的关键性技术。与美、韩所完成的虚拟人数据集相比,中国首例女性虚拟人数据集在标本处理、血管显示、机械改装、冷冻保存、切削调控、数据获取等八大综合技术上,都有了不同程度的补充、完善、改进和提高。

  钟世镇教授向记者介绍说,虚拟人数据集,具有广泛的应用开发前景,经过后续技术处理和有关参数补充,可以替代真人进行生命科学领域的研究,也可代替真人进行带有痛楚的临床试验,缩短研究周期,提高治愈效率。虚拟人也将为国防军事医学研究开辟了一条新的途径。此外,日本、韩国等人种近似的国家及港澳台地区对虚拟中国人数据集也有巨大需求。

  ——相关背景

  中国1年半攻克世界难题

  2001年11月,虚拟人研究被列入国家高技术研究发展计划“863”项目,由中国科学院、首都医科大学、华中科技大学和解放军第一军医大学等协作攻关,第一军医大学承担人体建模的数据采集。在第一军医大学钟世镇教授的带领下,经过1年多刻苦攻关,先后补充投入150多万元,有针对性地解决了一系列与人体建模有关的关键性技术。

  美虚拟人原体切成5190片

  由于“虚拟人”具有重大的社会应用价值,欧洲一些国家及日本等纷纷启动这个研究项目。而此前,只有美国、韩国掌握了“虚拟人”技术,建有“虚拟人数据集”。1994年,美国科学家将一具男尸切成1878多片,每片厚度1毫米;1998年,又将一具女尸切成5190多片,每片厚度0.33毫米,并以这个数据集为平台,开发了大量相关的应用软件。

  我国虚拟人原体切片多三千

  据了解,与美、韩所完成的虚拟人数据集相比,中国首例女性虚拟人数据集在标本处理、血管显示、机械改装、冷冻保存、切削调控、数据获取等8大综合技术上,都有了不同程度的补充、完善、改进和提高:研制出专用切削设备,切片精度提高到0.1毫米;采用立式冷冻、立式包埋和立式切削等技术,最大限度地保持和体现人体各个脏器的形状和位置,保持了人体原有的形态,避免因多次装夹而引起的数据丢失;编制了人体断面图像采集工艺,实现自动化控制连续切削和自动化图像采集;对获得的数据进行几何色彩校正,确保数据的真实性。同时,将血管铸型技术应用于虚拟人数据集的建模,解决了目前国际上尚未解决的血管显示技术难题。这次完成的女性数据集,切片断面仅0.2毫米,共切片8556片。据悉,首例女性虚拟人数据集已经提供国内有关研究单位应用。

  走近虚拟人虚拟人由切片数据构成

  虚拟人由切片数据构成

  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,将尸体冷冻,用精密切削刀将尸体横向切削成0.2毫米薄片,将每一次切片,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,最后由电脑合成三维的立体人类生理结构。

  我国首个女虚拟人原体

  “中国虚拟人2号”为女性,是我国首个女虚拟人。据介绍,该虚拟人的数据采集者年龄为19岁,身高1.56米,是广西人,去年在广东因食物中毒而急性死亡。钟院士认为虽然她不是一个健康人,但由于是急性死亡,骨骼身体结构保持完好,加上年纪很轻,是一个条件很不错的标本。

  虚拟人代真人接受试验

  “虚拟人数据集”将广泛应用于医学、国防、航空航天、体育、建筑、汽车、影视及服装等人类活动相关领域。

  例如,专家可以借电脑操控,代替真人做各种科学实验。专家们可以在虚拟人身上做物理实验,例如人的骨头很硬,但是究竟能承受多重的外力,可以用虚拟人代替真人模仿撞击实验。

  人类将来可以虚拟自己

  据专家设想,将来人类不但可以运用别人的身体制成虚拟人,还可以看到虚拟的自己。只要通过人体三维空间摄像处理,便可以在电脑上清清楚楚地看见自己的身体,还可以穿越表皮,深入到内脏、血管、神经、骨骼、肌肉等等,每个人也都可以拥有自己的身体数据库,真正了解自己身体的运作。

  虚拟人二号

  名称:女性虚拟中国人

  切片数:8556

  切片厚度:0.2mm

  特点:断层显示细微动脉


 
编辑:宋方灿

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