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        中國首例女性虛擬人面世 原體為一妙齡廣西女性

        2003年02月21日 08:20


        “女性虛擬中國人之父”、中國工程院院士鐘世鎮(zhèn)教授


        “數(shù)字化虛擬人”資料圖片


        采用“數(shù)字化虛擬人”技術(shù)合成的三維心臟


        我國首例女性虛擬人部分切片橫斷面


        虛擬人二號

          中新社廣州二月二十日電(何國平王華)中國國家“八六三”項目課題參與者、中國工程院院士、第一軍醫(yī)大學(xué)鐘世鎮(zhèn)教授今日在此間接受記者采訪時表示,中國首例女性虛擬人數(shù)據(jù)集已構(gòu)建成功。

          這標(biāo)志著中國在完成數(shù)字化虛擬人體若干關(guān)鍵技術(shù)之后,建立了有知識產(chǎn)權(quán)的中國虛擬人數(shù)據(jù)平臺,為開發(fā)各種用途的軟件和參予國際合作與競爭搶占了應(yīng)有的地位。

          “數(shù)字化虛擬中國人數(shù)據(jù)集構(gòu)建與海量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”這個國家“八六三”高技術(shù)發(fā)展研究課題,居于生命科學(xué)與信息技術(shù)相融合的前沿領(lǐng)域。它運用人體信息和計算機技術(shù),將真實的人體斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行電腦處理,能為不同行業(yè)提供后續(xù)開發(fā)虛擬人體的數(shù)據(jù)參數(shù)。

          據(jù)悉,美國于上個世紀(jì)九十年代初先后公布了一男一女兩組數(shù)據(jù),依托這個數(shù)據(jù)集為平臺,在國際上開發(fā)了大量相關(guān)應(yīng)用軟件,取得了巨大的社會和經(jīng)濟效益。

          為構(gòu)建有中國特色的虛擬人,承擔(dān)人體建模數(shù)據(jù)采集任務(wù)的第一軍醫(yī)大學(xué),在鐘世鎮(zhèn)教授的帶領(lǐng)下,經(jīng)過一年多刻苦攻關(guān),有針對性地解決了一系列與人體建模有關(guān)的關(guān)鍵性技術(shù)。與美、韓所完成的虛擬人數(shù)據(jù)集相比,中國首例女性虛擬人數(shù)據(jù)集在標(biāo)本處理、血管顯示、機械改裝、冷凍保存、切削調(diào)控、數(shù)據(jù)獲取等八大綜合技術(shù)上,都有了不同程度的補充、完善、改進(jìn)和提高。

          鐘世鎮(zhèn)教授向記者介紹說,虛擬人數(shù)據(jù)集,具有廣泛的應(yīng)用開發(fā)前景,經(jīng)過后續(xù)技術(shù)處理和有關(guān)參數(shù)補充,可以替代真人進(jìn)行生命科學(xué)領(lǐng)域的研究,也可代替真人進(jìn)行帶有痛楚的臨床試驗,縮短研究周期,提高治愈效率。虛擬人也將為國防軍事醫(yī)學(xué)研究開辟了一條新的途徑。此外,日本、韓國等人種近似的國家及港澳臺地區(qū)對虛擬中國人數(shù)據(jù)集也有巨大需求。

          ——相關(guān)背景

          中國1年半攻克世界難題

          2001年11月,虛擬人研究被列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃“863”項目,由中國科學(xué)院、首都醫(yī)科大學(xué)、華中科技大學(xué)和解放軍第一軍醫(yī)大學(xué)等協(xié)作攻關(guān),第一軍醫(yī)大學(xué)承擔(dān)人體建模的數(shù)據(jù)采集。在第一軍醫(yī)大學(xué)鐘世鎮(zhèn)教授的帶領(lǐng)下,經(jīng)過1年多刻苦攻關(guān),先后補充投入150多萬元,有針對性地解決了一系列與人體建模有關(guān)的關(guān)鍵性技術(shù)。

          美虛擬人原體切成5190片

          由于“虛擬人”具有重大的社會應(yīng)用價值,歐洲一些國家及日本等紛紛啟動這個研究項目。而此前,只有美國、韓國掌握了“虛擬人”技術(shù),建有“虛擬人數(shù)據(jù)集”。1994年,美國科學(xué)家將一具男尸切成1878多片,每片厚度1毫米;1998年,又將一具女尸切成5190多片,每片厚度0.33毫米,并以這個數(shù)據(jù)集為平臺,開發(fā)了大量相關(guān)的應(yīng)用軟件。

          我國虛擬人原體切片多三千

          據(jù)了解,與美、韓所完成的虛擬人數(shù)據(jù)集相比,中國首例女性虛擬人數(shù)據(jù)集在標(biāo)本處理、血管顯示、機械改裝、冷凍保存、切削調(diào)控、數(shù)據(jù)獲取等8大綜合技術(shù)上,都有了不同程度的補充、完善、改進(jìn)和提高:研制出專用切削設(shè)備,切片精度提高到0.1毫米;采用立式冷凍、立式包埋和立式切削等技術(shù),最大限度地保持和體現(xiàn)人體各個臟器的形狀和位置,保持了人體原有的形態(tài),避免因多次裝夾而引起的數(shù)據(jù)丟失;編制了人體斷面圖像采集工藝,實現(xiàn)自動化控制連續(xù)切削和自動化圖像采集;對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何色彩校正,確保數(shù)據(jù)的真實性。同時,將血管鑄型技術(shù)應(yīng)用于虛擬人數(shù)據(jù)集的建模,解決了目前國際上尚未解決的血管顯示技術(shù)難題。這次完成的女性數(shù)據(jù)集,切片斷面僅0.2毫米,共切片8556片。據(jù)悉,首例女性虛擬人數(shù)據(jù)集已經(jīng)提供國內(nèi)有關(guān)研究單位應(yīng)用。

          走近虛擬人虛擬人由切片數(shù)據(jù)構(gòu)成

          虛擬人由切片數(shù)據(jù)構(gòu)成

          虛擬人并不是真人,而是在電腦里合成的三維人體詳細(xì)結(jié)構(gòu)。要采集這些數(shù)據(jù),先要選取一具尸體,將尸體冷凍,用精密切削刀將尸體橫向切削成0.2毫米薄片,將每一次切片,都會利用數(shù)碼相機和掃描儀對已切片的切面進(jìn)行拍照、分析,之后將數(shù)據(jù)輸入電腦,最后由電腦合成三維的立體人類生理結(jié)構(gòu)。

          我國首個女虛擬人原體

          “中國虛擬人2號”為女性,是我國首個女虛擬人。據(jù)介紹,該虛擬人的數(shù)據(jù)采集者年齡為19歲,身高1.56米,是廣西人,去年在廣東因食物中毒而急性死亡。鐘院士認(rèn)為雖然她不是一個健康人,但由于是急性死亡,骨骼身體結(jié)構(gòu)保持完好,加上年紀(jì)很輕,是一個條件很不錯的標(biāo)本。

          虛擬人代真人接受試驗

          “虛擬人數(shù)據(jù)集”將廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、國防、航空航天、體育、建筑、汽車、影視及服裝等人類活動相關(guān)領(lǐng)域。

          例如,專家可以借電腦操控,代替真人做各種科學(xué)實驗。專家們可以在虛擬人身上做物理實驗,例如人的骨頭很硬,但是究竟能承受多重的外力,可以用虛擬人代替真人模仿撞擊實驗。

          人類將來可以虛擬自己

          據(jù)專家設(shè)想,將來人類不但可以運用別人的身體制成虛擬人,還可以看到虛擬的自己。只要通過人體三維空間攝像處理,便可以在電腦上清清楚楚地看見自己的身體,還可以穿越表皮,深入到內(nèi)臟、血管、神經(jīng)、骨骼、肌肉等等,每個人也都可以擁有自己的身體數(shù)據(jù)庫,真正了解自己身體的運作。

          虛擬人二號

          名稱:女性虛擬中國人

          切片數(shù):8556

          切片厚度:0.2mm

          特點:斷層顯示細(xì)微動脈


         
        編輯:宋方燦

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