虚拟人是否切得越薄越好? 专家作出科学回应 | ||
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http://www.sina.com.cn 2003年02月24日 10:25 金羊网-新快报 | ||
新快报记者 林靖峻 记者注意到,在有关“中国虚拟人”的众多报道中,人们更多地把目光放在了尸体标本的切削上,甚至有点“神化”切削。总的感觉是,好像中国正在不断地追求把尸体切薄(可把人体切成8.3万片,切削精度达到0.02毫米),因为中国的切削技术已超过美、韩,所以中国的“虚拟人”也超过了美韩。 对于这个问题,钟世镇院士作出了科学的回应:“在‘虚拟人’的构建上,切削只是其中一个很小的环节,我们应该辨证地看待它,绝不是切得越薄越好。” 虚拟人切多薄要看应用要求 据了解,按照目前的工作计划,“中国虚拟人男1号”和“中国虚拟人女1号”的切削间距精度分别为0.1毫米和0.2毫米,其中“女1号”已经成功切削(共切出8556片)。以这一数据与世界目前公布的数据对比,我国是领先的。 “但这并不意味着我们的切削技术有什么了不起。”钟世镇说,在对尸体标本进行切削的时候,我们对切削工具、冷冻设备进行了完善和改进,但这并不代表美国和韩国就没有办法比我国切得薄。“我觉得在切削精度问题上应该按需切削,从整体上看,没必要切削到0.02毫米那么薄。当初拿兔子做实验的时候,我们发现切片可达到0.02毫米的切削间距精度,但这只代表我们掌握了这项技术。” 钟世镇认为,“虚拟人”的切削和数据集建立应与实际应用紧密联系在一起,充分考虑其实际作用。如果出于整体构建一个“虚拟人”的考虑,切到0.1毫米已经足够了,因为没有一个应用单位需要一个完整的切削精度高于0.1毫米的“虚拟人”。以1998年美国将一具女尸切成5000多片(每片厚0.33毫米)为例,按这种精度,在电脑储存的数据就已高达56GB。“这么庞大的数据储存量不是一个单位能轻易承受的。如果每片厚度少于0.1毫米,数据储存量就会更大。”钟世镇说,“如果我们做出来的‘虚拟人’连一台普通电脑都看不到、用不了,那又有多大的现实意义呢?” 不过,如果要把“虚拟人”的局部,如骨头、脏器等提供给应用单位,那么“虚拟人”的切削精度就有必要追求“薄”。例如一个医院的不同科室,做髋关节手术的医生可能只需要拿切削精度为0.2毫米的“虚拟人”的髋关节做实验就足够了,但做膝关节镜手术的医生可能因为手术比较微细复杂,对切削精度的要求就要达到0.1毫米甚至更高。 “所以,‘虚拟人’到底应该切多薄应该看实际应用要求,看用来做什么研究,局部精细应该是今后‘虚拟人’发展的方向。”钟世镇院士说。 虚拟人内无法看到人体细胞 去年曾有媒体称“虚拟人”研究小组决定将更精确的切片(高于0.1毫米精度)技术用于“中国虚拟人女1号”的研究上,对此,钟世镇院士承认曾经有过这样的想法,但后来经过与负责光学、计算机、图像的协作单位讨论后觉得没必要追求这么细,能用、有效果就可以了。所以才有了今天的切削精度为0.2毫米的“中国虚拟人女1号”。 “听说切到0.2毫米也无法看到人体最大的细胞———卵细胞,这有什么意义呢?”记者问。 “这位女虚拟人不是为细胞学服务的,所以看不到卵细胞也没有影响。她只是一个形态上可视的虚拟人,说白了是一个基础虚拟人体框架。她的出现证明中国虚拟人工程踏出了重要的第一步。”钟世镇强调。 0.1毫米比0.33毫米更有前瞻性 那么,与美国的0.33毫米切片虚拟人和韩国0.2毫米切片虚拟人相比,有望在今年内“出世”的“中国虚拟人男1号”有哪些优越性呢? 钟世镇院士介绍说:“我们把他切到0.1毫米是因为这个精度比美国和韩国的虚拟人更有前瞻性,有利于下一步搞局部研究。比如说,在电脑储存和运算能承受的范围内,眼科需要切削精度为0.1毫米的虚拟人眼球切片,那么美国、韩国现有的虚拟人就无法达到要求,而我们的虚拟人就可以。” “有血有肉”中国独创 “事实上,在虚拟人数据集构建上,把血管铸型技术应用进去才是我们独有的!”说起这一世界性难题的解决,钟世镇眼内掠过了一丝自豪。 据了解,美、韩现有虚拟人的血管动、静脉并没有区别出来,也就是说,他们在对虚拟人进行图像分隔时只能看到骨骼、肌肉和脏器,而无法分清动脉和静脉血管。 “我们的虚拟人就解决了这个世界难题!我国的虚拟人更加逼真。”中国虚拟人能清晰地看到血管,显得“有血有肉”,其原因是第一军医大学的科研人员发明了一项技术———通过给尸体动脉灌注明胶、朱砂和淀粉,使动脉呈现红色,使之很容易和静脉区分。 据透露,这一方法利用了人体动、静脉回流的原理:人死了动脉内的血管是空的,而静脉内填满了黑色的淤血。科研人员把红色的“塑料液体”灌注入动脉,那么人体所有动脉就会呈现出红色,而静脉是黑色的(因为只有动脉血才会向静脉流,静脉血不会返流入动脉)。血管与人体其他组织被切削后的数据同时储存进电脑,电脑很容易就“认出”了不同颜色的动、静脉。 至于把血管分隔出来的现实意义,钟世镇院士说,如果在虚拟人身上做模拟手术,医生就可以清楚地分出动、静脉血管,知道哪根大血管不能破坏,对手术有重要指导意义。 中国虚拟人只是刚起步 “我们的虚拟人现在还只是刚起步,只是一个模子,离真正意义上的虚拟人还有很长一段路要走。”钟世镇一再强调:“千万不要盲目拔高,科学的东西要客观,来不得半点虚假。” 钟世镇院士介绍,虚拟人可以分为“虚拟可视人”、“虚拟物理人”和“虚拟生物人”3个阶段。目前,我国仅仅是踏出了“虚拟可视人”的第一步———通过完成数据集建立,在电脑里构建出一个三维立体的彩色虚拟人体,他是静止形态的。“打一个简单的比喻,就好像电视里的仿真恐龙,现在我们只是把恐龙的外形做好了,大家也看到了这只恐龙,但它不会动,不会叫,也没有感觉。” 相关知识:虚拟人 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。需要先选取一具尸体,将人体切成非常薄的片,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,以便真正运用到实际中。
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