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鐘世鎮(zhèn)院士介紹,我國首例女“虛擬人”的數(shù)據(jù)采集是把人體從頭到腳橫切成8556個人體橫切面,然后對橫切面拍照,將數(shù)據(jù)錄入電腦,合成三維人體。(資料圖)李潔軍
4月25日下午,廣州的天氣有點悶熱,93歲高齡的中國工程院院士、臨床解剖學專家鐘世鎮(zhèn)如約來到廣州市鐵一中學,參加由廣州市科協(xié)、廣州市教育局主辦,廣州市青少年科技中心承辦的“院士專家校園行”活動,為學生帶來一場《揭示人體奧秘的技術(shù)》的科普講座。
院士發(fā)邀請參觀科學館
剛一落座,鐘世鎮(zhèn)就向同學們發(fā)出了邀請:“我們南方醫(yī)科大學最近又成立了一個新的人體科學館,過幾天就要開館了,這里收藏了1000多件用人體制成的標本,到時候歡迎同學們、朋友們來我們科學館參觀。”
據(jù)了解,南方醫(yī)科大學人體科學館占地面積1400多平方米,收藏和展出了2000余件人體解剖、組織胚胎、病理和生物的標本。人體館將于6月份正式開放,采用固定開放和預(yù)約參觀相結(jié)合的開館模式。每周六9:00—11:30,14:30-17:00為固定開放時間,其他時間均需提前2天預(yù)約。
在鐘世鎮(zhèn)看來,人體構(gòu)造最為復(fù)雜,解剖學的技術(shù)可以揭示人體結(jié)構(gòu)奧秘。很多人會對解剖感到恐懼,鐘世鎮(zhèn)則說:“我們有些同學一開始連解剖室都不敢進去,經(jīng)過一段時間的學習,現(xiàn)在晚上都到解剖室去復(fù)習功課了?！?/p>
“這是膽道跟肝動脈,上面藍顏色的是肝靜脈系統(tǒng),底下那個白的是門靜脈系統(tǒng),門靜脈系統(tǒng)有三個管道,一道走的有動脈、膽道。其實解剖一點都不可怕,你看這些標本做好了像珊瑚、水晶、工藝品。”鐘世鎮(zhèn)指著一張肝臟的標本照片說。
把標本鍛造成如藝術(shù)品
鐘世鎮(zhèn)說,如果有工匠精神的話,甚至可以把標本鍛造成如藝術(shù)品一樣。
最常用的解剖技術(shù)是傳統(tǒng)的雕刻技術(shù)或在血管里灌注色素的技術(shù),通常用的是刀子、鑷子、剪子等工具?！爸灰Ψ蛏?鐵杵磨成針。”
另外一種技術(shù)是南方醫(yī)科大學人體科學館里最有特色的一個技術(shù),叫“管道鑄型標本”。用溶解劑把塑料溶解成液體狀態(tài),然后像打針一樣把液體注入到標本的管道里。等到溶劑揮發(fā)后,高分子化合物就會凝固,再用一些酸或堿溶液把人體組織腐蝕掉,留下來的就叫做管道鑄型標本。
加拿大多倫多醫(yī)學院院長Moore教授參觀科學館里用人體管道鑄型技術(shù)制作的標本之后贊揚說:“這里的標本無論在數(shù)量上還是質(zhì)量上,都比國際上最負盛名的加拿大多倫多大學醫(yī)學院的Gmat標本博物館還要好?！?/p>
標本制作的過程充滿艱辛。南方醫(yī)科大學人體解剖學教研室團隊親自去化工廠調(diào)查研究,向技術(shù)人員取經(jīng),試驗出最佳的鑄型材料與溶劑和最佳的灌注方法,制作出大規(guī)模精美的人體管道鑄型標本并予以陳列,其毛細血管的灌注精度已經(jīng)達到6-9微米。
鐘世鎮(zhèn)的第一件作品——心血管鑄型標本,誕生于1978年,就是國內(nèi)第一件人體管道鑄型技術(shù)的標本成品。一經(jīng)展出就震動學界,為以后該技術(shù)的發(fā)展和推廣贏得寶貴時機,推動了解剖學技術(shù)的發(fā)展和中國顯微外科的研究,在國際上取得了先進的地位。
鐘世鎮(zhèn)還介紹了數(shù)字化人體技術(shù),也就是影像三維可視重建以及3D打印技術(shù)。例如,將計算機設(shè)計好的脊柱打成模型,對外科醫(yī)生修復(fù)損傷的骨盆很有幫助,也可以把骨盆的假體3D打印出來,安裝進人體。這項技術(shù)也被應(yīng)用到了整形美容和康復(fù)輔助器具產(chǎn)業(yè)上。
最薄的切片只有0.1毫米
在接受新快報記者采訪時,鐘世鎮(zhèn)回憶了數(shù)字人在中國的發(fā)展歷程。2001年的香山科學會議上,鐘世鎮(zhèn)提出美國和韓國都有了數(shù)字人的數(shù)據(jù)庫,中國是否也應(yīng)該建自己的數(shù)據(jù)庫呢?當時的主題叫“數(shù)字化虛擬人體的若干科學問題”。
2003年,鐘世鎮(zhèn)的課題組完成首例“中國數(shù)字人男一號”的切片工作,擁有9200個橫切面,最薄的切片只有0.1毫米。同年,我國首例女“虛擬人”的數(shù)據(jù)采集也完成,把人體從頭到腳橫切成8556個人體橫切面,然后對橫切面拍照,將數(shù)據(jù)錄入電腦,合成三維人體。
“很多人說我是數(shù)字人之父,我想說這個技術(shù)早就有了,我只是一個提倡者?！辩娛梨?zhèn)很是謙遜。
“我們比美國人切得還薄,所以就召開了第二次香山科學會議,主題為‘數(shù)字化虛擬人體在我國的發(fā)展與應(yīng)用’,這樣一下子就轉(zhuǎn)到應(yīng)用了?！辩娛梨?zhèn)自豪地說。
鐘世鎮(zhèn)很欣喜地看到,如今的數(shù)字醫(yī)學應(yīng)用得很快?！肮强剖且获R當先,那些3D打印主要用在骨科方面,還有用于假體、材料、模型和康復(fù)支具等。”另外,在婦產(chǎn)科、整形美容、肝膽外科、神經(jīng)外科等領(lǐng)域,數(shù)字醫(yī)學都在不斷發(fā)展。
鐘世鎮(zhèn)說,將來科技發(fā)展了也許會把活細胞打進去,能夠變成一種器官性的東西。因此他認為,三維重建、影像學的形態(tài)學比較容易,數(shù)字醫(yī)學特別是3D打印,關(guān)鍵的難題以及將來的發(fā)展是在材料學上。
人物小傳
鐘世鎮(zhèn),中國工程院資深院士,著名解剖學專家。中國現(xiàn)代臨床解剖學奠基人,中國數(shù)字人和數(shù)字醫(yī)學研究的倡導者。1952年畢業(yè)于中山大學醫(yī)學院,獲學士學位?，F(xiàn)任南方醫(yī)科大學教授,南方醫(yī)科大學臨床解剖學研究所名譽所長。
對話
記者:在這么多年的學術(shù)研究中,您對生命的理解是什么?
鐘世鎮(zhèn):現(xiàn)在紅十字會有個很重要的工作就是遺體捐贈。人死了以后還有很多“材料”可以造福他人的,像角膜等其他器官都可以捐獻。希望大家要清楚“落紅不是無情物,化作春泥更護花”。如果把我們的“材料”幫助到有健康缺陷的人那就太好了。所以我們現(xiàn)在到處做宣傳推廣,希望年輕的一輩參加這個工作,共同把遺體捐獻工作做好,能夠?qū)θ竦慕】涤懈蟮呢暙I。
記者:隨著解剖學的發(fā)展,外科技術(shù)能發(fā)展到什么地步?
鐘世鎮(zhèn):外科技術(shù)發(fā)展是無窮無盡的。為什么?因為人體的奧秘是無窮無盡的。實際上,現(xiàn)在醫(yī)生對很多疾病是無能為力的。舉個例子,腫瘤問題目前就沒有解決,另外心血管問題、骨頭壞死問題也需要進一步研究,還有很多東西需要探索。我們在教研究生時就要求他們要能提出問題?，F(xiàn)在的醫(yī)學、文獻和教科書是不完整的,能夠發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,然后要設(shè)計出來,怎么樣彌補、完善,那就是一個創(chuàng)新性的成就?，F(xiàn)在不僅是外科,所有醫(yī)生都面臨這個問題,很多問題正等待我們?nèi)パ芯?。?span style="text-indent: 28px;">記者吳曉嫻 畢志毅 通訊員鄭清艷）
