1、虛擬人體的發(fā)展現(xiàn)狀及在解剖教學(xué)的應(yīng)用九十三期一班 梁宇 077109摘要 數(shù)字化虛擬人體是將醫(yī)學(xué)與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的科技前沿性研究課題，是一項(xiàng)信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)等學(xué)科相互交叉、綜合發(fā)展起來的前沿性交叉學(xué)科。本文介紹了數(shù)字化虛擬人體的國內(nèi)外研究概況及在人體解剖教學(xué)中的應(yīng)用前景并預(yù)測了虛擬人的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞 數(shù)字化虛擬人體；研究進(jìn)展；解剖教學(xué)Summery：The digital fictitious human body follows a scientific and technological research topic before being science a

2、nd technology which combines together medical science and information technique, calculator technique, virtual realistic technique, is an academics, it is an information technique and medical science. Which cross, synthesize to develop mutually of intercourse academics. This text introduced a digita

3、l human body of domestic and international research general situation and the foreground application in the teaching of human body dissection. Key words: virtual human body research production anatomy teaching數(shù)字化虛擬人體的定義數(shù)字化虛擬人體就是應(yīng)用數(shù)字圖像、圖形以及計(jì)算技術(shù)，通過人體解剖學(xué)和現(xiàn)代影像學(xué)方法，獲取完整的人體薄層連續(xù)斷面圖像數(shù)據(jù)集，而后在計(jì)算機(jī)上建立的全數(shù)字化的人體真實(shí)結(jié)構(gòu)

4、的三維模型。虛擬人發(fā)展簡史早在1989年，美國提出了“可是人體計(jì)劃”，并分別于1994年和1995年選擇了男女各一活體，男的身高為1.82米，女的身高為1.54米，在他們死后，立即用CT、MRI做了軸向掃描，并為男女做了1毫米，共1878個(gè)斷面和0.33毫米，5189個(gè)斷面。然后將尸體填充藍(lán)色乳膠并裹以明膠后冰凍至零下80攝氏度。再以同樣的間距對(duì)尸體組織做攝影?？梢暬梭w的立項(xiàng)、實(shí)施和開發(fā)具有重要的意義，它改變了醫(yī)學(xué)可視化的模式，為計(jì)算機(jī)圖像處理和虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)入醫(yī)學(xué)敞開了大門。利用這項(xiàng)技術(shù)，可以創(chuàng)立虛擬解剖學(xué)，橫、縱、斜剖面解剖學(xué)等一系列醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)和研究的虛擬模擬系統(tǒng)。美國可視化人體計(jì)劃的實(shí)

5、施在全世界引起了巨大的反響。目前，韓國的可視人體計(jì)劃的正式實(shí)施和階段性研究成果令人矚目。我國于2001年11月5日在北京香山宣布了中國可視化人體研究的開始。并與2003年2月18日在解放軍第一軍醫(yī)大學(xué)構(gòu)建成功。這標(biāo)志著繼美國、韓國后，中國成為世界上第三個(gè)擁有本國虛擬人數(shù)據(jù)庫的國家。由于物理信息與幾何信息的復(fù)合體具有龐大的數(shù)據(jù)量，整個(gè)人體的物理虛擬人在技術(shù)上和數(shù)據(jù)采集上有較高的難度，超出了目前科技發(fā)展的水平。因此，不同學(xué)科根據(jù)需要集中對(duì)人體局部或器官進(jìn)行物理虛擬?？梢哉f生理虛擬人是數(shù)字虛擬人研究的最終目標(biāo)，將生命科學(xué)研究的成果數(shù)字化，附加到幾何人體，這種虛擬人可以生長發(fā)育、新陳代謝、重現(xiàn)生理病理

6、的有關(guān)規(guī)律性改變。但是生理虛擬人近期不可能完全實(shí)現(xiàn)，只能逐漸完善。對(duì)比：中國原型標(biāo)本比美韓完整國家 數(shù)據(jù)集采集時(shí)間切片精度切片數(shù)量數(shù)據(jù)大小美國男性數(shù)據(jù)集1994年1.0mm187815GB美國女性數(shù)據(jù)集1995年0.33mm519030GB韓國韓國可是人2001年0.2mm9000158.2GB中國虛擬人號(hào)（男）2003年0.2mm8556149.7GB中國虛擬人號(hào)（女）2003年0.2mm9232161.6GB與美國、韓國相比，中國虛擬人原型標(biāo)本更加完整，具有健康國人代表性。美國虛擬人原型曾在15歲時(shí)手術(shù)切除右睪丸，21歲時(shí)切除闌尾，38歲時(shí)拔過一顆牙。而韓國虛擬人原型則是一位死于淋巴瘤的6

7、5歲老人。由于美韓均對(duì)尸體標(biāo)本使用了過量福爾馬林灌注，尸體都出現(xiàn)了不同程度的腫脹變形，采集的數(shù)據(jù)與原型存在偏差。而“中國虛擬人男1號(hào)”尸體標(biāo)本是一位28歲的漢族健康男性，祖籍湖南，身高1.66米，體重58公斤，沒有任何傳染病和代謝疾病。該男子2002年4月死亡，自愿捐獻(xiàn)尸體做科學(xué)研究。第一軍醫(yī)大學(xué)從20位自愿捐獻(xiàn)者中篩選出他作為“標(biāo)準(zhǔn)中國人”。數(shù)字虛擬人體在解剖教學(xué)的應(yīng)用虛擬人的技術(shù)已不斷完善，但對(duì)于我們醫(yī)學(xué)生有什么益處呢?說到這，不禁讓我想起了解剖實(shí)習(xí)課的過程。人體解剖課程是醫(yī)學(xué)院的最基礎(chǔ)、最重要的課程。現(xiàn)在的解剖圖譜已構(gòu)成了醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，學(xué)生們通過閱讀教材，看解剖圖譜的講解來學(xué)習(xí)。然而解

8、剖圖譜是對(duì)人體器官三維結(jié)構(gòu)的二維表達(dá)，制約了學(xué)習(xí)者對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和理解。解剖圖譜有很多的標(biāo)注，細(xì)線一端指向結(jié)構(gòu)，另一端是名稱，看上去十分繁瑣，復(fù)雜。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)則為我們獲取，儲(chǔ)存，利用和顯示這些復(fù)雜的圖像帶來了方便。利用虛擬人體數(shù)據(jù)集研制成的數(shù)字形式的解剖圖譜，無需復(fù)雜的標(biāo)注，只要將鼠標(biāo)移到某一結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明就會(huì)顯示出來，并可以顯示某一部位的橫斷面解剖，還可以將結(jié)構(gòu)立體演示，并任意旋轉(zhuǎn)，真正做到了以三維的形式展示人體組織器官。有時(shí)，為了使學(xué)生掌握人的解剖結(jié)構(gòu)，需要對(duì)實(shí)際的尸體進(jìn)行解剖實(shí)踐，但是目前能讓學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)的尸體非常有限。為了解決尸體不足的問題，現(xiàn)在學(xué)生可以用虛擬手術(shù)器械

9、解剖虛擬尸體，并利用操縱桿、手套和其他設(shè)備的觸覺強(qiáng)力反饋來感受到人體組織的不同質(zhì)感。學(xué)員還可以選擇任意結(jié)構(gòu)的三維模型將其從數(shù)字化虛擬人體中獨(dú)立出來，再對(duì)其進(jìn)行更精細(xì)的觀察。虛擬人體的發(fā)展方向人體的生長發(fā)育是十分抽象的，如果將器官數(shù)字化并通過計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的模擬技術(shù)，就可以在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀的表現(xiàn)出人體器官新陳代謝的過程，這樣就便于學(xué)習(xí)與理解。但是由于目前技術(shù)的限制，不可能在計(jì)算機(jī)上逼真的顯示人體發(fā)育的全部過程。真是出于這種技術(shù)的弊端，未來的虛擬人體將向仿生理，仿人體的方向發(fā)展。虛擬人的圖像像素會(huì)更高，精度會(huì)更細(xì)，3D效果會(huì)更逼真。在將來的臨床醫(yī)學(xué)的教學(xué)，研究與實(shí)踐中將更多的引入虛擬人體技術(shù)。在解剖

10、實(shí)習(xí)，虛擬醫(yī)院，模擬手術(shù)中將更多的出現(xiàn)虛擬人的技術(shù)，虛擬人的明天會(huì)更光明！結(jié)束語：虛擬人體經(jīng)過了十幾年的發(fā)展已經(jīng)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)方面有所成果。但是，醫(yī)學(xué)生在解剖實(shí)習(xí)中直接面對(duì)尸體進(jìn)行試驗(yàn)仍有虛擬人體無法取代的方面。不論如何，虛擬人體給我們提供了更多的學(xué)習(xí)方式，改變了閱讀傳統(tǒng)解剖圖譜進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的方式，為我們提供了更多的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)習(xí)的趣味性和直觀性。未來虛擬人的應(yīng)用將更加廣泛，使之更好地為教學(xué)及醫(yī)療服務(wù)。參考文獻(xiàn)： 百度知道 windows live. 中國百科網(wǎng) 計(jì)算機(jī)虛擬人體解剖系統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像實(shí)用技術(shù)教程2007年8月第一版白娟，邵水金，劉紅菊數(shù)字化虛擬人體研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景J上海中醫(yī)藥雜志，2005，39(