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(gè)人體橫切面,然后對(duì)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
記者吳曉嫻畢志毅通訊員鄭清艷
4月25日下午,廣州的天氣有點(diǎn)悶熱,93歲高齡的中國工程院院士、臨床解剖學(xué)專家鐘世鎮(zhèn)如約來到廣州市鐵一中學(xué),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(dòng),為學(xué)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(qǐng)參觀科學(xué)館
剛一落座,鐘世鎮(zhèn)就向同學(xué)們發(fā)出了邀請(qǐng):“我們南方醫(yī)科大學(xué)最近又成立了一個(gè)新的人體科學(xué)館,過幾天就要開館了,這里收藏了1000多件用人體制成的標(biāo)本,到時(shí)候歡迎同學(xué)們、朋友們來我們科學(xué)館參觀。”
據(jù)了解,南方醫(yī)科大學(xué)人體科學(xué)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(biāo)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(shí)間,其他時(shí)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(xué)的技術(shù)可以揭示人體結(jié)構(gòu)奧秘。很多人會(huì)對(duì)解剖感到恐懼,鐘世鎮(zhèn)則說:“我們有些同學(xué)一開始連解剖室都不敢進(jìn)去,經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí),現(xiàn)在晚上都到解剖室去復(fù)習(xí)功課了。”
“這是膽道跟肝動(dòng)脈,上面藍(lán)顏色的是肝靜脈系統(tǒng),底下那個(gè)白的是門靜脈系統(tǒng),門靜脈系統(tǒng)有三個(gè)管道,一道走的有動(dòng)脈、膽道。其實(shí)解剖一點(diǎn)都不可怕,你看這些標(biāo)本做好了像珊瑚、水晶、工藝品。”鐘世鎮(zhèn)指著一張肝臟的標(biāo)本照片說。
把標(biāo)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(biāo)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。“只要功夫深,鐵杵磨成針。”
另外一種技術(shù)是南方醫(yī)科大學(xué)人體科學(xué)館里最有特色的一個(gè)技術(shù),叫“管道鑄型標(biāo)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(biāo)本的管道里。等到溶劑揮發(fā)后,高分子化合物就會(huì)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(biāo)本。
加拿大多倫多醫(yī)學(xué)院院長Moore教授參觀科學(xué)館里用人體管道鑄型技術(shù)制作的標(biāo)本之后贊揚(yáng)說:“這里的標(biāo)本無論在數(shù)量上還是質(zhì)量上,都比國際上最負(fù)盛名的加拿大多倫多大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Gmat標(biāo)本博物館還要好。”
標(biāo)本制作的過程充滿艱辛。南方醫(yī)科大學(xué)人體解剖學(xué)教研室團(tuán)隊(duì)親自去化工廠調(diào)查研究,向技術(shù)人員取經(jīng),試驗(yàn)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(biāo)本并予以陳列,其毛細(xì)血管的灌注精度已經(jīng)達(dá)到6-9微米。
鐘世鎮(zhèn)的第一件作品——心血管鑄型標(biāo)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(biāo)本成品。一經(jīng)展出就震動(dòng)學(xué)界,為以后該技術(shù)的發(fā)展和推廣贏得寶貴時(shí)機(jī),推動(dòng)了解剖學(xué)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(jìn)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(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)好的脊柱打成模型,對(duì)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(jìn)人體。這項(xiàng)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(bào)記者采訪時(shí),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(xué)會(huì)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(dāng)時(shí)的主題叫“數(shù)字化虛擬人體的若干科學(xué)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(hào)”的切片工作,擁有9200個(gè)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(gè)人體橫切面,然后對(duì)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(gè)技術(shù)早就有了,我只是一個(gè)提倡者。”鐘世鎮(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(xué)會(huì)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。”鐘世鎮(zhèn)自豪地說。
鐘世鎮(zhèn)很欣喜地看到,如今的數(shù)字醫(yī)學(xué)應(yīng)用得很快。“骨科是一馬當(dāng)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(xué)都在不斷發(fā)展。
鐘世鎮(zhèn)說,將來科技發(fā)展了也許會(huì)把活細(xì)胞打進(jìn)去,能夠變成一種器官性的東西。因此他認(rèn)為,三維重建、影像學(xué)的形態(tài)學(xué)比較容易,數(shù)字醫(yī)學(xué)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(xué)上。
人物小傳
鐘世鎮(zhèn),中國工程院資深院士,著名解剖學(xué)專家。中國現(xiàn)代臨床解剖學(xué)奠基人,中國數(shù)字人和數(shù)字醫(yī)學(xué)研究的倡導(dǎo)者。1952年畢業(yè)于中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院,獲學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)任南方醫(yī)科大學(xué)教授,南方醫(yī)科大學(xué)臨床解剖學(xué)研究所名譽(yù)所長。
對(duì)話
記者:在這么多年的學(xué)術(shù)研究中,您對(duì)生命的理解是什么?
鐘世鎮(zhèn):現(xiàn)在紅十字會(huì)有個(gè)很重要的工作就是遺體捐贈(zèng)。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(xiàn)。希望大家要清楚“落紅不是無情物,化作春泥更護(hù)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(gè)工作,共同把遺體捐獻(xiàn)工作做好,能夠?qū)θ竦慕】涤懈蟮呢暙I(xiàn)。
記者:隨著解剖學(xué)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?yàn)槿梭w的奧秘是無窮無盡的。實(shí)際上,現(xiàn)在醫(yī)生對(duì)很多疾病是無能為力的。舉個(gè)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(jìn)一步研究,還有很多東西需要探索。我們?cè)诮萄芯可鷷r(shí)就要求他們要能提出問題?，F(xiàn)在的醫(yī)學(xué)、文獻(xiàn)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(jì)出來,怎么樣彌補(bǔ)、完善,那就是一個(gè)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(gè)問題,很多問題正等待我們?nèi)パ芯俊?/div>
(責(zé)任編輯：蘇玉梅)
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