钟世镇院士介绍,我国首例女“虚拟人”的数据采集是把人体从头到脚横切成8556个人体横切面,然后对横切面拍照,将数据录入电脑,合成三维人体。

中国工程院资深院士钟世镇:

4月25日下午,广州的天气有点闷热,93岁高龄的中国工程院院士、临床解剖学专家钟世镇如约来到广州市铁一中学,参加由广州市科协、广州市教育局主办 , 广州市青少年科技中心承办的“院士专家校园行”活动,为学生带来一场《揭示人体奥秘的技术》的科普讲座。

院士发邀请参观科学馆

刚一落座,钟世镇就向同学们发出了邀请:“我们南方医科大学最近又成立了一个新的人体科学馆,过几天就要开馆了,这里收藏了1000多件用人体制成的标本,到时候欢迎同学们、朋友们来我们科学馆参观。”

据了解,南方医科大学人体科学馆占地面积1400多平方米,收藏和展出了2000余件人体解剖、组织胚胎、病理和生物的标本。人体馆将于6月份正式开放,采用固定开放和预约参观相结合的开馆模式。每周六9:00—11:30,14:30-17:00为固定开放时间,其他时间均需提前2天预约。

在钟世镇看来,人体构造最为复杂,解剖学的技术可以揭示人体结构奥秘。很多人会对解剖感到恐惧,钟世镇则说:“我们有些同学一开始连解剖室都不敢进去,经过一段时间的学习,现在晚上都到解剖室去复习功课了。”

“这是胆道跟肝动脉,上面蓝颜色的是肝静脉系统,底下那个白的是门静脉系统,门静脉系统有三个管道,一道走的有动脉、胆道。其实解剖一点都不可怕,你看这些标本做好了像珊瑚、水晶、工艺品。”钟世镇指着一张肝脏的标本照片说。

把标本锻造成如艺术品

钟世镇说,如果有工匠精神的话,甚至可以把标本锻造成如艺术品一样。

最常用的解剖技术是传统的雕刻技术或在血管里灌注色素的技术,通常用的是刀子、镊子、剪子等工具。“只要功夫深,铁杵磨成针。”

另外一种技术是南方医科大学人体科学馆里最有特色的一个技术,叫“管道铸型标本”。用溶解剂把塑料溶解成液体状态,然后像打针一样把液体注入到标本的管道里。等到溶剂挥发后,高分子化合物就会凝固,再用一些酸或碱溶液把人体组织腐蚀掉,留下来的就叫做管道铸型标本。

加拿大多伦多医学院院长Moore教授参观科学馆里用人体管道铸型技术制作的标本之后赞扬说:“这里的标本无论在数量上还是质量上,都比国际上最负盛名的加拿大多伦多大学医学院的Gmat标本博物馆还要好。”

标本制作的过程充满艰辛。南方医科大学人体解剖学教研室团队亲自去化工厂调查研究,向技术人员取经,试验出最佳的铸型材料与溶剂和最佳的灌注方法,制作出大规模精美的人体管道铸型标本并予以陈列,其毛细血管的灌注精度已经达到6-9微米。

钟世镇的第一件作品——心血管铸型标本,诞生于1978年,就是国内第一件人体管道铸型技术的标本成品。一经展出就震动学界,为以后该技术的发展和推广赢得宝贵时机,推动了解剖学技术的发展和中国显微外科的研究,在国际上取得了先进的地位。

钟世镇还介绍了数字化人体技术,也就是影像三维可视重建以及3D打印技术。例如,将计算机设计好的脊柱打成模型,对外科医生修复损伤的骨盆很有帮助,也可以把骨盆的假体3D打印出来,安装进人体。这项技术也被应用到了整形美容和康复辅助器具产业上。

最薄的切片只有0.1毫米

在接受新快报记者采访时,钟世镇回忆了数字人在中国的发展历程。2001年的香山科学会议上,钟世镇提出美国和韩国都有了数字人的数据库,中国是否也应该建自己的数据库呢?当时的主题叫“数字化虚拟人体的若干科学问题”。

2003年,钟世镇的课题组完成首例“中国数字人男一号”的切片工作,拥有9200个横切面,最薄的切片只有0.1毫米。同年,我国首例女“虚拟人”的数据采集也完成,把人体从头到脚横切成8556个人体横切面,然后对横切面拍照,将数据录入电脑,合成三维人体。

“很多人说我是数字人之父,我想说这个技术早就有了,我只是一个提倡者。”钟世镇很是谦逊。

“我们比美国人切得还薄,所以就召开了第二次香山科学会议,主题为‘数字化虚拟人体在我国的发展与应用’,这样一下子就转到应用了。”钟世镇自豪地说。

钟世镇很欣喜地看到,如今的数字医学应用得很快。“骨科是一马当先,那些3D打印主要用在骨科方面,还有用于假体、材料、模型和康复支具等。”另外,在妇产科、整形美容、肝胆外科、神经外科等领域,数字医学都在不断发展。

钟世镇说,将来科技发展了也许会把活细胞打进去,能够变成一种器官性的东西。因此他认为,三维重建、影像学的形态学比较容易,数字医学特别是3D打印,关键的难题以及将来的发展是在材料学上。

人物小传

钟世镇,中国工程院资深院士,著名解剖学专家。中国现代临床解剖学奠基人,中国数字人和数字医学研究的倡导者。1952年毕业于中山大学医学院,获学士学位。现任南方医科大学教授,南方医科大学临床解剖学研究所名誉所长。

对话

新快报:在这么多年的学术研究中,您对生命的理解是什么?

钟世镇:现在红十字会有个很重要的工作就是遗体捐赠。人死了以后还有很多“材料”可以造福他人的,像角膜等其他器官都可以捐献。希望大家要清楚“落红不是无情物,化作春泥更护花”。如果把我们的“材料”帮助到有健康缺陷的人那就太好了。所以我们现在到处做宣传推广,希望年轻的一辈参加这个工作,共同把遗体捐献工作做好,能够对全民的健康有更大的贡献。

新快报:随着解剖学的发展,外科技术能发展到什么地步?

钟世镇:外科技术发展是无穷无尽的。为什么?因为人体的奥秘是无穷无尽的。实际上,现在医生对很多疾病是无能为力的。举个例子,肿瘤问题目前就没有解决,另外心血管问题、骨头坏死问题也需要进一步研究,还有很多东西需要探索。我们在教研究生时就要求他们要能提出问题。现在的医学、文献和教科书是不完整的,能够发现问题、提出问题,然后要设计出来,怎么样弥补、完善,那就是一个创新性的成就。现在不仅是外科,所有医生都面临这个问题,很多问题正等待我们去研究。

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