新闻缘起
备受关注的“中国虚拟人男一号”数据集日前在广州南方医科大学构建成功。八月七日,中国“数字人”研究联络组组长钟世镇院士透露,“中国虚拟人男一号”数据量和分辨率均为全世界虚拟人之最。据介绍,目前国内共有十个整体数字人数据集,其中四例在南方医大,标本来源分别为两名男性、一名女性和一名婴儿,其中的育龄女性数据集和女婴数据集均是世界首套数据集。
数字人的概念
“数字人”也称“数字化虚拟人”,即在电脑里合成的三维人体详细结构,全部数据来自真实人体。
“数字人”将能模拟人体的新陈代谢、生长发育、病理生理变化等。今后,当医生面对复杂的高风险手术时,可通过螺旋CT、核磁共振等影像技术,提前对病人进行扫描,然后在
计算机中对人体结构进行数字化的三维重建。而在这个根据具体病人构建的“数字人”上,医生可反复模拟开刀,斟酌出最佳的手术办法。
同时,“数字人”还可将所有人体信息收集储存在电脑里,医生开处方前,将药物的影响数据输入电脑,“数字人”就会显示服药后的反应,协助医生对症下药。
数字人的用途
据悉,我国数字人数据集的研发已率先向应用性方向发展。国内已有近150个
科研单位合作对数据集进行开发研究,领域涉及医学、艺术、航天、汽车工业以及人机工程等。数字人产业化也提上了议程。南方医大目前正在开发的实用软件为“美容评估与虚拟化手术设计”,预计应用投产后能使整形美容外科手术成功率大大提高。
数字人的发展阶段
数字人的发展有4个阶段:“数字可视人”、“数字物理人”、“数字生理人”和“数字智能人”。目前世界数字人的研究还只是刚迈进“数字物理人”阶段,离真正意义上的“数字人”还有很长一段路要走。
数字人之父
钟世镇教授,男,中国工程院院士,1925年9月24日生。1952年毕业于广东中山大学医学院,现任广东省和中国人民解放军医学生物力学重点实验室主任;南方医科大学临床解剖学研究所所长;中国解剖学会名誉理事长,第六届全国人大代表;全国优秀教师;全国高校先进科技工作者;全军优秀共产党员;解放军总后勤部“科学技术一代名师”。
84岁的钟世镇院士因其在解剖学、创伤救治、航天医学、数字人研究等多个领域的重要成就,被授予广东省科学技术突出贡献奖。 2003年初,我国首例女性数字人数据集在南方医科大学构建成功,中国成为继美国、韩国后,世界上第三个拥有本国数字人数据库的国家,中国数字人和数字医学的研究工作便是在钟世镇院士的一手倡导下开展起来的。他在我国数字人领域的地位毋庸置疑。但他却一再对“数字人之父”的头衔摆手———“千万不要这么叫我!”在他眼里,数字人的研究已不再是当下的重点,而对于这一点,他没感到失落,却有欣慰。他说如果永远最辉煌,就是停滞不前了。
“数字库”
为尽快将数字人技术应用于实际,继“数字人”之后,温州医学院又启动了“中国近视人群数字眼库”和“中国康复人群数字足库”的建设,结合温州医学院眼视光学科优势和温州地区制鞋工业优势,提升温州地区眼视光装备和鞋业制造的国际竞争力。
吴立军介绍,“中国近视人群数字眼库”主要按照近视人群的眼球形状的不同,将近视人的眼球以磁共振图像的方式扫描下来,然后做成三维模型输入数据库,按照一定的规律进行分类,为近视眼的研究提供最基础的数字化资料。
“中国康复人群数字足库”主要采集的是非常规足样,通过CT把这些人的足部图像和数据进行收集,为运动医学、足的防护和康复治疗及鞋样的制造提供最基础的数字化资料。
数字医院
作为数字人研究新的发展阶段,数字医学将在数字化条件下以医院和病人为主体,一方面解决现代医院如何完善自身管理与医疗服务质量,建立具备新型医院信息系统的数字化医院;另一方面,逐步建立数字人体和数字医学技术平台,研究人类自身疾病、培训教育医学人才、开展
计算机辅助的医学诊断与治疗,并建立适应小康中国的数字医学诊治体系。
温州医学院是国内较早开展数字化医学研究的大学之一。2007年该校成立了专门
科研机构:数字化医学研究所,拨款数百万元进行实验室基础建设,设立了“第二代中国虚拟人”重大
科研专项。
数字人相关报道
8月7日,中国“数字人”研究联络组组长钟世镇院士在南方医科大学举行的现代临床解剖学进展研讨会上透露,“中国数字人男1号”数据集在南方医科大学(原第一军医大学)构建完成,并成为目前世界上数据量最大、分辨率最高的“虚拟人”。
虽然我国目前的“数字人”家族“人丁兴旺”,这一领域的研究也开展得如火如荼,但对于普通百姓,“数字人”这个概念还好似雾里看花,在“中国数字人男1号”横空出世之际,我国这一领域的权威专家钟世镇院士对“数字人”的种种疑问进行了一一解答。
疑问一:谁能成为“数字人”?
“中国数字人男1号”尸体标本为一名28岁的汉族健康男性,祖籍湖南,身高1.66米,体重58公斤,没有任何传染病和代谢疾病
所谓“数字人”,实际上是在电脑里合成的三维人体详细结构。数字人是怎么诞生的呢?据介绍,南方医科大学的
科研人员在多具自愿捐献的尸体中,挑出了健康的尸体作为切片标本,根据得到标本的先后顺序命名为“中国数字人男1号”、“中国数字人男2号”等。有了尸体标本后,科学家所做的工作就是用精密切削刀将尸体横向切削成薄片,每切下一片,就用高效数码相机和扫描仪拍照,然后转化成数据,输入电脑,最后由电脑合成三维的立体人类生理结构。2003年初,被称为“中国数字人女1号”的我国首例女性数字人数据集在南方医科大学构建成功,标志着继美国、韩国后,中国成为世界上第三个拥有本国数字人数据库的国家。
“中国数字人男1号”尸体标本为一名28岁的汉族健康男性,祖籍湖南,身高1.66米,体重58公斤,没有任何传染病和代谢疾病。该男子2002年4月死亡,自愿捐献尸体做科学研究。因为标本质量最好,课题组没有贸然动刀,今年在技术相对成熟后才开始切削工作。
疑问二:多少刀才能“切”出“数字人”?
“数字人”并非切得越薄越好,片层精度的厚或薄是取决于实际应用的要求
刚完成数据集的“中国数字人男1号”切削时间为27天。该数据集采用的切片断面为0.2毫米,共切削为9215片,高效数码相机像素达2200 万,图像分辨率为4040×5880,是目前世界上0.2毫米虚拟人切削中分辨率最高的数据集。此外,按60兆一帧释放,该数据集的数据量超过540千兆,为世界之最。
“中国数字人男1号”0.2毫米的切削间距,与世界目前公布的各种数据相比,具有明显优势。但是否就说明我们所掌握的数字人技术就是世界第一?对此,钟世镇院士认为,“数字人”并非切得越薄越好,片层精度的厚或薄是取决于实际应用的要求。
“切片建模是数字人研究的基础,但不是数字人研究计划的全