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3D技术帮你看清身体哪里出毛病我的搜狐

文章来源:sohu 作者:Frank 发布时间:2012年01月16日 点击数: 字号:

电脑上显示的3D人体模型。

3D人体头部模型。

纽约大学医学院的学生正在使用iPad学习解剖课。

当你在电影院戴着3D眼镜看《丁丁历险记》时,可曾想过医学院的学生也能在课堂上用上这门技术?《纽约时报》报道,美国纽约大学医学院的学生们就在解剖课上尝了鲜。在该校朗格尼医学中心地下实验室里,一群学生戴着3D眼镜通过屏幕上投影的虚拟人体练习解剖。立体三维影像通过一台计算机控制,当学生操作时,“人体”的截面会呈现出如真实人体组织一样的影像。

继医学院的学生使用3D技术学习之后,或许病人以后也能通过3D了解自己的身体,知道医生的手术刀究竟会落在什么地方。解释 “谷歌身体浏览器”

谷歌曾经在2010年12月发布了“谷歌身体浏览器”(Google Body),在浏览器上,网友可以看见人体解剖的3D模型,肌肉组织和血管可以设置为透明化,以便于更好地看到更里面的人体器官。

Google Body是谷歌实验室的工程师利用“20%自由时间”开发的一款人类身体结构浏览器,可以帮助学习美术、解剖和其他医学科目的学生更好地了解人体结构,同时也可以作为医生和科研工作者的专业研究工具。

可惜的是,谷歌在2011年10月调整谷歌实验室战略时关闭了这个应用。不过,谷歌在关闭实验室项目后,将Google Body过继给了Zygote Media,现在的名字是Zygote Body。

2012年1月9日,Google宣布将Google Body Viewer开源,可以在open-3d-viewer.googlecode.com找到这个项目的全部代码。和Google Body中使用的一样,这个Viewer可以实现在浏览器中创建和查看3D模型文件,支持多图层和即时查找。

目前开源的只是代码部分,并不包括人体器官的美术资源,不过还是内置了一头牛的模型作为实例。虚拟3D人体 鲜活的数字课本

美国纽约大学教育信息院副院长马克·特拉奥拉说,传统的2D教学工具,比如人体图册、课本、解剖指南、课堂笔记对学生形成人体三维空间的正确认识方面存在先天的局限性,而利用精确的仿真动画,学生能够从不同角度对可视化的人体进行解剖,师生之间还可以通过网络共享和合作。

在朗格尼医学中心地下实验室里,学生首先通过影像仔细地检查看上去强壮有力的肌肉组织,接下来,他们还能放大人体各个部分的虚拟图,以便更好地了解到组织器官的细节。比如,他们可以看到心脏的特写图像,3D影像能帮助他们仔细观察那些引起心脏跳动的动脉和血管。与此同时,在这个实验室旁边,另一群学生正在对一具真实的尸体进行解剖实验。正如几个世纪以来医生所做的那样,学生穿着制服、戴着手套解剖一具尸体的胸腔并察看人体器官。但是尸体并不完全等同于活生生的人体,而且它还弥漫着防腐剂的味道。和尸体比起来,虚拟的3D“人体”就像是动态的IMAX。“这(指虚拟3D人体)就像是鲜活的数字课本。”该学院教学信息的研究助理教授约翰·廓特说,廓特帮助设计了这个3D教学装置。

这个虚拟3D人体来自于一项名为“生物数字系统(BioDigital Systems)”的项目,该项目的开发者是一家位于曼哈顿的医学可视化公司。这家公司曾经帮助瑞士制药企业诺华公司、医疗器械生产商美敦力公司、电视节目《神秘的诊断》以及一些医学院制作动画。

当这个虚拟的3D人体出现在纽约大学后,有评论说这代表着商界和学界的一项可喜的合作。医学院学生的教学实验只不过是这一雄心勃勃的计划中的一小步。这个项目还计划将虚拟3D人体用于医学教育网站——biodigitalhuman.com,这个网站将来可提供定制化的、可搜索的“人体地图”。

廓特提到,这个网站目前还只是测试版,在不久的将来,它将对外公布其代码,这样不论是那些想要将一个呼吸系统图像嵌入虚拟3D人体的健康网站,还是那些想要向病人解释前列腺癌手术的医生,都可以利用这个3D人体模型。“我们希望这个可视化项目能够提高公众对复杂的健康问题的认识。 ”廓特说,这家公司的目标是将这个网站建成人体的“谷歌地图”。 2002年研发 使医学话题变得通俗

廓特和他的商业伙伴、软件工程师弗兰克·斯库里在2002年创建了“生物数字系统”项目,他们希望帮助一些公司和机构利用3D技术使复杂和枯燥的医学话题变得通俗易懂。比如,他们制作了一个动画心脏来演示美敦力公司的一个植入性医疗器械如何帮助心脏恢复正常工作。在纽约大学,他们和朗格尼医学中心发展出一套肺上叶切除术的3D动画模拟应用,这项应用采用了触摸(力反馈)技术。项目的研发者们认为,学生们在练习时必须要知道他们的操作会带给病人怎样的反应,以防止可能带给病人的伤害,而在人体上进行操作不会产生这样的反应,而且在人体上做实验是一次性的,成本高昂。

这些项目在过去帮助这家小型公司获得了一定程度的成功,但是公司的管理层认为,不应该仅仅局限在这些一次性的项目上,去年,他们决定要在过去那些项目的基础上制作出完整的虚拟3D人体。优势在哪里 从各个角度观察人体

可能现在来评价这些虚拟3D模型较传统的解剖是不是能更好地帮助医学院学生还为时过早,但这些3D影像的确具有某种传统教学所不能比拟的优势。

在纽约大学医学院的实验室,21岁的医学院学生查纳·瑞齐正在解剖一位老年女性的尸体,死者生前曾经做过多项外科手术,如今她的身体中已经没有了阑尾、脾脏和右肺。“她偏瘦并且是位女性,因此有时很难看到血管。 ”瑞齐说。所以几分钟后,当其完成解剖就来到放映室,在这里通过3D模型来观察人体肝脏中的血管。“对于一具真实的遗体来说,如果你把一个器官移开,就很难再让它回复到原状,”瑞齐调整了一下3D眼镜的位置,然后补充道:“而且这种方式(数字模拟)比看书要有趣多了。 ”

医学院教师史蒂文·拉姆森说,虚拟3D技术帮助学生见到人体结构的细节,加深了他们对人体解剖的认识,“只是需要轻点几下鼠标,学生们就能将人体各个部分放大,并且从各个角度观察到它们,他们还可以将肌肉、骨骼和神经等各个部分隐藏或显现,就好像在使用CT扫描一样。”

瑞齐的同学、医学院的新生苏珊娜·杰凌则持不同的意见,她认为真正的解剖给了学生一种真实的、有触觉的体验。“我不认为虚拟3D人体能取代解剖实验,毕竟有些东西是需要你亲自去尝试才能掌握的。 ”杰凌说。只是教学补充 不能取代传统解剖实验

如今,健康医疗行业和新技术的发展也给传统的医学教育带来了变革。纽约大学医学院正在进行一项名为C21的教学改革,C即课程,21即指21世纪。作为改革的一部分,医学院正在更大范围地利用计算机和网络技术来改进传统的教学方式,与此同时,他们还加大了学院与科学家、内科医生、护士和其他健康领域的专家的合作。

在特拉奥拉看来,3D人体是一种教学手段的补充,3D技术虽然有很多优点,但他们并没有打算用3D教学逐步取代传统解剖实验。

过去,教学的改进和变革从来没有达到今天这样的程度,这都依赖于计算机和网络技术的发展。这些技术可以让学生在任何时间、任何地点温习他们所需要掌握的知识,此外,数字技术能够减少差错、降低成本并提高学习效率。

一家叫做“可视化人体(Visible Body)”的公司也发展出了3D人体模拟应用。现在这些应用可以在电脑以及苹果iPhone和iPad上使用。这项应用包括了人体的各个系统。在移动终端上下载了这个应用后,可以直接点击3D人体图浏览男性和女性人体超过2500个器官、组织的影像,也可以通过目录寻找到人体各大系统,并且在屏幕上隐藏或显示它们。

开发者将目标瞄准了那些医学院的学生、医生、病人以及对人体解剖知识感兴趣的人。毕竟对于医生来说,有时向病人解释一个手术不是一件容易的事,而如果你有这个应用的帮忙,就可以让病人了解到他的疾病出在哪里,医生的手术刀究竟会落在什么地方。 据《东方早报》报道链接 3D打印机有望“打印”人体器官

这台机器看起来既像玩具“建造模型”又像喷墨打印机。

而“墨水”感觉像是苹果酱,看起来却像糖霜一样。当喷嘴层层喷洒这些珍珠粉般的物质时,你大可以想象这台机器将如何在姜饼上面绘制精美的图案。

但是,这些黏性物质是用活着的细胞组成的,而这台机器“打印”的正是一个身体“部件”。

这些机器被称为3D打印机,它们的工作原理和平常的打印机非常相似。但和在纸上喷墨不同,它们将层层活性物质累积从而制造一个3D物体。这项技术已经有将近20年的历史,便利了牙医、珠宝商以及机器制造工人的同时,还为那些梦想不用打造模具就可以为人们定制巧克力的巧克力生产商带来了福音。

在本世纪初,科学家和医生们就看到了该技术的潜力无穷——人们可以利用它制作活性组织,甚至是人类器官。他们称这项技术为3D生物打印,而它也成为组织工程学新兴领域的热门分支。

在世界各地的实验室里,化学、生物、医药和工程学领域的专家们正致力于研究实现一个大胆目标的多元途径。而这个目标就是:用病患自己的细胞打印出功能齐全的肝、肾或者心脏。

这个方向没什么错。如果这成功了,等待器官捐献的病患名单将成为过去时。

生物打印技术要打印出这么复杂的器官可能还要好几年甚至几十年,但是科学家们已经打印出了皮肤和脊椎间盘并将它们植入了生命体内。目前为止,人类还没有接受过这样的移植手术,但未来两到五年内会有一些打印好的可替代器官进入人体试验进程。

科学家称最大的技术困难并不是制造器官本身,而是复制器官内部错综复杂的血管网络,这些血管起到了滋养器官、为器官提供氧气的作用。

许多组织工程学家认为如今最好的办法可能是打印出一个器官最大的连接性血管,然后给那些大血管细胞留出充足的时间、空间和理想环境自造剩余血管,最终器官便可以被植入体内。

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