中国女性虚拟人诞生内幕
21世纪是生物科学的世纪，因此发达国家牵头的“数字虚拟化人体”研究项目更成了焦点中的焦点。美国是这项恢宏计划的先行者，早在上个世纪80年代中后期即投入巨资开始“虚拟美国人”计划的研究，并于1994年和1996年相继推出一男一女两个虚拟人。作为亚洲的近邻，韩国、日本也相继启动了虚拟人体的研究计划。
中国虚拟人计划应时而生
虚拟人体的研究是关系到新世纪中国医学能否走到世界前列的大问题，涉及一系列基础科学问题和关键技术，这是一个极富挑战性的课题。同时，美国利用“可视人计划”数据集开发的1.8万多个解剖结构图谱在起步阶段就售价3.7万美元。基于图像处理的临床应用软件动辄数十万美元，如果中国没有自主版权的人体数据，仅图谱一项就会造成巨额外汇的流失。况且这些数据采自白人，不一定适合中国人的各项生理指标。
开展中国虚拟人计划还要有先进的技术作支撑。目前中国在许多方面已有较多研究积累，在医学解剖学的研究中，除传统的组织与器官标本之外，在血管铸型等人体管道标本的制作等许多方面已达国际先进水平，加上中国现代化医学成像设备、高性能计算机和高速网络的应用，中国开展虚拟人体研究所必需的软硬件条件已经具备。
, http://www.100md.com
2001年11月以“中国数字化虚拟人体的科技问题”为主题的香山科学会议第174次学术讨论会在这样的形势下召开了。第一军医大学钟世镇院士、中科院计算所李华研究员和首都医科大学罗述谦教授担任执行主席，与会的42位中外专家热烈讨论中国的虚拟人体计划。会后，相关的“数字化虚拟人体若干关键技术”和“数字化虚拟中国人的数据集构与海量数据库系统”两项课题相继列入国家863项目，由中科院计算所、首都医科大学、华中科技大学和第一军医大学等4家单位协作攻关。
在第一军医大学，由中国工程院院士、第一军医大学钟世镇教授带领下的研究小组日夜奋战起来。按照香山会议确定的计划，中国虚拟人的切片厚度精确到0.1毫米(美国男女虚拟人分别是1.0、0.33毫米)，并提出了新的设计和组装方案。与美国和韩国的“虚拟人”相比，中国将放弃对标本原型的卧姿固定切削，改为立姿固定切削。
2002年4月，一名28岁的湖南籍汉族健康男子死亡，没有任何传染病和代谢疾病，具有健康中国人的代表性。研究小组从20名自愿捐献遗体的志愿者中筛选出他作为中国虚拟人计划的尸体标本，取名为“中国虚拟人Ⅰ号”。而美国虚拟人原型曾在15岁时手术切除右睾丸，21岁时切除阑尾，38岁时拔过一颗牙。韩国虚拟人原型则是一位死于淋巴瘤的65岁老人。由于美韩均对尸体标本使用了过量的福尔马林灌注，尸体都出现了不同程度的肿胀变形，采集的数据与原型都存在着偏差。我国虚拟人原型作为“标准中国人”，失真度小，更有应用价值。
, 百拇医药
完成虚拟人的建构，第一步就是对标本进行切片处理。研究人员使用药物对其全身组织进行固定，使用明胶、朱砂、淀粉进行动脉的显色和填充，这就是由钟世镇院士提出的血管铸型技术———通过给尸体动脉灌注明胶、朱砂和淀粉，使动脉呈现红色，使之很容易和静脉区分。
美、韩现有虚拟人的血管动、静脉并没有区别出来，也就是说，他们在对虚拟人进行图像分隔时只能看到骨骼、肌肉和脏器，而无法分清动脉和静脉血管。就以外科手术上特别重要的动脉和静脉而言，美国的血管识别，目前仍依靠解剖学专家人为识别后，再用计算机图像勾边处理。这种依靠经验为主的识别方法，在准确度和科学性上难免存有缺陷。而中国的虚拟人显得更加“有血有肉”，动脉和静脉区别分明，就连细小血管都清晰可见。
尸体标本经过血管铸型处理后，放置在零下70摄氏度的冰库里储存以保证尸体的硬度，便于日后切削。
然而，人们首先看到的却是女性虚拟人的抢先诞生。中国虚拟人Ⅰ号哪去了？难道是切削失败？首都医科大学教授罗述谦介绍，男虚拟人计划推后是从保证质量考虑的。负责开发海量储存系统(计算机系统)的单位说，目前，系统最多只能容纳切削精度为0.2毫米的虚拟人数据集，这与开始设想的把“男Ⅰ号”切削精度定为0.1毫米有距离。这意味着把男性标本切出来后无法装进电脑。而且在此之前，重庆第三军医大学已经切割了一个切面比较厚、但不够均匀的男性虚拟人，已经初步有了关于男性虚拟人的数据。女性虚拟人数据缺乏，即使在国外，也只有美国完成了一个女性虚拟人的数据库。所以，在综合考虑多方面因素后，研究小组改变了原来的计划，决定先切女的。中国虚拟人Ⅰ号尸体标本完好地保存在医院特制冷库内，切削工作已暂时停止。在此前，已对尸体标本的头、心脏和肾脏3个部分进行了切削，并构建了首批数据集。2003年底将完成“中国虚拟人男Ⅰ号”的数据采集。
, 百拇医药
中国女虚拟人诞生
中国首个女虚拟人(“中国虚拟人Ⅱ号”)原型是一位身高1.56米的19岁少女，广西人，去年在广东因误食毒蘑菇而急性死亡。专家们认为虽然她不是一个健康人，但由于是急性死亡，骨骼身体结构保持完好，加上年纪很轻，生殖器官功能完全，是一个条件很不错的标本。
2002年年底，研究小组决定对其进行切割。研究人员最终采用了两种刀具：“粗刀盘”去除尸体的包埋材料，“精刀盘”进行尸体横断面的切削。动刀时，直立的尸体从冰库顶部推出，冰库上方的刀具每旋一圈，就切出一个人体切片。同时必须每切一片，就对余下的尸体横断面拍照收集该横断面的资料。
2003年2月18日17时18分，中国首例女性虚拟人数据集在第一军医大学构建成功。标本原型在零下70摄氏度冷冻后横向切成8556片，每片厚度为0.2毫米。接着由首都医科大学生物医学工程系教授罗述谦领导的研究小组来进行数据库的建立。
, 百拇医药
研究小组根据第一军医大学拍摄下的人体切片数字图片，将这些断层数据通过专门的三维软件进行信息化处理，在电脑中组建出三维人体图像。在小组成员的昼夜奋战下，女虚拟人已经恢复了皮肤、外观、骨骼、盆腔、卵巢的建构。罗教授介绍说，将来女虚拟人的肌肉、五脏六腑等主要器官都会逐渐恢复。
2003年3月3日，研究小组向外界宣布，具有中国人生理特性的女虚拟人初步完成了三维重建。
对于媒体极力宣扬的人体切片厚度，罗教授提出了自己的看法。切片并不是越薄越好，中国虚拟人切片厚度已达到了0.1毫米，而美国男虚拟人切片厚度是1.0毫米，女虚拟人才0.33毫米，这并不代表美国没有能力切削得更薄。虚拟人的切削和数据集建立应与实际应用紧密联系在一起，充分考虑其实际作用。如果出于整体构建虚拟人的考虑，切到0.1～0.2毫米已经足够了，因为没有一个应用单位需要一个完整的切削精度高于0.1毫米的虚拟人。1998年美国将一具女尸只切成5000多片，每片厚0.33毫米，按这种精度，在电脑储存的数据就已高达43GB。如果每片厚度少于0.1毫米，数据储存量就会更大。如果做出来的虚拟人连一台普通电脑都看不到、用不了，那又有多大的现实意义呢？
中国的虚拟人计划在短短一年多的时间里完成了国外三四年走的历程。不过这些还远远不够，中国虚拟人计划还不能画上句号。虚拟人分为“虚拟可视人”、“虚拟物理人”和“虚拟生物人”三个阶段。目前，中国仅仅是踏出了“虚拟可视人”的第一步———通过完成数据集建立，在电脑里构建出一个三维立体的彩色虚拟人体。与国外相比，中国虚拟人的整体水平并不占优，只是个别技术达到了世界先进水平。在某些方面，中国还要奋起直追。
□郝婧, 百拇医药
中国虚拟人计划应时而生
虚拟人体的研究是关系到新世纪中国医学能否走到世界前列的大问题，涉及一系列基础科学问题和关键技术，这是一个极富挑战性的课题。同时，美国利用“可视人计划”数据集开发的1.8万多个解剖结构图谱在起步阶段就售价3.7万美元。基于图像处理的临床应用软件动辄数十万美元，如果中国没有自主版权的人体数据，仅图谱一项就会造成巨额外汇的流失。况且这些数据采自白人，不一定适合中国人的各项生理指标。
开展中国虚拟人计划还要有先进的技术作支撑。目前中国在许多方面已有较多研究积累，在医学解剖学的研究中，除传统的组织与器官标本之外，在血管铸型等人体管道标本的制作等许多方面已达国际先进水平，加上中国现代化医学成像设备、高性能计算机和高速网络的应用，中国开展虚拟人体研究所必需的软硬件条件已经具备。
, http://www.100md.com
2001年11月以“中国数字化虚拟人体的科技问题”为主题的香山科学会议第174次学术讨论会在这样的形势下召开了。第一军医大学钟世镇院士、中科院计算所李华研究员和首都医科大学罗述谦教授担任执行主席，与会的42位中外专家热烈讨论中国的虚拟人体计划。会后，相关的“数字化虚拟人体若干关键技术”和“数字化虚拟中国人的数据集构与海量数据库系统”两项课题相继列入国家863项目，由中科院计算所、首都医科大学、华中科技大学和第一军医大学等4家单位协作攻关。
在第一军医大学，由中国工程院院士、第一军医大学钟世镇教授带领下的研究小组日夜奋战起来。按照香山会议确定的计划，中国虚拟人的切片厚度精确到0.1毫米(美国男女虚拟人分别是1.0、0.33毫米)，并提出了新的设计和组装方案。与美国和韩国的“虚拟人”相比，中国将放弃对标本原型的卧姿固定切削，改为立姿固定切削。
2002年4月，一名28岁的湖南籍汉族健康男子死亡，没有任何传染病和代谢疾病，具有健康中国人的代表性。研究小组从20名自愿捐献遗体的志愿者中筛选出他作为中国虚拟人计划的尸体标本，取名为“中国虚拟人Ⅰ号”。而美国虚拟人原型曾在15岁时手术切除右睾丸，21岁时切除阑尾，38岁时拔过一颗牙。韩国虚拟人原型则是一位死于淋巴瘤的65岁老人。由于美韩均对尸体标本使用了过量的福尔马林灌注，尸体都出现了不同程度的肿胀变形，采集的数据与原型都存在着偏差。我国虚拟人原型作为“标准中国人”，失真度小，更有应用价值。
, 百拇医药
完成虚拟人的建构，第一步就是对标本进行切片处理。研究人员使用药物对其全身组织进行固定，使用明胶、朱砂、淀粉进行动脉的显色和填充，这就是由钟世镇院士提出的血管铸型技术———通过给尸体动脉灌注明胶、朱砂和淀粉，使动脉呈现红色，使之很容易和静脉区分。
美、韩现有虚拟人的血管动、静脉并没有区别出来，也就是说，他们在对虚拟人进行图像分隔时只能看到骨骼、肌肉和脏器，而无法分清动脉和静脉血管。就以外科手术上特别重要的动脉和静脉而言，美国的血管识别，目前仍依靠解剖学专家人为识别后，再用计算机图像勾边处理。这种依靠经验为主的识别方法，在准确度和科学性上难免存有缺陷。而中国的虚拟人显得更加“有血有肉”，动脉和静脉区别分明，就连细小血管都清晰可见。
尸体标本经过血管铸型处理后，放置在零下70摄氏度的冰库里储存以保证尸体的硬度，便于日后切削。
然而，人们首先看到的却是女性虚拟人的抢先诞生。中国虚拟人Ⅰ号哪去了？难道是切削失败？首都医科大学教授罗述谦介绍，男虚拟人计划推后是从保证质量考虑的。负责开发海量储存系统(计算机系统)的单位说，目前，系统最多只能容纳切削精度为0.2毫米的虚拟人数据集，这与开始设想的把“男Ⅰ号”切削精度定为0.1毫米有距离。这意味着把男性标本切出来后无法装进电脑。而且在此之前，重庆第三军医大学已经切割了一个切面比较厚、但不够均匀的男性虚拟人，已经初步有了关于男性虚拟人的数据。女性虚拟人数据缺乏，即使在国外，也只有美国完成了一个女性虚拟人的数据库。所以，在综合考虑多方面因素后，研究小组改变了原来的计划，决定先切女的。中国虚拟人Ⅰ号尸体标本完好地保存在医院特制冷库内，切削工作已暂时停止。在此前，已对尸体标本的头、心脏和肾脏3个部分进行了切削，并构建了首批数据集。2003年底将完成“中国虚拟人男Ⅰ号”的数据采集。
, 百拇医药
中国女虚拟人诞生
中国首个女虚拟人(“中国虚拟人Ⅱ号”)原型是一位身高1.56米的19岁少女，广西人，去年在广东因误食毒蘑菇而急性死亡。专家们认为虽然她不是一个健康人，但由于是急性死亡，骨骼身体结构保持完好，加上年纪很轻，生殖器官功能完全，是一个条件很不错的标本。
2002年年底，研究小组决定对其进行切割。研究人员最终采用了两种刀具：“粗刀盘”去除尸体的包埋材料，“精刀盘”进行尸体横断面的切削。动刀时，直立的尸体从冰库顶部推出，冰库上方的刀具每旋一圈，就切出一个人体切片。同时必须每切一片，就对余下的尸体横断面拍照收集该横断面的资料。
2003年2月18日17时18分，中国首例女性虚拟人数据集在第一军医大学构建成功。标本原型在零下70摄氏度冷冻后横向切成8556片，每片厚度为0.2毫米。接着由首都医科大学生物医学工程系教授罗述谦领导的研究小组来进行数据库的建立。
, 百拇医药
研究小组根据第一军医大学拍摄下的人体切片数字图片，将这些断层数据通过专门的三维软件进行信息化处理，在电脑中组建出三维人体图像。在小组成员的昼夜奋战下，女虚拟人已经恢复了皮肤、外观、骨骼、盆腔、卵巢的建构。罗教授介绍说，将来女虚拟人的肌肉、五脏六腑等主要器官都会逐渐恢复。
2003年3月3日，研究小组向外界宣布，具有中国人生理特性的女虚拟人初步完成了三维重建。
对于媒体极力宣扬的人体切片厚度，罗教授提出了自己的看法。切片并不是越薄越好，中国虚拟人切片厚度已达到了0.1毫米，而美国男虚拟人切片厚度是1.0毫米，女虚拟人才0.33毫米，这并不代表美国没有能力切削得更薄。虚拟人的切削和数据集建立应与实际应用紧密联系在一起，充分考虑其实际作用。如果出于整体构建虚拟人的考虑，切到0.1～0.2毫米已经足够了，因为没有一个应用单位需要一个完整的切削精度高于0.1毫米的虚拟人。1998年美国将一具女尸只切成5000多片，每片厚0.33毫米，按这种精度，在电脑储存的数据就已高达43GB。如果每片厚度少于0.1毫米，数据储存量就会更大。如果做出来的虚拟人连一台普通电脑都看不到、用不了，那又有多大的现实意义呢？
中国的虚拟人计划在短短一年多的时间里完成了国外三四年走的历程。不过这些还远远不够，中国虚拟人计划还不能画上句号。虚拟人分为“虚拟可视人”、“虚拟物理人”和“虚拟生物人”三个阶段。目前，中国仅仅是踏出了“虚拟可视人”的第一步———通过完成数据集建立，在电脑里构建出一个三维立体的彩色虚拟人体。与国外相比，中国虚拟人的整体水平并不占优，只是个别技术达到了世界先进水平。在某些方面，中国还要奋起直追。
□郝婧, 百拇医药