1999年9月1日~2003年2月8日,由国家杰出青年基金、国家自然科学基金和第三军医大学杰出青年基金等4项基金资助,进行了研究。数字化可视人体主要以计算机图形图像技术、人体解剖学和现代影像学方法获取人体解剖结构数据后,在计算机上建成全数字化的人体真实结构三维模型。可应用于与人体结构有关的多个领域,如B超、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层摄影术(PET)等影像检查的同步正常图像参考、外科手术方案的计算机设计和手术操作模拟、精确放疗的模拟定位、导管介入等各种有创性诊疗的训练、人体撞击伤(汽车撞击试验)的计算机模拟等。美国国家医学图书馆于1989年确立了“可视人计划(Visib1e Human Project,VHP)”,Colorado大学于1994年11月完成1例38岁男性数据集,共有1878个横断面图像,相邻断面之间间隔1.0mm,总数据量15GB;1995年12月完成1例59岁女性数据集。美国可视人计划实施后,不少研究机构或大学利用VHP的连续断面图像数据,已经或正在开发新的计算机人体模拟系统和实用产品,取得了巨大的社会效益和经济效益。2001年11月5~7日,在北京召开的主题为“中国数字化虚拟人体的科技问题”的第174次香山科学会议,提出建立中国数字化人体的动议。一、方法:(一)标本选择:经肉眼观察、CT和MRI检查无器质性病变,非器质性疾病死亡的男女性标本各1例,男性35岁,身高1700mm,体重65kg。女性22岁,身高1620mm,体重54kg。(二)标本铣切前作CT和MRI,获得相应的影像数据。(三)标本经20%红色明胶血管灌注后,用5%蓝色明胶包埋,置入-30℃低温冰库中冰冻1周后,在-25℃低温实验室中用TK-6350型数控铣床(铣切精度为0.001mm)将人体标本从头至足连续逐层铣切,逐层用高清晰度数码相机摄影,获取人体数据,得到人体结构数据集。(四)CT扫描层厚:头颈部为1.0mm,其他部位为2.0mm。MRI扫描层厚:头颈部为1.5mm,其他部位为3.0mm。连续横断面层厚:男性头和颈部为0.5mm,其中颅底部为0.1mm,其他部位为1.0mm;女性头及颈部为0.25mm,其他部位为0.5mm。(五)数字化摄影分辨率: 6291456(3072×2048)像素,每个断面图像文件为36MB(.tif格式)。(六)建成恒温为-25℃低温实验室,将数控铣床的电子控制部分移至低温实验室外,使数控铣床在低温状态下,能正常工作。低温实验室的建设使图像的清晰度和数据的完整性得到了提高。二、人体数据集:(一)男性全身共有2518个连续横断面彩色图像,总数据量为90.648GB;女性全身共有3640个连续横断面彩色图像,总数据量为131.04GB。(二)该人体数据集为整个人体标本的连续横断面彩色图像,无节段性数据缺失。(三)因标本经明胶血管灌注,图像中血管易于分辨。(四)标本在低温中铣切,避免了牙齿、鼻甲、关节软骨等小结构从铣切表面脱落而造成数据的缺失。三、实施效果:共发表论文20篇;2004年3月,张绍祥等主编,科学出版社出版《中国数字化可视人体图谱》(附光盘),475000字。香港中文大学、清华大学、北京大学、中国科学院自动化所、北京大亨图像公司等数十个单位应用了人体数据集。2003年1月19~22日,在重庆市科委主办的《首届中、美、韩数字化可视人体国际学术研讨会》中,该人体数据集引起60多个单位的140余位中外专家的关注。2002年被国家科技部、卫生部等部门评为《2002年十大医药科技新闻》之一。
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