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田捷教授和数字虚拟人(2002年11月20日)


  “这有90多个切片,现在发现这样一个肿瘤,光是一个X光片拍的话也许就拍不出来,通过一组我们就能逐渐把它扫描出来,影像设备解决的是看到看不到,但是通过平台处理可以让医生看得更准确、看得更方便。”

  平常医生用CT、磁共振等方法来检查病人的肿瘤,由于图像是二维的,很难知道肿瘤的形状和大小。而现在,一项新的技术可以帮助医生做出更准确的判断了。通过患者脑部肿瘤的三维图像,田捷教授让我们认识了数字虚拟人技术。

  “简单说数字虚拟人就是一组数据集,这个数据集我们可以加以分析,可以变成刚才你说的三维的,或者我们把他的骨骼提取出来只显示骨骼,或者我们把他的心脏提取出来只显示心脏,这样的话,我们的认识可能从器官级能更精细、更准确。”

  在田捷教授的眼里,虚拟人可真了不起,医疗、航空、建筑甚至影视制作等等他都能排上大用场呢。比如说医生做手术切除肿瘤,从哪下刀、切什么角度可以先在虚拟人身上打一遍草稿;再比如,输入宇航员的生理数据就能预测太空里的特殊环境对人体的影响和反应。1993年,美国科学家用人体切片的数据通过计算机合成了世界上第一个数字虚拟人,当时正在美国研究医学信息技术的田教授一下子就对它产生了浓厚的兴趣。

  “美国最初在互联网上发布,当时我感慨两个进步,一个是互联网带来的方便,通过互联网这个工具你很容易就能从网上下载数据,通过数据我就可以做分析,就能支撑我们的研究,支撑我们的临床实验等等一系列;另外一个感慨就是,随着技术的进步我们已经把对人们对人类的认识,从图片变成数字,而这些数字化的信息我们也可以加以处理,使得我们得到更进一步(的认识)。”

  在最初的惊喜过后,田捷教授在研究者美国虚拟人的数据时心里也开始有了几分遗憾:现在很多药品都是按照国际标准制定的,但适合外国人的标准不一定适合中国人,如果我们有了自己的虚拟人,医生的诊断治疗不就会更准确了吗?

  “如果我们这个虚拟人的信息建立在美国人的身上,对我们是非常不利的,同时我们国家的很多基础研究 也需要人体信息来支持,所以我想说,建立中国虚拟人的数据集,对中国作为人口大国来说非常重要。”

  于是,96年工学博士田捷从美国回到了中科院,与一批科学家开始了虚拟中国人的前期研究工作。现在,他们研发出来的三维医学分析软件已经开始在一些医院里试用。

  “(患者)来的时候,头痛、身体感觉不舒服,症状不是特别典型,我们做了一个常规的核磁共振扫描,图像可以明显的看出来是正常的。这个时候我们就给他加做了一个弥散成像(虚拟人技术),明显地看到在脑部这块区域有一个高信号区,脑梗死了,超早期的脑梗死。这个时候是分秒必争的时候,我们检测出来以后,马上把这个病人送到病房进行治疗,在第7天的时候,一个星期以后,我们给他做了磁共振,你看,两侧的区域完全正常了。”

  去年,虚拟人的研究被列入国家863启动项目。今年10月23号,又有喜讯传来,第一军医大在广州用更精确的人体切片建成了第一个“虚拟中国人”数据集。人们说,这个虚拟人是继美国和韩国之后的世界第三,而作为虚拟中国人最早的研究者之一,田教授却并没有表现出更多的喜悦。

  “我个人不完全同意中国第三,目前的阶段我个人认为只是起步阶段,(数字虚拟人)主要的工作体现在两个方面,一个是数据采集,一个是数据处理,尸体的采集只是数据采集的一部分,还有活体的数据采集。第二阶段我们要把这些数据进行分析处理,处理过的数据可能为我们的诊断服务,为我们的治疗服务,为我们的基础研究服务。畅想未来的话,也许我们有朝一日就像我面对镜头一样,一个设备把我所有的信息都数字化了,那么我本人就完全变成一个个性化的虚拟人,我可以进行个性化的分析和研究,制定某种疾病的个性化解决方案。”

  因为互联网的无私,田捷教授可以站在虚拟美国人的基础上研究虚拟中国人,而现在,他希望借助互联网能有更多领域的科学家参与进来,让虚拟的数字人早日走进人们现实中的生活。

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