虚拟人体的发展现状及在解剖教学的应用

1、虚拟人体的发展现状及在解剖教学的应用九十三期一班 梁宇 077109摘要 数字化虚拟人体是将医学与信息技术、计算机技术、虚拟现实技术相结合的科技前沿性研究课题，是一项信息技术与医学等学科相互交叉、综合发展起来的前沿性交叉学科。本文介绍了数字化虚拟人体的国内外研究概况及在人体解剖教学中的应用前景并预测了虚拟人的发展方向。 关键词 数字化虚拟人体；研究进展；解剖教学Summery：The digital fictitious human body follows a scientific and technological research topic before being science a

2、nd technology which combines together medical science and information technique, calculator technique, virtual realistic technique, is an academics, it is an information technique and medical science. Which cross, synthesize to develop mutually of intercourse academics. This text introduced a digita

3、l human body of domestic and international research general situation and the foreground application in the teaching of human body dissection. Key words: virtual human body research production anatomy teaching数字化虚拟人体的定义数字化虚拟人体就是应用数字图像、图形以及计算技术，通过人体解剖学和现代影像学方法，获取完整的人体薄层连续断面图像数据集，而后在计算机上建立的全数字化的人体真实结构

4、的三维模型。虚拟人发展简史早在1989年，美国提出了“可是人体计划”，并分别于1994年和1995年选择了男女各一活体，男的身高为1.82米，女的身高为1.54米，在他们死后，立即用CT、MRI做了轴向扫描，并为男女做了1毫米，共1878个断面和0.33毫米，5189个断面。然后将尸体填充蓝色乳胶并裹以明胶后冰冻至零下80摄氏度。再以同样的间距对尸体组织做摄影。可视化人体的立项、实施和开发具有重要的意义，它改变了医学可视化的模式，为计算机图像处理和虚拟现实进入医学敞开了大门。利用这项技术，可以创立虚拟解剖学，横、纵、斜剖面解剖学等一系列医学临床、教学和研究的虚拟模拟系统。美国可视化人体计划的实

5、施在全世界引起了巨大的反响。目前，韩国的可视人体计划的正式实施和阶段性研究成果令人瞩目。我国于2001年11月5日在北京香山宣布了中国可视化人体研究的开始。并与2003年2月18日在解放军第一军医大学构建成功。这标志着继美国、韩国后，中国成为世界上第三个拥有本国虚拟人数据库的国家。由于物理信息与几何信息的复合体具有庞大的数据量，整个人体的物理虚拟人在技术上和数据采集上有较高的难度，超出了目前科技发展的水平。因此，不同学科根据需要集中对人体局部或器官进行物理虚拟。可以说生理虚拟人是数字虚拟人研究的最终目标，将生命科学研究的成果数字化，附加到几何人体，这种虚拟人可以生长发育、新陈代谢、重现生理病理

6、的有关规律性改变。但是生理虚拟人近期不可能完全实现，只能逐渐完善。对比：中国原型标本比美韩完整国家 数据集采集时间切片精度切片数量数据大小美国男性数据集1994年1.0mm187815GB美国女性数据集1995年0.33mm519030GB韩国韩国可是人2001年0.2mm9000158.2GB中国虚拟人号（男）2003年0.2mm8556149.7GB中国虚拟人号（女）2003年0.2mm9232161.6GB与美国、韩国相比，中国虚拟人原型标本更加完整，具有健康国人代表性。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。而韩国虚拟人原型则是一位死于淋巴瘤的6

7、5岁老人。由于美韩均对尸体标本使用了过量福尔马林灌注，尸体都出现了不同程度的肿胀变形，采集的数据与原型存在偏差。而“中国虚拟人男1号”尸体标本是一位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。第一军医大学从20位自愿捐献者中筛选出他作为“标准中国人”。数字虚拟人体在解剖教学的应用虚拟人的技术已不断完善，但对于我们医学生有什么益处呢?说到这，不禁让我想起了解剖实习课的过程。人体解剖课程是医学院的最基础、最重要的课程。现在的解剖图谱已构成了医学学习的基础，学生们通过阅读教材，看解剖图谱的讲解来学习。然而解

8、剖图谱是对人体器官三维结构的二维表达，制约了学习者对解剖结构的学习和理解。解剖图谱有很多的标注，细线一端指向结构，另一端是名称，看上去十分繁琐，复杂。使用计算机技术则为我们获取，储存，利用和显示这些复杂的图像带来了方便。利用虚拟人体数据集研制成的数字形式的解剖图谱，无需复杂的标注，只要将鼠标移到某一结构上，该结构的详细说明就会显示出来，并可以显示某一部位的横断面解剖，还可以将结构立体演示，并任意旋转，真正做到了以三维的形式展示人体组织器官。有时，为了使学生掌握人的解剖结构，需要对实际的尸体进行解剖实践，但是目前能让学生亲手做实验的尸体非常有限。为了解决尸体不足的问题，现在学生可以用虚拟手术器械

9、解剖虚拟尸体，并利用操纵杆、手套和其他设备的触觉强力反馈来感受到人体组织的不同质感。学员还可以选择任意结构的三维模型将其从数字化虚拟人体中独立出来，再对其进行更精细的观察。虚拟人体的发展方向人体的生长发育是十分抽象的，如果将器官数字化并通过计算机强大的模拟技术，就可以在计算机屏幕上直观的表现出人体器官新陈代谢的过程，这样就便于学习与理解。但是由于目前技术的限制，不可能在计算机上逼真的显示人体发育的全部过程。真是出于这种技术的弊端，未来的虚拟人体将向仿生理，仿人体的方向发展。虚拟人的图像像素会更高，精度会更细，3D效果会更逼真。在将来的临床医学的教学，研究与实践中将更多的引入虚拟人体技术。在解剖

10、实习，虚拟医院，模拟手术中将更多的出现虚拟人的技术，虚拟人的明天会更光明！结束语：虚拟人体经过了十几年的发展已经在基础医学教学方面有所成果。但是，医学生在解剖实习中直接面对尸体进行试验仍有虚拟人体无法取代的方面。不论如何，虚拟人体给我们提供了更多的学习方式，改变了阅读传统解剖图谱进行理论学习的方式，为我们提供了更多的学习方式，提高了学习的趣味性和直观性。未来虚拟人的应用将更加广泛，使之更好地为教学及医疗服务。参考文献： 百度知道 windows live. 中国百科网 计算机虚拟人体解剖系统医学影像实用技术教程2007年8月第一版白娟，邵水金，刘红菊数字化虚拟人体研究在医学领域的应用前景J上海中医药杂志，2005，39(