鐘世鎮院士介紹,我國首例女“虛擬人”的數據采集是把人體從頭到腳橫切成8556個人體橫切面,然后對橫切面拍照,將數據錄入電腦,合成三維人體。(資料圖)李潔軍

4月25日下午,廣州的天氣有點悶熱,93歲高齡的中國工程院院士、臨床解剖學專家鐘世鎮如約來到廣州市鐵一中學,參加由廣州市科協、廣州市教育局主辦,廣州市青少年科技中心承辦的“院士專家校園行”活動,為學生帶來一場《揭示人體奧秘的技術》的科普講座。

院士發邀請參觀科學館

剛一落座,鐘世鎮就向同學們發出了邀請:“我們南方醫科大學最近又成立了一個新的人體科學館,過幾天就要開館了,這里收藏了1000多件用人體制成的標本,到時候歡迎同學們、朋友們來我們科學館參觀。”

據了解,南方醫科大學人體科學館占地面積1400多平方米,收藏和展出了2000余件人體解剖、組織胚胎、病理和生物的標本。人體館將于6月份正式開放,采用固定開放和預約參觀相結合的開館模式。每周六9:00—11:30,14:30-17:00為固定開放時間,其他時間均需提前2天預約。

在鐘世鎮看來,人體構造最為復雜,解剖學的技術可以揭示人體結構奧秘。很多人會對解剖感到恐懼,鐘世鎮則說:“我們有些同學一開始連解剖室都不敢進去,經過一段時間的學習,現在晚上都到解剖室去復習功課了。”

“這是膽道跟肝動脈,上面藍顏色的是肝靜脈系統,底下那個白的是門靜脈系統,門靜脈系統有三個管道,一道走的有動脈、膽道。其實解剖一點都不可怕,你看這些標本做好了像珊瑚、水晶、工藝品。”鐘世鎮指著一張肝臟的標本照片說。

把標本鍛造成如藝術品

鐘世鎮說,如果有工匠精神的話,甚至可以把標本鍛造成如藝術品一樣。

最常用的解剖技術是傳統的雕刻技術或在血管里灌注色素的技術,通常用的是刀子、鑷子、剪子等工具。“只要功夫深,鐵杵磨成針。”

另外一種技術是南方醫科大學人體科學館里最有特色的一個技術,叫“管道鑄型標本”。用溶解劑把塑料溶解成液體狀態,然后像打針一樣把液體注入到標本的管道里。等到溶劑揮發后,高分子化合物就會凝固,再用一些酸或堿溶液把人體組織腐蝕掉,留下來的就叫做管道鑄型標本。

加拿大多倫多醫學院院長Moore教授參觀科學館里用人體管道鑄型技術制作的標本之后贊揚說:“這里的標本無論在數量上還是質量上,都比國際上最負盛名的加拿大多倫多大學醫學院的Gmat標本博物館還要好。”

標本制作的過程充滿艱辛。南方醫科大學人體解剖學教研室團隊親自去化工廠調查研究,向技術人員取經,試驗出最佳的鑄型材料與溶劑和最佳的灌注方法,制作出大規模精美的人體管道鑄型標本并予以陳列,其毛細血管的灌注精度已經達到6-9微米。

鐘世鎮的第一件作品——心血管鑄型標本,誕生于1978年,就是國內第一件人體管道鑄型技術的標本成品。一經展出就震動學界,為以后該技術的發展和推廣贏得寶貴時機,推動了解剖學技術的發展和中國顯微外科的研究,在國際上取得了先進的地位。

鐘世鎮還介紹了數字化人體技術,也就是影像三維可視重建以及3D打印技術。例如,將計算機設計好的脊柱打成模型,對外科醫生修復損傷的骨盆很有幫助,也可以把骨盆的假體3D打印出來,安裝進人體。這項技術也被應用到了整形美容和康復輔助器具產業上。

最薄的切片只有0.1毫米

在接受新快報記者采訪時,鐘世鎮回憶了數字人在中國的發展歷程。2001年的香山科學會議上,鐘世鎮提出美國和韓國都有了數字人的數據庫,中國是否也應該建自己的數據庫呢?當時的主題叫“數字化虛擬人體的若干科學問題”。

2003年,鐘世鎮的課題組完成首例“中國數字人男一號”的切片工作,擁有9200個橫切面,最薄的切片只有0.1毫米。同年,我國首例女“虛擬人”的數據采集也完成,把人體從頭到腳橫切成8556個人體橫切面,然后對橫切面拍照,將數據錄入電腦,合成三維人體。

“很多人說我是數字人之父,我想說這個技術早就有了,我只是一個提倡者。”鐘世鎮很是謙遜。

“我們比美國人切得還薄,所以就召開了第二次香山科學會議,主題為‘數字化虛擬人體在我國的發展與應用’,這樣一下子就轉到應用了。”鐘世鎮自豪地說。

鐘世鎮很欣喜地看到,如今的數字醫學應用得很快。“骨科是一馬當先,那些3D打印主要用在骨科方面,還有用于假體、材料、模型和康復支具等。”另外,在婦產科、整形美容、肝膽外科、神經外科等領域,數字醫學都在不斷發展。

鐘世鎮說,將來科技發展了也許會把活細胞打進去,能夠變成一種器官性的東西。因此他認為,三維重建、影像學的形態學比較容易,數字醫學特別是3D打印,關鍵的難題以及將來的發展是在材料學上。

人物小傳

鐘世鎮,中國工程院資深院士,著名解剖學專家。中國現代臨床解剖學奠基人,中國數字人和數字醫學研究的倡導者。1952年畢業于中山大學醫學院,獲學士學位。現任南方醫科大學教授,南方醫科大學臨床解剖學研究所名譽所長。

對話

記者:在這么多年的學術研究中,您對生命的理解是什么?

鐘世鎮:現在紅十字會有個很重要的工作就是遺體捐贈。人死了以后還有很多“材料”可以造福他人的,像角膜等其他器官都可以捐獻。希望大家要清楚“落紅不是無情物,化作春泥更護花”。如果把我們的“材料”幫助到有健康缺陷的人那就太好了。所以我們現在到處做宣傳推廣,希望年輕的一輩參加這個工作,共同把遺體捐獻工作做好,能夠對全民的健康有更大的貢獻。

記者:隨著解剖學的發展,外科技術能發展到什么地步?

鐘世鎮:外科技術發展是無窮無盡的。為什么?因為人體的奧秘是無窮無盡的。實際上,現在醫生對很多疾病是無能為力的。舉個例子,腫瘤問題目前就沒有解決,另外心血管問題、骨頭壞死問題也需要進一步研究,還有很多東西需要探索。我們在教研究生時就要求他們要能提出問題。現在的醫學、文獻和教科書是不完整的,能夠發現問題、提出問題,然后要設計出來,怎么樣彌補、完善,那就是一個創新性的成就。現在不僅是外科,所有醫生都面臨這個問題,很多問題正等待我們去研究。