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田捷教授和數字虛擬人(2002年11月20日)


  “這有90多個切片,現在發現這樣一個腫瘤,光是一個X光片拍的話也許就拍不出來,通過一組我們就能逐漸把它掃描出來,影像設備解決的是看到看不到,但是通過平臺處理可以讓醫生看得更準確、看得更方便。”

  平常醫生用CT、磁共振等方法來檢查病人的腫瘤,由於圖像是二維的,很難知道腫瘤的形狀和大小。而現在,一項新的技術可以幫助醫生做出更準確的判斷了。通過患者腦部腫瘤的三維圖像,田捷教授讓我們認識了數字虛擬人技術。

  “簡單説數字虛擬人就是一組數據集,這個數據集我們可以加以分析,可以變成剛才你説的三維的,或者我們把他的骨骼提取出來只顯示骨骼,或者我們把他的心臟提取出來只顯示心臟,這樣的話,我們的認識可能從器官級能更精細、更準確。”

  在田捷教授的眼裏,虛擬人可真了不起,醫療、航空、建築甚至影視製作等等他都能排上大用場呢。比如説醫生做手術切除腫瘤,從哪下刀、切什麼角度可以先在虛擬人身上打一遍草稿;再比如,輸入宇航員的生理數據就能預測太空裏的特殊環境對人體的影響和反應。1993年,美國科學家用人體切片的數據通過計算機合成了世界上第一個數字虛擬人,當時正在美國研究醫學信息技術的田教授一下子就對它産生了濃厚的興趣。

  “美國最初在互聯網上發佈,當時我感慨兩個進步,一個是互聯網帶來的方便,通過互聯網這個工具你很容易就能從網上下載數據,通過數據我就可以做分析,就能支撐我們的研究,支撐我們的臨床實驗等等一系列;另外一個感慨就是,隨著技術的進步我們已經把對人們對人類的認識,從圖片變成數字,而這些數字化的信息我們也可以加以處理,使得我們得到更進一步(的認識)。”

  在最初的驚喜過後,田捷教授在研究者美國虛擬人的數據時心裏也開始有了幾分遺憾:現在很多藥品都是按照國際標準制定的,但適合外國人的標準不一定適合中國人,如果我們有了自己的虛擬人,醫生的診斷治療不就會更準確了嗎?

  “如果我們這個虛擬人的信息建立在美國人的身上,對我們是非常不利的,同時我們國家的很多基礎研究 也需要人體信息來支持,所以我想説,建立中國虛擬人的數據集,對中國作為人口大國來説非常重要。”

  於是,96年工學博士田捷從美國回到了中科院,與一批科學家開始了虛擬中國人的前期研究工作。現在,他們研發出來的三維醫學分析軟體已經開始在一些醫院裏試用。

  “(患者)來的時候,頭痛、身體感覺不舒服,症狀不是特別典型,我們做了一個常規的核磁共振掃描,圖像可以明顯的看出來是正常的。這個時候我們就給他加做了一個彌散成像(虛擬人技術),明顯地看到在腦部這塊區域有一個高信號區,腦梗死了,超早期的腦梗死。這個時候是分秒必爭的時候,我們檢測出來以後,馬上把這個病人送到病房進行治療,在第7天的時候,一個星期以後,我們給他做了磁共振,你看,兩側的區域完全正常了。”

  去年,虛擬人的研究被列入國家863啟動項目。今年10月23號,又有喜訊傳來,第一軍醫大在廣州用更精確的人體切片建成了第一個“虛擬中國人”數據集。人們説,這個虛擬人是繼美國和韓國之後的世界第三,而作為虛擬中國人最早的研究者之一,田教授卻並沒有表現出更多的喜悅。

  “我個人不完全同意中國第三,目前的階段我個人認為只是起步階段,(數字虛擬人)主要的工作體現在兩個方面,一個是數據採集,一個是數據處理,屍體的採集只是數據採集的一部分,還有活體的數據採集。第二階段我們要把這些數據進行分析處理,處理過的數據可能為我們的診斷服務,為我們的治療服務,為我們的基礎研究服務。暢想未來的話,也許我們有朝一日就像我面對鏡頭一樣,一個設備把我所有的信息都數字化了,那麼我本人就完全變成一個個性化的虛擬人,我可以進行個性化的分析和研究,制定某種疾病的個性化解決方案。”

  因為互聯網的無私,田捷教授可以站在虛擬美國人的基礎上研究虛擬中國人,而現在,他希望借助互聯網能有更多領域的科學家參與進來,讓虛擬的數字人早日走進人們現實中的生活。

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