虚拟人体是生物学和计算机科学的高度融合,是一个内涵更加广泛,包含当前最先进科学技术的跨学科、跨领域的崭新的高科技领域。世界各国都在紧锣密鼓地进行本国人体的数据库建设,它已成为全人类的共同追求。
美国在世界上最早开始进行虚拟人的研究。1989年,美国发起“可视人计划”,采集人体横断面的CT、核磁和组织学数据,目的是利用计算机图像重构技术为建造虚拟人体作准备。从1991年开始进行人体切片的数据库建设,2000年8月,研究者推出超高分辨率化数据集,其每一个切片文件为32MB,整个数据集容量在200GB以上,这样庞大的数据集在人类医学史上是首创,它改变了医学可视化的模式,为虚拟世界进入现实医学敞开了大门。为了进一步完善和接近真正的人体实况,美国正在建造第二代有物理性能的虚拟人体和第三代有生理功能的虚拟人体。
韩国于2000年开始可视人5年计划,该计划已顺利通过前期试验,是世界上第二例通过人体切片来进行虚拟人数据库建设的研究,也是首例具有东方人特征的人体数据采集项目。
德国、法国、英国等均已开始“虚拟人”研究,但侧重点各有不同。如英国的研究侧重于用虚拟人模拟药物在人体中的作用机制,这样一方面可以减少从实验室到动物再到临床应用的时间,另一方面还可取代人体进行药物初测,以避免药物对人体造成的可能损害。
东方人的特点明显与欧美人不同,而我国现在所用的许多相关标准还引自欧美人的数据,作为人口占全球总人口1/4的中国,研究开发具有中国人种特征的三维数字化人体模型,具有非常重要的意义。我国正式开始对“虚拟可视人”的研究,是2001年在北京香山会议上提出的,很快被列入国家“863”启动项目(“数字化虚拟人若干关键技术的研究”),但在此之前,已有研究者开始这方面的研究工作。
虚拟人将从各个角度形成人体数字模型,即将人的动态生物学和物理过程用数学方法进行精确描述,并建立相应的、等效意义上的数字化模型。这一创新技术的实施,将会使人类对自身的认识发生质的飞跃。专家设想,将来人类不但可以运用别人身体制成虚拟人,还可以看到虚拟的自己,只要通过人体三维空间摄像处理,便可以在电脑上清清楚楚地看见自己的身体,还能穿越表皮,深入到内脏、血管、神经、骨骼、肌肉等,每个人也都可以拥有自己身体的数据库,真正了解自己身体的运作。美国国防部已将虚拟人体研究列为非致命武器研制组成部分,可见其重视程度。
吉林大学基础医学院教授吕衡发说:“作为世界上的一个大国,我们应该有自己的人体数据库,虽然我们的虚拟人研究起步比较晚,但是国家很重视,还可以吸收国外的一些经验教训,如利用已公开的标本和数据资源进行人体组织器官模型制备、图形处理、三维重构及虚拟现实漫游等项研究。这可以加快我们的研究速度,使我们能够尽快达到世界先进水平,我对这一点非常有信心。”
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