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刘谦博士向记者展示“中国数字人男1号”研究成果。
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“中国数字人男1号”
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肝脏血管图
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数字人的“头颅”
昨日，记者来到华中科技大学武汉光电国家实验室，探访从北京载誉归来的“中国数字人男1号”。华中科技大学和南方医科大共同承担了国家“863”计划生物信息技术主题项目“数字化虚拟人体”，其相关研究成果“中国数字人男1号”被两院院士评为2005年中国十大科技进展之一。
在该校生物医学光子学实验室主任骆清铭教授和刘谦副教授的指导下，记者戴上光学立体眼镜，在电脑屏幕上目睹了“中国数字人男1号”的神奇之身，其情其景令人惊诧不已。
“立体树根”是肝脏血管
说起“数字人”，刘谦博士谈论了大半个钟头，一串串生僻的学术用语还是把记者弄得云里雾里找不到“北”。无奈之下，他拿出一张像树根的照片(见图一)，问道，“这是什么器官里的血管？”记者端详了半天，答不上来。刘博士急了，竟指着记者的右腹部比划，“这是肝脏的血管图。”
面对记者一脸惊愕，刘博士决定采取直观的方法进行解析。他递给记者一副光学立体眼镜，纠缠复杂的“树根状”血管一下子凸起了，形成了肝脏扁平的立体轮廓。红色是动脉，蓝色是静脉，从主血管到毛细分支，层层清晰可辨。
见到记者第一次点头说“明白”，骆清铭教授赶紧解释，所谓“数字人”，实际上是在电脑里合成的三维人体详细结构(见图二)。他们没有感觉和思想，但数据来自真实的人体。
“数字人”原型是切出来的
“数字人”是怎么“出生”的呢？刘谦博士说，“数字人”不是“生”出来的，而是人类对科学的奉献。
据介绍，“中国数字人男1号”是南方医大从20位自愿捐献者中筛选出来的“标准中国人”，标本为一名28岁的健康男性。南方医科大学以每片0.2毫米对尸体进行磨削，并获取切面照片后，华科大完成了高分辨结构数据集的构建与可视化，包括原始切面照片的分割、标识、三维重建及数据的发布。
记者琢磨半天，浅薄地发现“亚毫米级磨削”是“数字人”成型的第一个步骤。尽管两位专家反复解释如何处理尸体，如何用高精度机械磨削，但通俗地说，就是把尸体冷冻后，从头到脚，横切成比0.2毫米还要薄的薄片，从头到脚大概切成了8952片之多。
骆教授说，“中国数字人男1号”在切片精度、切片数量和数据量上比美国数字人体数据集和韩国数字人体数据集更为先进。“中国数字人男1号”的原始图像像素高达4040×5880，是目前世界上分辨率最高的人体切削图片。
海量图片拼成“数字人”
去年3月，在海量的原始切面照片的基础上，刘谦博士带领24名科研人员通过“百日大战”，处理图片近20万张，完成了数字人海量数据集的构建与管理工作，建立了第一套高分辨率人体生理系统三维解剖结构数据集，是目前世界上获取体素最小的数字人体三维数据结构。
说起“百日大战”，刘谦博士说，从海量的原始图片中逐一分离出器官、血管、骨骼等人体组织，并准确地区分表达出来，其工作量之大接近“残酷”。他向记者展示了数字人的“头颅”(见图三)，仅头部组织，科研人员处理的照片就多达2万余张。
“数字人”是一点点拼出来的，是个细活，来不得半点马虎。刘博士如是说“数字人”代真人“吃药挨刀”“数字人”研究能带来什么好处？这是老百姓最关心的问题。
骆教授打了个比方，有了“数字人”，“他”就能代替人类“吃药挨刀”。因为“数字人”可以将人的所有人体信息收集储存在电脑里，医生在开处方前，将药物的影响数据输入电脑，“数字人”就会显示服药后的反应，这样就能协助医生对症下药，为疾病诊断、新药和新医疗手段的开发提供参考。
“数字人”还可以模拟肿瘤生长和治愈过程，并进行手术三维模拟、血流动力学模拟、药物动力学模拟等。比如说，在肿瘤患者做完CT与核磁共振扫描检查后，电脑将影像模拟组建这位患者的数字化虚拟人体。模拟完成后，医生戴上三维立体眼镜，手持“虚拟手术刀”，对患者的数字化虚拟人体实施仿真模拟手术，检验手术效果。
骆教授说，如果将人体功能性信息附加到这个人体形态框架上，经过生理功能模拟和虚拟现实技术的交叉融合，这个“数字人”将能模仿真人在电脑中做出各种各样的反应。据他介绍，“数字人”包括数字化可视人、数字化物理人和数字化生理人三个阶段。在三个阶段研究完成后，“数字人”将能够模拟人体的新陈代谢、生长发育、病理生理变化等。他说，现在的工作才是刚刚起步，还有大量的工作要做。
除此之外，“数字人”还可以替代人进行核试验、撞车实验等高危活动，在航空航天、国防、汽车、体育运动等方面具有广泛的应用前景。
