人民网
人民网

陆军军医大学吴毅:数字人体与数字医学正向前推进

2018年11月07日19:04 | 来源:人民网-产经频道
小字号

图为陆军军医大学数字医学研究所副主任吴毅发表演讲

人民网北京11月7日电 今日,京东方全球创新伙伴大会-2018 (BOE IPC-2018)在北京盛大开幕,全球相关领域专家学者、企业高管齐聚北京,共同探讨物联网细分领域应用、技术及未来趋势。陆军军医大学数字医学研究所副主任吴毅参加智慧健康服务论坛并发表演讲。

以下为演讲实录:

尊敬的各位专家教授、各位老师、朋友下午好!我今天报告的题目是“数字化人体与数字医学”,我来自于陆军军医大学数字医学研究所。

数字化人体是利用现代的信息学技术和图形图象学技术,利用人体解剖学和现代影像学数据信息,计算机上建立,能为计算机处理的,全数字化的人体真实结构的三维模型。这个就是数字化人体,数字医学概念很多是从数字人体的工作开始的。

这是研究所的发展历史,最早八五年时致力于断层解剖学研究;1999年,我们利用杰出青年基金,和其他几个自然科学基金项目,开始中国数字化人体数据集的研究。到2002年、2003年获得了中国数字化人体男性、女性全身完整数据集。到2009年,完成了5例CVH数据集,还有2例CVH全身脏器分割数据集。2012年,在这个工作基础之上,创建了中华医学会数字医学分会,这也是个二级学科。当时张绍祥教授是学科带头人,也拿到了数字学分会的学术组委。2015年创建了国际期刊《Digital Medicine》国际刊物;2016年,组建国际数字医学学会。

构建冻库的主要原因要把包埋体变硬,用机床进行数控切割,然后拍照。大家知道软的东西在切割的时候容易形变,硬的结构就比较容易保持标本的原样。当时采集标本时是低温-25摄氏度,室外重庆40多度,当时做这场工作时冒着室内外60、70度的温差做的试验。

这个是原始断面图像,这个是所获取去掉背景的一个经视神经截取的横断面图象,这个是中国数字化人体的主要参数。参数当中的数据比较多,最重要层厚最薄可以达到0.1mm,分辨率大小可以到4064×2704,这个数据是在2002年、2003年所获取的,到现在为止有更好的相机,相信它的分辨率可以更高。因为当时在那个年代能买到的相机,又能耐低温,又不易损坏,又能获得高分辨率的相机的确不多,当时1100万像素的相机算是比较好的了。现在又有新的设备是登上月球所用的哈苏相机,像素分辨率达到6000万。

这个是根据刚才所获取的中国数字化人体数据集图像所三维重建的人体各大脏器结构。像刚才的数据集一个是层厚,每个像素大小可以到0.12mm,精准度远远高于目前的CT和磁共振数据。这个数据用于做解剖教学和解剖研究、临床都非常有用。当时也是靠这个数据,包括现在为止很多学生包括硕士生、博士生通过这个数据做了大量解剖学研究,发表了大量文章。

三维模型通过纹理切图获取到比较精致、美观人体的肌肉和骨骼的三维重建模型。这个是构建的人体喉部的三维重建模型,这个是人体肺的,这个结构相对比较老,像现在所做的肺分割三维重建可以到6级支气管,图片上所看到的可以达到4级,现在所构建的可以到6级支气管水平。

这些也是通过数据集开发的,基于校园网络版和单机版的一个数字化人体解剖学教学系统。学员可以随时随地的进行人体解剖学的学习和回顾。这是一个解剖教学系统,学员在单机版上通过触摸屏、轨迹球对人体解剖学结构进行任何的平移、拉伸。学员通过网络版可以在局域网里随时随地访问系统,进行数字化解剖学习。像这个软件销售比较好,到目前为止全国接近200家医学高校购买,这是数字化人体解剖教育系统的神经网部分,目前这套软件发展比较好,它的模块由系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学、解剖维客、视频动画的板块。

此外,还构建了数字解剖学教学实验室。像数字解剖的教学系统和教学实验室,目前广泛应用于本科生、硕士生的医学教育,获得了国家级的虚拟仿真教学实验中心。并开展了全国首届数字解剖教学实验班,获得了国家和重庆市一级的教学成果奖。

下面讲到数字化人体和数字医学,因为数字医学概念是从数字化人体概念衍生而来的。因为数字医学范围非常很大,我所讲的更多是贴近与数字化人体的数字医学研究部分。

这一块就是数字医学的概念,前面有很多专家老师已经提过了,在这儿不多说。这个是我们研究所做的肩袖间隙的三维可视化研究,这是比较难的结构,在磁共振上面非常难识别。我们拿数字化人体技术作为引导,辅助影像医生进行识别和培训。

这个通过中国数字化人体数字集进行了胃裸区及毗邻结构的三维可视化研究。发现在胸腹腔之间存在着各种的异常通道,然后就解释肿瘤的扩散路径。通过这个路径,发现胸腹腔里面存在着18个通道,也就揭示了重症的胃炎患者为什么从腹腔向胸腔蔓出。

此外,还构建了心脏高精度的三维可视化模型,构建的心脏瓣膜和心脏纤维骨架。还进行了多模态医学图像的配准和融合,比如说这个是数字化图像,这个是患者的磁共振图像,通过医学处理的办法,把数字人体进行形变、配准,让它与磁共振图像进行叠加,帮助个性化的病人图像上的结构识别。

这个是我们的重点研发计划,以前的863计划,把数字化人体数据集通过形变配准,与之病人个性化的CT、磁共振图像进行融合、配准。主要目的帮助低年资医生和年轻医生,进行靶区勾画。因为有些靶区结构在CT上不太好找,如果这样材质化,就帮助他们识别。

这个是3D打印的心胸外科肿瘤结构的模型,这个是与胸外科合作,切割除的肿瘤。还与旭东集团合作,构建了临床医学影像数据处理中心,把肿瘤进行可视化,在计算机上把肿瘤切除进行模拟,规划手术。

这是通过数据集构建人体的辐射模型,观察在手机场里面到底有哪些腺体受到手机辐射的影响。

这是构建的基底神经节组织图谱,这个采取是人脑结构,进行切片,最后形成染色,然后配准,所构建的三维数字化图谱。

这一块构建的男性、女性可形变的辐射吸收剂量计算模型,比如说模拟打手机、模拟坐姿等。

我们这个数据集多数情况下还是走院校的教学、科研、临床模式。毕竟研究所每年有课题考核、文章考核,研究所希望把数据在医学管理、医患教育、患者教育和医疗指导当中得到使用,这也是我们想看到的。

以上是研究所的成果简介,这是近三年的课题,包括面上项目和重大项目,和重大研究计划。这是负责组编的研究教材,像《数字学导论》也是研究所为第一主编发表。

张绍祥教授在中华医学会创建了数字学二级学科,这是我们科室的学科队伍建设,张绍祥教授担任两个国家一级二级的组委,创办了国际期刊,这就是会议相关的照片。

谢谢大家!

(责编:史雅乔、李昉)

分享让更多人看到

返回顶部