一顆單細胞的受精卵，經(jīng)過56天細胞增殖、分化、類聚、組織分化等細胞生物學過程，形成了人體的各種器官原基，具備了人體的結構雛形，并初具人體外形。這一過程是如何發(fā)生的?如果形象地展現(xiàn)出這一胚胎發(fā)育過程?

在濟南高新區(qū)天辰路1188號，山東數(shù)字人科技股份有限公司(以下簡稱“數(shù)字人公司”)研發(fā)的“人體胚胎學虛擬仿真教學系統(tǒng)”實現(xiàn)了上述效果。近日，山東省工業(yè)和信息化廳公布2021年山東創(chuàng)新工業(yè)產(chǎn)品名單，數(shù)字人公司的“數(shù)字人解剖/臨床手術規(guī)劃系統(tǒng)”榜上有名。

這是一套什么樣的系統(tǒng)?

將人體“數(shù)字化”，中國技術改寫歷史

所謂“數(shù)字人”，是指將人體的組織形態(tài)結構、物理、生理功能實現(xiàn)數(shù)字化，從而能夠在計算機上任意觀察人體的組織形態(tài)結構，相當于人體的“活地圖”。

科技日報記者了解到，將數(shù)字人體技術廣泛應用于教學和臨床，長期以來，該技術為國外壟斷。如今，上述系統(tǒng)改寫了歷史。

在數(shù)字人公司，技術人員向拜訪者展示了中國最先進的高清“數(shù)字人”解剖教學系統(tǒng)，用手輕輕一劃屏幕，就可以得到清晰、逼真、任意角度的人體橫斷面組織結構，每個人體的小“零件”都可以拆分組合，復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡、血脈網(wǎng)絡變得非常清晰。

數(shù)字人公司營銷總監(jiān)米澤向記者介紹：“這一代的高清‘數(shù)字人’項目，我們的采集精度就達到了12億像素的這樣的一個概念。那么也就是說我們?nèi)梭w每0.1毫米一層去采集，就是1毫米采集10層人體的橫斷面的數(shù)據(jù)，那么假如說一個人1米7的話，就要采集17000層，那么每一層數(shù)據(jù)量都是一個十分龐大的概念。”

對于上述系統(tǒng)，外界并不陌生。

兩年前，在教育部“六卓越一拔尖”計劃2.0啟動大會上，由山東大學、陸軍軍醫(yī)大學和山東數(shù)字人科技股份有限公司聯(lián)合完成的“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”作為新醫(yī)科建設成果在大會現(xiàn)場隆重展出。

據(jù)中國解剖學會副理事長、山東大學數(shù)字人研究院院長劉樹偉教授介紹，這套“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”以真實中國人體斷層影像數(shù)據(jù)為依據(jù)研發(fā)而成，分為系統(tǒng)解剖學、局部解剖學、斷層解剖學、解剖學微課和自主學習五個模塊，實現(xiàn)了現(xiàn)實與虛擬的對比結合，可對人體9大系統(tǒng)5000多個解剖結構進行斷層和三維觀察，極大地方便了教師進行數(shù)字化授課和學生課前、課中、課后自主學習，引領了人體解剖學教學改革乃至醫(yī)學教育信息化的發(fā)展方向。

產(chǎn)學研合作書寫經(jīng)典案例，“數(shù)字人”欲走向全球

數(shù)字人公司及其“拳頭產(chǎn)品”的成長壯大，是產(chǎn)學研合力的結果。

據(jù)了解，數(shù)字人公司是一家專注于數(shù)字醫(yī)學領域的軟件開發(fā)企業(yè)，利用自身在斷層圖像分割、三維重建與可視化處理、系統(tǒng)應用開發(fā)等方面的技術創(chuàng)新和積累，從事“數(shù)字人體技術”的研發(fā)及應用推廣。

2015年，數(shù)字人公司獲得500萬元山東省重大專項資金的支持，與山東大學共建了數(shù)據(jù)采集實驗室，除“數(shù)字人”解剖教學系統(tǒng)外，還研發(fā)出“數(shù)字人臨床手術規(guī)劃系統(tǒng)”、“數(shù)字人虛擬仿真教育系統(tǒng)”等系列創(chuàng)新性產(chǎn)品。同時，利用VR技術、3D打印技術和光電技術衍生出了更多配套產(chǎn)品。

記者了解到，在打破了國外壟斷之后，這套高清“數(shù)字人”系統(tǒng)開始走向國際市場，今年將在北美、北歐、中亞、東亞等區(qū)域實現(xiàn)布局。

據(jù)介紹，中國在2001年立項“數(shù)字人”項目，中科院聯(lián)合眾多國內(nèi)頂尖醫(yī)學院校共同技術攻關。數(shù)字人公司在2008年加入研發(fā)團隊，承擔中國“數(shù)字人”的三維重建，于2015年開發(fā)出中國“數(shù)字人”解剖教學系統(tǒng)，打破國外“數(shù)字人”技術壟斷。產(chǎn)品一經(jīng)面世，就在全國400多家醫(yī)學院校和醫(yī)師培訓中心得到應用。

在進行人體解剖結構的時候，通過高清數(shù)字人身上就完全可以去進行虛擬的解剖學習了，做虛擬的手術訓練，這樣可以更加精準地去培訓臨床的醫(yī)生。

面對未來，數(shù)字人公司創(chuàng)始人徐以發(fā)表示，我們將繼續(xù)按照數(shù)據(jù)創(chuàng)新加技術創(chuàng)新的雙驅動模式，建立一套從正常人到各種疾病，從成人到兒童到胚胎，以及從解剖結構到影響結構的這么一套人體大的數(shù)據(jù)庫，真正地實現(xiàn)“數(shù)字人”的可視化、物理化、生物化和智能化。(記者 王延斌 通訊員 田珊)