“利用數字化人體的研究成果，結合大數據與人工智能，綜合在臨床醫(yī)學上的應用就使得疾病的診斷更準確，治療更精確�！�

——國際數字醫(yī)學學會主席張紹祥

張紹祥：第三軍醫(yī)大學前副校長、數字醫(yī)學教研室主任、教授、博士生導師、少將軍銜�，F任國際數字醫(yī)學學會（ISDM）主席、中國解剖學會理事長、中華醫(yī)學會數字醫(yī)學分會名譽主任委員。

16年前，數字醫(yī)療還是個鮮有人知的概念時，張紹祥教授就在中國數字人體研究學科帶頭人鐘世鎮(zhèn)院士引領下研究“數字虛擬人”。

“數字虛擬人”指的是人體的數據集，數據的采集必須要來自真實的人體，并利用機床將人體切成0．1－0．2毫米的切片，再通過數碼掃描設備對切片拍照分析，然后將獲取的數據，再利用電腦三維重建的方式，還原人體完整的結構信息。

2007年的時候，張紹祥教授掛帥的中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學“數字化可視人體研究課題組”，完成以完整的中國人體解剖斷層數據為依據重建的數字化人體解剖產品，其中包含男女兩套完整人體斷層圖像數據，并具備典型的中國人體質特征。

中國是美、韓之后，全球第三個研究“人體可視化”的國家。截至目前，中國也是數字化人體成果中數據集最多（已有10余例數字化人體數據集，美韓目前僅完成兩例）、質量最高、應用最好的國家。

“全國數字醫(yī)學學會成立以來發(fā)展非常迅速，特別是在科學研究和臨床應用兩個方面。”張紹祥教授告訴《多肽鏈》，數字醫(yī)學技術正在改變著傳統(tǒng)疾病二維診療模式。

以數字化人體研究為引導的數字醫(yī)學能為患者帶來更加微創(chuàng)、精準、安全的醫(yī)療體驗。尤其是三維可視化、3D打印、大數據及人工智能等多種數字化手段，不斷在醫(yī)學研究方面取得進展。如在3D打印骨科復雜畸形的矯治等領域，中國處于世界前列。

2016年，國際數字醫(yī)學學會（ISDM）在南京成立，張紹祥教授被推舉為首屆學會主席。這也標志著在國際數字醫(yī)學領域，中國作為引領者的地位獲得世界范圍內的認同。

“數字虛擬人”的臨床價值

數字醫(yī)療在臨床手術中，首先能夠在可視化的系統(tǒng)上建立實體的模型和框架。把患者的影像資料和數字人體的資料進行融合，就可以準確看到病灶周圍的人體解剖結構。

因此，用數字醫(yī)學手段來解決肝癌、胰腺癌、頭部腫瘤的診斷與臨床治療等方面，可以幫助醫(yī)生對患者制定出更為準確的手術方案，使術后結果更確定，避免手術誤判。

“等于在計算機上建立立體的人體模型中，實際做一遍手術。如果病情極為復雜，我們也更可以通過硅膠等物質進行3D模型打印，在情況一樣的部位同樣做一臺手術�！�

張紹祥告訴《多肽鏈》，這套數字化人體的操作系統(tǒng)已經在臨床上開始應用并取得了明顯的效果�！耙郧安桓仪械哪[瘤現在可以切了，不敢打開的手術禁區(qū)，通過可視化的辦法打開了”。

比如，肝癌手術，在肝切除之前通過病人的圖像數據進行三維重建，再跟“數字虛擬人”（正常的數字化人體數據）進行比較，能使影像顯示不清楚的地方得以補充。

因此，醫(yī)生就能在臨床的術前討論、制定更完善的手術方案上，真正做到心里有“數”。

當然，“數字虛擬人”臨床應用的基礎是足夠量級的數據采集。人體本身就是個大數據中心，內部結構非常復雜，研究過程中要做成一萬多個切片，而且均為圖像數據。

上萬份切片的圖像數據組合起來相當與一個T級以上的數據容量，才有可能完成單個人體的數據采集。并且隨著數據量越龐大，所分析的內部結構就越細致，這對于臨床指導才能更精確。

雖然，“數字虛擬人”最難的是在數據收集上，但若數據積累到一定量級，那么其應用成本就會大大降低，而醫(yī)生臨床手術成功率就會越高。

“目前，中國與國際相應的研究處于同一水平線上，但在部分領域，我們將會從并跑到領跑，因為我們的醫(yī)生多、病例多，這為我們的科研提供了一個很好的空間”，張紹祥說。

可視見的腫瘤邊界

在醫(yī)療領域，3D成像技術能為醫(yī)生實現3D人體器官可視化，輔助解決復雜的診斷難題。

3D成像技術通過對物體進行三維掃描、電腦建模和渲染后，即可通過鏡片、虛擬頭盔等媒介呈現出三維虛擬圖像。

相比平面投影成像，3D成像技術能呈現更全面的物體，與三維成像產生交互體驗，進而更好的協助醫(yī)生進行診斷。

“以精準放療舉例，當前在臨床上腫瘤的放射治療當中存在的主要問題是，勾畫放療計劃的靶區(qū)，勾畫的過程中可能醫(yī)生不了解其內部解剖結構，使其勾畫不夠準確；勾畫放射靶區(qū)是一項非常費神的工作，若醫(yī)生精力不濟勾畫錯誤，最終治療的效果就會受到影響�！�

在張紹祥看來，若對這些部位通過三維重建、圖像識別、靶區(qū)自動跟蹤，最終進行靶區(qū)的勾畫，然后來進行腫瘤放療計劃的制定，那么效果就會大為改進。

通過對以前成百上千套數據進行分析和學習獲得的大數據，來提高靶區(qū)勾畫的效率，校正靶區(qū)的信息，最終通過臨床勾畫以后，能夠在可視化的狀態(tài)下立體呈現腫瘤的邊界。

進而，在制定放療計劃的時候，按照腫瘤外形邊界的大小來調整腫瘤放射的范圍，在不同的角度射線通過一系列技術能夠使得出來的放射線照射劑量，腫瘤中心部位最高，邊緣部分最少，最后達到最大的正常結構的保護，最大劑量靶區(qū)的照射以達到最佳治療效果。

此外，在患者數據采集上，其實僅需要CT與磁共振的成像以及臨床的數據導入到數字人體的可視化三維立體系統(tǒng)中，然后把病人局部的CT圖像跟正常人體的模型進行融合，找出腫瘤所在的部位以及周圍器官的解剖關系，就能得出一個清晰的視圖。

此項應用對于精準醫(yī)療起到大大推進作用，因為醫(yī)學的精準程度代表著技術能力，人體分析越精準，就能讓臨床手術的成功率提高。

張紹祥篤定隨著3D成像技術的成熟應用以及數字醫(yī)學創(chuàng)新發(fā)展，將會為人類醫(yī)療技術帶來革命性的變化。

本文為多肽鏈｜多肽學社原創(chuàng)

作者｜叢名龍