樸實的心聲

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碎屍萬段為哪般?

(2016-04-17 16:05:28) 下一個

古代最殘酷的死刑是淩遲,劊子手用小刀把受刑者的身體割成數百至數千塊,俗稱千刀萬剮。被淩遲者不但不能全屍,就連斬首分屍兩段亦不可得。淩遲早已被廢止,然而二十多年前,一群美國科學家卻突發奇想,要把死者的遺體“碎屍萬段”。

1989年美國國家醫學圖書館確立可視人計劃。該計劃應用信息技術,將死者遺體數以千計的橫斷麵,以電腦整合成立體結構圖像,從而為臨床醫學和生物學研究,提供形象真實的人體模型。可視人並不是真人,而是電腦合成的三維人體結構。科學家先選取一具屍體,將其冷凍,再用精密切削刀將屍體橫向切削成薄片,並用數碼相機和掃描儀對切麵拍照分析,之後將數據輸入電腦,由電腦合成三維立體的人體結構模型。

 

 

 

 

 

 

該計劃的第一步是取得合適的遺體。生於1954年的約瑟夫 傑尼甘(Joseph Jernigan),1981年在德克薩斯殺害了一位老翁,被稱為“冷麵殺手”獲判死刑。傑尼甘於1993年8月5日以毒物注射方式執行死刑,時年39歲。在牧師的感召下,他生前同意為科學研究和醫學用途捐獻遺體。

1994年,美國科羅拉多大學用傑尼甘的遺體,製成了世界上首例數字化可視人。傑尼甘的遺體被冷凍後切成薄片,切片厚度1毫米,共切了1878個橫斷麵。每切片一次,學者們就用數碼相機和掃描儀對切麵拍照,總數據量為15 GB。科學家們同時還采集了橫斷麵的磁共振影像(MRI)與計算機體層掃描(CT)影像。完成全部切片後,在電腦上將數據合成為三維立體人體。不過,這個世界首例男性可視人也存在不足之處。傑尼甘15歲時曾切除右睾丸,21歲時切除闌尾,38歲時拔過一顆牙齒,因而造成部分數據缺損。由於冷凍切片裝置不夠大,學者們不得不把屍體截成4段,造成3個橫斷麵的數據缺失。然而瑕不掩瑜,由傑尼甘遺體製成的世界首例數字化可視人,堪稱醫學史上一項劃時代創新。美國學者再接再厲,又於1995年製成第一套女性連續橫斷麵圖像,屍體為死於心肌梗塞的一位59歲白人女性。與男性可視人相比,女性可視人的切片厚度減小到0.33毫米,橫斷麵相應增加為5190個。

讀者可能會問:美國為什麽要耗費巨資,把人的遺體碎屍萬段,再製成數字化可視人?首先,可視人提供了係統、完整、細致的人體結構的基本數據和圖像資料,對醫學教學具有重要的推動作用。現有的解剖學知識是將人體剖切後進行觀察和測量得來的,其最大缺陷是缺乏器官和細微結構在人體三維空間中的準確定位和測量數據,而這恰恰是現代臨床診斷和治療最需要的。有了數字化可視人,檢索者可以觀察人體任意橫斷麵的MRI、CT掃描圖像和彩色光學照片。數字化可視人具有數據共享性,全世界學者都可以用來它進行研究。美國可視人已經簽訂了1600多個獲取數據集的授權合同,從高中到大學的解剖學課程都在使用這些圖像。

數字化可視人對臨床醫學,特別是顱底外科、耳鼻咽喉科、眼科顯微手術具有重要意義。現代外科學的發展趨勢是局域化、小型化和顯微化,一些細小血管和神經,由於顯微外科的發展變得重要了。例如顱底是生命中樞所在,解剖結構極為複雜,由於對微細結構了解不夠,顱底一直被視為手術禁區。數字化可視人提供了顱底細致而準確的結構圖像,為顱底顯微外科的開展創造了條件。數字化可視人還廣泛應用在與人體結構相關的領域,如新藥開發、航空、體育、汽車、建築、機電製造乃至影視製作。

美國可視人數據集是在白種人身上采集的。由於種族差異,白種可視人數據集不一定完全適用於黃種人。2002年,中國大陸報告了首例中國可視人,中國可視人是一具35歲男性屍體,身高170厘米,體重65千克,生前健康,沒有器質性病變或器官缺損。美國是將冷凍人體在常溫下切片,而中國則是將冷凍人體在攝氏零下25度的低溫下切片,這樣取得的數據更準確。中國可視人的切片厚度,在頭部和頸部為0.5毫米,其中解剖結構極為複雜的顱底部為0.1毫米,其他部位厚度為1.0 毫米,全身被切成2518片,斷麵圖像分辨率達630萬像素。

為了製作中國數字可視人,學者們建立了專門的低溫實驗室,其中的冷凍裝置重達5噸,裝有切削遺體用的立式數控銑床。屍體經血管灌注、明膠包埋處理後,放入攝氏零下70度的深低溫冰槽冰凍。屍體平時“站立”在冷凍室裏,需要切削時將其向上升起,在攝氏零下25度的低溫中,用數控銑床從頭到腳逐層切成薄片。每切一片,就用高清晰度數碼相機拍攝切麵。工作人員穿棉大衣戴毛皮帽,在零下25攝氏度的嚴寒中,分成四組每天連續二十小時不停機。經過三年多的艱苦努力,才最終得到整具屍體的連續橫斷麵。科學家再把人體模型數據輸入電腦分析,得到完整的人體結構數據集,最後在計算機上進行人體結構的三維重建和立體顯示。

回顧數字化可視人的製作,我們既感佩科學家的大膽創新與艱辛勞動,也感念捐獻遺體、促進科學發展造福人類的逝者。

(附圖均取自網絡)

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