丁文龍
(上海交通大學醫(yī)學院,上海 200025)
2021年底,收到我國著名斷層影像解剖學專家劉樹偉教授贈送的巨著—《數字人連續(xù)橫斷層解剖學彩色圖譜》,甚為欣喜。受其囑托寫篇書評,應允之后,恐負重托。近日,研讀之余,略有心得,權當評述,難免以偏概全。
劉樹偉教授總主編的《數字人連續(xù)橫斷層解剖學彩色圖譜》正式出版,揭示了我國的人體標本數字斷層彩色圖像已達國際領先水平。
將《數字人連續(xù)橫斷層解剖學彩色圖譜》稱為巨著,是因為劉樹偉教授團隊歷時5年,共銑削了6具人體標本,選擇其中2具的斷層圖像匯制成這套圖譜。圖譜分為頭頸部、胸部、腹部、盆部與會陰、上肢和下肢6個分冊,插圖共4 519幅(含斷層標本彩色插圖917幅、螺旋CT插圖1 753幅、MR插圖1 841幅、其他插圖8幅),文字約170萬字。這套圖譜標注細、結構全,依據《中國解剖學名詞》對5 000多個解剖結構進行了漢、英文標注[1],如:腦部結構標注到了大腦溝回、神經核團;肺、肝等標注到了亞段級結構;心包腔、胸膜腔、腹膜腔等作了連續(xù)追蹤觀察。每幅插圖的標注結構基本超過40個,且每隔10 mm的斷層間隔就小結重要結構、斷層解剖的特點、斷面數值和臨床應用意義等,理論聯系實際,大大增加了科學理論價值,不僅可適應基礎研究和教學的需求,也提高了臨床的實用性,擴大了讀者面,成為解剖學工作者案頭樂見的工具書、臨床工作者不可或缺的閱片指南(圖1)。
圖1 斷層標本與CT、MR圖像的標注對照及小結
稱其國際領先是因為這套圖譜的斷層圖像分辨率為16 000像素×26 000像素,分辨率高,為當今國際上最高分辨率的人體標本斷層圖像。而且在動脈和靜脈中灌注了顏料,使小血管得以清晰顯示,有利于臨床影像診斷、外科治療和手術借鑒,精細化圖譜服務于臨床精準治療,提升了這套圖譜的臨床適用性。同時,這套圖譜的CT、MR圖像層厚為2 mm,與0.1 mm層厚的斷層標本良好契合,便于CT、MR圖像與斷層標本對照閱讀[1]。在圖譜中將標本斷層與活體CT、MR圖像匹配非常難得,因為來自不同個體,人體標本斷層與活體CT、MR圖像的匹配極其困難,在毫米級的層厚上三者間的匹配更是難上加難。因此,國內外人體斷層解剖學圖譜往往不配CT、MR圖像。但這套圖譜的編者邀請了十幾名志愿者參與CT、MR配圖,使圖譜中標本斷層與活體CT、MR圖像良好匹配,明顯提高了這套圖譜的科學性、先進性、可讀性和臨床實用價值,可堪稱“解剖學與影像學結合”的典范。
為了方便讀者學習,這套圖譜注重將具體知識總結提升為解剖學理論,每一斷層均有概要性文字,每隔10 mm的斷層間隔就小結重要斷層解剖結構的特點、斷面數值。不僅描述了斷層結構的整體配布規(guī)律,還討論了關鍵結構的斷面形態(tài)變化、大小、位置、毗鄰、分區(qū)、發(fā)育、變異、影像學特征、生理功能、臨床診斷和治療意義等,使之在原本看似孤立的形態(tài)中尋找歸納出結構之間的內在聯系和規(guī)律性,總結升華為斷層解剖學理論,并努力使其通俗易懂,易于學習理解和臨床應用,使基礎研究與臨床應用緊密結合。標注關鍵結構的選擇以臨床需求為原則,具體內容強調結合臨床診斷、治療技術發(fā)展而討論解剖結構在臨床影像學診斷、介入治療和外科手術中的應用,也凸顯了解剖學是醫(yī)學的基石[2]。
利用人體斷面制作斷層解剖學圖譜在國外和國內已有先例[3,4],但斷面間距均較厚,因此已不能滿足當今數字人研究和臨床CT、MR圖像診斷的需求,亟需層厚在毫米級的薄層連續(xù)人體斷層解剖學圖譜的問世。這套人體標本連續(xù)斷層彩色圖像源自數字人研究。劉樹偉教授團隊改進了數控冷凍銑削技術,使用了大型龍門刨床,改革了切削刀具和切削工藝,使用LED光源和線陣掃描式相機攝影,獲得了0.1 mm層厚的真彩色人體標本斷層圖像。亞毫米級的斷層薄、精度高,不僅分辨率高,而且較好地保留了標本原始色彩,達到了同類圖譜的國際領先水平。這套圖譜走出了“醫(yī)工結合”的新路。
進入21世紀以來,醫(yī)學影像技術迅速發(fā)展,掃描層厚越來越薄,圖像分辨率不斷提高,所顯示的微小解剖結構也越來越豐富,亟需與之相適應的人體斷層解剖學圖譜為其提供解剖學基礎和形態(tài)學支撐。在我國數字解剖學創(chuàng)始人鐘世鎮(zhèn)院士和代表性人物張紹祥教授等的引領下,我國數字解剖學研究蓬勃發(fā)展。2001年11月,以“中國數字化虛擬人體的科技問題”為主題的第174次“香山科學會議”,成為科學技術推動我國數字化虛擬人體建設的起點[5]。沐浴在國家高度重視大數據及數字化虛擬人體建設的春風里,劉樹偉教授在山東大學先后創(chuàng)建了山東大學斷層影像解剖學研究中心、數字人研究院,還與山東數字人科技股份有限公司合作,形成了一支“醫(yī)工結合”、“解剖與影像結合”和“校企合作”的科研團隊;承擔了一批國家級科研項目,在國內外雜志上發(fā)表了400余篇論文,在斷層解剖學和數字解剖學方面2次獲得國家級教學成果獎,獲多項省部級科技進步獎,開發(fā)的“中國數字人解剖系統(tǒng)”軟件和“人體斷層標本模型”不僅在國內院校中廣泛使用,而且還走向世界,為我國斷層影像解剖學和數字醫(yī)學的發(fā)展做出了重要貢獻。這套圖譜是這種合作的突出代表,展示了當今斷層影像解剖學的發(fā)展前沿,使斷層影像解剖學更上一層樓,不僅提高了我國斷層解剖學學科的整體水平,也將有助于提高CT、MR臨床診斷水平,并產生積極的社會效益和經濟效益。
在解剖學這門古老而又經典的學科中如何拓展發(fā)展方向和新的領域、探尋新的研究路徑,一直是解剖學工作者思考和探索的問題。這套圖譜的出版,給我們帶來了許多啟示、展望和遐想。
《數字人連續(xù)橫斷層解剖學彩色圖譜》毋庸置疑是具有里程碑意義的巨著,也希望在可期的未來有數字人連續(xù)矢狀斷層和冠狀斷層的解剖學彩色圖譜面世。