數字腎及其應用展望

孫圣坤 王威 陳光富 張旭

1中國人民解放軍總醫院泌尿外科 100853 北京

數字醫學是醫學與信息科學相結合的前沿交叉學科，美國可視人項目(Visible Human Project, VHP)于1994年和1995年分別完成男、女兩個人體數字化數據集，開創了數字解剖學和數字化虛擬人體的新時代[1, 2]。國內第三軍醫大學(現陸軍醫科大學)以及南方醫科大學在2003年左右完成了中國數字人女1號、男1號，已完成8套能代表中華民族特色的數據集[3, 4]。

歐美等國在數字醫學研究方面起步較早，并在肝膽外科等領域進行了臨床應用研究。1991年Soyer等[5]報道了利用三維重建技術成功地確定肝段和亞肝段解剖，并進行肝轉移性癌術前肝段定位的臨床研究，1998年即開始了虛擬現實技術模擬肝臟外科手術，通過術前三維重建，成功模擬了腹腔鏡肝葉切除并與真實手術高度相似[6, 7]。2001年Hohne等[8]報告了利用可視化人體數據建立人體內部器官模型的方法，Shin等[9]利用韓國數字人體數據重建了肝臟表面模型。國內方馳華等在中國數字人研究基礎上，利用醫學圖像三維可視化系統進行三維重建，將其導入虛擬手術系統中，并利用仿真手術器械進行腹腔鏡膽囊結石、半肝切除、活體腎移植等仿真手術，提高了手術成功率，降低了手術風險[10～12]。

但數字醫學在腎臟外科的研究應用較少。從信息學角度分析，腎臟具有以下特點：①在內臟器官中，腎臟是為數不多的具有剛性特征的器官。大部分人體內臟器官如心、肝、肺、胃腸等，均為非剛性器官，受到外力作用時容易產生局部變形和移動，而腎臟質地相對較硬，即使在外力作用下也會保持外形的穩定，因此根據影像學建立的虛擬腎臟模型能反應腎臟的真實情況；……