1“虚拟人体”数字化微澜
近１０年来，以美国为主导的几个具有国际影响的人体模型、人体信息数字化研究计划，引起了世界范围的广泛关注和积极参与。
其中，最引人注目的有可视人体、数字化人体、虚拟人体３个项目，它们统称为“数字化虚拟人体计划”。
“数字化虚拟人体计划”研究的目标，是通过人体从微观到宏观结构与机能的数字化、可视化，进而完整地描述基因、蛋白质、细胞、组织以至器官的形态与功能，最终达到人体信息的整体精确模拟。
“数字化虚拟人体计划”据认为是有史以来最雄心勃勃的研究计划，是２１世纪科技发展新的制高点。
2“虚拟人体”数字化波涛
早在１９８９年，美国国立医学图书馆即建立起采集人体横断面ＣＴ、磁共振ＭＲＩ与组织学数据平台，为大规模利用计算机图像重构技术建造虚拟人体作准备。这一项目称之为可视人体项目。
可视人体项目侧重人体结构的数字化研究以及相关知识库的建立。
１９９１年和１９９４年，负责该项目实施的科罗拉多大学分别选择了男、女各一个活体作为研究载体。其中男的身高１８２米；女的身高１５４米。就在他们死了以后，研究人员立即用ＣＴ和ＭＲＩ作了轴向扫描：男的扫描间距为１毫米，共１８７８个断面；女的间距０３３毫米，共５１８９个断面。接着研究人员将尸体填充蓝色乳胶并裹以明胶冰冻至摄氏负８０度，再以同样的间距对尸体作组织切片摄影。这些数据称为ＶＨＰ数据集。
ＶＨＰ数据集的立项、实施和开发具有重大意义。它在医学史上属首创，从根本上改变了医学可视化模式，为计算机图像处理和虚拟现实进入医学领域开启了大门，使走向成熟的三维重构图像处理技术以空前的速度普及。利用这个数据集，可创立虚拟解剖学、横断面解剖学、纵剖面解剖学、斜剖面解剖学以及一系列医学临床、教学和研究的虚拟模拟，可谓信息技术和医学结合的重大创新工程。
１９９９年１０月，美国橡树岭国家实验室一批着名科学家和政府官员向美国国家科学院以及国会正式递交“虚拟人体计划”报告。国防部非致命武器委员会积极支持该项目。
“虚拟人体”主要是利用ＶＨＰ数据进行人体机能模拟。目前这项模拟研究主要在器官层面。
“虚拟人体”研究将数据、生物物理和其他模型以及高级计算法整合成一个研究环境，然后在这种环境中观察人体对外界刺激的反应。这项研究的范围已远远超出ＶＨＰ的解剖可视化范围。
在这项研究中，科学家将物理学（例如组织的电和力学属性）与生物学（生理和生化信息）结合并构筑一个平台，观察人体对各种外界刺激（生理、生物化学乃至心理学）的反应。“虚拟人体计划”的研究成果，将使人体健康信息的储存发生根本性改变。
２００１年５月，美国科学家联盟提出数字化人体项目，拟建造最完整的数字人体信息库。
“数字化人体”总框架包含ＶＨＰ数据集和辅助数据集（ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ、常规放射学和解剖学）、虚拟人体的层次、疾病和综合征的临床信息基础、相关的医学学科（胚胎学、人体解剖学、显微和亚显微解剖学、生理学、生物化学），以及不断扩展的工具和产品。
美国在“数字化虚拟人体计划”中显露出野心：即将“数字化虚拟人体计划”与“人类基因组计划”研究结果结合，力图保持未来５０年美国在生物学、医学、军事等一系列领域的领先地位。
3“虚拟人体”数字化逐浪
目前，德、英、法等国也已经开始“数字化虚拟人体”研究，但侧重点不同。
英国侧重研究虚拟人模拟药物在人体中的作用机制。这样做一方面可缩短从实验室到动物到人再到临床应用的时间；另一方面还可取代人体药物初测，避免药物对人体造成的可能性损害。但该项研究囿于可视人体数据集的数据来自白种人，故许多方面不能体现亚洲人的特点。
亚洲一些国家则积极开展基于亚洲黄种人的可视人体计划。
２００１年１月，韩国雄心勃勃地开始了“可视化韩国人计划”。其目标是完整获取ＣＴ、ＭＲＩ断层扫描及０２毫米精度的组织切片数据。
该计划准备用５年时间，完成４个人体的测试。目前该国已经完成一个人体测试，其数据量为２１０ＧＢ。这是世界上第二例尝试，也是东方第一例有关人种特征的人体数据采集。
日本２００１年启动了为期１０年的人体测量国家数据库建造计划。这项计划拟于２０１０年完成７～９０岁３４０００人１７８个人体部位的测定，制定出日本人的人体标准数据。这项研究将在日本工业众多需要人体数据的领域产生深远影响。
目前，日本京华医科大学利用ＣＴ和ＭＲＩ影像技术建造了“日本可视人”。
4“虚拟中国人”搏击数字化
构造“虚拟人”的数据来源于自然人，因而“虚拟人”具有民族、区域等特征。
东方人的特点明显地与欧美人不同，而现在所用许多标准均引自欧美人数据，因而作为人口占全球总人口１／４的我国，建立具有中国人种特征的三维数字化人体模型，具有重要意义。
２００１年１１月，我国科技专家在第１７４次香山科学会议上集中研讨了“中国数字化虚拟人体”课题。
２００２年６月，我国科学家提议国家正式立项“数字化虚拟人体”研究项目“虚拟中国人计划”。
“虚拟中国人计划”利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出“虚拟人”，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。
该研究项目由中科院、清华大学、北京大学联合发起，两院院士吴阶平为第一建议人。
“虚拟中国人”研究由３部分组成：虚拟解剖人、虚拟物理人和虚拟生理人。目前，该项目前期平台软件已经搭建成功，并开始在北京一些医院的辅助诊断及手术中付诸应用。下一步，我国科学家将选择具有中国人种代表性的样本采集数据，建立人体形态与功能信息资源库，形成具有中国人种特征，同样也具有东方人种特征的完整人体标准数据“数字化虚拟人体”。
“虚拟中国人”有着广泛的应用前景：可为医学研究、教学与临床提供形象而真实的模型，为疾病诊断、新药和新医疗手段的开发提供参考。科学家们对此评价甚高，认为这是一项与我国建造原子弹和氢弹一样具有划时代意义的基础研究工作。
“虚拟中国人计划”既是一项具有战略意义的科学研究计划，又是一项规模庞大而复杂的系统工程，它涉及新世纪众多学科的前沿技术，反映国家的综合实力。
作为国家计划，我国“数字化虚拟人体”研究虽然尚未启动，但国内研究机构已对国际相关领域作了长时间跟踪，掌握了大量信息，有了相当的技术基础和技术储备。我国利用国际公开的标本和数据资源，正在进行包括人体组织器官、三维血管模型制备、图形图像处理、三维重构、大规模数据集的虚拟现实漫游，人体器官功能的模拟以及人体标准数据的统计规范。
从上世纪９０年代起，我国科学计算可视化研究已经取得重大进展，医学图像达到国际水平。此外，我国超级计算机研制也进入世界先进行列。
专家预测，我国第一代“数字化虚拟人体”可望与“洋人版”媲美！
迄今，医生判断病人的病变位置、程度及预后，需依靠二维平面医学影像资料及相关检查演绎成立体全息形态，才能进行有效的手术或其他治疗；需依靠静态或阶段性检验数据和复诊，决定用药剂量、时间及停药等治疗对策。而在医学科学技术或新药研制方面，医学研究者更需通过动物实验、志愿者或小样本临床验证，才能扩大到人群应用。“虚拟中国人”能让这种耗神费时、纷繁复杂的程序在“模型”上预演，从而降低风险并提高科研与医疗质量。
“数字化虚拟人体”还可广泛用于生物、航空、汽车、建筑、服装、家具、国防等领域。例如，开发人体的模拟替身，应用于车辆安全、环境暴露以及极端环境下的效果等。今后，培训宇航员也可利用“数字化虚拟人体”系统。只要输入候选宇航员的生理数据，将其置于太空环境中就能知道这名候选宇航员会产生的太空反应。
有关专家建议，“虚拟中国人计划”可联合韩国、日本等亚洲地区的研究力量，成立亚洲虚拟人体合作团体；同时与国际研究团体及机构建立合作关系，促进学术交流和研究进展。
