《人体博物馆》
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欢迎大家来参观南方医科大学人体解剖博物馆。
这个人体解剖博物馆称得上南方医科大学的一张名片,一个门面。
从1978年建馆之初迎来第一个标本,到如今人体博物馆已经35岁了,馆藏铸型标本已发展到2600多件。
这些珍贵标本由管道铸型技术制作,其数量之多、工艺之精细使得这座博物馆成为世界三大人体博物馆之一。
另外,这个博物馆还研究数字人、虚拟人,并且成功将这些技术应用于我国航天事业的研究,所以才有这个中国航天中心捐赠的一个大屏幕。
这项科研成果亦获得国家科技进步二等奖。
“南方医科大学人体博物馆”这几个字由中山大学原校长、广东省卫生厅厅长姚志斌题词。
博物馆建馆面积有1700多平米,其中专业馆800多平米,科普馆900多平米。
专业馆是专业学生学习的基地,把教室、实验室、博物馆三者结合进行教学。
科普馆由广州市科信局投资100万。
这里的标本按照人体器官系统顺序摆放。
科普馆作为广州市科普教育基地,承担广州市科普教育任务。
大家现在所在的位置是数字人体/数字医学体验区。
别小看这个电脑,数字人的信息全都储存在里面,在电脑上您可以个性化了解您想要知道的知识。
上面这张图片为我校解剖教研室2004年转制前的全家福,下面这张照片是转制后的。
这位老人就是钟世镇院士,他是这个博物馆的创始人,今年已经88岁了,还工作在第一线。
在钟世镇院士的领导下,我们整个团队做了很多工作,才渐渐有了今天的成就。
现在我们进入了专业馆。
专业馆中的标本犹如工艺品,不仅不会让人感觉不舒服,还会给人带来享受。
标本真真假假都有。
这些模型采用真实骨架,例如这个颅骨。
血管是注入硅胶制成,也就是假的。
硅胶的颜色是硅胶处于液体状态时加入的,红色的是加入了朱砂,代表动脉;蓝色的是油彩,代表静脉。
我们给硅胶加压从血管口注入后,硅胶在血管中循行,凝固之后,将皮肤、肌肉、骨骼甚至血管壁都用酸腐蚀掉,只剩下硅胶组织,这样才能更好地显示复杂血管的走向。
对于带骨的标本,不能采用上述方法(因为酸会腐蚀骨,破坏解剖结构和美观)而采用自然腐蚀的方法,这需要很长的时间。
我们所陈列的标本都是经过精挑细选的,例如这个颅骨标本,把颅内外血管都充分表现了出来,是这个展柜的精品。
下面我们来看一下这个展柜。
在解剖课上我们学过,大脑动脉环是由基底动脉,前后交通动脉,大脑前后动脉,颈内动脉末端围成的不规则七边形。
颈内动脉两侧血一般是不通的,当一侧受阻时另一侧代偿循环。
如果一个人的颈内动脉一侧发育不良,健侧受阻,那么就会造成大脑缺血缺氧,损伤内囊。
钟院士的第一个博士后发现人群中97%的大脑动脉环是完整的,其中15%为不规则环。
很多人的大脑动
脉环互不相同,和解剖书上描述的不一样,因为书上描述的是统计学的内容。
因此,他决定探究这个内容。
最早做的这些标本主要用于教学,因为可以把人体血管展示出来,即使再好
的彩色图片也是二维的,不能把毗邻关系展示出来,而这些标本可以。
管道铸型技术配方获得国家专利,管道铸型技术在2000年获得国家科技技术二等奖,而在当时一等奖是空缺的。
现在我们看到的是人体肺脏,肺脏是人体呼吸器官。
标本有三个颜色,红色、蓝色和白色。
红色的是动脉,蓝色的是静脉,白色的就是气管。
而我们看到的其他不同颜色则表示不同的肺叶分段。
不同肺段的血管用不同的颜色来标注,这样能展现出某一段血管的血供范围,这对血供的学习是非常有帮助的。
对于外科医生来说,当肺发生病变,某一段某一叶需要切除,就可以参考这一血供标本对病人的血管做一个结扎,非常的方便。
这是一个肝脏标本,肝脏是非常重要的器官。
这个标本所用的材料与之前说的硅胶是不同的,它用的是口腔科镶牙用的牙托本。
我们用硅胶来填充标本,它能够反映血管的柔韧性,但是对于细小血管的硬度表现就差了一些,所以我们现在用牙托本,就能够将细小血管的硬度给表现出来。
这个标本既有实体肝脏的轮廓,也有内部血管分布的情况,是用雕刻技术做出来的。
这种雕刻技术做出来的标本对于外科医生有很大帮助。
因为外界认为解剖是一个夕阳学科,是没落的学科,已经没有发展空间,但是在钟院士的带领下,我们开辟了新的领域——临床解剖学,即临床医生需要什么,我们就做什么,然后在临床上验证。
如果没有成功,那接着再来实验。
如果临床实验成功了,合适了,我们就将之推广,服务大众。
在外科手术中,手术部位有相对的安全区,有相对的危险区,相对的禁区。
在禁区有一些手术是很危险的,不能做的。
通过标本提供的参考,原来不能做的手术可以通过变通成功实施,这就是这些标本和我们这些技术手段乃至临床解剖学的非常大的成功。
这个是人体肾脏标本,肾脏是人体泌尿器官。
媒体对这样的标本会非常的感兴趣,会觉得灌到这么细的血管可以说是巧夺天工。
而旁边这几个对于我们医学生学习已经足够了。
黄色代表肾小盏、肾大盏、肾盂,红色代表肾里面的肾段血管,所以血管跟肾小盏、肾大盏、肾盂之间的毗邻关系非常清楚。
为什么会有这样的标本的区别,能灌注到这么细小的血管里面去。
这取决于我们灌注材料颗粒的大小。
我们把非常细的灌注材料进行过滤,在适当的压力下它就能够灌注到非常细小的血管中。
这是一个多囊肾,肾结石的标本,是一个病理性的标本。
黄色模拟的就是肾结石,红色为动脉,蓝色为静脉,可以看到整个肾被结石已经撑得很大了。
那后面我们看这是什么?上肢?非常对。
因为我们是医学生,我们要用医学术语,没有医学背景的人可能会说手、胳膊,但是作为医学生,我们要说上肢。
这些标本中有一些颜色已经非常灰暗了,有一些颜色非常地亮。
灰暗是因为它已经存在很多年了,我们用的很多的教材、图谱都是用它来拍摄的。
这个标本我们一直没换掉是因为有些人看到书以后都能在我们博物馆里找到这个模板。
这些清亮的标本是我们09年、10年陆续补充进来的一些新做的标本。
我们都知道广州周边的小厂子很多,像番禺、中山等等,有时候为了赶工期他们可能会加班,在加班的时候有可能会疲劳作业,在疲劳作业的时候就有可能会受伤,有的时候手指受伤了,手掌受伤了,甚至上肢、胳膊、前臂都会受伤,会断掉。
那如果四肢断了,就不仅要把骨头接起来,把肌肉接起来,同时要把血管吻合,这样才有血供,断肢才能存活。
所以广东珠三角区域的显微外科可以说在国内是发展地非常好的,而中国的显微外科在世界上有一席之地实际上跟这个铸型标本是分不开的。
被誉为手外科之父的陈中伟院士跟钟院士是很好的朋友,他们在年轻时经常会有一些学习班或者一些讲座,钟老师就拿一些基础性的东西来讲,陈老师就会模拟手术,一起来做这样一个工作。
所以业内一直延续了这种有人讲有人手术这种办会的模式或者学习班的模式。
陈院士给钟院士的一个评价就是:虽然他没有做过一台外科手术,但是他给我们显微外科界奠定了非常坚实的基础。
可以说钟院士的人生是一个甘当配角的人生,因此在2010年的10月19日,钟院士被授予显微外科终身成就奖。
现在全军四个骨科医院的院长有三个是钟老师的博士研究生。
四军大骨科医院裴国献院长原来在南方医院做主任时完成了亚洲第一例世界第三例断肢异体移植存活
手术。
第一例是在美国,把一个黑人的前臂移植到一个白人的胳膊上,他首先要吃很多抗排斥的药,另外他对这个肤色不能够接受,于是自己又把它断掉了。
但是裴教授做的这例非常成功,患者不仅能够拿哑铃,而且能够摆积木,说明不仅恢复了力量,也具有精细功能,手总体恢复地非常好。
这个标本要特别地提一下,它是1978年钟世镇院士(当时还是讲师)在全国解剖年会上展出的作品,一举震惊了全国,震惊了世界,他也一跃成为著名的解剖学家。
之前业内认为加拿大多伦多大学的格兰特博物馆用人体的各个结构做的实体标本是世界第一;像这种用独特的管道铸型技术做的铸型标本从来没有人见过,所以我们这个标本的出现震惊了世界,震惊了整个业内。
我们的
钟老师做的标本让我们感到非常自豪。
后面的标本做起来比这第一个标本的工艺更加精湛,技术更加成熟,但是我们认为这个标本是最珍贵的,因为它是我们博物馆的第一件藏品,NO.1。
在这些心脏的标本上我们能看到明显的血管结构,比如主动脉弓的三个分支,冠状动脉等等,一些心内科和心外科医生对这些非常感兴趣。
例如有些医生要为心肌梗死患者做心脏搭桥手术,要考虑哪根血管离哪根血管近,哪根血管跟哪根血管搭桥最合适,这些标本都会对他们有提示,对他们非常有帮助。
这边是多脏器联合铸型的标本。
在这些标本里我们能看到上面的肺脏、心脏和下面的肝脏,这边还有胆囊。
这些多脏器联合铸型标本制作起来非常不容易。
首先,我们要用新鲜的标本作为模具,然后进行脱血,冲洗,用不同的压力分部位灌注。
如果灌注压力过大使某根血管破漏,但由于其他结构挡住视线,我们不能发现血管的破裂,只有当用酸腐蚀掉组织结构之后才能发现原来这个标本没有灌注成功,某根血管被灌漏了。
如果压力太小,硅胶没有打到位时已经开始凝固,当酸把组织腐蚀掉以后才发现血管没有被灌注到位,这个标本又被浪费掉了。
所以我们做多脏器联合铸型的标本非常不容易,这就要求我们技术部的老师灌注的手感非常好,就像银行的人摸钱一样,一摸就知道是真的假的。
他们在打硅胶的时候一打就知道有没有打到位。
特别是有动静脉联合铸型的标本,这些标本的制作是非常困难的。
现在我们往后边来看一下。
这边都是实体标本。
加拿大多伦多大学的Grant博物馆做实体标本非常好,是世界闻名的。
1978年,那个标本(第一件藏品,钟院士的心脏铸型标本)出来,我刚才给大家介绍了,在1988年,也就是10年以后,Grant博物馆馆长Moore教授来我们学校交流,当时我们的博物馆叫做“人体解剖陈列室”。
他来到人体解剖陈列室以后,看到这样的标本说:“都说我们的人体博物馆是世界第一,但是看到你们这样的特殊的管道铸型技术做的管道铸型标本,这么多,而且成系统摆放,可以说你们也是世界第一。
”从一个世界顶级的博物馆馆长口中得到这样的褒奖,我们感到非常自豪。
最早做这些实体标本的时候并没有太多的我们自己的元素在里面,只是想把它做清楚,做出来我们想要的结构。
而后期我们就陆续加入了自己的元素。
因为我们有了铸型技术,就把铸型技术运用到后面做的实体标本里面去。
当我们给学生讲从胸廓内动脉分出的腹壁上动脉,与从髂外动脉分出的腹壁下动脉在腹直肌鞘的位置有一个吻合的时候,很多同学不理解。
在没做灌注时,打开腹腔,我们只知道这些是血管,大的血管我们比较容易分辨,动脉血管比较厚比较硬一些,静脉比较薄比较宽一些,但但那些管径比较接近且较小的动静脉则很难分辨。
那么我们
看这个标本
就很清楚了。
所以现在我们给学生上局部解剖课的时候,就会事先给标本做一个灌注。
做完灌注以后,就很容易找到血管的来源去处。
对于学生的学习来说,是非常有帮助的。
那我们再往后面看,这些是什么?下肢。
从1978年走到现在,虽然没有多久远,但可以说这三十多年就像一部史书一样,记载了我们南方医科大学几代科学工作者用他们的辛勤和智慧化腐朽为神奇
的点点滴滴,做了这么多色彩斑斓璀璨奇妙的生物学标本。
当我说到“色彩斑斓璀璨奇妙”,你想,无非是两种颜色比较多:一个红色一个蓝色,而且是红色多蓝色少——为什么会有这样一个情况?是因为:当一个人的心脏不再跳动,就是不再起到一个泵的作用的时候,人体血液会全部被泵到静脉中而无法从远端回到心脏,所以动脉里面是空的,静脉里面是有血的。
所以相对于灌注静脉来说,灌注动脉相对要容易一些。
在做灌注静脉的时候,首先要用新鲜的标本,要放血,还要用生理盐水冲洗,才能进行下一步的灌注工作。
同时我们还要知道这些低于我们心脏平面的静脉有一个特点,什么特点?静脉瓣。
这些静脉瓣是为了防止因重力使血液倒流的。
所以在这些静脉灌注硅胶的时候,由于这些静脉瓣在血管里的存在,势必会有一个占位,当这些硅胶通过这一段的时候,硅胶会变得比较细,在后期处理时就容易断。
所以我们做静脉标本就相对难一些。
首先我们要把静脉血管的蓝色打进去,然后再用红色的打到动脉中去,实际上都是从动脉打进去的;然后再让它们在肢体的末端,恰到好处的停在这里,所以这个工艺要求是非常的高。
我们每年都会举办一些学习班,也有一些人来我们这里进修、学习。
在这都能帮我们做一些工作,回去以后就很难做了,为什么呢?第一,没有新鲜的标本来源,尸体来源是一方面;第二,他们没有一个技术团队作为支撑。
现在很多院校都在做,但我们这里是发源地,我们有着一个强大的团队,所以说我们的技术力量是很雄厚的。
比起很多的院校做这样的标本,从规模和数量来说都远远超过其他院校。
接下来的是融合了我们自己元素的尸体标本。
这些上肢、下肢等标本都已经有了硅胶的灌注,可以将肌肉和血管的毗邻关系显示出来。
这是用雕刻技术做的形象呈现下肢神经分布的标本。
神经不是空腔,不能灌注,但能着色。
按国际惯例,红色是动脉,蓝色是静脉,黄色就是神经,无论哪个国家的人过来看都可以分清楚动脉、静脉和神经。
实际上,血管神经变异特别多,尤其是静脉,并不像书上画的那么标准,所以对于医学生,到临床
后要特别注意个体差异。
这是用雕刻技术做出来的脑膜。
后期处理时,我们把每个标本当成艺术品来对待。
这些标本能让同学们在学习的过程中产生兴趣,继而提高学习质量。
接下来是科普馆展区,比之前的展区多了一些图示。
这里的标本是按照系统来摆放的。
科普馆主要是让没有医学背景的参观人员在探索人体奥秘的同时潜移默化地接受珍爱生命的理念。
这是一个塑化标本,人体各个结构脱水后放在胶里一段时间,胶会渗透到组织里去,然后采用特殊技术将其风干。
风干后,标本敲起来像塑料一样,所以被称为塑化标本。
德国卫生博物馆的哈根斯教授团队做的塑化标本可以说在世界上名列前茅。
2001年,哈根斯教授访问我校,在参观当时的生命科学馆(即现在的人体博物馆)时说:“我看了世界上数以百计的人体博物馆和生命科学馆,你们这是最精彩的。
”加拿大多伦多大学的格兰特博物馆、德国卫生博物馆以及我校人体博物馆被誉为世界三大人体博物馆。
这些博物馆各具特色,格兰特博物馆是以人体各个结构做出的实体标本著称,德国卫生博物馆是以塑化标本著称,另外就是我馆的特色是独特的管道铸型技术制作的铸型标本。
我们往后面看,这些标本是按系统摆放的,还有科普知识的展板。
我们根据不同的纪念日或科普活动的主题更换展板。
我们给观众讲解的时候,方式和切题点都要根据活动和人群做适当的调整。
来看些比较特别的标本。
这是两排牙齿的标本。
一般的标本不是成人的恒牙,就是小朋友的乳牙。
这我们看到两排牙齿,上面的乳牙还没有脱落,下面的恒牙已经萌出,恒牙的牙面顶着乳牙的牙根,这是牙齿替换期的年龄段的人,即7-9岁的小朋友。
小朋友问为什么壁虎的尾巴断了可以长出来,我的牙齿掉了可以长出来,而我们的手指断了不能长出来,因为我们本身就长有两排牙齿。
看这个标本,记不记得我们的心脏有多大,其实跟我们左手的拳头差不多大。
心脏在什么位置?在人体中线偏左的2/3,偏右的1/3,所以我们说你不偏心都不行。
这个标本是右位心,内脏全部反位的标本,就是我们所说的镜面人。
有的文学著作或者影视作品有这样一个桥段,有人被枪打中或者被箭射中没有死,其实是因为这个人是右位心。
这个是回盲区阑尾的血管铸型标本。
在生活中可看到瘢痕体质的人。
这种人受伤后,在皮肤外面会长起一条像蚯蚓红红的硬硬的鼓起来的疤痕。
如果瘢痕体质的人受伤,比如在车祸中受了伤,身体内部受伤以后,受伤的创面也会长瘢痕,不像在皮肤表面会长得高出创面,在盆腔内,会往里面长,哪里有空隙往哪里长。
因此有可能长到尿道,有可能影响到排尿功能,甚至是男性的排精功能。
珠江医院泌
尿外科的教授想能不能用自身阑尾再造尿道,抗排异会小一点。
为此我们做了大量盆区回盲区的标本给他们提示,帮助他们完成中国首例用自身阑尾再造尿道的手术,现在这个手术已经很成熟了,但第一例是珠江医院做的,而他们的技术支撑就是我们解剖教研室。
一个小标本放在这里不起眼,但他背后可能都有一个感人的故事。
这边我们看到的是一个女性全身动脉循环的标本。
制作这个标本,首先选取一具尸体作为模具,分部位用不同压力灌注硅胶。
在注入硅胶时,因为尸体包含人体的各个组织,这些硅胶能在正常的血管中循行,所以硅胶模拟了血液在人体血管中流动的情况。
当用酸把其他物质腐蚀掉以后,硅胶就还原了动脉循环的情况,这样一个非常震撼的标本完成了。
在这,我们看到两脚像跳芭蕾舞一样踮起的标本。
这是因为人没有生命体征以后,跟腱挛缩,脚尖会往前顶。
这也说明说明这个标本在制作时是没有生命体征的。
以前有来参观的部队首长跟我开玩笑说:“你们一定是拿一个活人来灌的”。
我说不是,他说是,我说你往这儿看,没有生命体征的人,这个脚跟腱会挛缩,脚尖会往前,而这个标本就有这个特点,所以这可以证明我们是用尸体来灌注的标本。
后来那个首长就笑了,说他实际上是想用另外一种方式来赞扬我们铸型技术的高超。
现在这个标本的后面是用有机玻璃固定的,里面放的是水。
因为硅胶是耐酸和碱的,它不需要福尔马林等防腐剂来防腐。
我们之所以把它放在水里面,一是硅胶标本放在水里颜色会非常的漂亮,另外有些物质放在水里面它会稍微放大一点,会非常的好看。
这边我们来看一下,这是一位男性的全身的带骨的铸型标本。
第一次做这个标本的时候,广州的天气突然就热起来了,导致挨骨面的一些组织就粘在骨面上,后期很难处理,最终导致第一个标本制作的失败。
制作第二个标本时特别注意室温,湿度等等因素的影响。
做成这个标本用了一年半的时间,所以能够呈现出这样一个带骨的全身血管的标本,可以说是非常震撼的,这是我们博物馆的两个经典的标本。
本博物馆另一特色项目——数字人(将人体各断面资料输入计算机后利用特殊软件进行三维重建)。
美国于1989年开始进行数字人项目,首位对象是一名身材高大的男性,当时从股静脉放了4L的血,而从股静脉打进了19L(桶装水规格)防腐材料。
由于当时切割技术所限,美国方面将其先截断为四截,再进行分段切取(断面信息丢失)。
相比美国所做的数字人,我们的数字人数据更适用于我国人体,而且制作工艺更精。
由于我国也拥有制作数字人所需
的计算机专家、医学专家、影像专家等,故制作属于我们自己的数字人意义重大。
经过进一步调查发现,美国首位数字人在15岁时切除了一侧睾丸,在24岁时做过阑尾手术,在32岁时掉了一颗牙齿,而且因为当时还没有血管铸型技术,无法获得血管信息(不完整的男人)。
我国首位数字人对象是一名19岁广西女性,因误食毒蘑菇去世,但各脏器基本符合健康人标准,称为中国女一号。
中国男一号为一位特种兵,因车祸去世。
在制作方面,我们借鉴美国数字人制作的长处,改善其工艺,加入我们的特色技术。
制作前,首先为标本做血管灌注,然后拍一套CT、 MRI,冷冻后切取。
相比于美国的仰卧式切取方式(臀部背部腰部同一水平,有压痕),我们采用立位包埋立位切取,厚度从0.3mm(美国)改良为0.02mm(磨削技术)。
当时楼上楼下两层实验室,楼下室温-35摄氏度,楼上为-25摄氏度,用升降机把标本慢慢升上来削切,保证切取工作顺利进行。
每磨削0.02mm厚度后进行拍照采集信息。
利用在包埋盒四个角的标志杆对包埋盒中间的人体结构断面进行准确的定位,保证所有断面准确叠加。
至于为什么数字人信息大小比身高大一点,那是因为我们采用的是立式切取,当人体在没有生命体征时,跟腱挛缩,脚尖向前,呈跳芭蕾舞状,导致获取的身高信息比实际身高高一点。
数字人数据出来以后与多方合作,其中最大的一个亮点是与神舟5号杨利伟的合作。
因为像杨利伟这样的外太空工作人员,在外太空会受到辐射,辐射以后会脱钙,导致骨质疏松,很容易引起骨折。
而返回舱落地的时候是自由落体的硬着落过程,杨利伟坐的座椅会对他有一个冲击力,会引起他的膝关节、腰椎等的压迫性骨折。
为了避免这种情况的出现,我们用数字人的数据在计算机里模拟场景,首先做了一些撞击试验采集相关数据,然后再做一些跌落试验采集相关数据,然后跟数字人的数据库匹配在一起,把杨利伟做一个全身的扫描,跟数字人叠加在一起在计算机模拟这样的场景,计算出数据。
我们给航空中心提供了两个数据,一个是改造杨利伟座椅角度的数据,也就是让他的座椅无论返回舱怎样动,座椅都可以像不倒翁一样头朝上脚朝下;另外在返回舱离地面一两米的时候给他一个反作用力,把下落的冲击力分散掉,这样就能让返回舱成功地着陆。
我们这个数字人的研究在2007年获得了国家科技进步二等奖,当年的一等奖是空缺的,所以说我们也认为我们是最高奖了,但是钟老师说我们没有拿到最高奖,就说明我们做得还不够,还要继续努力。
在我们博物馆重新装修完后,中国航天中心给我们捐送了像大眼睛一样的大屏幕,寓意我们像大眼睛一样发现未来,发现科学。