數(shù)字化可視人體在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探

王燦彪

[摘 要] 隨著科技的不斷發(fā)展，各行各業(yè)不斷創(chuàng)新，多領(lǐng)域共同結(jié)合已經(jīng)是一種發(fā)展趨勢和必然結(jié)果。當(dāng)前，我國的計(jì)算機(jī)設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)日新月異，數(shù)字可視化與解剖學(xué)相結(jié)合的數(shù)字化可視人體解剖學(xué)技術(shù)得以長足發(fā)展。數(shù)字化可視人體解剖學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中具有可以加深學(xué)生的理解、記憶和動(dòng)手能力，提高學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)效率等優(yōu)點(diǎn)，值得在解剖教學(xué)中推廣應(yīng)用。該技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對保障我國醫(yī)學(xué)更快更好地發(fā)展具有十分重要的意義。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)字化；可視人體；解剖學(xué)；教學(xué)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2019）02-0172-02

近幾年，隨著社會(huì)改革不斷深入與科技飛速發(fā)展，各行各業(yè)緊隨時(shí)代，不斷創(chuàng)新，多領(lǐng)域共同結(jié)合已經(jīng)是一種發(fā)展趨勢和必然結(jié)果。數(shù)字化可視人體便是科技發(fā)展與醫(yī)學(xué)相結(jié)合而出現(xiàn)的一門新興技術(shù)。數(shù)字化可視人體應(yīng)用最新科技技術(shù)，將計(jì)算機(jī)、影像與人體解剖學(xué)三者相結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)建立人體三維模型構(gòu)建出立體結(jié)構(gòu)的形式，包括人體器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)、解剖數(shù)量以及各個(gè)器官空間結(jié)構(gòu)信息等，從而有效將人體內(nèi)部器官在學(xué)生面前足夠的空間結(jié)構(gòu)化。數(shù)字化可視人體在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用是在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)已有的人體解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)技術(shù)更加精確地模擬人體器官結(jié)構(gòu)的教學(xué)技術(shù)，能減少學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中對尸體的依賴，解決教學(xué)資源的不足，提高學(xué)生的理解、記憶和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)效率等，在解剖教學(xué)中值得推廣應(yīng)用。

一、數(shù)字化人體的研究淺析

科技的進(jìn)步帶來了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，數(shù)字化可視人體便是科技與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。對醫(yī)學(xué)來說，這是一個(gè)新的機(jī)遇和發(fā)展方向。

數(shù)字化人體出現(xiàn)于20世紀(jì)末，在2001年流入我國，并在國內(nèi)迅速地發(fā)展，直至2013年，我國已經(jīng)基本完成了中國數(shù)字化人體數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)較為精密準(zhǔn)確，到如今，更是取得了一系列發(fā)展成果。我國于2001年11月在北京召開香山科學(xué)會(huì)議，主題是“以中國化虛擬人體的科技問題”。目前我國已經(jīng)完成了中國首套數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)的搜集，男性數(shù)據(jù)集為：頭部和頸部為0.5mm（其中腦顱底部0.1mm），其他部位為1.0mm，全身共計(jì)2518個(gè)斷面，數(shù)據(jù)量為90.468GB。而女性的數(shù)據(jù)集則偏大，數(shù)據(jù)量131.04GB。通過數(shù)據(jù)可視化處理，使人體數(shù)據(jù)能夠保障在空間結(jié)構(gòu)上清晰地被解剖學(xué)所使用。同時(shí)人腦、心等重要器官結(jié)構(gòu)的空間化展示，使實(shí)習(xí)生更加清楚地理解各器官的結(jié)構(gòu)與作用。

二、傳統(tǒng)解剖教學(xué)與數(shù)字化可視人體解剖教學(xué)

人體解剖學(xué)是一門醫(yī)學(xué)生最早接觸的、重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，具有形態(tài)描述多、名詞多、偏重于記憶等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式只能讓學(xué)生從理論層次了解所學(xué)內(nèi)容，不可深入了解，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與效率明顯低下，不利于日后的發(fā)展，缺點(diǎn)與弊端較多。我們充分利用課件、模型、標(biāo)本等各種教學(xué)資源，在一定程度上解決了學(xué)生難理解、難記憶的問題，使他們對人體結(jié)構(gòu)有一個(gè)正確、全面的認(rèn)識，但存在教學(xué)資源不足和攜帶不便利性等缺點(diǎn)。

數(shù)字化可視人體的出現(xiàn)完美避開了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。通過把數(shù)字可視化與人體解剖學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化模型的建立，從圖像以及空間結(jié)構(gòu)上建立人體器官模型。在教學(xué)過程中，人體各部器官通過以圖像或視頻等形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生對人體結(jié)構(gòu)知識以及各個(gè)器官之間的聯(lián)系、區(qū)別更加熟記掌握。數(shù)字化可視人體解剖軟件界面簡潔、操作簡單，操作使用時(shí)將鼠標(biāo)放在某解剖位置上，則該結(jié)構(gòu)的中英文詳細(xì)名稱便會(huì)顯示出來，非常方便學(xué)生的理解和記憶，實(shí)現(xiàn)虛擬解剖操作，反復(fù)進(jìn)行練習(xí)和復(fù)習(xí)。通過數(shù)字化可視人體，可以空間結(jié)構(gòu)的方式將人體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)完整地展示出來，使學(xué)生清楚地理解和掌握各器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及器官間的空間位置的聯(lián)系與作用，加強(qiáng)了學(xué)生對該結(jié)構(gòu)空間位置的理解，避免傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及教師的教學(xué)質(zhì)量。同樣，在教學(xué)過程中，教師可以充分利用數(shù)字化的特點(diǎn)，用不同的色彩標(biāo)注不同的器官，重點(diǎn)講解，學(xué)生認(rèn)真觀察，共同討論，利用其學(xué)習(xí)原理以及數(shù)字可視化模型的展示，加深對本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的印象，課后制作PPT或者錄制視頻，自己復(fù)習(xí)，這樣保障學(xué)生在鞏固知識的同時(shí)，加深對知識的理解，清楚掌握各個(gè)器官可能存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證自己日后工作時(shí)足夠熟練以及有足夠的可操作性。

數(shù)字化可視人體有效地將科技與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，開創(chuàng)了新的人體解剖教學(xué)模式，以圖像、視頻等新的學(xué)習(xí)方法顯著提高了學(xué)習(xí)效率，對學(xué)生提升自身能力也有巨大意義。

三、數(shù)字化可視人體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展

數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集特有的可觀察性改變了傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)觀念與理論以及治療方式，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是外科得到了廣泛應(yīng)用。Roberts等人開發(fā)的可視化系統(tǒng)將傳統(tǒng)手術(shù)與新型醫(yī)療治療手段相結(jié)合，以準(zhǔn)確的數(shù)字模型為手術(shù)保駕護(hù)航，醫(yī)生在虛擬環(huán)境中對可視化人體進(jìn)行手術(shù)模擬，再根據(jù)結(jié)論制訂最佳的手術(shù)方案。這種方法大大提升了手術(shù)的安全性和可靠性，大大提高了疾病的治愈能力，對改善人們的生活、保障醫(yī)學(xué)事業(yè)更快更好地發(fā)展都具有十分重要的意義。

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)是學(xué)生通過對教師傳授的知識理解后再進(jìn)行試驗(yàn)操作，但這并不能使大多數(shù)學(xué)生更系統(tǒng)完整地熟悉人體結(jié)構(gòu)、掌握實(shí)踐操作的全部技能。而數(shù)字可視化這種教學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上彌補(bǔ)了這一缺陷——學(xué)生可借助虛擬手段模擬手術(shù)器械解剖人體，從而提升自身的實(shí)踐動(dòng)手能力。數(shù)字可視化在解剖學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用大大降低了尸體的廢棄率。通過查閱國內(nèi)外數(shù)字可視化應(yīng)用的事例，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)字可視化大大提升了醫(yī)科學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，無論是西醫(yī)還是中醫(yī)，都得到了廣泛應(yīng)用。由此可以看出，數(shù)字可視化對我國醫(yī)學(xué)的改革以及醫(yī)療水平的提升具有十分重大的意義。

數(shù)字可視化人體結(jié)合了現(xiàn)有數(shù)據(jù)集與科技的共同合作，為醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療診斷提供了足夠清晰的空間人體結(jié)構(gòu)，幫助醫(yī)生以及實(shí)習(xí)生更精確地認(rèn)清人體內(nèi)部各個(gè)器官之間的相互聯(lián)系，從而解決過去許多未曾解決的疑難雜癥。隨著數(shù)字可視化的發(fā)展，許多新型的治療人體內(nèi)部器官的醫(yī)療手段以及治療方案已經(jīng)在不斷地研發(fā)。數(shù)字可視人體化的發(fā)展標(biāo)志著我國醫(yī)療水平的更上一層臺(tái)階，對我國醫(yī)學(xué)的研究以及人們身體的治愈具有極大意義。

四、數(shù)字可視化人體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展方向

（一）創(chuàng)建更多有研究意義的模型

目前，人們在醫(yī)學(xué)中所利用的各種模型雖然初具完善，但都是由中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的經(jīng)驗(yàn)發(fā)展總結(jié)而來，總歸具有各種各樣的不足之處。尤其近年來，基因檢驗(yàn)等新型醫(yī)學(xué)模式的出現(xiàn)和發(fā)展標(biāo)志著傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模型落后于現(xiàn)代科技的發(fā)展，這就需要積極尋求更加精確的方式來確定更多的模型。所以，未來我國醫(yī)學(xué)的工作需要更為深入的研究與探討，各位醫(yī)學(xué)專家與教師要互相結(jié)合，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與詳細(xì)，切實(shí)有力地保障醫(yī)學(xué)研究穩(wěn)定地向前發(fā)展。

（二）向數(shù)字化智能人階段邁進(jìn)

學(xué)習(xí)國際其他先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn)，數(shù)字化研究由初步可視逐步發(fā)展到智能化。當(dāng)被解剖人沒有任何的功能性反應(yīng)，這就是最低級的可視人。在科技的高速發(fā)展過程中，數(shù)字化可視人體也會(huì)被時(shí)代所拋棄，要實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，就必須更深入地把科技與醫(yī)學(xué)綜合研究發(fā)展進(jìn)入數(shù)字化智能人。數(shù)字人較可視人而言，更具有完整的人體功能。隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化可以在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域創(chuàng)造更大的價(jià)值。

（三）擴(kuò)展到更寬更廣的領(lǐng)域

數(shù)字化可視人體在解剖學(xué)中的初步應(yīng)用給其他可視以及其他領(lǐng)域帶來了新的靈感。因?yàn)樗膬r(jià)值未被發(fā)掘的還有很多很多。隨著科技的發(fā)展，許多其他領(lǐng)域也在迎頭趕上，這種氛圍與成功的意義給許多數(shù)字化可視人體應(yīng)用到更多領(lǐng)域帶來了全新的動(dòng)力。

在未來的醫(yī)學(xué)教學(xué)模式中，就人體解剖學(xué)這一教學(xué)而言，需要更為完善的制度，教師要不斷汲取新的相關(guān)知識，成為國家所需的業(yè)務(wù)精、素質(zhì)高的多方面發(fā)展型專業(yè)人才，從而保障教學(xué)的精確與準(zhǔn)確，還要培養(yǎng)學(xué)生的理解能力和動(dòng)手能力。

五、總結(jié)

數(shù)字化可視人體是解剖學(xué)教學(xué)中將醫(yī)學(xué)與科技完美結(jié)合的一種新型教學(xué)手段，它避開了傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)訓(xùn)操作的復(fù)雜性以及資源短缺的問題。通過數(shù)字可視化的推廣，將抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容立體、清晰地展現(xiàn)，能讓學(xué)生具體了解人體形態(tài)結(jié)構(gòu)及其位置關(guān)系，既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效率以及尸體解剖能力，又加強(qiáng)了對新型設(shè)備進(jìn)行動(dòng)手操作的能力，讓他們直接體會(huì)到新型教學(xué)模式帶來的對自身知識掌握和運(yùn)用能力的提升，使學(xué)習(xí)過程和目標(biāo)更加簡單明了、清晰。各醫(yī)科院校與專業(yè)要充分利用好這項(xiàng)新技術(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生積極學(xué)習(xí)，促進(jìn)自身實(shí)力的發(fā)展。同時(shí)，其他領(lǐng)域也要積極地采用數(shù)字可視化這項(xiàng)新型手段，促使我國各項(xiàng)技術(shù)更快更穩(wěn)地走向國際前端，保障人們的生活水平得以大幅度提升。

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編輯 馮永霞