多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)在人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

黃金金

（漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校，河南 漯河 462000）

人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生鞏固理論課學(xué)習(xí)過(guò)的人體器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、配布形式及人體各部的層次結(jié)構(gòu)、各部分器官的配布組合和位置毗鄰關(guān)系的知識(shí)，其中部分內(nèi)容可以在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)標(biāo)本或模型中直觀、形象的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)，但有些深層次的部位以及微小的結(jié)構(gòu)不能很好地展示和暴露出來(lái)。為了提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，深化解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我校于2016年引進(jìn)山東易創(chuàng)多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)應(yīng)用于我校三年制臨床、護(hù)理、影像專(zhuān)業(yè)學(xué)生。

1 多點(diǎn)觸控解剖系統(tǒng)的介紹

多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)是圍繞虛擬解剖臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)示教的數(shù)字化解剖系統(tǒng)，由真實(shí)尸體數(shù)據(jù)3D重建的解剖模型與立體化數(shù)字冷凍切片圖像技術(shù)完美結(jié)合的解剖教學(xué)系統(tǒng)，采用無(wú)器質(zhì)性病變和無(wú)缺失的中國(guó)人體連續(xù)斷層真實(shí)數(shù)據(jù)重建而成，真實(shí)地還原了人體的器官結(jié)構(gòu)。通過(guò)觸摸的方式進(jìn)行操控，可任意旋轉(zhuǎn)、切割、放大縮小局部結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行多方位觀察，并且具有透視功能，能按層次顯示解剖結(jié)構(gòu)和任意添加剝離局部器官，很好地表現(xiàn)器官的毗鄰關(guān)系。不僅可以使學(xué)生動(dòng)手對(duì)3D解剖模型進(jìn)行解剖，觀察界面圖像，而且解剖模型可與影像學(xué)圖像進(jìn)行關(guān)聯(lián)，查看解剖部位與影像的相鄰關(guān)系，方便學(xué)生更好地理解解剖及毗鄰結(jié)構(gòu)和相鄰組織的關(guān)系，此系統(tǒng)基于點(diǎn)繪制的虛擬人體重建技術(shù)，讓真實(shí)冷凍人體切片體圖像與3D重建的解剖結(jié)構(gòu)完美結(jié)合，全身多種解剖結(jié)構(gòu)及注釋均可同時(shí)獨(dú)立顯示或隱藏[1]。多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)解剖學(xué)目錄設(shè)定程序，可分為9個(gè)大系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、脈管系統(tǒng)、感官系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)。按照局部解剖學(xué)目錄，可分為頭部、頸部、軀干、四肢。

2 多點(diǎn)觸控解剖系統(tǒng)在解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在臨床專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)中，以腰椎病為例，發(fā)病機(jī)制、臨床癥狀、鑒別診斷、治療手段都是臨床專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須熟悉的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作中，僅僅憑借板書(shū)、多媒體、掛圖和模型來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)指認(rèn)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)解剖層次及毗鄰不清楚，對(duì)不同類(lèi)型腰椎病的病理形態(tài)變化和臨床表現(xiàn)差異的理解較模糊，從而影響后續(xù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作。使用實(shí)體標(biāo)本時(shí)，由于甲醛氣味較大，學(xué)生不能長(zhǎng)時(shí)間觀察學(xué)習(xí)而影響教學(xué)質(zhì)量。此外，與腰椎病發(fā)病機(jī)制緊密相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)大多數(shù)位于較深層次，因此學(xué)生很難深入仔細(xì)地觀察標(biāo)本以致不能達(dá)到本堂課的教學(xué)效果。運(yùn)用多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)后，教師在進(jìn)行腰椎病的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，涉及強(qiáng)調(diào)單個(gè)腰椎形態(tài)特點(diǎn)及相互之間的鏈接配置時(shí)，從運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)板塊中就可以單獨(dú)調(diào)取每一塊腰椎及其椎骨連接，并且可以依次按教學(xué)需要添加周?chē)难?、肌肉和神?jīng)，使學(xué)生可以清晰深入地觀察到腰部的血管、神經(jīng)走形的規(guī)律特點(diǎn)及骨骼肌的分布情況[2]，而如果從局部解剖學(xué)模塊部分進(jìn)入，教師可以指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)腰部的層次，由淺及深地對(duì)腰部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，并且可以翻折旋轉(zhuǎn)到任何角度。另外，從斷層解剖學(xué)模塊進(jìn)入還可以按需要角度進(jìn)行切割，根據(jù)系統(tǒng)所呈現(xiàn)的腰部的斷面標(biāo)本進(jìn)行比對(duì)，得到任意位置的真實(shí)截面圖像，例如矢狀切、冠狀切和水平切等。學(xué)生可以隨時(shí)操作多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，在三維模型上任意拖動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、透明及隱藏顯示、分離顯示等，由于系統(tǒng)可對(duì)于典型解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)識(shí)和解釋?zhuān)瑢?duì)傳統(tǒng)解剖教學(xué)中難以觀察講解的結(jié)構(gòu)可以獨(dú)立清晰地顯示位置層次結(jié)構(gòu)及毗鄰，由此增強(qiáng)了學(xué)生的興趣及課堂的參與性及活躍性，使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)并且加強(qiáng)了師生間的互動(dòng)，達(dá)到了更好的教學(xué)效果[3]。

臨床醫(yī)學(xué)的學(xué)生要求具有診斷處理常見(jiàn)病、多發(fā)病的臨床基本技能，掌握醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，具有對(duì)人類(lèi)疾病的病因、發(fā)病機(jī)制做出分類(lèi)鑒別的能力。而這一切都是以學(xué)好人體解剖學(xué)為基礎(chǔ)的。例如，腰椎病需要熟知腰椎前后側(cè)面各個(gè)方位的形態(tài)結(jié)構(gòu)、中央椎管和側(cè)椎管的內(nèi)部形態(tài)及神經(jīng)毗鄰、椎骨之間的連接、椎間盤(pán)的構(gòu)成、脊柱血液供應(yīng)血管、髓核的可塑性及突出方向等，充分掌握這些基本解剖結(jié)構(gòu)是保證治療疾病的前提。多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)不但可以逐步觀察各個(gè)解剖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，也可以針對(duì)某一部位的單一結(jié)構(gòu)單獨(dú)深刻分析，例如腰部、淺筋膜、深筋膜、肌層、脊柱腰段、韌帶、椎管等結(jié)構(gòu)都能直接呈現(xiàn)，幫助學(xué)生形成對(duì)腰部空間化、立體化、多維化的理解。另外，在依次講解腰椎病鑒別過(guò)程中，教師可以從系統(tǒng)解剖學(xué)部分進(jìn)入，若單獨(dú)顯示腰椎椎間孔和脊神經(jīng)就可以使學(xué)生意識(shí)到腰椎病容易在哪些位置發(fā)生神經(jīng)壓迫。如果單獨(dú)暴露髓核和纖維環(huán)，并運(yùn)用多點(diǎn)觸控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演示髓核，在有不同程度的退行性改變后，或在外力因素的作用下，椎間盤(pán)的纖維環(huán)破裂，髓核組織從破裂之處突出（或脫出）于后方或椎管內(nèi)，導(dǎo)致相鄰脊神經(jīng)根遭受刺激或壓迫，從而產(chǎn)生腰部疼痛的畫(huà)面，使學(xué)生更加容易理解腰椎病的發(fā)生機(jī)制和發(fā)展過(guò)程規(guī)律[4]。在后期運(yùn)用臨床治療時(shí)，真正做到有的放矢，牢固地掌握鑒別診斷及治療要點(diǎn)。

3 多點(diǎn)觸控解剖系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)與實(shí)踐中的調(diào)整

利用多點(diǎn)觸控虛擬系統(tǒng)在課堂上與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，通過(guò)動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示高清多維結(jié)構(gòu)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，可以使人體抽象結(jié)構(gòu)具體化，讓學(xué)生從傳統(tǒng)的接受教師傳輸知識(shí)到主動(dòng)發(fā)現(xiàn)探究問(wèn)題，學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，由知識(shí)輸入變?yōu)橹R(shí)輸出。一方面，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考，透過(guò)現(xiàn)象了解本質(zhì)；另一方面，解剖實(shí)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)隨堂考要求學(xué)生在圖片模型和標(biāo)本上進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)辨認(rèn)，與傳統(tǒng)教學(xué)效果進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用觸控系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)后，學(xué)生考核成績(jī)明顯提高，大大減少了考前突擊的現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有效地運(yùn)用多點(diǎn)觸控解剖虛擬系統(tǒng)，與傳統(tǒng)多媒體教學(xué)、標(biāo)本演示有效結(jié)合，甚至讓學(xué)生利用系統(tǒng)自己講解所學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在教與學(xué)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中體會(huì)到解剖學(xué)的樂(lè)趣[5]。但是，多點(diǎn)觸控解剖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)階段還處于起步和發(fā)展的早期，對(duì)于廣泛普及和全面應(yīng)用需要較高的資源成本，所以推廣速度較慢。本系統(tǒng)涉及醫(yī)學(xué)內(nèi)容多、信息量很大，很多醫(yī)學(xué)院校對(duì)課時(shí)進(jìn)行壓縮，要在操作多點(diǎn)觸控虛擬系統(tǒng)的同時(shí)充分學(xué)習(xí)章節(jié)內(nèi)容比較困難，有限的時(shí)間內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)全面熟悉和掌握。但相信隨著信息化的普及、科技的發(fā)展、解剖虛擬系統(tǒng)研究的深入，解剖虛擬系統(tǒng)會(huì)在教學(xué)及臨床中得到更好的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

信息化的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，多點(diǎn)觸控虛擬解剖系統(tǒng)為人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一套全新的教學(xué)模式，結(jié)合了當(dāng)代信息化和網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代特點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人體解剖實(shí)驗(yàn)學(xué)資源不充分、標(biāo)本稀缺的不足。此外，通過(guò)開(kāi)放系統(tǒng)資源，可通過(guò)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)模塊提供教學(xué)講解視頻和課件，讓學(xué)生隨時(shí)可以調(diào)閱查看進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)方式給學(xué)生提供了一種新型的知識(shí)環(huán)境，不僅能夠節(jié)約資源，還可以通過(guò)優(yōu)化學(xué)習(xí)過(guò)程提高授課效率，提高了教學(xué)效果和學(xué)生的積極性。目前，我?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)部正在進(jìn)行整合式教學(xué)，期待未來(lái)可以將此相關(guān)系統(tǒng)與病理生理等相關(guān)課程結(jié)合，應(yīng)用于教學(xué)改革研究中。