新技术在人体解剖教学中的运用

新技术在人体解剖教学中的运用

田学昌

吉林大学基础医学院 吉林长春 130000

摘要：对于很多学习解剖课程的人员来说，会出现人体标本少，学习人数多的情况，这使得解剖教学存在严峻的挑战，不能很好的适应时代的发展。因为解剖教学中有很多复杂的名词，平面图像不够生动，不好理解其构象等，会让初学者觉得晦涩难懂。随着时代的发展，计算机的普及，各种编程技术的快速发展与应用，衍生出很多的软件和数字化虚拟系统，将这些工具应用到人体解剖教学中，不仅能让学生很好的理解解剖学的知识，也能解决老师在讲解时遇到的难题，深受广大教师，学生和医学工作者的喜爱。本文阐述目前应用在人体解剖教学中新技术，期望能为人体解剖教学的发展提供一些好的思路。

关键词：3D 解剖学教学软件；数字化虚拟人体解剖系统；虚拟仿真技术；应用

人体解剖学是一门研究人体结构的基本学科，也是医学生必须要学习的课程。在学习人体解剖学时会遇到知识点丰富且复杂，包含的信息巨大的情况，学习时一定要多次观察与实践，学习与实践相结合才能准确的记住并掌握知识点。由于原来书籍的解剖图谱具有局限性，加之可供学习的人体标本较少，实验室条件的限制等，所有因素综合起来不利于学生得到好的学习效果。随着技术的快速发展，计算机及网络技术的普及，很多新技术已经逐渐应用到社会的各个领域，医学研究和教学也在使用新技术不断进步。多学科交叉衍生的很多技术，能够应用在人体解剖的教学中，不仅能提高整体的教学质量，还能培养出更过优秀的医学人才。本文阐述目前应用在人体解剖教学中新技术，期望能为人体解剖教学的发展提供一些好的思路。

1. 虚拟仿真技术在人体解剖教学中的运用

虚拟仿真（virtual reality）也叫模拟技术或虚拟现实技术，是运用计算机技术使用一个虚拟系统模仿另一个真实系统的技术^[1]。此项技术具有交互性（Interaction）、沉浸性（Immersion）、虚幻性（Imagination）和逼真性（reality），运用此技术在解剖教学中具有知识信息丰富，实验安全性高，学生学习的积极性高，可以及时反馈信息等^[2]。国内运用虚拟仿真技术在解剖实验教学中，引入新的方法，改变传统的教学模式，不局限在实验室，就算人体标本缺少，也可以进行学习，极大的提高教学质量和学生的总体学习水平^[3]。使用虚拟仿真技术在教学中具有以下优势：（1）合理有效的使用解剖标本，做到资源合理化使用，目前尸体数量少，如果每个人都操作，资源远远不够，应用虚拟仿真技术可以建立模拟真实的模型，无数次的反复使用，减少尸体标本和教学标本的使用量；（2）不局限于空间和时间，利于自主学习，使用虚拟仿真技术依托网络可以实现随时随地的学习解剖课程，极大提高效率；（3）激发学生的积极性与兴趣，可能有学生真实面对标本有心理压力，但是通过虚拟仿真技术既能学习到解剖的知识与手法，同时还能降低心理压力，有助于培养学生的创新能力。尽管有这么多的优势，也存在其不足的地方，比如无法实践，因为只能看到却摸不到，也不能了解在实际操作中遇到的复杂的情况如何应对，或多或少有些虚幻。使用虚拟仿真技术作为解剖教学的辅助手段是一个不错的选择。

2. 数字三维可视化人体解剖软件在人体解剖教学中的运用

“数字人”是通过数字的形式将人体的结构表现出来，然后运用计算机进一步研究人体的微观结构和生化特性的技术，其发展过程分为4个阶段分别是可视人、虚拟( 物理) 人、生理人和智能人^[4]。运用数字人技术研究者也研发了一些用于解剖教学的软件和产品，比如数字人解剖图谱，3D 解剖学教学软件或数据库。常见的有Primal 互动3D 解剖学数据库，这个数据库的资源是以人体的MＲI 扫描数据为基础的三维立体解剖学数据库，在临床、科研及教学等领域应用广泛，该数据库不仅能够在解剖学辅助教学上使用，也可作为临床医生、病患教育的参考资料^[5]。在使用这个软件时可以精确查看人体解剖模型，了解其结构与功能较为详细，对于生物学特性及治疗与手术操作过程等信息的获取也很便捷，是一款很好用的软件。3D Body软件，拥有手机APP和电脑版，手机APP为学习者提供了一种方便、快捷、随时随地的学习方式，应用范围较广。该软件中含有人体的CT /MＲI 扫描数据，汇集男性和女性人体各系统和器官的高精度三维动态互动式解剖模型，随着技术的升级迭代，功能更加完善^[6]。还有一些其他的软件，例如德国的Voxel-ManE，3D － PDF 解剖学教学软件，谷歌人体浏览器( Google Body Browser)，爱思唯尔公司研发的3D 互动解剖数据库等。使用这些软件能够最大程度地模拟解剖操作、三维再现器官结构，使学生在软件操作中学习到知识；还能不受空间和时间的限制，不需要排课，安排教室和教师，使用软件随时随地想学就学；安全性较高，不需要接触尸体，减少接触尸体散发的有害性气体和物质的机会，降低学生对于触碰尸体的抵触心理。使用软件也有其不足之处，例如没有实际操作，动手能力不强，软件中大量的信息会让学生抓不住重点，知识不成体系，比较零散。所以在解剖课程的教学中要扬长避短，结合软件和实际操作，让学生在实践和现代化的工具中掌握知识。

3. 数字化虚拟人体解剖系统在人体解剖教学中的运用

数字化虚拟人体解剖系统是运用计算机把大量的人体断面数据信息重新建立整合成人体的三维立体结构图像，这个是计算机技术和医学信息结合的成果^[7]。常见的系统有中国数字人解剖系统( ECDH)，，是目前国内唯一以完整中国人断层为重建依据的数字人解剖教学系统[7]。该系统可以实现任何一个解剖结构的随意组合，调整角度的旋转，放大与缩小，实现多角度多方位的观察与学习，每个解剖结构都加注了文字说明和关键结构标注，还可以选择、逐层剥离功能，染色标注功能等，十分便捷^[8]。使用数字化虚拟人体解剖系统在解剖教学中能够提供丰富解剖实验教学模式，不仅能够提高老师的实验教学指导的普适性，还能激发学生积极主动学习的热情，解剖教学质量得到大幅度的提升；极大缓解标本资源短缺的现状，优化教学环境，传统的学习需要在实验室近距离接触福尔马林浸泡的尸体，散发出刺鼻的气味影响教学质量，使用数字化虚拟人体解剖系统，人体组织结构，位置、形态与真实人体数据一致，安全无毒，并能较好地辅助系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学的理论及实验教学。增加实验教学的考核形式，传统的考核使用标本考核，因为数量有限，不能实现一对一考核，标本考核有挂图考试、教学模具考试、视频标本考试等模式，发展到现在有系统考核，不仅能实现一对一考核要求，也可使大批量学生同时参加考核，便于老师了解学生的学习情况，对于知识点的考核，以便及时对于教学方法作出调整，让学生更好的掌握解剖知识。现在智能手机和笔记本电脑用于广泛，学生可以使用该系统进行自主学习，提高学习的积极性与兴趣。

4.总结

随着科技和网络的快速发展，会有很多新兴的技术推出，将这些新技术运用在医学领域是很有必要。处在这个信息化、数字化和智能化的新时代，数字化的解剖系统和软件的大规模使用是未来发展的趋势，教学工作者要不断将先进的技术与传统的标本教学，教学方法相结合，探究出合理，合规，有效的教学方式，让各种教学形式充分发挥其优势，这样能够更好的培养专业的人才，满足未来医学发展的需要。

参考文献

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[2]陈丹.浅析虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用[J].解剖学研究,2018,40(3):227-229.

[3] Torres K，Torres A，Pietrzyk L，et al. Simulation techniques in the anatomy curriculum：review of literature［J］. Folia Morphol（Warsz），2014，73（1）：1-6.

[4] 周多奇，钱振宇. 数字化虚拟人在运动解剖学教学中的应用［J］. 赤峰学院学报（自然科学版），2012，28（6）：69-70.

[5]李一帆,杨茂有,尚云龙,等、三维虚拟数字化可视人体在解剖教学中的应用[J].解剖学研究,2012,34(5): 393-394.

[6]张庆金,陈金绪,李桂成,等.数字人解剖系统在人体解剖学实验教学中的应用体会[J].右江民族医学院学报,2015, 37(4):649-658.

[7]程昊,周波,李宏伟,等.计算机三维数字人体模型在人体解剖学中的应用[J].现代医药卫生,2009,25 (22):3519.

[8] 陈晓,曹烈虎,苏佳灿.人体3D解剖软件在解剖教学中的应用和体会[J].中国医学教育技术,2017,31( 2) : 179 -181.