“數字人”在人體解剖學教學中的應用

曾祥宏

(長江大學醫學院，湖北 荊州 434023)

“數字人”在人體解剖學教學中的應用

曾祥宏

(長江大學醫學院，湖北 荊州 434023)

“數字人”的誕生，對研究人體解剖學具有劃時代的意義。中國“數字人”的研究成功，將越來越精確模擬人體的各種功能和行為，尤其是在醫學教學過程中，展示了全新的人體立體空間。“數字人”教學系統是人體解剖學教學中最新的、最方便的教學工具。

數字人；解剖學； 教學

1 “數字人”的研究現狀

目前，我國經過10多年的努力，有近150個科研單位合作對人體數據集進行開發研究[1]，誕生了中國“數字人”。

中國數字人研究是將人體解剖結構數字化和可視化[2]，即將按標準篩選出來的標本進行冷凍、測量獲取的人體信息系統。在獲取的中國數字人體斷層切削照片的基礎上, 對中國數字人體斷層切削照片進行預處理, 完成中國男性數字人體生理系統主要器官和組織的分割、標識和命名; 用高性能計算集群, 對海量的分割數據進行并行快速三維結構重建, 構建國際上分辨率最高的人體三維解剖結構數據集[2]。

我國在血管灌注技術上有較強優勢，因此體現在數字人的最大優勢是除了具有更高的分辨率和人體標本更加標準之外，就是進行了血管灌注。

2 “數字人”在人體解剖學教學中的應用

“中國數字人解剖系統”是由山東易創電子有限公司研發的教學軟件，采用國內最新的數字人數據，建立了人體解剖學2300多個人體結構的三維結構模型，結構模型精準、完整，表面紋理真實；合成后的矢狀面和冠狀面結構圖像清晰；目錄和結構操作方便，并能進行雙屏顯示和立體顯示，是人體解剖學教學的最新的、最方便的教學工具。

2.1 “中國數字人解剖系統”在系統解剖學中的應用

圖1 系統解剖學屏幕截圖

“中國數字人解剖系統”軟件根據系統解剖學教材目錄和教學的需要，分為運動系統、消化系統、呼吸系統、泌尿系統、生殖系統、脈管系統、神經系統、內分泌和感覺器官九大系統(見圖1)。軟件每個系統內容完整，根據系統解剖學教學大綱的要求，按不同章、節的器官順序進行顯示，也可以單獨的顯示某一器官的位置和毗鄰。該系統軟件可供臨床醫學、麻醉學、護理學、口腔醫學、影像醫學、藥學、預防醫學、醫學檢驗等專業應用。

2.2 “中國數字人解剖系統”在局部解剖學中的應用

“中國數字人解剖系統” 軟件根據局部解剖學教材目錄和教學的需要，分為頭部、頸部、胸部、腹部、盆部和會陰部、上肢、下肢和脊柱區。根據局部解剖學教學大綱的要求，每個部分又分為若干個區域。每個區域可按層次結構顯示，同時還可以顯示某一器官的毗鄰和該器官的動脈、靜脈、淋巴和神經的行程與分布(見圖2、3)。該系統軟件可供臨床醫學、麻醉學、口腔醫學、影像醫學等專業應用。

2.3 “中國數字人解剖系統”在斷層解剖學中的應用

“中國數字人解剖系統” 軟件根據斷層解剖學教材目錄和教學的需要，分為頭部、頸部、胸部、腹部、盆部和會陰部、上肢、下肢和脊柱區(見圖4)。有橫斷面、矢狀面和冠狀面共2300多個切面。斷層的層間距最大為1mm，能夠任意放大與縮小，分辨率為0.167mm×0.167mm/像素。斷層精度男、女分別為0.1～1mm和0.1～0.5mm不等距，高于國外等距1mm的精度。該系統軟件可供X線、CT、磁共振成像和B型超聲波等專業的應用。

圖4 頭部斷層(邊界提取功能可清晰的在截面圖中標志出解剖結構的邊界)

3 中國數字人系統在教學中的作用和優勢

數字人技術具有重要的科學意義與廣闊的市場前景[3]。中國數字人系統既可以作為學生上解剖課的輔助教學系統應用，也可以安裝于校園網上作為學生自學之用，特別是在當前解剖標本比較緊張的情況下這套系統的應用能有效節省尸體的用量，能夠很好地幫助學生掌握人體解剖知識。

“中國數字人解剖系統”在教學中體現的優勢主要為：①圖像清晰、結構精準、表面紋理真實，特別對一些細小的結構能夠清晰顯示。②在點擊每個器官時，該器官顯示不同的顏色，便于授課時確認和學生自學。③對骨性結構的名詞，點擊名詞標點時，就顯示出該結構的部位。④在點擊每個器官或名詞時，屏幕的一角可顯示該器官或名詞的中、英文名詞對照，并有發音，有利于學生專業外語的學習。⑤點擊每個器官或名詞時，屏幕上可顯示該器官或名詞注解。⑥可有效地緩解當前人體解剖標本來源緊缺的現狀。⑦可用于臨床醫生進行模擬手術。⑧系統軟件既可供人體解剖學課堂教學使用，也可供學生網絡自學和臨床醫生參考。⑨目錄和結構詳細、完整，操作方便，并能進行雙屏顯示和立體顯示，是目前國內現有唯一擁有中國人人體特征的完整數字人解剖系統。

[1]李安安. 中國數字人[J].科學通報，2011,53(10) :1189-1195.

[2] 劉文芳，宋哲，王菲， 等. 基于CT掃描圖像之顱底解剖結構三維重建[J].現代中西醫結合雜志，2011，20(4)：474-475.

[3] 鐘世鎮. 鐘情“虛擬”世界[N].人民日報，2005-8-12.

[編輯] 何 勇

10.3969/j.issn.1673-1409(R).2012.10.033

2012-07-29

曾祥宏(1962-)， 男，湖北仙桃人，副教授，主要從事解剖學教學工作。

R322

A

1673-1409(2012)10-R070-02