3DBody模擬系統(tǒng)在人體解剖實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉恩棟

摘要：3DBody模擬系統(tǒng)是近年來基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)應(yīng)用非常迅速的一種人體解剖學(xué)教學(xué)輔助工具，隨著我國網(wǎng)絡(luò)信息化、數(shù)字技術(shù)、人工智能科技的快速發(fā)展，該項數(shù)字模擬技術(shù)已經(jīng)在人體解剖學(xué)尤其是實訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮非常重要的作用，3DBody模擬系統(tǒng)改變了人體解剖學(xué)原有的尸體解剖教學(xué)模式，對于優(yōu)化數(shù)字教學(xué)資源，提高解剖學(xué)教學(xué)質(zhì)量，為人體解剖學(xué)實訓(xùn)教學(xué)帶來了很多便利，是數(shù)字醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展下的一種教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：3DBody模擬系統(tǒng);人體解剖學(xué);數(shù)字技術(shù)

人體解剖學(xué)圍繞護(hù)理專業(yè)基礎(chǔ)課程要求和臨床護(hù)理的需求進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，同時結(jié)合護(hù)理專業(yè)人才培養(yǎng)方案，重視學(xué)生理論知識和實踐能力的加強與提高。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握護(hù)理專業(yè)必需的正常人體形態(tài)結(jié)構(gòu)基本知識，為學(xué)習(xí)其他基礎(chǔ)課程和臨床護(hù)理專業(yè)課程奠定必要的正常人體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以便進(jìn)一步理解人體的生理現(xiàn)象和病理變化，判斷人體的正常與病理狀態(tài)，從而更好地開展護(hù)理工作、促進(jìn)國家倡導(dǎo)的大健康發(fā)展。

實訓(xùn)教學(xué)是人體解剖學(xué)教學(xué)中的重要組成部分。我國目前隨著科學(xué)發(fā)展尤其是網(wǎng)絡(luò)信息化和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的理論教學(xué)、標(biāo)本模型教學(xué)等方法已不能滿足人體解剖實訓(xùn)教學(xué)需求。3DBody模擬系統(tǒng)是在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與計算機信息技術(shù)飛速發(fā)展下的成果，是信息化時代背景下較先進(jìn)的一種虛擬仿真系統(tǒng)，也是人體解剖學(xué)實訓(xùn)教學(xué)過程中很好的輔助工具。

1、數(shù)字化人體研究簡介

數(shù)字化人體研究最早由美國國立醫(yī)學(xué)圖書館（NLM）1998年提出圖像數(shù)據(jù)集的可視人計劃（Visible Human Project，VHP）并于1994 年11月完成首例VHP男性解剖數(shù)據(jù)采集，1996 年完成首例 VHP 女性數(shù)據(jù)采集。我國數(shù)字化人體的研究工作最早始于2001年第 174 次香山科學(xué)會議首次提出的“中國數(shù)字化虛擬人體的科技問題”并于 2002年由第一軍醫(yī)大學(xué)（現(xiàn)南方醫(yī)科大學(xué)）和第三軍醫(yī)大學(xué)（現(xiàn)陸軍醫(yī)科大學(xué)）解剖學(xué)工作者分別完成 1女1男數(shù)據(jù)采集。這些對數(shù)字解剖學(xué)和數(shù)字人在各個領(lǐng)域的飛速發(fā)展起到非常重要的促進(jìn)作用[1]。

2、3DBody模擬系統(tǒng)在人體解剖實訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

我校在2017年購入3DBody模擬系統(tǒng)，于2018年引入護(hù)理專業(yè)的人體解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)的實訓(xùn)教學(xué)中，該3DBody模擬系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)尸體實驗教學(xué)的很多弊端，比如傳統(tǒng)實驗教學(xué)中主要是以教師為中心，采用黑板板書結(jié)合簡單人體解剖掛圖、PPT課件、塑料人體模型標(biāo)本和尸體標(biāo)本示教的方式，把人體解剖教學(xué)內(nèi)容灌輸給學(xué)生，傳統(tǒng)教學(xué)模式非常單一，學(xué)生動手操作機會少。而且人體解剖學(xué)所面對的群體為大一年級初入校的新生，對醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和護(hù)理專業(yè)領(lǐng)域完全陌生，特別是對人體尸體的恐懼。因此3DBody模擬系統(tǒng)可在實訓(xùn)教學(xué)中增加學(xué)生對人體解剖課程學(xué)習(xí)的興趣，降低護(hù)理專業(yè)學(xué)生對人體解剖學(xué)接受程度上的難度。

3Dbody模擬系統(tǒng)分為“系統(tǒng)解剖學(xué)”、“局部解剖學(xué)”、“斷層解剖學(xué)”和“中醫(yī)針灸經(jīng)絡(luò)穴位”等4個模塊，提供了人體全三維的數(shù)字模型，4000多個人體結(jié)構(gòu)和CT、MRI斷層掃描圖像，涵蓋了人體所有九大解剖系統(tǒng)。在開啟該模擬操作平臺后，點擊選擇數(shù)字人體部位，通過模擬平臺菜單區(qū)的“顯示”“隱藏”“透明化”“獨立顯示”按鈕，即可實現(xiàn)對解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行隱藏、顯示、透明、獨立顯示等操作[2]。如以視器為例，3DBody模擬系統(tǒng)可詳細(xì)顯示視器眼球壁的三層結(jié)構(gòu)：從外向內(nèi)的纖維膜、血管膜、視網(wǎng)膜，同時通過系統(tǒng)解剖刀的分解模式可以將三層膜分別剝離。解剖模型還可針對眼球內(nèi)容物結(jié)構(gòu)如房水、晶狀體、玻璃體以及眼副器如眼球外肌的解剖剝離，且可配合多點觸控技術(shù)實現(xiàn)對解剖器官和組織結(jié)構(gòu)隨意拖移、平移、顯示、解剖刀分離、結(jié)構(gòu)隱藏、旋轉(zhuǎn)360度和縮放大小，學(xué)生可以用該模擬平臺對人體九大系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)實現(xiàn)平視、仰視、俯視、側(cè)面觀、矢狀面、冠狀面、橫截面等多角度多方位的觀察。（見下圖1） 同時，該3DBody模擬系統(tǒng)結(jié)合教學(xué)章節(jié)，對系統(tǒng)和局部解剖學(xué)內(nèi)容予以歸類，并在斷層標(biāo)本圖像的基礎(chǔ)上系統(tǒng)配置相對應(yīng)的CT、MRI數(shù)字圖像，可以方便快捷地調(diào)出數(shù)字人體解剖模型，通過斷層影像、數(shù)字圖片等手段生動地進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué)。[3]

圖1：視器局部解剖圖

3、3DBody模擬系統(tǒng)在實訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用中注意的問題

首先盡管3DBody模擬系統(tǒng)有數(shù)字信息量大，模擬機器觸摸屏易于操作，多維度多角度顯示人體器官和組織的結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，但對于護(hù)理專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)人體解剖實訓(xùn)課程來說，還需要護(hù)理專業(yè)學(xué)生通過對九大系統(tǒng)解剖知識的理論知識積累和認(rèn)真觀察、親手觸摸具體人體尸體標(biāo)本，才能真正地理解和掌握人體解剖各系統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

其次3DBody模擬系統(tǒng)由于數(shù)字建模和渲染的特殊性，其成像和仿真度受場景角度和方位的影響較大。如運動系統(tǒng)中骨骼部分的模型圖像較為逼真，但骨骼肌的模型圖像逼真度卻不理想。而傳統(tǒng)的尸體標(biāo)本的解剖過程中，學(xué)生可以親手觸摸和使用解剖刀、手術(shù)鉗等醫(yī)療器械進(jìn)行解剖分離，對學(xué)生使用器械方面有很好的教學(xué)效果，這方面在模擬機器上學(xué)生很難體會動手的感覺。

4、總結(jié)

在人體解剖學(xué)實訓(xùn)的教學(xué)中應(yīng)該將新老教學(xué)模式相結(jié)合，以期達(dá)到較好的教學(xué)效果。特別是在人體解剖的實訓(xùn)教學(xué)活動中，教師不應(yīng)完全依賴 3DBody模擬系統(tǒng)開展教學(xué)活動，可以考慮在不同的教學(xué)章節(jié)和系統(tǒng)中穿插教學(xué)效果好的人體塑料模型標(biāo)本來進(jìn)行更好的教學(xué)活動，以往教學(xué)效果較理想的人體解剖彩色掛圖和解剖圖譜等也不應(yīng)棄之。雖然人體解剖模型圖像直觀但不夠仿真，也需結(jié)合標(biāo)本模型才能達(dá)到滿意的教學(xué)效果。其次在實訓(xùn)教學(xué)中還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生用好各類系統(tǒng)工具，以提高學(xué)習(xí)效率。同時需要教師根據(jù)不同專業(yè)和層次的教學(xué)要求進(jìn)行學(xué)習(xí)指引，以最大限度地提高護(hù)理專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘世鎮(zhèn)，張紹祥，歐陽鈞 . 數(shù)字解剖學(xué)——有待開拓完善的新興分支學(xué)科[J]. 解剖學(xué)雜志，2007.

[2]陳金鋒，鄭二來，尹春麗等.數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學(xué)教學(xué)及社會服務(wù)中的應(yīng)用[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究，2018.