顱腦手術教學與局部解剖教學

胡 煒

（陜西省人民醫院，陜西 西安 710000）

顱腦手術及解剖結構是神經外科教學的重要內容，熟練掌握顱腦解剖結構及功能是進入臨床工作的重要基礎。顱腦結構相比于其他組織結構要更加復雜，各區域的間隙狹小，聯系密切，尤其是神經傳導束、功能區，依靠傳統的大體解剖以及圖片視頻教學很難完全掌握，導致醫學生無法對顱腦解剖結構形成完整的知識網絡，對于各結構之間的作用與關系的認識存在偏差，對各種知識的理解也僅限于教師們的解說，沒有形成客觀的認識。隨著各種新型教學技術在現代醫學教育中的推廣使用，尤其是各種信息技術，為顱腦手術與局部解剖結構教學的開展提供了有效支持[1]。因此，需要充分利用新的技術，構建完善的教學模式，是目前醫學教育需要積極探索的新的道路。

一、影像技術在顱腦手術與局部解剖教學中的應用

目前核磁共振技術的應用在顱腦疾病診斷與治療中起到了重要的作用，顱腦MRI圖像可以提供大量的信息數據，且不同于過往的CT技術，其可以直接進行橫斷面、矢狀面、冠狀面等切面的體層圖像，從而對大腦解剖結構進行掃描，從三維空間上了解顱腦的解剖結構。同時，功能磁共振成像可以通過刺激大腦皮層功能，從而定位大腦的功能區，具備功能、影像與解剖三要素，是顱腦手術方案制定的重要依據[2]。功能磁共振成像的優勢在于：第一，可以了解腦功能活動范圍和區域，從而進行空間定位，并且可以與腦電圖、腦磁圖資料聯合應用，觀察大腦的活動過程；第二，其可以更好地讓學生認識大腦結構與功能活動，從而提高神經生物學知識的認識；第三，可以進行多切面的觀察。因此，該方法在顱腦手術與局部解剖教學中具有較好的應用價值。彌散張量成像是磁共振成像的一種新方法，其可以觀察腦白質的白質纖維與白質束，可以提供相應的教學素材。

影像技術在輔助顱腦手術與局部解剖教學中具有較好的應用效果，其教學難點在于無法直觀地觀察到解剖結構之間的關系，而斷層解剖圖像可以解決這一問題。由于顱腦解剖結構學習需要遵循“整體—斷層—整體”的原則，顱腦局部解剖知識是學好顱腦手術的重要基礎，在觀看斷面圖片時，不能孤立地理解斷層結構，而是需要使用整體思維來觀察斷面圖像，強調斷層與整體的聯動性。在傳統的教學過程中多使用各種圖片、視頻進行講解，學習比較枯燥乏味，并且容易與臨床工作相脫節[3]。隨著影像技術在顱腦手術與局部解剖教學中的推廣應用，尤其是MRI圖像可以從不同方向清除展示顱腦結構，從而與斷層解剖圖相聯系，幫助學生理論聯系實踐。在實際教學過程中，可以利用實體樣本、斷層樣本、MRI圖片以及多媒體設備，從理論到實際的過渡，指導學生如何觀察顱腦MRI圖像。這樣一來不但能夠有效解決傳統教學方法枯燥無味的缺陷，還可以調動學生的積極性，突破傳統教學方法中局部解剖與臨床實際情況相脫節的問題。例如，可以使用功能磁共振成像圖像來輔助教學，首先介紹各個功能區的相關知識，并指導學生將功能圖像與三維結構圖像重疊，從而更好地觀察腦活動的解剖位置，將理論知識與解剖圖像相結合，從而加深對功能區的理解。

二、三維重建技術在顱腦手術與局部解剖教學中的應用

隨著圖像處理技術的快速發展，數字技術成為醫學教學改革的重要方向，需要充分利用新技術來推動傳統教學模式的改革，從而提高教學效率。顱腦解剖學是研究顱腦形態結構的重要課程，學生對于本課程的熟練掌握，也為后續其他課程的學習建立良好的基礎。在目前的醫學教學中，顱腦手術與局部解剖教學仍舊采用了傳統教學模式，如何提高教學質量成為教師迫切需要解決的重要問題。

三維重建技術主要是通過對人體組織的三維建模，從而獲取相應的圖像資料。顱腦解剖學教學與其他課程不同，更加重視學生的實踐操作能力，并且在教學過程中往往有許多不容易講解的地方，因此需要充分利用三維重建技術，形成符合實際需求的教學模式[4]。目前醫學教學中采取的人體三維重建方法主要采取幾何建模、三維坐標儀建模、組織切片建模、醫學圖像建模、DICOM直接建模等方法，目前很多醫學院多采用CT、MRI采集的原始資料并利用重建軟件進行人體結構建模，由于采取數據為真實的人體數據，因此建模也更加真實，可以自由旋轉和分割模型，從而幫助教師更好地對顱腦空間結構以及毗鄰關系進行講解；并且還可以利用手術模擬平臺，有助于學生進行模擬練習，從而節省教學成本，又方便教師的講解和學生的練習，在顱腦手術與局部解剖教學中具有較好的應用效果。

為了激發學生對于學習的積極性，可以展示顱腦解剖結構的圖片，并讓學生對于顱腦解剖結構有整體的認識，然后展示顱腦3D模型，導出本節課的主題。教師要根據教案，介紹顱腦解剖結構的關聯以及連接方式，并且讓學生自主查看3D模型，對相關知識信息總結歸納，然后將模型進行旋轉、分解、重組，詳細講解各種容易混淆的重點、難點。教師可以展示顱腦手術的操作過程，并且讓學生利用手術模擬平臺進行練習，從而深化課堂講解知識。課后學生也可以通過校園網訪問數據庫，查找顱腦結構相關資料和模型，展開自主學習和練習，鞏固學習知識。通過創新教學方法，讓學生在學習新的知識的同時，鍛煉其動手能力，從而提高教學效果，且新的教學方法也可以提高備課速度，便于教師將更多的精力放在觀察學生的學習狀況中，從而及時進行指導，加強師生互動[5]。利用三維重建模型輔助顱腦手術與局部解剖教學，可以幫助學生更快地掌握手術及解剖知識，且思維邏輯更強，可以提高學生的學習效率。但是在實際應用中，教師需要重視教學內容的選擇，爭取在有限的科室內高質量完成教學任務。

三、虛擬現實技術在顱腦手術與局部解剖教學中的應用

隨著現代醫學教育的快速發展，解剖學作為醫學教學的基礎課程，面臨著教學標本資源匱乏的窘境。在過去數十年的發展中，大體標本和解剖圖譜成為解剖教學的重要基礎，但是人體器官是三維結構，僅依靠標本和圖譜展開解剖教學是不夠的，其中最大的問題在于對于解剖結構的精準定位。顱腦組織結構復雜，具有較大的教學難度，并且顱腦手術對于主刀醫生的空間立體感有著較高的要求，這就需要我們不斷創新醫學教學模式，創造真實的操作環境，給學生提供良好的練習機會，并提高教學的有效性。虛擬現實技術是基于三維重建技術提出的一種新型技術，利用三維重建圖像可以清晰地展示解剖結構與病灶位置，確定毗鄰關系，并為學生提供虛擬的操作空間，只需要穿戴VR設備，就可以完成解剖過程。在醫學教育中的應用可以提高教學質量，有助于學生熟悉手術流程與操作要點。

目前虛擬現實技術已經在醫學教育得到了推廣應用，包括虛擬內鏡手術、仿真手術、神經外科手術技巧訓練等方面，其在顱腦手術與局部解剖教學中的應用，可以模擬腦室造瘺術的操作環境，從而幫助學生了解顱腦復雜的解剖關系，從而掌握臨床思維。同時，在高交互性的模擬環境中，復習各種解剖知識與手術技巧，有助于提高教學效率。隨著現代醫療改革的不斷深入，對于醫學生來說，是機遇與挑戰并存的時代，各種新型技術的涌現，使得神經外科手術已經不再有禁區，但是這也對醫生的專業技術提出了更高的要求，需要根據患者的實際情況制定個性化且創傷小的手術方案。顱腦手術由于其解剖結構復雜，加上病灶較深，術野狹小，加上各種重要血管神經分布密集，若操作不慎就會引起嚴重的醫療事故。而虛擬現實技術的應用，可以為顱腦手術與局部解剖教學提供較好的輔助作用。

顱腦解剖結構是神經外科教學的重點難點，單純的圖像、視頻很難讓學生從時間、空間方面來理解相關知識。借助虛擬現實技術，可以通過模擬真實環境，從而讓學生更好地掌握顱腦解剖結構層次以及毗鄰關系。在實際工作中，顱腦疾病的出現會導致顱腦組織的解剖結構發生改變，尤其是顱內腫瘤、腦出血、顱腦外傷等因素的干擾，很難從正常的解剖結構來推測手術方案。因此，可以利用三維重建圖像和虛擬現實技術，進一步確定腫瘤定位、形態和范圍，了解腫瘤與血管以及毗鄰組織的關系，幫助學生更好地理解患者的癥狀與體征，從而提高學生的學習積極性。

頭顱CTA可以為虛擬現實技術提供相應的參數，包括腫瘤位置、累及范圍以及重要神經血管的關系，根據這些資料，可以讓學生進行判斷，并根據患者的實際情況指導患者進行下一步的檢查，從而提高學生的鑒別診斷能力，并且還可以為手術做好準備，預測手術中可能發生的風險，提高學生的應急處理能力。顱腦手術涉及顱骨、腦組織、血管、神經等復雜解剖結構，僅僅依靠解剖標本和二維圖像無法清楚掌握手術要點和相關知識，很難對其有全面的理解與認識，不利于學生形成完善的手術思路。因此，需要充分利用虛擬現實技術，根據虛擬現實影像觀察腫瘤大小、位置、累及范圍等信息，比較各種手術入路的術野以及損傷情況，模擬從開顱到手術結束的整個過程，從而個性化設計手術方案，選擇最佳的手術入路、切除范圍，對顱腦正常解剖結構以及病理變化造成空間關系改變有更好的理解。通過在虛擬平臺中的反復練習，可以進一步熟練手術流程，提高教學效率。

顱腦手術操作精細，并且很難提供實際練習的機會，因此可以通過虛擬現實技術進行手術練習，可以培養學生的操作能力。從臨床實際情況來看，要培養一名優秀的外科醫生，往往需要花費大量的時間精力，虛擬現實技術可以模擬真實的手術環境，并且在虛擬的人體結構上進行實踐練習，有助于提高教學效率，加強學生理論與時間的聯系。

四、顱腦手術與局部解剖教學改革的效果

1.提高學生的積極性

上述技術在顱腦手術與局部解剖教學中的應用，一方面，可以生動形象地展示解剖結構以及功能關系，從而讓教學更加靈活，有助于學生理解顱腦解剖知識；另一方面，也可以開闊學生的視野，提高對于臨床工作的興趣。在傳統教學的基礎上引入新的教學方法，可以提高學生的學習積極性，提高課程教學效率，并促進教學模式的改革。應用醫學影像資料、三維重建圖像和虛擬手術室，可以簡化教師的表述，加深學生的理解，增加教學的模式，充分發揮學生的主觀能動性，并且也方便教師對學生學習狀況的評估與指導，同時還可以展開因材施教，提高教學效果。

2.理論聯系實際

在醫學教育中，由于醫學生未來需要面對的是臨床實踐教學，因此需要充分培養其臨床思維，從而更好地適應臨床工作。在講解顱腦手術與局部解剖知識時，需要根據教材內容尋找多角度、多層面的影像資料，并結合PBL教學法、CBL教學方法等方法，提高學生對于顱腦知識的整體認識，有助于培養其臨床分析能力。各種新技術的應用，可以提高教學的趣味性，尤其是虛擬現實技術，可以調動學生的多個感官，激發其學習興趣，通過親身實踐，讓學生參與手術過程，引導學生主動學習顱腦手術及解剖結構相關知識，不但可以提高學生的積極性，也可以豐富其基礎知識，并且在教學過程中可以使用真實的影像資料，從而做到理論與實踐相結合。

3.培養臨床理念

完整的解剖結構是確保功能正常的重要前提，尤其是醫學生需要更深刻地認識到這一知識點。因此，對于顱腦疾病患者，尤其是病灶位于功能區的患者，在手術過程中一定要注意保護正常腦組織，從而避免術后神經功能缺失情況的發生。隨著醫療改革的不斷深入，僅關注患者的臨床療效是不夠的，還需要關注患者的生活質量，因此在教學過程中需要關注醫學生以人為本臨床理念的培養，從而更好地適應臨床工作的要求。從顱腦解剖知識的學習，到臨床理念的培養，是衡量一名醫學生能否在未來成為一名優秀醫生的重要標準。

結語

醫學影像技術、三維重建技術、虛擬現實技術等新型技術，在顱腦手術與局部解剖教學中具有較好的應用效果，有助于學生掌握顱腦解剖結構知識，并提供虛擬練習平臺，可以讓學生產生身臨其境的感受，從而激發其學習興趣，構建完善的知識框架，提高教學質量。因此，各大醫學院需要加速教學改革，引入先進的技術方法，從而提高人才培養質量。