三維重建資料在解剖學教學中的應用

王劍華 周庭永 張本斯 楊新文 朱建華 成家茂

1(大理學院解剖學教研室,大理671000)

2(重慶醫(yī)科大學解剖學教研室,重慶400016)

人體解剖學是一門古老的形態(tài)學科,同時也是醫(yī)學生必修的專業(yè)基礎課程,其對于醫(yī)學教育不可或缺,但面臨尸體缺乏,解剖學名詞繁多、術語枯燥乏味。在教學中如何采用合理的教學措施和教學方法,讓同學在興趣中學習。對此,我們利用影像功能活體狀態(tài)下的三維重建資料進行了探討。

1 優(yōu)化教學內(nèi)容

我們根據(jù)授課專業(yè)及各自教學大綱的不同,針對性地增加影像三維重建資料,并在理論課、實驗課中分批次逐步推進。

1.1 骨骼系統(tǒng)

在講解時加入三維重建的軀干骨、四肢骨、骨性胸廓、骨盆等圖像,對部分結(jié)構還以連續(xù)多層面展示和“電影”多角度播放等形式,從多方位展示了骨與骨間的位置關系。

1.2 呼吸系統(tǒng)

可利用仿真內(nèi)窺鏡技術顯示內(nèi)部結(jié)構,如我們利用該技術從內(nèi)部顯示了功能活體狀態(tài)下主支氣管、氣管隆脊、左右主支氣管的區(qū)別。在增強掃描中還可顯示出支氣管動靜脈與氣管的立體關系。

1.3 脈管系統(tǒng)

充分利用64層螺旋CT在血管掃描中的優(yōu)勢,顯示心腔形態(tài)、左右冠脈,主干動脈及分支,門靜脈及屬支,顱內(nèi)主要動脈、上下矢狀竇、橫竇、乙狀竇;并可顯示血管與骨骼等周圍器官的關系。在肝臟還可利用Add/Remove Structure功能疊加顯示門靜脈肝內(nèi)外分支與肝靜脈分支的立體關系,這對理解肝內(nèi)管道的走行、肝段劃分、肝硬化側(cè)支循環(huán)很有幫助。

2 改善教學實踐模式

2.1 我們依托解剖學精品課程建設實踐,建立以傳統(tǒng)教學與三維重建資料教學相結(jié)合的教學模式,并在解剖數(shù)碼互動系統(tǒng)平臺基礎上,將解剖教學與同學將來的學習緊密結(jié)合起來。教師通過三維重建資料教學,用活體功能狀態(tài)下動態(tài)三維可視化立體圖像取代傳統(tǒng)的醫(yī)學二維圖像,激發(fā)同學學習的興趣,加深了對抽象知識的理解,開發(fā)了學習的潛能。

2.2 人體尸體的短缺已成為影響醫(yī)學院校人體解剖學教學的瓶頸。沒有尸體標本,解剖學教學將陷入癱瘓。為此,人們一直在尋求可替代的方案。計算機模擬技術的出現(xiàn)似乎給我們帶來了希望[1]。鞠梅等指出三維模型的應用作為眾多多媒體技術的一種,在當前新形勢下的實驗教學過程中有著不可替代的作用和優(yōu)勢[2]。通過影像三維重建模式能為解剖學教學提供活體功能狀態(tài)下器官形態(tài)結(jié)構知識及可視化的動態(tài)資料,加之三維重建資料可以無數(shù)次使用,并使教學內(nèi)容不受時間、空間限制。這都將降低對教學標本的需求量。

2.3 通過三維重建資料教學有助于提高學生辨別人體解剖結(jié)構的能力,通過在活體三維重建資料上指認解剖結(jié)構、標志,能讓學生認識到功能活體間的解剖學差異,認識到活體與尸體標本的差異性,對難以在標本上完整展示的如硬腦膜竇、實質(zhì)臟器內(nèi)部血管、管腔內(nèi)部特征等有良好的顯示。也能更好的適應以后的學習和臨床工作。

3 展望

任何一種教學方法,既有它的優(yōu)勢,也有它的缺點。三維重建教學模式也不例外,三維重建技術主要是基于CT、MRI等設備掃描數(shù)據(jù)和計算機后處理,常應用于人體骨組織,血管等部分組織器官,而在軟組織結(jié)構與表面形態(tài)方面,因受圖像采集生成方式的限制仍多限于二維平面。真正全面普及和使用于各學科的教學中,還有許多問題有待解決[3]。因此,在教學中只有將三維重建資料教學模式與其它傳統(tǒng)的教學方法、手段相互結(jié)合,取長補短,才能達到理想的教學效果。

[1] 金紅,李倫,劉銘,等.尊重人體尸體:人體解剖教學的倫理原則[J].醫(yī)學與哲學,2006,27(3):33-49.

[2] 鞠梅.解剖CA I教學存在的問題與對策思考[J].四川解剖學雜志,2004,12(2):156-157.

[3] 史政榮,熊秀,金家貴.三維重建技術在外科學教學中的應用[J].西南軍醫(yī),2009,11(4):757-758.