解剖教學(xué)應(yīng)用數(shù)字化人體圖像和三維模型的分析

林樂迎 歐陽娟

摘 要： 尸體解剖及標(biāo)本觀察屬于解剖教學(xué)當(dāng)中較為重要的實(shí)訓(xùn)手段。然而，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的實(shí)際教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，其中尸體標(biāo)本的來源比較匱乏，庫存呈現(xiàn)不斷減少的趨勢，這樣學(xué)生能夠?qū)嶋H參與尸體解剖和實(shí)物標(biāo)本的機(jī)會不斷減少。因此，如何解決現(xiàn)代信息技術(shù)在解剖教學(xué)中的矛盾是主要問題。作者主要分析了解剖教學(xué)應(yīng)用數(shù)字化人體圖像及三維模型。

關(guān)鍵詞： 解剖教學(xué) 數(shù)字化人體圖像 三維模型

引言

解剖教學(xué)當(dāng)中標(biāo)本觀察及實(shí)體尸體的解剖是較為重要的實(shí)訓(xùn)方式。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的實(shí)際教學(xué)模式和方法發(fā)生了轉(zhuǎn)變[1]-[2]。數(shù)字化人體圖像及三維模型都是科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的重要成果，能夠?yàn)榻馄式虒W(xué)的發(fā)展提供重要支持，幫助學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中擁有更多接觸解剖實(shí)際過程的機(jī)會。以下是筆者對數(shù)字化人體圖像的概述。

1.數(shù)字化人體概述

數(shù)字化人體或者是數(shù)字人都屬于現(xiàn)代高科技產(chǎn)物，主要使用的是現(xiàn)代影像學(xué)及人體解剖學(xué)的方式得到人體的實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)量信息，在計算機(jī)上不斷實(shí)現(xiàn)對于全部的數(shù)字化人體結(jié)構(gòu)的三維模型進(jìn)行建立，其中可視化及數(shù)字化的人體功能和結(jié)構(gòu)，能夠建立可以使用計算機(jī)進(jìn)行處理的數(shù)字化模型。美國的醫(yī)學(xué)圖書館相繼進(jìn)行了可視化的人計劃和虛擬的人計劃等相關(guān)人體模型及信息數(shù)字化計劃。我國在二十世紀(jì)初開始迅速開展數(shù)字醫(yī)學(xué)相關(guān)方面的研究，目前中國數(shù)字化的人體數(shù)據(jù)集已經(jīng)實(shí)際建立完成。

2.三維模型概述

三維模型指的是由物體的多變性進(jìn)行表示的，不斷使用其他視頻設(shè)備及計算機(jī)等實(shí)現(xiàn)顯示。在三維模型中顯示的物體可以是虛構(gòu)的物理，也可以是在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的實(shí)際物體。一般常用的三維建模工具相關(guān)的軟件能夠?qū)嶋H生成三維模型，或者也可以使用其他可行性方式進(jìn)行。三維模型是其他信息和相關(guān)點(diǎn)的集合性數(shù)據(jù)，也能夠使用手工方式生成。三維模型能夠廣泛應(yīng)用于任何使用三維圖形的領(lǐng)域。三維模型如今已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用在各個領(lǐng)域當(dāng)中。在一些醫(yī)療行業(yè)當(dāng)中，使用三維模型制作相關(guān)的器官精確模型，在實(shí)際的科學(xué)發(fā)展領(lǐng)域當(dāng)匯總使用三維模型制作相關(guān)的化合物的精確模型。另外，在視頻游戲產(chǎn)業(yè)也可以使用三維模型作為視頻游戲及計算機(jī)當(dāng)中的有效資源。三維模型當(dāng)中的紋理主要涉及一些一般意義上的物體表面上的紋理，這樣可以讓物體的表明能夠顯示出凹凸不平的溝紋，其中還涉及一些物體光滑表面上面呈現(xiàn)的色彩和圖案。

3.數(shù)字化人體的三維模型在解剖教學(xué)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)性的系統(tǒng)性解剖教學(xué)方式主要是通過實(shí)際制作尸體的標(biāo)本提供給學(xué)生進(jìn)行觀察，標(biāo)本在實(shí)際使用過程中會受到場地及時間等相關(guān)因素的限制和影響。要想適應(yīng)如今的信息時代的發(fā)展，就需要使用計算機(jī)三維模型技術(shù)及時幫助解剖教學(xué)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)解剖教學(xué)的不斷發(fā)展。數(shù)字化人體計算機(jī)三維模型一般是在連續(xù)重建軟件構(gòu)件的虛擬性模型上面，能夠從各個角度觀察解剖結(jié)構(gòu)的實(shí)際空間位置之間相互的關(guān)系，還能夠有效顯示在標(biāo)本上面難以顯示的立體結(jié)構(gòu)。在實(shí)際的顯示和構(gòu)造過程中，其所重建的結(jié)構(gòu)能夠使用在為偽彩色的任意搭配當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)任意旋轉(zhuǎn)觀察或者是錄制的特定角度旋轉(zhuǎn)的相關(guān)視頻，并且使用在解剖教學(xué)當(dāng)中，能夠有效幫助學(xué)員在三維空間觀察人體器官結(jié)構(gòu)的相關(guān)形態(tài)及位置關(guān)系，學(xué)員還能夠在課后環(huán)節(jié)自主觀察和學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。我國目前已經(jīng)建立起了適合使用在各個層次和階段的解剖學(xué)教學(xué)中的教學(xué)化資料和系統(tǒng)性的計算機(jī)三維模型，能夠有效輔助解剖學(xué)的相關(guān)理論課程及實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)，強(qiáng)化教學(xué)效果，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

4.數(shù)字化人體圖像在解剖教學(xué)中的應(yīng)用

斷層的解剖教學(xué)一般使用的圖像主要來源于人體標(biāo)本的相關(guān)照片，存在一些例如間距大且無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)追蹤結(jié)構(gòu)等相關(guān)缺點(diǎn)。假如在實(shí)際的解剖教學(xué)過程中，將人體的斷面圖像和相關(guān)同一個層面上的CT和MRI影像放置在一張實(shí)際的幻燈上進(jìn)行展示，那么實(shí)物斷面圖像和其他的影響之間進(jìn)行互相對照，這樣可以在很大程度上加深學(xué)生對于每個重點(diǎn)斷面上的理解，同時能夠促使學(xué)生牢固記憶斷層的圖像和CT及MRI影響之間存在的區(qū)別和聯(lián)系。這樣將數(shù)字化的可視人體存在的連續(xù)橫斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的配準(zhǔn)的預(yù)處理之后相對建立數(shù)據(jù)集，之后將其實(shí)際輸入到圖形工作站中使用相關(guān)的專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)計算機(jī)重采樣，之后得到冠狀面及矢狀面的相關(guān)圖像，有效標(biāo)注結(jié)構(gòu)之后使用斷層解剖學(xué)實(shí)現(xiàn)教學(xué)。在這樣的過程中，也就實(shí)際制作成功了一個適合使用在斷層解剖學(xué)的相關(guān)的成套的多媒體課件，其中還涉及頭部和頸部等內(nèi)容。最后，將制作完成的多媒體軟件投入使用于實(shí)際的教學(xué)過程中，為學(xué)生提供更多參與機(jī)會。

結(jié)語

隨著我國加入世貿(mào)組織，我國的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入了嶄新階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，科學(xué)技術(shù)也進(jìn)入了深入發(fā)展階段，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了較為深入的發(fā)展。解剖教學(xué)在醫(yī)學(xué)相關(guān)教學(xué)方面屬于比較重要的一種，對于學(xué)生日后的職業(yè)發(fā)展有至關(guān)重要的影響[3]-[4]。

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