可視化虛擬解剖在人體解剖實驗室應用的初步探討

周靜 賀玉棚 劉佳

【關鍵詞】虛擬解剖;人體解剖教學;可視化

中圖分類號：G642.4;R-4?文獻標志碼：B?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.12.020

人體解剖學是形態(tài)學科，屬基礎醫(yī)學，搞清楚人體的各個部分的結構、毗鄰關系是學習這門課程的最終目的，學好了解剖才能打好研究人體，治病救人，攻克疾病的基礎[1]。傳統(tǒng)的解剖教學形式是從掛圖結合模型，到后來廣泛應用的多媒體課件，觀察大體標本一直是解剖學習的重要手段。但是隨著學生生源的不斷增加，尸體標本相對緊缺，標本更新不足，影響了教學質量。且在尸體解剖過程中，尸體經過福爾馬林溶液浸泡，學生和教師過多吸入尸體揮發(fā)的有害氣體，影響身體健康，有不少學生對此都抱有抵觸情緒，對解剖實踐課學習的積極性逐漸降低[2]?，F代社會已進入信息化、數字化、智能化的時代，新入校醫(yī)學生都是成長在數字化的環(huán)境下，他們能更好地適應數字化教學改革，激發(fā)學習興趣帶來好的學習效果[3]。隨著互聯網與計算機技術的發(fā)展，可視化虛擬解剖教學正在走進我們的解剖課課堂，顯現出更好的作用，我們對比研究傳統(tǒng)解剖實踐課與可視化虛擬解剖課之間的不同特點與教學效果，進一步研究兩者對解剖課的應用價值。

1?對象與方法

1.1?研究對象

經我校教務部門批準，隨機選取2018級臨床醫(yī)學專業(yè)10個大班共計1000名學生，每5個大班為一組，每組500名學生，兩組（實驗組和傳統(tǒng)組）學生在年齡、性別、學習態(tài)度、入學成績等方面比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），兩組授課教師相同。

1.2?軟件資源

順應教育信息化，教育現代化的方針，我校解剖教研室于2018年下半年逐步建立起自己的虛擬解剖實驗室，軟件的購買，對于全新的教學形式無論是學生還是教師都是滿懷期待。我校購買的美國Touch of life 公司及維拓啟創(chuàng)共同設計完成的VH Dissector 可視化人體解剖軟件，是基于可視化人體工程的解剖學軟件，內容包括橫截面、全身組織結構、臨床解剖學、局部解剖學和外科解剖學。解剖的區(qū)域包括男性人體全身模型和女性腹部模型，可對人體斷面進行劃分，隨意拉動、標記、組織添加，對整個人體或指定的器官進行任意方向和角度旋轉，并可以進行放大、縮小、透明等操作;可逐層剝離解剖模型，還可將已剖離的組織層次恢復至其初始狀態(tài); 可顯示每個系統(tǒng)的全部器官或重點關注的單個器官，還可以把感興趣的幾個系統(tǒng)的器官疊加顯示，觀察、學習它們的位置和相互毗鄰關系。

1.3?硬件設施

我校實驗中心原本有9間解剖實驗室，開展本研究前將其中6間全面升級，購置 86寸數字紅外觸摸一體機，內置VH Dissector 6.0 專業(yè)版，有教師端和學生端，模型可放大至實際人體大小，可作為模擬真實解剖的虛擬解剖臺，授課過程中可以形象直觀地講解人體三維結構，也可以進行課件、圖片及視頻放映。一些傳統(tǒng)二維課件無法解釋清楚的難點，比如學習心包橫竇和心包斜竇時，傳統(tǒng)課件很難顯示它們的立體空間毗鄰，尤其是它們與左心房的關系，學生總是不能理解為什么左心房前壁參與構成心包橫竇，左心房后壁參與構成心包斜竇。利用虛擬解剖臺旋轉心臟，就能多角度、多層次觀察心包橫竇和心包斜竇，可以清晰地看到它們的構成和范圍，學生的學習興趣和學習效果顯著提高。教研室先后組織了三次由軟件公司技術人員主講的虛擬軟件操作培訓課，上課教師的虛擬實驗教學水平達到了開設虛擬實驗要求。

1.4?教學方法

對兩組學生分別開設傳統(tǒng)解剖實踐課（傳統(tǒng)組）和可視化虛擬解剖課（實驗組）各12節(jié)。①傳統(tǒng)組，向入組學生發(fā)放教學大綱及課程安排表，根據教學預安排要求學生課前預習，課上利用PPT、掛圖及黑板板書向學生講解課程內容，時間占總課程時間的1/3，隨后的實踐教學部分利用大體標本，根據前述內容進行具體指導教學，時間占總課程時間的1/3，剩余總課程時間的1/3，學生自主觀察大體標本，對照課本進行學習。②實驗組，向入組學生發(fā)放教學大綱及課程安排表，根據教學預安排要求學生課前預習，向學生集中講解VH Dissector 可視化人體解剖軟件使用方法，課上理論講解部分占總課程時間的1/3，剩余2/3時間，由學生自主安排理論內容與軟件對照學習，老師在學生中間做學習指導，建立學習群，課后進行軟件指導。

1.5?評價方法

通過設計的問卷調查[4]對學習興趣、學習效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足五方面評價學生學習主觀感受（完全不贊同1分;不贊同2分;無意見3分;贊同4分;超級贊同5分）。

1.6?統(tǒng)計學方法

采用SPSS 18.0 軟件進行分析，計量資料符合正態(tài)分布以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本均數t檢驗，檢驗水準：α=0.05，雙側檢驗。

2?結?果

與傳統(tǒng)解剖實踐課相比，可視化虛擬解剖課在學習興趣、學習效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足方面評分均更高，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。見表1。

3?討?論

在臨床醫(yī)學生近兩個月的使用中，可視化虛擬解剖教學顯著提高的首先是學生的學習興趣，每個同學都積極動手嘗試，包括一些之前對大體標本有所抗拒的不愛動手的學生，不論是平時課堂還是私下交流討論，可視化虛擬解剖教學形式得到了學生一致好評。為進一步深入了解學生對這種將虛擬教學結合到解剖學實驗課的滿意度，我中心聯系學校教學質量管理相關負責人員開展了一次網上教改教評工作，設計了5份調查問卷表[4]，分別在學習興趣、學習效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足五方面進行評價，統(tǒng)計結果顯示，與傳統(tǒng)人體解剖教學方法相比，可視化虛擬解剖教學可顯著提高學生的學習主觀能動性，學習效果更好，特別對解剖難點更易理解，具有良好的可操作性，學生在操作過程中更易掌握學習技巧，節(jié)省了學生上課前后的學習時間，同時可視化虛擬解剖教學也可更好地解決目前解剖課程教學中尸體標本不足的問題。后期評價過程中，參與解剖實踐課學習的多數學生，對于虛擬解剖實驗室的改革都給予了充分認可，綜合評價較傳統(tǒng)單一的解剖實驗教學更具優(yōu)勢，解剖教學效果顯著提高。正是因為現代化教育理念的倡導，虛擬實驗教學的引入，利用數字化的技術手段組織教學，這種煥然一新的教學模式更好地激勵和啟發(fā)了學生的興趣和思維、豐富了教學信息量、加深了學生對解剖學內容重點、難點的領悟。

虛擬解剖在解剖教學領域的出現，無疑是重要的革新和進步，其所具有的優(yōu)勢是明顯的，但也存在一些不足之處[5]。醫(yī)學生將來要面對的是真實的患者真實的人體，虛擬解剖雖然有很高的仿真度，但是和真實的人體標本在感覺和體會上仍有一定的差別。虛擬解剖以觀察為主，雖然可以立體多角度觀看，但與可觸摸的人體組織仍存在巨大差異，無法獲得更直接的學習體驗，而且人體存在個體差異，每具標本的體型差異導致器官的位置、大小均略有不同[6]。虛擬解剖軟件逼真展示了人體結構的形態(tài)、位置和毗鄰關系，從而降低了尸體解剖的難度，學習效率的提高無疑是非常顯著的，但是它也無法完全取代大體解剖，無法取代學生親自動手操作尸體標本的真實體驗，而醫(yī)學生的動手能力是重要的培養(yǎng)目標，在實際操作中才能發(fā)現問題，解決問題[7]。

綜上所述，可視化虛擬解剖教學技術可作為較好的人體解剖實踐課輔助教學手段，在教學中與傳統(tǒng)解剖教學方式相結合，可以更好提高教學效果，但在教學過程中合理規(guī)范的多種教學方式的結合方案，仍值得我們進一步探討。

參?考?文?獻

[1]劉海興，梁棟陽，楊暢，等.正常人體解剖學實驗教學改革與研究[J].解剖科學進展，2011，17（2）：194，197.

[2]蔡宏宇.3D數字教育平臺在解剖學教學中的應用研究[J].課程教育研究，2018（34）： 243.

[3]周奕.數字化人體圖像和三維模型在解剖教學中的應用[J]. 大家健康，2016，10（30）：288.

[4]Singh A，Min AKK.Digital lectures for learning gross anatomy： a study of their efficacy[J].Korean Journal of Medical Education，2017，29（1）：27-32.

[5]張齊，周國偉，賀毅呈，等.數字化虛擬仿真在局部解剖學教學中的應用[J].解剖學雜志，2018，41（1）：109-111.

[6]陳丹，劉小菊，張美芝.淺析虛擬仿真技術在人體解剖實驗教學中的應用[J].解剖學研究，2018，40（3）：227-229.

[7]金海峰， 沈雷， 姚立杰， 等. 虛擬實驗教學結合傳統(tǒng)實驗教學方法在局部解剖學實驗教學中的應用[J].中華醫(yī)學教育雜志， 2018，38（3）：377-378.

（收稿日期：2019-07-06?修回日期：2019-07-19）

（編輯：梁明佩）