淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

郝麗亞 王瓊 張俊峰 王中林 邵向陽(yáng) 王瑞雅

摘 要：數(shù)字人解剖系統(tǒng)是近年來(lái)應(yīng)用和推廣快速發(fā)展的人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助工具，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)等學(xué)科相互整合的產(chǎn)物，數(shù)字人解剖系統(tǒng)必將對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。本文通過(guò)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)，對(duì)比傳統(tǒng)的人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，簡(jiǎn)要分析數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字人解剖系統(tǒng);人體解剖學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

人體解剖學(xué)是一門及其重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，它是研究正常人體形態(tài)和構(gòu)造的科學(xué)，隸屬于生物科學(xué)的形態(tài)學(xué)范疇。醫(yī)學(xué)院校主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式幫助醫(yī)學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手能力等。但是由于近十年來(lái)我國(guó)高校不斷擴(kuò)招，對(duì)標(biāo)本的需求也大量增加，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校人體標(biāo)本的緊缺，從而對(duì)人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量造成不利影響。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)的出現(xiàn)可能從根本上扭轉(zhuǎn)這種標(biāo)本緊缺的局面，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性[1]，從而提高人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

1 數(shù)字人解剖系統(tǒng)

數(shù)字人解剖系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)將大量連續(xù)人體斷面數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)里整合重建而成的人體三維立體結(jié)構(gòu)圖像，它的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的成果。自從數(shù)字人解剖系統(tǒng)出現(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)界尤其是人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域。由此構(gòu)建而成的三維人體可以從任意角度、任意方向上觀察，并可隨意旋轉(zhuǎn)和拉伸以及任意切割，與傳統(tǒng)的解剖學(xué)二維圖片及尸體標(biāo)本比較，數(shù)字人解剖系統(tǒng)有著無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)[2]。本人就近幾年來(lái)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)的經(jīng)歷，淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

2 數(shù)字人解剖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

在進(jìn)行人體解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，尤其類似不強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自動(dòng)手操作的系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)，由于避免了直接接觸尸體標(biāo)本及有毒有害物質(zhì)，學(xué)生的心理更容易接受這門課程的學(xué)習(xí)。“數(shù)字人”設(shè)置了自主學(xué)習(xí)模塊，有大量根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)制作的學(xué)習(xí)視頻和課件，能全面輔助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)[3]。黎七雄等[4]研究顯示無(wú)論在學(xué)生對(duì)人體解剖學(xué)學(xué)習(xí)的興趣、吸引力和知識(shí)易接受的程度的方面，還是從人體器官的位置和結(jié)構(gòu)以及期末總成績(jī)等方面，實(shí)驗(yàn)組都顯著優(yōu)于對(duì)照組。韓芬等[5]研究結(jié)果為采用“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)、理論考核成績(jī)和總成績(jī)均明顯高于采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的對(duì)照組。朱光瓊等[6]把臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生分成傳統(tǒng)教學(xué)組和“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)輔助教學(xué)組，采用問(wèn)卷調(diào)查和隨堂測(cè)驗(yàn)的方法進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，結(jié)果“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)輔助教學(xué)法較傳統(tǒng)教學(xué)法有明顯優(yōu)勢(shì)，考試成績(jī)顯著高于傳統(tǒng)教學(xué)組。說(shuō)明“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于提高系統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。

2.2 使用不受場(chǎng)地時(shí)間限制，避免有害物質(zhì)的接觸

解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的標(biāo)本尤其是尸體必須用高濃度的“福爾馬林”進(jìn)行防腐固定處理，經(jīng)過(guò)處理的標(biāo)本在使用過(guò)程仍會(huì)散發(fā)強(qiáng)烈的刺激性氣體，并對(duì)教師與學(xué)生的呼吸道和視覺(jué)器官產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激且有一定的長(zhǎng)期損害效果，因此尸體和標(biāo)本必須存放在特定的存放間或尸庫(kù)內(nèi)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也必須在具備良好消毒及通風(fēng)條件的解剖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，這就導(dǎo)致了學(xué)生只能在規(guī)定的時(shí)間和特定場(chǎng)所使用解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備;同時(shí)，相當(dāng)一部分初入醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生對(duì)于親身接觸釋放著強(qiáng)烈異味和刺激性氣體的尸體標(biāo)本存在明顯的抵觸心理，對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生負(fù)面影響。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)通過(guò)電腦終端屏幕顯示人體結(jié)構(gòu)、器官形態(tài)及其他各種信息，只需在普通的電腦室內(nèi)即可進(jìn)行人體解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，且該系統(tǒng)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，與個(gè)人電腦連接，教學(xué)過(guò)程既不受特定時(shí)間地點(diǎn)的限制，也不必?fù)?dān)心會(huì)受到有毒有害氣體的損害，使人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境更加優(yōu)良，促進(jìn)了師生身體健康[7]，這是傳統(tǒng)的解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法比擬的。

2.3 系統(tǒng)可以不斷升級(jí)更新，避免過(guò)度利用和浪費(fèi)

解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的標(biāo)本損耗率是非常大的，實(shí)驗(yàn)技術(shù)員要制作一個(gè)暴露充分、層次感清晰的解剖學(xué)標(biāo)本常常會(huì)消耗大量的原始標(biāo)本，醫(yī)學(xué)院校每年都要為此花費(fèi)巨大的投入。使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)不存在尸體消耗的問(wèn)題，而且系統(tǒng)可以隨著相關(guān)信息技術(shù)的成熟而不斷升級(jí)換代，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的數(shù)字人虛擬操作過(guò)程將無(wú)限地接近真實(shí)的人體解剖操作過(guò)程，類似的技術(shù)將越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的各行各業(yè)并呈現(xiàn)普及化、平民化的趨勢(shì)。

2.4 緩解尸源不足的問(wèn)題

人體解剖學(xué)的學(xué)科性質(zhì)直接決定了該學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程必然要使用大量的模型及標(biāo)本。近十余年來(lái)，隨著我國(guó)醫(yī)學(xué)教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大，解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的標(biāo)本量亦隨之急驟增加，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校面臨尸體來(lái)源不足、人體標(biāo)本嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題，從而影響了人體解剖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)的出現(xiàn)，卻有可能從根本上扭轉(zhuǎn)這樣的局面，由于該系統(tǒng)使用的不是傳統(tǒng)的尸體標(biāo)本及模型，因而不受尸體來(lái)源的限制。

3 數(shù)字人解剖系統(tǒng)的不足

3.1 不利于培養(yǎng)學(xué)生臨床操作技能

數(shù)字人解剖系統(tǒng)不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因?yàn)樗箤W(xué)生無(wú)法體會(huì)人體結(jié)構(gòu)的質(zhì)感，解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是將理論和圖片知識(shí)以真實(shí)的標(biāo)本展現(xiàn)出來(lái)。而虛擬解剖操作無(wú)法使學(xué)生獲取不同解剖器械的使用感受和積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，不利于學(xué)生操作技能培養(yǎng)。解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用尸體標(biāo)本實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)，融入高科技數(shù)字人解剖實(shí)驗(yàn)元素，因?yàn)閿?shù)字人圖片層次分明和條理清晰甚至優(yōu)于實(shí)物標(biāo)本，為解剖教學(xué)提供豐富的素材，兩者有機(jī)結(jié)合才能達(dá)到更好的教學(xué)效果[8]。

3.2 不利于提高實(shí)驗(yàn)人員業(yè)務(wù)能力

與傳統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，數(shù)字人解剖系統(tǒng)廣泛應(yīng)用后，解剖實(shí)驗(yàn)人員不再需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力制作標(biāo)本，雖然可以更好的做其他教學(xué)或研究等工作，但阻礙他們強(qiáng)化人體解剖學(xué)基礎(chǔ)理論，不利于提高實(shí)驗(yàn)人員解剖操作技能和業(yè)務(wù)能力。

3.3 成本高，推廣慢

在解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字人解剖系統(tǒng)還處于起步和發(fā)展階段，廣泛應(yīng)用和全面普及數(shù)字人解剖系統(tǒng)需要投入大量的人力、物力和場(chǎng)所，需要的資源成本較高，不利于數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中快速推廣。

數(shù)字人解剖系統(tǒng)輔助解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)是我國(guó)乃至全球醫(yī)學(xué)教育改革的主要方向，它對(duì)于改變現(xiàn)代人的醫(yī)學(xué)教育觀念，提高醫(yī)學(xué)教育的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，使醫(yī)學(xué)教育更趨于普及化、平民化有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，值得推廣應(yīng)用。

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（作者單位：平頂山學(xué)院醫(yī)學(xué)院，河南 平頂山 467000）