三维重建资料在解剖学教学中的应用

王剑华 周庭永 张本斯 杨新文 朱建华 成家茂

1(大理学院解剖学教研室,大理671000)

2(重庆医科大学解剖学教研室,重庆400016)

人体解剖学是一门古老的形态学科,同时也是医学生必修的专业基础课程,其对于医学教育不可或缺,但面临尸体缺乏,解剖学名词繁多、术语枯燥乏味。在教学中如何采用合理的教学措施和教学方法,让同学在兴趣中学习。对此,我们利用影像功能活体状态下的三维重建资料进行了探讨。

1 优化教学内容

我们根据授课专业及各自教学大纲的不同,针对性地增加影像三维重建资料,并在理论课、实验课中分批次逐步推进。

1.1 骨骼系统

在讲解时加入三维重建的躯干骨、四肢骨、骨性胸廓、骨盆等图像,对部分结构还以连续多层面展示和“电影”多角度播放等形式,从多方位展示了骨与骨间的位置关系。

1.2 呼吸系统

可利用仿真内窥镜技术显示内部结构,如我们利用该技术从内部显示了功能活体状态下主支气管、气管隆脊、左右主支气管的区别。在增强扫描中还可显示出支气管动静脉与气管的立体关系。

1.3 脉管系统

充分利用64层螺旋CT在血管扫描中的优势,显示心腔形态、左右冠脉,主干动脉及分支,门静脉及属支,颅内主要动脉、上下矢状窦、横窦、乙状窦;并可显示血管与骨骼等周围器官的关系。在肝脏还可利用Add/Remove Structure功能叠加显示门静脉肝内外分支与肝静脉分支的立体关系,这对理解肝内管道的走行、肝段划分、肝硬化侧支循环很有帮助。

2 改善教学实践模式

2.1 我们依托解剖学精品课程建设实践,建立以传统教学与三维重建资料教学相结合的教学模式,并在解剖数码互动系统平台基础上,将解剖教学与同学将来的学习紧密结合起来。教师通过三维重建资料教学,用活体功能状态下动态三维可视化立体图像取代传统的医学二维图像,激发同学学习的兴趣,加深了对抽象知识的理解,开发了学习的潜能。

2.2 人体尸体的短缺已成为影响医学院校人体解剖学教学的瓶颈。没有尸体标本,解剖学教学将陷入瘫痪。为此,人们一直在寻求可替代的方案。计算机模拟技术的出现似乎给我们带来了希望[1]。鞠梅等指出三维模型的应用作为众多多媒体技术的一种,在当前新形势下的实验教学过程中有着不可替代的作用和优势[2]。通过影像三维重建模式能为解剖学教学提供活体功能状态下器官形态结构知识及可视化的动态资料,加之三维重建资料可以无数次使用,并使教学内容不受时间、空间限制。这都将降低对教学标本的需求量。

2.3 通过三维重建资料教学有助于提高学生辨别人体解剖结构的能力,通过在活体三维重建资料上指认解剖结构、标志,能让学生认识到功能活体间的解剖学差异,认识到活体与尸体标本的差异性,对难以在标本上完整展示的如硬脑膜窦、实质脏器内部血管、管腔内部特征等有良好的显示。也能更好的适应以后的学习和临床工作。

3 展望

任何一种教学方法,既有它的优势,也有它的缺点。三维重建教学模式也不例外,三维重建技术主要是基于CT、MRI等设备扫描数据和计算机后处理,常应用于人体骨组织,血管等部分组织器官,而在软组织结构与表面形态方面,因受图像采集生成方式的限制仍多限于二维平面。真正全面普及和使用于各学科的教学中,还有许多问题有待解决[3]。因此,在教学中只有将三维重建资料教学模式与其它传统的教学方法、手段相互结合,取长补短,才能达到理想的教学效果。

[1] 金红,李伦,刘铭,等.尊重人体尸体:人体解剖教学的伦理原则[J].医学与哲学,2006,27(3):33-49.

[2] 鞠梅.解剖CA I教学存在的问题与对策思考[J].四川解剖学杂志,2004,12(2):156-157.

[3] 史政荣,熊秀,金家贵.三维重建技术在外科学教学中的应用[J].西南军医,2009,11(4):757-758.