多点触控虚拟解剖系统在人体解剖实验教学中的应用

黄金金

（漯河医学高等专科学校，河南 漯河 462000）

人体解剖实验教学可以使学生巩固理论课学习过的人体器官的形态结构、配布形式及人体各部的层次结构、各部分器官的配布组合和位置毗邻关系的知识，其中部分内容可以在实验室通过标本或模型中直观、形象的学习和认识，但有些深层次的部位以及微小的结构不能很好地展示和暴露出来。为了提高学习质量，深化解剖实验教学，我校于2016年引进山东易创多点触控虚拟解剖系统应用于我校三年制临床、护理、影像专业学生。

1 多点触控解剖系统的介绍

多点触控虚拟解剖系统是围绕虚拟解剖台进行互动示教的数字化解剖系统，由真实尸体数据3D重建的解剖模型与立体化数字冷冻切片图像技术完美结合的解剖教学系统，采用无器质性病变和无缺失的中国人体连续断层真实数据重建而成，真实地还原了人体的器官结构。通过触摸的方式进行操控，可任意旋转、切割、放大缩小局部结构，可进行多方位观察，并且具有透视功能，能按层次显示解剖结构和任意添加剥离局部器官，很好地表现器官的毗邻关系。不仅可以使学生动手对3D解剖模型进行解剖，观察界面图像，而且解剖模型可与影像学图像进行关联，查看解剖部位与影像的相邻关系，方便学生更好地理解解剖及毗邻结构和相邻组织的关系，此系统基于点绘制的虚拟人体重建技术，让真实冷冻人体切片体图像与3D重建的解剖结构完美结合，全身多种解剖结构及注释均可同时独立显示或隐藏[1]。多点触控虚拟解剖系统根据系统解剖学目录设定程序，可分为9个大系统：运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、脉管系统、感官系统、神经系统、内分泌系统。按照局部解剖学目录，可分为头部、颈部、躯干、四肢。

2 多点触控解剖系统在解剖实验教学中的应用

在临床专业学生教学中，以腰椎病为例，发病机制、临床症状、鉴别诊断、治疗手段都是临床专业学生必须熟悉的重要内容。传统的解剖实验教学操作中，仅仅凭借板书、多媒体、挂图和模型来指导学生进行解剖结构指认学习，导致学生对解剖层次及毗邻不清楚，对不同类型腰椎病的病理形态变化和临床表现差异的理解较模糊，从而影响后续的学习和实践操作。使用实体标本时，由于甲醛气味较大，学生不能长时间观察学习而影响教学质量。此外，与腰椎病发病机制紧密相关的重要结构大多数位于较深层次，因此学生很难深入仔细地观察标本以致不能达到本堂课的教学效果。运用多点触控虚拟解剖系统后，教师在进行腰椎病的实际教学过程中，涉及强调单个腰椎形态特点及相互之间的链接配置时，从运动系统板块中就可以单独调取每一块腰椎及其椎骨连接，并且可以依次按教学需要添加周围的血管、肌肉和神经，使学生可以清晰深入地观察到腰部的血管、神经走形的规律特点及骨骼肌的分布情况[2]，而如果从局部解剖学模块部分进入，教师可以指导学生根据腰部的层次，由浅及深地对腰部结构进行观察，并且可以翻折旋转到任何角度。另外，从断层解剖学模块进入还可以按需要角度进行切割，根据系统所呈现的腰部的断面标本进行比对，得到任意位置的真实截面图像，例如矢状切、冠状切和水平切等。学生可以随时操作多点触控系统，在三维模型上任意拖动、缩放、旋转、移动、透明及隐藏显示、分离显示等，由于系统可对于典型解剖结构进行标识和解释，对传统解剖教学中难以观察讲解的结构可以独立清晰地显示位置层次结构及毗邻，由此增强了学生的兴趣及课堂的参与性及活跃性，使学生主动学习并且加强了师生间的互动，达到了更好的教学效果[3]。

临床医学的学生要求具有诊断处理常见病、多发病的临床基本技能，掌握医学方面的基础理论和基本知识，具有对人类疾病的病因、发病机制做出分类鉴别的能力。而这一切都是以学好人体解剖学为基础的。例如，腰椎病需要熟知腰椎前后侧面各个方位的形态结构、中央椎管和侧椎管的内部形态及神经毗邻、椎骨之间的连接、椎间盘的构成、脊柱血液供应血管、髓核的可塑性及突出方向等，充分掌握这些基本解剖结构是保证治疗疾病的前提。多点触控虚拟解剖系统不但可以逐步观察各个解剖结构的特点，也可以针对某一部位的单一结构单独深刻分析，例如腰部、浅筋膜、深筋膜、肌层、脊柱腰段、韧带、椎管等结构都能直接呈现，帮助学生形成对腰部空间化、立体化、多维化的理解。另外，在依次讲解腰椎病鉴别过程中，教师可以从系统解剖学部分进入，若单独显示腰椎椎间孔和脊神经就可以使学生意识到腰椎病容易在哪些位置发生神经压迫。如果单独暴露髓核和纤维环，并运用多点触控系统动态演示髓核，在有不同程度的退行性改变后，或在外力因素的作用下，椎间盘的纤维环破裂，髓核组织从破裂之处突出（或脱出）于后方或椎管内，导致相邻脊神经根遭受刺激或压迫，从而产生腰部疼痛的画面，使学生更加容易理解腰椎病的发生机制和发展过程规律[4]。在后期运用临床治疗时，真正做到有的放矢，牢固地掌握鉴别诊断及治疗要点。

3 多点触控解剖系统的优点、缺点与实践中的调整

利用多点触控虚拟系统在课堂上与学生进行互动，通过动态画面显示高清多维结构，可以激发学生的学习积极性和兴趣，可以使人体抽象结构具体化，让学生从传统的接受教师传输知识到主动发现探究问题，学习由被动变为主动，由知识输入变为知识输出。一方面，促进学生自主学习和独立思考，透过现象了解本质；另一方面，解剖实验测验随堂考要求学生在图片模型和标本上进行解剖结构辨认，与传统教学效果进行对比后发现，运用触控系统进行教学后，学生考核成绩明显提高，大大减少了考前突击的现象，激发了学生的学习兴趣。有效地运用多点触控解剖虚拟系统，与传统多媒体教学、标本演示有效结合，甚至让学生利用系统自己讲解所学内容，让学生在教与学的转换过程中体会到解剖学的乐趣[5]。但是，多点触控解剖系统的应用现阶段还处于起步和发展的早期，对于广泛普及和全面应用需要较高的资源成本，所以推广速度较慢。本系统涉及医学内容多、信息量很大，很多医学院校对课时进行压缩，要在操作多点触控虚拟系统的同时充分学习章节内容比较困难，有限的时间内不能实现全面熟悉和掌握。但相信随着信息化的普及、科技的发展、解剖虚拟系统研究的深入，解剖虚拟系统会在教学及临床中得到更好的应用。

4 结语

信息化的时代已经到来，多点触控虚拟解剖系统为人体解剖实验教学提供了一套全新的教学模式，结合了当代信息化和网络化的时代特点，弥补了传统人体解剖实验学资源不充分、标本稀缺的不足。此外，通过开放系统资源，可通过预习和复习模块提供教学讲解视频和课件，让学生随时可以调阅查看进行学习，这种学习方式给学生提供了一种新型的知识环境，不仅能够节约资源，还可以通过优化学习过程提高授课效率，提高了教学效果和学生的积极性。目前，我校基础医学部正在进行整合式教学，期待未来可以将此相关系统与病理生理等相关课程结合，应用于教学改革研究中。