中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用分析

摘要：數(shù)字醫(yī)學(xué)是生命科學(xué)與信息科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，\"數(shù)字人\"的誕生對(duì)研究人體解剖學(xué)具有重大意義，將中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)應(yīng)用于人體解剖學(xué)的教學(xué)中，可大大提高教學(xué)效果和質(zhì)量，為醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)醫(yī)學(xué)課程奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字人；解剖學(xué)；教學(xué)

Application and Understand of Chinese Digital Human Anatomy System in Teaching of Human Anatomy

HU Xiao-fang， LU Wei， YANG Hui-ying， LIU Mao-sheng， LAN Mei-bing

(Department of Anatomy Teaching and Reasearch Room， Zhuhai School Campus of Zunyi Medical College， Zhuhai 519041，Guangdong，China)

Abstract：Digital medicine is the combination of Life science and Information science. The birth of the \"digital human\" plays an important role to the study of human anatomy. Application of Chinese digital anatomy system to the teaching of human anatomy can greatly improving the teaching effect and quality， and laying the good foundation of studing follow-up medical courses for medical students.

Key words：Digital human body;Human anatomy;Teaching

人體解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)生最先接觸的與醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)關(guān)系最密切的學(xué)科，是醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)課程。雖然是經(jīng)典課程，但知識(shí)點(diǎn)多，信息量大，各種專(zhuān)業(yè)名詞復(fù)雜繁多，學(xué)生大多死記硬背而不能理解其中的精髓。由于缺少充足的尸體標(biāo)本，傳統(tǒng)圖譜的局限性，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不盡人意，學(xué)生積極性較低。如何提高解剖學(xué)教學(xué)質(zhì)量，是解剖學(xué)教師一直在探索的問(wèn)題。信息技術(shù)發(fā)展日新月異，各種信息網(wǎng)絡(luò)資源改進(jìn)了原有的教學(xué)模式和方法，尤其是\"數(shù)字人\"的誕生，對(duì)人體結(jié)構(gòu)的研究和解剖學(xué)教學(xué)具有劃時(shí)代的意義[1]。教學(xué)資源的合理利用可以促進(jìn)我們的有效教學(xué)，提高我們教學(xué)的效果。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)\"中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)\"輔助教學(xué)，收到了良好效果。

1傳統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)的不足

傳統(tǒng)教學(xué)模式不外乎掛圖、教師板圖、利用模具或標(biāo)本等進(jìn)行教學(xué)。掛圖色彩鮮明、層次清楚，但是缺乏相應(yīng)的真實(shí)、立體、形象感，讓人很難產(chǎn)生深刻的記憶。板圖是可以幫助學(xué)生進(jìn)行理解記憶但是教師徒手畫(huà)總會(huì)存在一些不可避免的誤差，對(duì)教師的繪畫(huà)水平要求較高。利用模具可以讓學(xué)生熟悉相應(yīng)人體部位，但是模具存在最大的缺點(diǎn)就是不靈活和失真。實(shí)物標(biāo)本是學(xué)習(xí)解剖最重要也是最好的工具，其最大的特點(diǎn)是真實(shí)、精確地展示人體結(jié)構(gòu)，在解剖教學(xué)中不可或缺，問(wèn)題是標(biāo)本緊缺無(wú)法滿(mǎn)足不斷擴(kuò)招的醫(yī)學(xué)生的需求。還有其他傳統(tǒng)教學(xué)方法，但是無(wú)一例外是老師在臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽(tīng)，難免束縛思維、難以激發(fā)興趣，一旦學(xué)生缺乏興趣，那么學(xué)習(xí)上就會(huì)草草應(yīng)付了事，解剖學(xué)就會(huì)越學(xué)越難，學(xué)生產(chǎn)生畏難的情緒，從而必然會(huì)使教學(xué)進(jìn)入惡性循環(huán)。

2中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)的功能及作用

我國(guó)是繼美國(guó)和韓國(guó)之后第三個(gè)進(jìn)行\(zhòng)"數(shù)字人\"研究的國(guó)家，如今數(shù)字化技術(shù)已全面進(jìn)入醫(yī)學(xué)各學(xué)科的科研和教學(xué)領(lǐng)域[2]。三維數(shù)字人體虛擬解剖學(xué)軟件在數(shù)字解剖教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用最為便利，大大方便了學(xué)生學(xué)習(xí)解剖學(xué)課程。中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)由山東易創(chuàng)電子有限公司研發(fā)，采用第三軍醫(yī)大學(xué)的斷層數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)模型精確、完整，是目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有唯一擁有中國(guó)人人體特征的完整數(shù)字人解剖系統(tǒng)[3]。從事醫(yī)療事業(yè)的工作人員、解剖學(xué)教師、醫(yī)學(xué)生以及對(duì)解剖學(xué)感興趣的任何人都可以使用本系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。數(shù)字人軟件系統(tǒng)具有以下幾個(gè)功能部分：

2.1系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)目錄是整個(gè)系統(tǒng)的總綱和索引，根據(jù)系統(tǒng)解剖學(xué)教材及教學(xué)的需要，分為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)、脈管系統(tǒng)、視器、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和皮膚十大系統(tǒng)。各系統(tǒng)內(nèi)容完整，操作簡(jiǎn)單，可任意搜索任何解剖結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)名稱(chēng)中英文雙語(yǔ)顯示，并伴有中英文發(fā)音，也可放大觀察某一局部器官的位置和毗鄰關(guān)系，并能進(jìn)行雙屏顯示和立體顯示。

2.2斷面顯示功能斷面顯示功能是將人體從橫斷面、矢狀面、冠狀面三個(gè)方向進(jìn)行切割，形成均勻的斷面展示人體，共2300多個(gè)三維人體解剖結(jié)構(gòu)，分辨率極高，并且可以任意放大與縮小。此功能可滿(mǎn)足CT、磁共振成像等專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

2.3軟件主要按鈕功能該系統(tǒng)的界面有多個(gè)功能按鈕，包括初始化、著色、去色、隱藏、只此可見(jiàn)、截屏、撤銷(xiāo)等功能，基本滿(mǎn)足所需操作。如著色功能，在點(diǎn)擊每個(gè)器官時(shí)，能顯示不同的顏色，一目了然，有利于同學(xué)們自學(xué)；再比如截屏功能，教師可對(duì)自己感興趣的圖片截取，保存，可用來(lái)制作教學(xué)課件或動(dòng)畫(huà)等。

3中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

基于以上功能，數(shù)字人解剖系統(tǒng)可作為解剖學(xué)教學(xué)的重要教學(xué)工具。與單純的傳統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)方法相比，數(shù)字人解剖系統(tǒng)輔助教學(xué)具有以下優(yōu)勢(shì)：

3.1圖片效果好解剖學(xué)是屬于形態(tài)學(xué)范疇，眾所周知，圖片對(duì)于形態(tài)結(jié)構(gòu)的理解至關(guān)重要，能幫助學(xué)生加深理解和記憶，具有不可替代的作用，可以說(shuō)是解剖學(xué)教學(xué)的靈魂。在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，主要采用掛圖和多媒體教室的投影儀來(lái)展示圖片。傳統(tǒng)的解剖圖譜只能反映平面的圖像，缺乏立體感和真實(shí)感，而且是靜止的，不能放大，對(duì)于剛接觸解剖學(xué)的醫(yī)學(xué)生來(lái)說(shuō)，不利于理解。中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)圖像的清晰度和飽和度均優(yōu)于普通圖譜，而且圖文并茂，畫(huà)面生動(dòng)形象，將原本枯燥難懂的解剖學(xué)知識(shí)非常生動(dòng)形象地展示給學(xué)生。

完整人體數(shù)字可視化系統(tǒng)的圖片具有以下優(yōu)勢(shì)：①三維解剖結(jié)構(gòu)可以任意角度調(diào)整，可仰視、俯視等多角度觀察，便于學(xué)生更好地理解各結(jié)構(gòu)的立體位置和毗鄰關(guān)系。②在斷層精度方面，男女分別為0.1mm~1mm和0.1mm~0.5mm不等距，合成后的矢狀面和冠狀面結(jié)構(gòu)圖像清晰，能夠任意放大或縮小，這對(duì)斷層解剖學(xué)的學(xué)習(xí)非常有益。③在完整性方面，本系統(tǒng)的斷層數(shù)據(jù)是連續(xù)獲取的，保證了數(shù)據(jù)的完整性；另外，該系統(tǒng)也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的管理系統(tǒng)，可以隨時(shí)修正添加最新的圖片和資料。

3.2可提供學(xué)生課后自學(xué)解剖學(xué)研究?jī)?nèi)容較多，而課堂上時(shí)間有限。為了幫助學(xué)生理解和掌握抽象而繁雜的理論知識(shí)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供復(fù)習(xí)已學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)條件尤為重要。由于教學(xué)資源有限，尸體標(biāo)本緊缺，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生自行觀察標(biāo)本無(wú)疑加大了標(biāo)本的損耗。數(shù)字人解剖系統(tǒng)可在一定程度上彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。該系統(tǒng)既可以在高校建立虛擬人體實(shí)驗(yàn)室，作為課后實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的主要平臺(tái)，也可以安裝在校園網(wǎng)上作為學(xué)生自學(xué)使用，從而在不降低學(xué)習(xí)效果的基礎(chǔ)上，有效減少尸體標(biāo)本的損耗。數(shù)字人系統(tǒng)雖然不能完全替代實(shí)物標(biāo)本，但其層次分明和條理清晰甚至優(yōu)于實(shí)物標(biāo)本。學(xué)生在獨(dú)自操作的過(guò)程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，主動(dòng)性提高了，學(xué)習(xí)起來(lái)當(dāng)然就容易多了。

3.3考試管理系統(tǒng)以往的教學(xué)中，學(xué)生的成績(jī)僅取決于期末的一次考試分?jǐn)?shù)，難以反映學(xué)生的真實(shí)水平，標(biāo)本考試也存在一些局限。數(shù)字人系統(tǒng)的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)考試系統(tǒng)可改善這一現(xiàn)狀，實(shí)物考試也就不再局限于實(shí)驗(yàn)室。教師自行出題，利用系統(tǒng)圖片的優(yōu)越性，可任意角度去考察學(xué)生對(duì)于人體結(jié)構(gòu)的掌握情況。系統(tǒng)還可以自行閱卷，省去大量人力，方便快捷。

總之，中國(guó)數(shù)字人解剖系統(tǒng)是在傳統(tǒng)解剖學(xué)的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)等建立起來(lái)的，為解剖學(xué)的學(xué)習(xí)提供了重要的工具，既作為系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)教學(xué)使用，又可作為斷層解剖學(xué)課堂教學(xué)使用，也可供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自學(xué)和臨床醫(yī)生參考，并且可以有效緩解當(dāng)前人體解剖標(biāo)本來(lái)源緊缺的現(xiàn)狀。本系統(tǒng)并非完全取代傳統(tǒng)的教學(xué)工具，而是作為輔助和補(bǔ)充，實(shí)踐證明，中國(guó)數(shù)字人解剖能改善醫(yī)學(xué)院校解剖學(xué)教學(xué)條件，充分彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方法的不足，提高教學(xué)水平，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王曼娜，賈新云，楊燕平，等.數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)在人體解剖學(xué)教學(xué)中的研究和應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2012，7（12）：6-8.

[3]曾祥宏.\"數(shù)字人\"在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，10（9）：70-76.編輯/申磊