Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中的應用

謝瑋銘

（玉林市衛生學校，廣西 玉林 537000）

Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中的應用

謝瑋銘

（玉林市衛生學校，廣西 玉林 537000）

在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機，探討其在任意角度觀察、切割虛擬人體解剖結構等方面的優勢及不足之處。

Z Space虛擬全息3D一體機；人體解剖學；互聯網

隨著現代計算機技術和互聯網云技術的發展，人體解剖學教學中開始大量應用多媒體課件[1]。但在中職人體解剖學教學實踐中，仍然有相當部分教師講解人體結構時以標本或模型靜態展示為主，這就導致教學中學生與教師之間缺乏互動性[2]、課堂的生動性受到限制、學生學習主動性無法體現等問題突顯。

21世紀以來，由信息技術、人體科學、計算機技術三者結合而成的三維虛擬技術在醫學領域得到廣泛的應用[3]。近幾年，三維動畫技術的發展，使人體解剖學教學面臨挑戰。美國Z Space公司的虛擬現實教育一體機作為一種新型的人體解剖軟件技術，以生動交互性、真實再現性和自由可塑性等特點，逐漸進入醫學教育領域，對社會發展與人類醫學進步起到了越來越重要的作用[4]。該平臺可對人體各系統的器官和結構進行三維呈現，對比平面圖片、教學課件，其優勢明顯。

1 Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中的應用特點

Z Space虛擬全息3D一體機是一款全新的第三代3D一體機，以桌面方式虛擬現實與增強現實，其在人體解剖學教學中的應用主有以下3方面特點：（1）該一體機配備了人體解剖學各系統的3D清晰圖像，有助于學生正確認識人體解剖結構；（2）Z Space虛擬全息3D一體機配備的光筆具有多維度操作功能，使用時，光筆可隨操作者的手部動作模擬師生從側面、上面或底面等多角度觀察到的人體解剖結構3D圖像，或者對其中某一部位人體解剖結構進行拆分與組合；（3）Z Space虛擬全息3D一體機特殊的3D眼鏡，可使師生在觀察人體解剖結構時不僅能看到結構的3D圖像，還可以反射紅外線至主機，讓內置在主顯示屏內的接收器跟蹤師生的頭部運動（包括眼球運動），達到隨使用者頭部或眼部姿態變化而調整3D解剖圖像的效果。

2 Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中的應用體會

2.1 突破傳統人體解剖標本的限制

在學習人體解剖學時，人體標本十分重要。然而，當前醫學教育普遍存在著人體解剖標本供應受限的現象，尸源嚴重短缺，學生進行尸體觀察和尸體解剖的機會越來越少[5]。即使有解剖標本，但在儲存和處理過程中容易破壞其原有結構，使用的福爾馬林溶液也容易對師生造成傷害，這些已成為目前阻礙人體解剖學教學發展的瓶頸[6]。

借助Z Space虛擬全息3D一體機進行教學，其呈現的人體解剖結構清晰，觀察角度多變，三維立體效果逼真，圖像穩定。在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機，通過使用光筆教學，師生不僅可以對單個器官進行觀察，還可以瀏覽系統全貌，并對其進行任意縮放、隱藏、旋轉、模擬分層解剖與切割等操作。此外，在傳統的人體解剖學實驗教學中，學生使用外科手術刀進行解剖操作時，一旦出現失誤，就可能破壞標本結構，影響以后的教學。如人體神經、血管實驗教學中，展示人體神經、血管的標本被許多學生不適當的牽拉與翻動，某些神經、血管的位置失去固定而發生變動甚至缺失，給下次觀察帶來困難。在進行人體標本深部解剖結構觀察時，會出現因其他解剖結構的阻擋而導致觀察效果不好的情況。比如顱底內面結構教學中，因標本區域不大，多名學生同時觀察一個顱底標本，教師無法以較好的角度將標本展示給學生，影響了教學效果。此外，福爾馬林溶液浸泡標本不方便搬動和對環境造成不好的影響等，也是傳統人體解剖標本的缺點。而在人體解剖學教學中運用Z Space虛擬全息3D一體機，就能很好地解決上述問題。

2.2 提高學生學習效果

研究發現，使用模擬實驗室后，學生學習效果有所提升，當傳統教學方法與數字技術結合時，效果更是有明顯的提升[7]。通過使用Z Space虛擬全息3D一體機，營造良好的學習氛圍，使學生由被動學習轉變為主動參與、積極思考[8]。結合Z Space虛擬全息3D一體機進行人體解剖學教學，能清晰地顯示人體解剖結構的立體形態，加深學生對人體解剖結構的直觀印象，深化學生對復雜人體解剖結構的理解，增強自信，提高教學效果[9]。比如在講解中樞神經系統中端腦的內部結構時，因其內部結構多且復雜，學生學習難度大，存有畏難情緒。通過運用Z Space虛擬全息3D一體機，使學生直觀認識中框神經系統中端腦內部結構層次，簡化原本較難的知識點，提高學生學習積極性。

Z Space虛擬全息3D一體機的3D人體解剖學軟件包含各解剖標本、模型等，理論上可以被重復使用。因此，在讓學生進行尸體解剖之前，可以讓學生在數字實驗室利用虛擬標本、模型等進行反復學習，這不僅能節省人體解剖標本成本，還能加深學生對知識的理解，提高學習效果[10]。

3 Z Space虛擬全息3D一體機在人體解剖學教學中應用的不足與展望

雖然在人體解剖學教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機能夠擺脫實驗條件的限制，吸引學生注意力，提高學習積極性和學習能力，增加師生互動，但Z Space虛擬全息3D一體機數據庫中都是標準化的數字人，其解剖結構相對單一，無差異性，無法顯示在人體解剖結構中存在的畸形或變異等現象。例如絕大多數人心臟的2/3位于前正中線左側，可有些人的卻位于前正中線右側。針對這種變異情況，Z Space虛擬全息3D一體機則無法顯示，影響學生對人體解剖學知識廣度與深度的拓展。

在人體解剖學實驗教學中應用Z Space虛擬全息3D一體機，替代傳統的解剖實驗（訓），會減少學生與尸體、標本之間的接觸，導致學生人文素質、職業素質等的提升受到限制。善待死者實為善待生者，對遺體的尊重和保護是死者親屬的精神需求與道德要求，也是社會公眾的精神需求和道德要求，因為這樣可使我們更加尊重生命，從而創造一個純潔的精神家園，維系和促進文明的道德體系[10]。

由于Z Space虛擬全息3D一體機設備價格昂貴，若廣泛應用，則會受到一定的限制，導致創新性不足，缺乏龐大的資源庫[11]。當前，網絡已逐漸成為學生學習和生活中不可或缺的一部分。“互聯網+教育”的提出，推動了我國智慧教育的發展。借助互聯網，使Z Space虛擬全息3D一體機所含的人體解剖學教學內容與方式實現遠程傳輸和資源共享，突破時空限制，讓師生、生生之間進行全方位的雙向互動與交流[12]。

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1671-1246（2018）01-0044-02