可視化虛擬解剖在人體解剖實驗室應(yīng)用的初步探討

周靜 賀玉棚 劉佳

【關(guān)鍵詞】虛擬解剖;人體解剖教學(xué);可視化

中圖分類號：G642.4;R-4?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.12.020

人體解剖學(xué)是形態(tài)學(xué)科，屬基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)，搞清楚人體的各個部分的結(jié)構(gòu)、毗鄰關(guān)系是學(xué)習(xí)這門課程的最終目的，學(xué)好了解剖才能打好研究人體，治病救人，攻克疾病的基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)的解剖教學(xué)形式是從掛圖結(jié)合模型，到后來廣泛應(yīng)用的多媒體課件，觀察大體標(biāo)本一直是解剖學(xué)習(xí)的重要手段。但是隨著學(xué)生生源的不斷增加，尸體標(biāo)本相對緊缺，標(biāo)本更新不足，影響了教學(xué)質(zhì)量。且在尸體解剖過程中，尸體經(jīng)過福爾馬林溶液浸泡，學(xué)生和教師過多吸入尸體揮發(fā)的有害氣體，影響身體健康，有不少學(xué)生對此都抱有抵觸情緒，對解剖實踐課學(xué)習(xí)的積極性逐漸降低[2]?，F(xiàn)代社會已進(jìn)入信息化、數(shù)字化、智能化的時代，新入校醫(yī)學(xué)生都是成長在數(shù)字化的環(huán)境下，他們能更好地適應(yīng)數(shù)字化教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣帶來好的學(xué)習(xí)效果[3]。隨著互聯(lián)網(wǎng)與計算機技術(shù)的發(fā)展，可視化虛擬解剖教學(xué)正在走進(jìn)我們的解剖課課堂，顯現(xiàn)出更好的作用，我們對比研究傳統(tǒng)解剖實踐課與可視化虛擬解剖課之間的不同特點與教學(xué)效果，進(jìn)一步研究兩者對解剖課的應(yīng)用價值。

1?對象與方法

1.1?研究對象

經(jīng)我校教務(wù)部門批準(zhǔn)，隨機選取2018級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)10個大班共計1000名學(xué)生，每5個大班為一組，每組500名學(xué)生，兩組（實驗組和傳統(tǒng)組）學(xué)生在年齡、性別、學(xué)習(xí)態(tài)度、入學(xué)成績等方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），兩組授課教師相同。

1.2?軟件資源

順應(yīng)教育信息化，教育現(xiàn)代化的方針，我校解剖教研室于2018年下半年逐步建立起自己的虛擬解剖實驗室，軟件的購買，對于全新的教學(xué)形式無論是學(xué)生還是教師都是滿懷期待。我校購買的美國Touch of life 公司及維拓啟創(chuàng)共同設(shè)計完成的VH Dissector 可視化人體解剖軟件，是基于可視化人體工程的解剖學(xué)軟件，內(nèi)容包括橫截面、全身組織結(jié)構(gòu)、臨床解剖學(xué)、局部解剖學(xué)和外科解剖學(xué)。解剖的區(qū)域包括男性人體全身模型和女性腹部模型，可對人體斷面進(jìn)行劃分，隨意拉動、標(biāo)記、組織添加，對整個人體或指定的器官進(jìn)行任意方向和角度旋轉(zhuǎn)，并可以進(jìn)行放大、縮小、透明等操作;可逐層剝離解剖模型，還可將已剖離的組織層次恢復(fù)至其初始狀態(tài); 可顯示每個系統(tǒng)的全部器官或重點關(guān)注的單個器官，還可以把感興趣的幾個系統(tǒng)的器官疊加顯示，觀察、學(xué)習(xí)它們的位置和相互毗鄰關(guān)系。

1.3?硬件設(shè)施

我校實驗中心原本有9間解剖實驗室，開展本研究前將其中6間全面升級，購置 86寸數(shù)字紅外觸摸一體機，內(nèi)置VH Dissector 6.0 專業(yè)版，有教師端和學(xué)生端，模型可放大至實際人體大小，可作為模擬真實解剖的虛擬解剖臺，授課過程中可以形象直觀地講解人體三維結(jié)構(gòu)，也可以進(jìn)行課件、圖片及視頻放映。一些傳統(tǒng)二維課件無法解釋清楚的難點，比如學(xué)習(xí)心包橫竇和心包斜竇時，傳統(tǒng)課件很難顯示它們的立體空間毗鄰，尤其是它們與左心房的關(guān)系，學(xué)生總是不能理解為什么左心房前壁參與構(gòu)成心包橫竇，左心房后壁參與構(gòu)成心包斜竇。利用虛擬解剖臺旋轉(zhuǎn)心臟，就能多角度、多層次觀察心包橫竇和心包斜竇，可以清晰地看到它們的構(gòu)成和范圍，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果顯著提高。教研室先后組織了三次由軟件公司技術(shù)人員主講的虛擬軟件操作培訓(xùn)課，上課教師的虛擬實驗教學(xué)水平達(dá)到了開設(shè)虛擬實驗要求。

1.4?教學(xué)方法

對兩組學(xué)生分別開設(shè)傳統(tǒng)解剖實踐課（傳統(tǒng)組）和可視化虛擬解剖課（實驗組）各12節(jié)。①傳統(tǒng)組，向入組學(xué)生發(fā)放教學(xué)大綱及課程安排表，根據(jù)教學(xué)預(yù)安排要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課上利用PPT、掛圖及黑板板書向?qū)W生講解課程內(nèi)容，時間占總課程時間的1/3，隨后的實踐教學(xué)部分利用大體標(biāo)本，根據(jù)前述內(nèi)容進(jìn)行具體指導(dǎo)教學(xué)，時間占總課程時間的1/3，剩余總課程時間的1/3，學(xué)生自主觀察大體標(biāo)本，對照課本進(jìn)行學(xué)習(xí)。②實驗組，向入組學(xué)生發(fā)放教學(xué)大綱及課程安排表，根據(jù)教學(xué)預(yù)安排要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，向?qū)W生集中講解VH Dissector 可視化人體解剖軟件使用方法，課上理論講解部分占總課程時間的1/3，剩余2/3時間，由學(xué)生自主安排理論內(nèi)容與軟件對照學(xué)習(xí)，老師在學(xué)生中間做學(xué)習(xí)指導(dǎo)，建立學(xué)習(xí)群，課后進(jìn)行軟件指導(dǎo)。

1.5?評價方法

通過設(shè)計的問卷調(diào)查[4]對學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足五方面評價學(xué)生學(xué)習(xí)主觀感受（完全不贊同1分;不贊同2分;無意見3分;贊同4分;超級贊同5分）。

1.6?統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行分析，計量資料符合正態(tài)分布以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本均數(shù)t檢驗，檢驗水準(zhǔn)：α=0.05，雙側(cè)檢驗。

2?結(jié)?果

與傳統(tǒng)解剖實踐課相比，可視化虛擬解剖課在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足方面評分均更高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。見表1。

3?討?論

在臨床醫(yī)學(xué)生近兩個月的使用中，可視化虛擬解剖教學(xué)顯著提高的首先是學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，每個同學(xué)都積極動手嘗試，包括一些之前對大體標(biāo)本有所抗拒的不愛動手的學(xué)生，不論是平時課堂還是私下交流討論，可視化虛擬解剖教學(xué)形式得到了學(xué)生一致好評。為進(jìn)一步深入了解學(xué)生對這種將虛擬教學(xué)結(jié)合到解剖學(xué)實驗課的滿意度，我中心聯(lián)系學(xué)校教學(xué)質(zhì)量管理相關(guān)負(fù)責(zé)人員開展了一次網(wǎng)上教改教評工作，設(shè)計了5份調(diào)查問卷表[4]，分別在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果、操作難易、節(jié)省時間、緩解大體不足五方面進(jìn)行評價，統(tǒng)計結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)人體解剖教學(xué)方法相比，可視化虛擬解剖教學(xué)可顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，學(xué)習(xí)效果更好，特別對解剖難點更易理解，具有良好的可操作性，學(xué)生在操作過程中更易掌握學(xué)習(xí)技巧，節(jié)省了學(xué)生上課前后的學(xué)習(xí)時間，同時可視化虛擬解剖教學(xué)也可更好地解決目前解剖課程教學(xué)中尸體標(biāo)本不足的問題。后期評價過程中，參與解剖實踐課學(xué)習(xí)的多數(shù)學(xué)生，對于虛擬解剖實驗室的改革都給予了充分認(rèn)可，綜合評價較傳統(tǒng)單一的解剖實驗教學(xué)更具優(yōu)勢，解剖教學(xué)效果顯著提高。正是因為現(xiàn)代化教育理念的倡導(dǎo)，虛擬實驗教學(xué)的引入，利用數(shù)字化的技術(shù)手段組織教學(xué)，這種煥然一新的教學(xué)模式更好地激勵和啟發(fā)了學(xué)生的興趣和思維、豐富了教學(xué)信息量、加深了學(xué)生對解剖學(xué)內(nèi)容重點、難點的領(lǐng)悟。

虛擬解剖在解剖教學(xué)領(lǐng)域的出現(xiàn)，無疑是重要的革新和進(jìn)步，其所具有的優(yōu)勢是明顯的，但也存在一些不足之處[5]。醫(yī)學(xué)生將來要面對的是真實的患者真實的人體，虛擬解剖雖然有很高的仿真度，但是和真實的人體標(biāo)本在感覺和體會上仍有一定的差別。虛擬解剖以觀察為主，雖然可以立體多角度觀看，但與可觸摸的人體組織仍存在巨大差異，無法獲得更直接的學(xué)習(xí)體驗，而且人體存在個體差異，每具標(biāo)本的體型差異導(dǎo)致器官的位置、大小均略有不同[6]。虛擬解剖軟件逼真展示了人體結(jié)構(gòu)的形態(tài)、位置和毗鄰關(guān)系，從而降低了尸體解剖的難度，學(xué)習(xí)效率的提高無疑是非常顯著的，但是它也無法完全取代大體解剖，無法取代學(xué)生親自動手操作尸體標(biāo)本的真實體驗，而醫(yī)學(xué)生的動手能力是重要的培養(yǎng)目標(biāo)，在實際操作中才能發(fā)現(xiàn)問題，解決問題[7]。

綜上所述，可視化虛擬解剖教學(xué)技術(shù)可作為較好的人體解剖實踐課輔助教學(xué)手段，在教學(xué)中與傳統(tǒng)解剖教學(xué)方式相結(jié)合，可以更好提高教學(xué)效果，但在教學(xué)過程中合理規(guī)范的多種教學(xué)方式的結(jié)合方案，仍值得我們進(jìn)一步探討。

參?考?文?獻(xiàn)

[1]劉海興，梁棟陽，楊暢，等.正常人體解剖學(xué)實驗教學(xué)改革與研究[J].解剖科學(xué)進(jìn)展，2011，17（2）：194，197.

[2]蔡宏宇.3D數(shù)字教育平臺在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].課程教育研究，2018（34）： 243.

[3]周奕.數(shù)字化人體圖像和三維模型在解剖教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 大家健康，2016，10（30）：288.

[4]Singh A，Min AKK.Digital lectures for learning gross anatomy： a study of their efficacy[J].Korean Journal of Medical Education，2017，29（1）：27-32.

[5]張齊，周國偉，賀毅呈，等.數(shù)字化虛擬仿真在局部解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].解剖學(xué)雜志，2018，41（1）：109-111.

[6]陳丹，劉小菊，張美芝.淺析虛擬仿真技術(shù)在人體解剖實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].解剖學(xué)研究，2018，40（3）：227-229.

[7]金海峰， 沈雷， 姚立杰， 等. 虛擬實驗教學(xué)結(jié)合傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法在局部解剖學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].中華醫(yī)學(xué)教育雜志， 2018，38（3）：377-378.

（收稿日期：2019-07-06?修回日期：2019-07-19）

（編輯：梁明佩）