醫學動畫制作用于肝臟外科教學的實踐

李嘉鑫，王莉莉，梁法清，吳 泓

四川大學：1 華西醫院肝臟外科；2 藝術學院；3 華西醫院乳腺外科， 成都 610041

傳統的肝臟外科教學包括課堂理論講學和術中實踐教學，內容涵蓋解剖、病理、手術指征等。課堂理論講學就是傳統的填鴨式教學，枯燥乏味，學生學習效果不佳；術中實踐教學對學生的專業知識要求較高，對于低年級醫學生來說難度較大，教學效果不好。因此，選擇適合低年級醫學生的教學方式顯得尤為重要。在醫學教學改革和學科交叉融合背景下，我們創新地將藝術的一些教學形式引入肝臟外科教學，以探索醫學教育的新模式。

1 醫學動畫形式用于肝臟外科教學簡介

醫學院校沒有動畫專業，更不會教授動畫制作方法，我們學院得益于綜合性大學的專業齊全，能夠找到教授動畫制作的藝術學院，于是，臨床醫學院與藝術學院合作共同開設了醫學動畫這門課程。由于授課時間短和學生專業知識的限制，臨床醫學院學生醫學知識豐富而動畫制作水平低，藝術學院學生動畫制作水平高而醫學知識缺乏，因此，我們將臨床醫學院學生和藝術學院學生搭配成小組，以小組形式進行教學：一共有18名學生參與，9名醫學生和9名藝術學生，分成三個小組，每一個小組有3名醫學生和3名藝術學生。要求每一個小組成員在兩周時間內相互合作共同完成一件動畫作品，作品內容分別是右肝切除術、肝癌射頻消融術和肝移植術。肝臟外科醫師負責講授肝臟手術及相關知識，藝術學院教師負責講授動畫制作相關技術。其制作流程如圖1所示。

圖1 肝臟手術動畫制作流程圖

2 肝臟醫學動畫制作內容

2.1 肝臟三維動畫

從醫學專業書籍上獲得肝臟和肝癌解剖知識，在3Ds Max軟件里建立器官模型，包括左右肝、肝周韌帶、肝動脈、門靜脈、膽管、肝靜脈、腫瘤等，各部分賦予特定材質，并在3Ds Max自帶的渲染器里渲染出模型，最后在After Effects里加工合成動畫和文字效果。

2.2 肝臟定格動畫

用不同顏色的硬紙片制作肝臟、人物、器械等模型，根據定格動畫原理改變模型的位置及形態，用相機逐張連續拍照記錄其變化過程，最后將所有的照片匯總，然后在After Effects軟件中做后期合成動畫。

2.3 肝臟二維動畫

二維動畫同樣需要事先利用平面設計工具(如Photoshop、Adobe illustrator等)設計肝臟、胃、眼鏡、皮膚、卡通人物、場景等，然后在Flash軟件里導入模型加工和制作動畫。

3 肝臟動畫制作過程

3.1 右半肝切除術

先在3Ds Max軟件中建立模型，包括肝臟、膽囊、肝動脈、門靜脈、膽道、肝靜脈、腫瘤等，肝臟以半透明效果展示內部管道結構和腫瘤大小及位置，兩個腫瘤均位于右肝，通過右半肝的切除可以達到腫瘤的根治。動畫展示的是右半肝切除的關鍵步驟：切除膽囊、分離肝實質和離斷右肝蒂管道結構，最后離斷右肝靜脈，并配以英文說明關鍵操作(如圖2所示)。

圖2 右半肝切除術

3.2 肝癌射頻消融術

整個動畫以剪紙定格動畫來呈現。先用紙片剪裁出肝臟、肝內血管、腫瘤、射頻針和人體等模型，然后表現故事情節：人體因為乙肝病毒感染或酒精等因素導致肝硬化，在此基礎上發生肝癌，當肝癌比較小且位于肝內，便可以使用射頻針插入腫瘤，射頻針通過發熱將腫瘤殺滅，以微創的方式達到根治的效果(如圖3所示)。

圖3 肝癌射頻消融術

3.3 肝移植手術

該作品以二維動畫形式呈現。先在Adobe Illustr- ator軟件中繪制人物、肝臟、場景等模型：開篇展示的是動畫人物的不良生活習慣，大量長期飲酒導致酒精性肝硬化，臨床表現出鞏膜黃染、腹水等肝硬化失代償，肝臟病理上表現出質地變硬、表面凹凸不平伴大小不等的肝硬化結節。對于終末期肝病的治療，目前最好的方式就是肝移植，該動畫簡單地展示了肝移植術的手術過程，包括下腔靜脈、膽管、肝動脈和門靜脈重建等要點，最后肝病卡通人物因獲得新肝臟而重獲新生(如圖4所示)。

圖4 肝移植術

4 制作動畫在醫學教學中的特色

醫學教育作為高等教育的一個特殊分支，在國內經過幾十年的發展，已經形成了相對完善的教育教學體系，為中國及世界培養了大量的醫學人才。近年來，由于經濟發展和計算機科學的進步，在學科交叉及融合創新的環境下，傳統的醫學教育開始整合一些創新元素，比如：將醫學與動畫的結合，用于醫學教學或者科普教育，取得了較好成效[1-2]。我們根據學校具體情況對醫學教育進行創新探索，聯合醫學與藝術開設交叉課程，分別于2016年開設先天性心臟病的醫學定格動畫和2017年肝臟外科手術醫學動畫課程，醫學院學生與藝術學院學生搭配形成小組，醫學院學

生利用其專業醫學知識，藝術學院學生利用其動畫制作技能，二者聯合共同制作醫學動畫，使醫學生在制作動畫過程中進一步加深了對解剖知識的理解，同時也體會到藝術的樂趣，使得原本枯燥乏味的醫學知識學習變得更加有趣[3]。

5 藝術在醫學教學中的優勢

傳統課程體系門類劃分過細、過專，課程偏于專業，導致學生無法涉足專業以外的領域，人文素養、自然科學素養等往往有所缺失，學科視野不夠寬廣、創新能力有待加強。醫學藝術課程注重提供醫學與藝術認知新知識、探索多元化的醫學與藝術課程教學創新，加強培養醫學生除醫學專業知識以外的藝術和人文方面的素養，有助于培養新時期創新性人才[4-5]。

6 藝術對醫學教育的作用

創新、創意、創造能力的缺失已成為制約我們人才培養的主要“瓶頸”之一。大學必須意識到扭轉這種局面是歷史賦予高等教育的使命。我們通過跨專業的合作，將醫學知識融入到圖形創意、版式設計、插圖、動畫構成、定格動畫、動畫創作等藝術課程當中，通過制作醫學動畫作品來學習，對學生的評價體系由以往的單一分數考核轉變為多專業教師的集體考核，從而提高了學生的創新實踐能力。醫學與藝術的融合教育不但增加了學生濃厚的學習樂趣，而且還能將抽象的醫學知識具體化、形象化，給學生留下深刻記憶，同時，提高了醫療教學質量[6-7]。