淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學實驗教學中的應(yīng)用

郝麗亞 王瓊 張俊峰 王中林 邵向陽 王瑞雅

摘 要：數(shù)字人解剖系統(tǒng)是近年來應(yīng)用和推廣快速發(fā)展的人體解剖學實驗教學的輔助工具，是現(xiàn)代計算機信息技術(shù)與醫(yī)學等學科相互整合的產(chǎn)物，數(shù)字人解剖系統(tǒng)必將對現(xiàn)代醫(yī)學及醫(yī)學教育的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。本文通過在人體解剖學實驗教學過程使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)，對比傳統(tǒng)的人體解剖學實驗教學方法，簡要分析數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖學實驗教學中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字人解剖系統(tǒng);人體解剖學;實驗教學

人體解剖學是一門及其重要的醫(yī)學基礎(chǔ)課程，它是研究正常人體形態(tài)和構(gòu)造的科學，隸屬于生物科學的形態(tài)學范疇。醫(yī)學院校主要是通過實驗教學的方式幫助醫(yī)學生鞏固基礎(chǔ)知識，提高學生動手能力等。但是由于近十年來我國高校不斷擴招，對標本的需求也大量增加，導致國內(nèi)許多醫(yī)學院校人體標本的緊缺，從而對人體解剖學實驗教學質(zhì)量造成不利影響。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)的出現(xiàn)可能從根本上扭轉(zhuǎn)這種標本緊缺的局面，提升了學生學習積極性和主動性[1]，從而提高人體解剖學實驗教學質(zhì)量。

1 數(shù)字人解剖系統(tǒng)

數(shù)字人解剖系統(tǒng)是通過計算機三維重建技術(shù)將大量連續(xù)人體斷面數(shù)據(jù)信息在計算機里整合重建而成的人體三維立體結(jié)構(gòu)圖像，它的出現(xiàn)是醫(yī)學與信息技術(shù)、計算機技術(shù)相結(jié)合的成果。自從數(shù)字人解剖系統(tǒng)出現(xiàn)以來，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學界尤其是人體解剖學實驗教學領(lǐng)域。由此構(gòu)建而成的三維人體可以從任意角度、任意方向上觀察，并可隨意旋轉(zhuǎn)和拉伸以及任意切割，與傳統(tǒng)的解剖學二維圖片及尸體標本比較，數(shù)字人解剖系統(tǒng)有著無法比擬的優(yōu)勢[2]。本人就近幾年來在人體解剖學實驗教學過程中使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)的經(jīng)歷，淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學實驗教學中的應(yīng)用。

2 數(shù)字人解剖系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 提高學生學習的積極性

在進行人體解剖學的實驗教學過程，尤其類似不強調(diào)學生親自動手操作的系統(tǒng)解剖學教學，由于避免了直接接觸尸體標本及有毒有害物質(zhì)，學生的心理更容易接受這門課程的學習。“數(shù)字人”設(shè)置了自主學習模塊，有大量根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計制作的學習視頻和課件，能全面輔助學生進行自主學習[3]。黎七雄等[4]研究顯示無論在學生對人體解剖學學習的興趣、吸引力和知識易接受的程度的方面，還是從人體器官的位置和結(jié)構(gòu)以及期末總成績等方面，實驗組都顯著優(yōu)于對照組。韓芬等[5]研究結(jié)果為采用“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)教學模式的實驗組學生實驗考核成績、理論考核成績和總成績均明顯高于采用傳統(tǒng)的實驗教學方法的對照組。朱光瓊等[6]把臨床醫(yī)學專業(yè)本科生分成傳統(tǒng)教學組和“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)輔助教學組，采用問卷調(diào)查和隨堂測驗的方法進行效果評價，結(jié)果“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)輔助教學法較傳統(tǒng)教學法有明顯優(yōu)勢，考試成績顯著高于傳統(tǒng)教學組。說明“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高學生的學習興趣，有助于提高系統(tǒng)解剖學實驗課教學質(zhì)量。

2.2 使用不受場地時間限制，避免有害物質(zhì)的接觸

解剖實驗教學用的標本尤其是尸體必須用高濃度的“福爾馬林”進行防腐固定處理，經(jīng)過處理的標本在使用過程仍會散發(fā)強烈的刺激性氣體，并對教師與學生的呼吸道和視覺器官產(chǎn)生強烈刺激且有一定的長期損害效果，因此尸體和標本必須存放在特定的存放間或尸庫內(nèi)，實驗教學也必須在具備良好消毒及通風條件的解剖實驗室進行，這就導致了學生只能在規(guī)定的時間和特定場所使用解剖學的實驗教學設(shè)備;同時，相當一部分初入醫(yī)學院校的學生對于親身接觸釋放著強烈異味和刺激性氣體的尸體標本存在明顯的抵觸心理，對教學效果產(chǎn)生負面影響。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)通過電腦終端屏幕顯示人體結(jié)構(gòu)、器官形態(tài)及其他各種信息，只需在普通的電腦室內(nèi)即可進行人體解剖學的實驗教學，且該系統(tǒng)可通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，與個人電腦連接，教學過程既不受特定時間地點的限制，也不必擔心會受到有毒有害氣體的損害，使人體解剖學實驗教學環(huán)境更加優(yōu)良，促進了師生身體健康[7]，這是傳統(tǒng)的解剖學實驗教學無法比擬的。

2.3 系統(tǒng)可以不斷升級更新，避免過度利用和浪費

解剖實驗教學過程的標本損耗率是非常大的，實驗技術(shù)員要制作一個暴露充分、層次感清晰的解剖學標本常常會消耗大量的原始標本，醫(yī)學院校每年都要為此花費巨大的投入。使用數(shù)字人解剖系統(tǒng)進行實驗教學不存在尸體消耗的問題，而且系統(tǒng)可以隨著相關(guān)信息技術(shù)的成熟而不斷升級換代，可以預見，未來的數(shù)字人虛擬操作過程將無限地接近真實的人體解剖操作過程，類似的技術(shù)將越來越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學的各行各業(yè)并呈現(xiàn)普及化、平民化的趨勢。

2.4 緩解尸源不足的問題

人體解剖學的學科性質(zhì)直接決定了該學科的實驗教學過程必然要使用大量的模型及標本。近十余年來，隨著我國醫(yī)學教育規(guī)模的不斷擴大，解剖學實驗教學使用的標本量亦隨之急驟增加，導致國內(nèi)許多醫(yī)學院校面臨尸體來源不足、人體標本嚴重缺乏的問題，從而影響了人體解剖學的教學質(zhì)量。而數(shù)字人解剖系統(tǒng)的出現(xiàn)，卻有可能從根本上扭轉(zhuǎn)這樣的局面，由于該系統(tǒng)使用的不是傳統(tǒng)的尸體標本及模型，因而不受尸體來源的限制。

3 數(shù)字人解剖系統(tǒng)的不足

3.1 不利于培養(yǎng)學生臨床操作技能

數(shù)字人解剖系統(tǒng)不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實驗教學，因為它使學生無法體會人體結(jié)構(gòu)的質(zhì)感，解剖學實驗教學的目的是將理論和圖片知識以真實的標本展現(xiàn)出來。而虛擬解剖操作無法使學生獲取不同解剖器械的使用感受和積累相關(guān)經(jīng)驗，不利于學生操作技能培養(yǎng)。解剖實驗教學采用尸體標本實驗操作的同時，融入高科技數(shù)字人解剖實驗元素，因為數(shù)字人圖片層次分明和條理清晰甚至優(yōu)于實物標本，為解剖教學提供豐富的素材，兩者有機結(jié)合才能達到更好的教學效果[8]。

3.2 不利于提高實驗人員業(yè)務(wù)能力

與傳統(tǒng)解剖學實驗教學相比，數(shù)字人解剖系統(tǒng)廣泛應(yīng)用后，解剖實驗人員不再需要耗費大量時間和精力制作標本，雖然可以更好的做其他教學或研究等工作，但阻礙他們強化人體解剖學基礎(chǔ)理論，不利于提高實驗人員解剖操作技能和業(yè)務(wù)能力。

3.3 成本高，推廣慢

在解剖實驗教學中應(yīng)用數(shù)字人解剖系統(tǒng)還處于起步和發(fā)展階段，廣泛應(yīng)用和全面普及數(shù)字人解剖系統(tǒng)需要投入大量的人力、物力和場所，需要的資源成本較高，不利于數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖實驗教學中快速推廣。

數(shù)字人解剖系統(tǒng)輔助解剖實驗教學是我國乃至全球醫(yī)學教育改革的主要方向，它對于改變現(xiàn)代人的醫(yī)學教育觀念，提高醫(yī)學教育的教學質(zhì)量和教學效果，使醫(yī)學教育更趨于普及化、平民化有著得天獨厚的優(yōu)勢，值得推廣應(yīng)用。

[參考文獻]

[1]陳立東.淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖學實驗教學中的應(yīng)用[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2019，5（37）：83-84.

[2]陳喬，潘榮斌，胡麗霞等.基于數(shù)字人解剖系統(tǒng)的神經(jīng)解剖學慕課制作初探[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2018，19（36）：44-45.

[3]房東亮，高艷，楊春等.淺談第二代數(shù)字人觸屏解剖系統(tǒng)在人體解剖學教學中應(yīng)用[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2017，35（4）：31-32.

[4]黎七雄，李道，吳際等.數(shù)字人解剖系統(tǒng)在民辦高校人體解剖教學中的應(yīng)用研究[J].中國高等醫(yī)學教育，2018，3：82-83.

[5]韓芬，鞏治華. 基于“數(shù)字人”解剖系統(tǒng)的小組合作學習模式在人體解剖學實驗教學中的應(yīng)用[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報，2018，30（4）：59-62.

[6]朱光瓊，劉建，唐謙等.數(shù)字人解剖系統(tǒng)在系統(tǒng)解剖學實驗教學中的應(yīng)用探索[J].四川解剖學雜志，2016，24（1）：40-41.

[7]陳金鋒，鄭二來，尹春麗等.數(shù)字人解剖系統(tǒng)在人體解剖學教學及社會服務(wù)中的應(yīng)用[J]. 廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究，2018，5：26-28.

[8]王龍光，張勇，谷存國等.淺談數(shù)字人解剖系統(tǒng)在解剖學實驗教學中的應(yīng)用[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2016，5（37）：83-84.

（作者單位：平頂山學院醫(yī)學院，河南 平頂山 467000）