藝科融合視域下醫(yī)學(xué)可視化研究

摘要：目的：醫(yī)學(xué)可視化的受眾逐漸從專業(yè)人士擴(kuò)展至社會公眾。傳統(tǒng)意義上的醫(yī)學(xué)可視化主要輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療，隨著信息傳播范圍的逐步拓大，公眾逐漸成為醫(yī)學(xué)可視化的目標(biāo)群體。在這一過程中，醫(yī)學(xué)可視化的視覺表達(dá)在科學(xué)傳播與公眾參與中發(fā)揮著重要作用。文章分析并探討藝術(shù)設(shè)計(jì)、視覺化符號在推動(dòng)醫(yī)學(xué)信息普及、健康教育中的潛力與價(jià)值。方法：通過梳理醫(yī)學(xué)可視化的歷史演變、功能特點(diǎn)及藝術(shù)表現(xiàn)形式，結(jié)合案例，探討不同歷史階段醫(yī)學(xué)可視化的核心特征與傳播方式，分析醫(yī)學(xué)信息的視覺傳達(dá)與設(shè)計(jì)創(chuàng)新在推動(dòng)醫(yī)學(xué)科普中的應(yīng)用與作用。結(jié)果：醫(yī)學(xué)可視化經(jīng)歷了從早期手繪插圖到現(xiàn)代技術(shù)圖像的轉(zhuǎn)變，由面向?qū)I(yè)人士發(fā)展為面向公眾的信息可視化工具，通過數(shù)字媒體、動(dòng)畫、信息圖形等方式，提升了醫(yī)學(xué)信息的易讀性和傳播效率。醫(yī)學(xué)信息通過藝術(shù)語言轉(zhuǎn)譯為更具吸引力和易于接受的形式，為健康教育和醫(yī)學(xué)知識的普及提供了有效途徑，同時(shí)促進(jìn)了藝術(shù)、科學(xué)與醫(yī)學(xué)的跨學(xué)科融合。結(jié)論：醫(yī)學(xué)可視化的受眾逐漸從專業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展至公眾，其傳播方式從單純技術(shù)工具向富有人文關(guān)懷的藝術(shù)表達(dá)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了“科普+”與“+科普”協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)了醫(yī)學(xué)科普與藝術(shù)創(chuàng)新深度融合，為公共健康知識傳播提供了重要支撐。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)可視化；藝科融合；科普；數(shù)字媒體

中圖分類號：R-05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）18-0-03

醫(yī)學(xué)可視化旨在將晦澀難懂的文字、數(shù)據(jù)或信息轉(zhuǎn)譯為可視可觀的視覺元素，確保將醫(yī)學(xué)信息無誤地傳達(dá)給公眾，在醫(yī)學(xué)信息的傳播普及中起到了關(guān)鍵作用。在保證醫(yī)學(xué)內(nèi)容科學(xué)、準(zhǔn)確的前提下，利用插畫、動(dòng)畫、多媒體交互等可視化技術(shù)手段，幫助公眾降低理解門檻。其中視覺效果的美觀性、信息傳遞的清晰性以及醫(yī)學(xué)專業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)性，構(gòu)成了醫(yī)學(xué)可視化的三大核心要素。而更具傳播性的高質(zhì)量插圖和動(dòng)畫等有助于醫(yī)療健康工作者的觀點(diǎn)表達(dá)和成果展示，實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)界的長遠(yuǎn)發(fā)展和良性循環(huán)。

1 醫(yī)學(xué)可視化的概念界定

科學(xué)可視化（Scientific Visualization）是可視化領(lǐng)域的重要研究方向之一。1987年，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家布魯斯·麥考梅克在《科學(xué)計(jì)算中的可視化》中首次明確科學(xué)可視化的目標(biāo)和范疇：科學(xué)可視化是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)生成視覺圖像，旨在以直觀的方式展現(xiàn)復(fù)雜且規(guī)模龐大的數(shù)字化形式，從而幫助人們更好地理解科學(xué)技術(shù)的概念或成果［1］。科學(xué)可視化通過圖形化手段清晰準(zhǔn)確地傳遞信息并實(shí)現(xiàn)有效溝通。要實(shí)現(xiàn)思想和概念的有效傳達(dá)，美學(xué)與功能必須同步推進(jìn)。通過直觀呈現(xiàn)關(guān)鍵要素與特征，可以深入洞察那些稀疏且復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，從而實(shí)現(xiàn)更為精確的解讀。

醫(yī)學(xué)可視化是可視化研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的延伸與應(yīng)用，其研究與實(shí)踐涵蓋多領(lǐng)域內(nèi)容，包括解剖學(xué)模型構(gòu)建、疾病機(jī)制模擬、手術(shù)導(dǎo)航輔助、醫(yī)學(xué)教育圖譜設(shè)計(jì)及科普信息圖形化等。其應(yīng)用既服務(wù)于醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域，為臨床決策與科研創(chuàng)新提供支持，也面向社會公眾。醫(yī)學(xué)可視化不僅是一種技術(shù)手段，更是跨學(xué)科的交融，融合了科學(xué)性、藝術(shù)性和人文關(guān)懷，以豐富的視覺語言降低醫(yī)學(xué)知識的理解門檻，助力醫(yī)學(xué)信息的高效傳播與公眾認(rèn)知的提升，拉近科學(xué)與公眾之間的距離。

2 醫(yī)學(xué)可視化的主要形式

醫(yī)學(xué)可視化根據(jù)形式、特征、用途可以分為醫(yī)學(xué)插圖、醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)學(xué)信息、醫(yī)學(xué)動(dòng)畫、與數(shù)字媒體結(jié)合的醫(yī)學(xué)可視化。

2.1 醫(yī)學(xué)插圖

醫(yī)學(xué)插畫通過繪制圖像實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)知識的視覺化，主要用于展現(xiàn)人體解剖、器官功能、疾病癥狀等。其目的在于提供直觀、精確的醫(yī)學(xué)信息，便于醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)與交流。

中國古代醫(yī)學(xué)插圖早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》等經(jīng)典中就已經(jīng)出現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)對人體結(jié)構(gòu)和疾病的描述。《內(nèi)境圖》由五代道士煙蘿子在公元944年以前所繪，是目前中國現(xiàn)存最早的人體解剖圖，內(nèi)容在許多方面與現(xiàn)代解剖學(xué)相符。清代王清任的《醫(yī)林改錯(cuò)》為中國醫(yī)學(xué)插圖開創(chuàng)了新篇章，旨在糾正古人在解剖學(xué)和生理學(xué)上的一些錯(cuò)誤。中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)插圖多采用寫意手法，注重形態(tài)與功能的結(jié)合，體現(xiàn)了陰陽五行理論。人體解剖學(xué)的奠基人之一安德烈·維薩里曾強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)解剖學(xué)的唯一途徑就是通過視覺。他在《人體構(gòu)造》中通過展示難以用語言描述的插圖，進(jìn)一步闡明了這一觀點(diǎn)：只有在看得見的情況下才能夠?qū)W習(xí)［2］。19世紀(jì)，醫(yī)學(xué)插畫逐步發(fā)展并趨于成熟。外科醫(yī)生與解剖學(xué)家約翰·貝爾的解剖圖使醫(yī)學(xué)插畫在外科領(lǐng)域得到了實(shí)際應(yīng)用。

2.2 醫(yī)學(xué)影像

19世紀(jì)與20世紀(jì)，顯微鏡的發(fā)明推動(dòng)了組織學(xué)與細(xì)胞學(xué)的醫(yī)學(xué)插圖發(fā)展，攝影技術(shù)的運(yùn)用使數(shù)字化醫(yī)學(xué)成像得到進(jìn)步。當(dāng)代，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)如X光、CT、MRI等所獲得的圖像，使醫(yī)生能夠更直觀地理解復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)與疾病過程，多用于臨床診斷、疾病監(jiān)測和治療評估。二維切片或三維重建技術(shù)展示人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)或病變情況，具有較高的精確度、真實(shí)性和診斷價(jià)值。

2.3 醫(yī)學(xué)信息圖形設(shè)計(jì)

信息設(shè)計(jì)作為一種有效的信息呈現(xiàn)與傳播形式，旨在通過優(yōu)化數(shù)據(jù)表達(dá)方式，使其更具可理解性和傳播性，因而在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。而醫(yī)學(xué)信息圖形設(shè)計(jì)將信息與圖形相結(jié)合，通過可視化的方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息和知識，核心目標(biāo)在于以簡明直觀的形式傳播內(nèi)容。借助圖形的表現(xiàn)力，將復(fù)雜的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)、研究成果和健康信息轉(zhuǎn)化為易于理解與傳播的圖形或動(dòng)態(tài)形式，從而實(shí)現(xiàn)高效的信息傳達(dá)［3］。

近代護(hù)理學(xué)的奠基人弗洛倫斯·南丁格爾于1858年通過玫瑰花瓣?duì)顖D，直觀展示了斯庫塔里醫(yī)院改革后死亡人數(shù)逐月下降的情況。這種將復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化的方式有效加深了公眾對醫(yī)療改革效果的理解，推動(dòng)了醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展。德國信息圖形設(shè)計(jì)的先驅(qū)、婦產(chǎn)科醫(yī)生弗里茨·卡恩在1926年采用比喻和圖形化手段，呈現(xiàn)了人體各個(gè)系統(tǒng)是如何協(xié)同工作的。

2.4 醫(yī)學(xué)動(dòng)畫

在參與、理解和記憶方面，視頻學(xué)習(xí)法相較于基于文字的學(xué)習(xí)方法更加高效。醫(yī)學(xué)動(dòng)畫能將抽象的醫(yī)學(xué)概念和復(fù)雜的生物學(xué)過程具象化，通過生動(dòng)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)幫助受眾更好地理解復(fù)雜的醫(yī)學(xué)知識。醫(yī)學(xué)動(dòng)畫通常具有較強(qiáng)的表現(xiàn)力和教育性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育、科普傳播和患者教育等領(lǐng)域。

2.5 與數(shù)字媒體結(jié)合的醫(yī)學(xué)可視化

網(wǎng)頁、移動(dòng)端應(yīng)用、混合現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等手段為醫(yī)學(xué)信息的普與傳播提供了多樣的渠道。融合藝術(shù)與科學(xué)，能夠增強(qiáng)醫(yī)學(xué)信息的可視性、可讀性與易懂性，為探索跨學(xué)科的融合提供新的視角。

3 醫(yī)學(xué)可視化的多維表達(dá)

醫(yī)學(xué)可視化的多維特點(diǎn)，如科學(xué)性、精確性、專業(yè)性、藝術(shù)性、普及性等，可以在一個(gè)坐標(biāo)軸系統(tǒng)中進(jìn)行表達(dá)，從以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)知識為主的專業(yè)書籍到兼具藝術(shù)性和人文關(guān)懷的藝術(shù)作品，不同的醫(yī)學(xué)可視化形式在這些維度的組合上呈現(xiàn)出多樣性［4］。

偏向科學(xué)性、精確性、專業(yè)性的醫(yī)學(xué)可視化作品通常為醫(yī)學(xué)專業(yè)書籍，如解剖學(xué)教材、醫(yī)學(xué)研究文獻(xiàn)等。這些作品旨在傳遞準(zhǔn)確的醫(yī)學(xué)信息，強(qiáng)調(diào)其真實(shí)性和科學(xué)性，插圖的細(xì)節(jié)精確，圖示嚴(yán)格按照醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)繪制，以確保醫(yī)學(xué)生、醫(yī)生等專業(yè)人員能夠獲取清晰、可靠的信息。

過于強(qiáng)調(diào)醫(yī)學(xué)中的理性存在會提高公眾解讀信息的門檻，從而降低其科普屬性，因此《DK科普大全》等科普類書籍、插圖、動(dòng)畫在準(zhǔn)確傳達(dá)科學(xué)信息的基礎(chǔ)上，加入更具視覺吸引力的設(shè)計(jì)和更通俗易懂的語言，以幫助非專業(yè)受眾理解復(fù)雜的醫(yī)學(xué)概念。Nature（自然）、Science（《科學(xué)》）、Cell（《細(xì)胞》）的封面通常采用極具視覺沖擊力的圖像，以傳達(dá)復(fù)雜的醫(yī)學(xué)概念和科研成果。這些封面圖像不僅僅是對論文內(nèi)容的簡明概括，更是將復(fù)雜的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)信息轉(zhuǎn)化為易于理解和吸引人注意的視覺表達(dá)，從而增強(qiáng)研究成果的傳播影響力。

偏向藝術(shù)性和人文性表達(dá)的可視化作品多見于以醫(yī)學(xué)、科學(xué)為主題的藝術(shù)創(chuàng)作中，通過藝術(shù)手法表現(xiàn)醫(yī)學(xué)概念、疾病狀態(tài)等，往往重視情感傳遞與哲學(xué)思考。這類作品通過抽象的形式展現(xiàn)生命、疾病與健康的復(fù)雜關(guān)系，引發(fā)受眾的情感共鳴，如以醫(yī)學(xué)為主題的繪畫、雕塑或多媒體藝術(shù)裝置等。在實(shí)際的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師與科學(xué)家跨界合作，探索科學(xué)信息的藝術(shù)化表達(dá)，這不僅有助于加深公眾對醫(yī)學(xué)知識的理解，還能激發(fā)公眾的學(xué)習(xí)興趣。在推動(dòng)醫(yī)學(xué)可視化和科學(xué)傳播的過程中，注重藝術(shù)性與人文性的表達(dá)方式，是實(shí)現(xiàn)有效科普的重要途徑。

4 藝科融合的醫(yī)學(xué)信息呈現(xiàn)

在藝科融合大背景下，藝術(shù)性的表現(xiàn)手法為醫(yī)學(xué)可視化提供了更豐富的表達(dá)方式。借助先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，醫(yī)學(xué)信息能夠以更直觀的形式呈現(xiàn)，包括三維模型、交互式展示、虛擬現(xiàn)實(shí)等。這種數(shù)字化手段使醫(yī)學(xué)信息更易被理解，有助于打破專業(yè)知識壁壘，使醫(yī)學(xué)科普更具吸引力。與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)可視化不同，藝科融合下的醫(yī)學(xué)可視化不僅注重信息的精準(zhǔn)性，還強(qiáng)調(diào)通過藝術(shù)化的表現(xiàn)方式激發(fā)受眾的情感共鳴。藝術(shù)表達(dá)形式使醫(yī)學(xué)信息不再是難以被大眾讀懂的數(shù)據(jù)，而是通過圖像、色彩、聲音等媒介傳達(dá)情感和意義。藝術(shù)的引入為醫(yī)學(xué)信息注入了更多情感和審美元素。通過藝術(shù)的表達(dá)，醫(yī)學(xué)信息不再只是冰冷的事實(shí)，而是能與受眾產(chǎn)生更深刻的共鳴。不同的藝術(shù)形式、呈現(xiàn)媒介能夠賦予醫(yī)學(xué)信息更生動(dòng)的表現(xiàn)形式，避免說教式的信息傳遞，使之更貼近人們的日常生活，有助于打破科學(xué)與公眾之間的溝通壁壘，提升公眾的興趣和參與度，消除部分公眾對醫(yī)學(xué)話題的抗拒情緒，提升公眾對醫(yī)學(xué)健康知識的關(guān)注和認(rèn)知。

在學(xué)科交叉視角下，醫(yī)學(xué)信息數(shù)字化與藝術(shù)化的結(jié)合提供了新的思考方式。醫(yī)學(xué)專業(yè)的嚴(yán)謹(jǐn)性與藝術(shù)的創(chuàng)造性相互碰撞，產(chǎn)生了更加富有創(chuàng)意的成果。國際外科博物館系列展覽中的作品包括基于解剖視頻的靜幀、復(fù)印件、打印輸出圖像的手繪復(fù)刻版，以及模仿鏡片和眼球模型的玻璃制品。《玻璃體》陳列于現(xiàn)代展廳和光學(xué)歷史展廳，這一作品呈現(xiàn)了眼睛的老化過程及其對視力的影響，尤其是“飛蚊癥”現(xiàn)象，深入探討了人是如何通過眼球這一窗口感知和解釋周圍世界的。它與博物館永久收藏的眼科學(xué)相關(guān)文物形成了“對話”，通過藝術(shù)手法重現(xiàn)了眼球內(nèi)部的微妙變化，使受眾對眼球解剖學(xué)和視覺現(xiàn)象有了更深入的理解。

數(shù)字藝術(shù)家雷菲克·阿納多爾在《空間感：分子結(jié)構(gòu)》中結(jié)合數(shù)字化與藝術(shù)，為醫(yī)學(xué)信息的表達(dá)開辟了全新的視角。阿納多爾與專業(yè)的研究院協(xié)調(diào)員、科學(xué)家合作，利用大規(guī)模多模態(tài)MRI數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，創(chuàng)造出一個(gè)完全沉浸式的增強(qiáng)3D腦模型，使受眾能夠清晰直觀地看到人體內(nèi)部的微觀世界。這種跨學(xué)科的嘗試不僅打破了醫(yī)學(xué)和藝術(shù)之間的界限，還為受眾提供了一種全新的理解方式，使醫(yī)學(xué)信息不再只是冷冰冰的科學(xué)數(shù)據(jù)，而是具有生動(dòng)表現(xiàn)力和情感共鳴的藝術(shù)體驗(yàn)。

科學(xué)傳播實(shí)驗(yàn)室（Science Communication Lab，SCL）的醫(yī)學(xué)可視化作品致力于通過數(shù)字媒體和互動(dòng)技術(shù)，將復(fù)雜的醫(yī)學(xué)研究和相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為易于公眾理解的形式，通過視覺化和多感官體驗(yàn)，促進(jìn)公眾對疾病的認(rèn)知與預(yù)防。在《淋巴系統(tǒng)》中，科學(xué)家收集并系統(tǒng)化了病變淋巴系統(tǒng)的組織，用戶可以篩選和比較3名患者的不同疾病類型，SCL對病變部位進(jìn)行分色的強(qiáng)調(diào)，藝術(shù)化的處理提取增強(qiáng)了信息的可讀性。

藝術(shù)家、科學(xué)家對醫(yī)學(xué)信息進(jìn)行藝術(shù)化轉(zhuǎn)譯，藝術(shù)和醫(yī)學(xué)的結(jié)合能使醫(yī)學(xué)可視化呈現(xiàn)形式更加多元化和動(dòng)態(tài)化，賦予醫(yī)學(xué)可視化更大的創(chuàng)意空間和更多的表達(dá)手段。將醫(yī)學(xué)信息更加直觀、有趣地展現(xiàn)在公眾面前，提升公眾對醫(yī)學(xué)信息的認(rèn)知和興趣，不僅可以吸引專業(yè)領(lǐng)域的從業(yè)人員，還能夠吸引非專業(yè)人士，使更多人能夠參與到醫(yī)學(xué)知識的學(xué)習(xí)和交流中。這種跨學(xué)科的融合不僅促進(jìn)了藝術(shù)與科學(xué)、醫(yī)學(xué)與設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的交流與合作，還促進(jìn)了新思維和新方法的產(chǎn)生。

5 結(jié)語

醫(yī)學(xué)可視化將復(fù)雜的醫(yī)學(xué)信息轉(zhuǎn)化為易于理解、美觀的形式，有效提高了公眾的醫(yī)學(xué)素養(yǎng)。醫(yī)學(xué)可視化拓展了醫(yī)學(xué)研究成果社會應(yīng)用的廣度與深度，促進(jìn)了公眾對復(fù)雜醫(yī)學(xué)知識的理解和掌握。在醫(yī)學(xué)科普工作中，藝術(shù)的融合參與使醫(yī)學(xué)可視化在遵循醫(yī)學(xué)信息的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性與準(zhǔn)確性的同時(shí)兼具藝術(shù)性與人文關(guān)懷，以美感消除恐懼感，使醫(yī)學(xué)信息更容易為公眾所接受。同時(shí)，與數(shù)字媒體相結(jié)合的醫(yī)學(xué)可視化為推動(dòng)醫(yī)學(xué)知識普及和健康教育開辟了新的路徑，在滿足公眾健康需求和促進(jìn)醫(yī)學(xué)研究轉(zhuǎn)化中起到了重要作用。

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