高品质数码单反相机在临床医学及教学中的应用实践

陈 敏，张 凌，靳红岩

空军总医院信息科，北京 100142

随着数码技术的普及，越来越多的人拥有操作方便、易于携带的数码摄录器材，如数码相机、DV，甚至带摄像头的手机。对大多数医务工作者来说，运用手边的器材，随时记录拍摄下珍贵少见的病例图像及视频录像已不再是遥不可及的事情。但是，如何正确地掌握和使用数码相机，尤其是视频短片拍摄功能，记录下清晰完整的影像信息，则值得进一步探讨。

1 搭载具备摄像功能的高品质数码单反相机的功能、操作方法及其优势

1．1数码单反相机的功能

1．1．1 拍摄器材搭载具备摄像功能的数码单反相机，如佳能EOS5DMarkⅡ、EOS7D、EOS600D或尼康NikonD90、NikonD700等，除了可以拍摄静态医学图像外，还能够拍摄较高质量动态视频短片，该文以佳能EOS600D为例。

Canon EOS 600D单镜头反光式(SLR)数码相机，有效像素约1 800万、APS-C画幅、CMOS图像感应器，EOS 600D新增EOS场景分析系统，提供场景智能自动拍摄模式，无需逐一设置，按动快门，即可获得上佳效果，能够应对各种场景拍摄。采用了约104万点、3．0寸可旋转宽屏液晶监视器;具有ISO 100-1600常用感光度范围;对应F2．8光束的中央十字型，全9点自动对焦感应器;评价测光、局部测光、中央重点平均测光功能系统适应各种不同的光照条件，更容易精确曝光控制和用于最佳色温测量的TTL白平衡。此外，Canon EOS 600D对应最高约30帧/s全高清(1 920×1 080)短片拍摄功能，兼具3-10倍短片数码变焦及视频快照功能，拍摄更加得心应手，能够轻松制作视频短片录像。

1．1．2 附属设备选择8G或16G等较大容量的存储卡，适当使用三角架可以获得更加稳定的影像。由于拍摄短片时，需要观察背面液晶监视器，比较耗电，因此配备电池盒兼手柄以及备用电池，将使拍摄变得十分流畅。安装相机附带的“EOS Digital Solution Disk”光盘，可进行短片编辑，只需经过添加图像、选中所要编辑的短片排列，然后保存到所需的图像类型即可。

1．2 基本操作方法

1．2．1 选择拍摄模式旋转拍摄模式转盘，根据不同拍摄用途将其对准拍摄模式，即可实现静态或动态影像的拍摄。

1．2．2 设置短片功能，进行对焦和拍摄按下MENU(菜单)按钮，调出短片功能菜单。如:设置短片记录尺寸为1 920×1 080;通过十字键或主拨盘调整其他短片功能菜单。进行精确对焦时可按下放大按钮，即可使用5倍或10倍放大显示的影像进行确认，然后进行手动对焦，这样就能更准确地控制焦点。按下短片拍摄按钮后即可开始拍摄，在短片拍摄中，画面右上方会出现红色圆点，同时画面还会显示已录制时间，当再次按下按钮，即可结束拍摄。

1．2．3 其他相关参数设置根据需要可以设置ISO感光度和曝光组合。拍摄短片时，可以将ISO感光度设置为“自动”较为方便，可以一边通过曝光量指示标尺确认曝光，设置合适的光圈值和快门速度，建议将快门速度设置为1/50-1/100 s。

由于拍摄短片时利用自动对焦来准确追踪移动的被摄体是很难实现的，而且使用自动对焦模式对焦时，相应的动作也容易被摄入到短片中，因此，一般在进行动态影像拍摄时基本采用手动对焦模式，在此模式下，可连续对焦点位置进行调整，实现较为流畅的摄录效果。

1．3 拍摄视频短片注意事项

1．3．1 进行短片拍摄的基本要求就是平稳如果画面震动和摇摆，会令观看者头晕脑胀。即使拍摄过程中被摄体越出画面，也不要急躁，而要慢慢地移转相机来继续追踪被摄体。拍摄时尽量放松，注意不要过于用力握持相机，以避免相机发生不必要的抖动。在通常的拍摄位置，要保持相机与地面平行，同时夹紧双臂，不做特殊要求或用途时，不建议持机时勉强高举相机，容易发生抖动;低位拍摄时，可以蹲下身体并将肘部支撑在膝盖上，这样能够获得更加稳定的影像。

1．3．2 关于摇拍的注意事项短片拍摄过程中，将上下左右移动相机的动作称为:“摇拍”，其动作要领是:双脚张开与肩同宽，手脚保持固定姿势不动，仅以腰部为轴进行转动，进行摇拍时更需注意保持相机的稳定性。此外，还要注意尽量保持一定的转动速率。出现跑焦现象时也要平移地进行再次合焦，否则会破坏画面事物稳定感。这一点可以通过平时多加练习来提高持机保持稳定的拍摄能力。

1．3．3 注意保持画面水平拍摄视频短片时容易忽视画面的水平，通过电视或电脑屏幕观看短片时就会发现所拍视频画面倾斜。因此，在拍摄视频前，先要确保画面水平。

1．3．4 后期编辑若希望制作出理想的视频，素材越多越有利于制作的顺利完成，每段短片的拍摄不要太长，拍摄20-30 s的短片素材即可。另外，拍摄时，在影像的前后尽量多拍出3 s左右，以利于后期的剪辑制作。

1．4 数码单反相机的优势

以上Canon EOS600D的拍摄实践证明，搭载具备摄像功能的高品质数码单反相机具有以下优点:能够更换镜头，适应不同的拍摄需要;具有较宽的感光度调节范围;拍摄的图像品质高，不仅可以用于临床医学图像资料的收集，还可以用作要求较高的印刷出版;具有全高清短片拍摄功能，可拍摄制作短片视频，数码单反相机与专业的摄像器材相比，其小型化机身和较轻的负重感，便携性突出，在价格上也具有明显优势。

2 数码单反相机在临床医学摄影中的应用

2．1 用于医学实验过程及场景的拍摄

医学图像的拍摄大多需要在室内进行，一般数码摄像机较难在昏暗的夜间或是光量较少的室内获得理想的效果，常常会造成影像的噪点较多;而EOS 600D等相机搭载有高性能影像处理器DIGIC4和支持高感光度拍摄的图像感应器，感光度可设置为ISO100至ISO1600，在同时搭配明亮大光圈镜头的情况下，能够大幅度提升拍摄录制的降噪能力;即使在光线较暗的实验室、病房、教学办公室等场景拍摄，也能获得清晰的影像效果。在室内光线较暗的条件下，也可加上实验现场辅助光或使用佳能相机专用的EX系列闪光灯进行E-TTL自动曝光，使用ISO 800至1600感光度，光圈在F5．6-F8时可用1/60 s曝光速度，手持相机拍摄亦可获得感光度满意的高质量图像。

2．2 用于显微镜下视野的拍摄

使用数码单反相机拍摄还有一大特点就是具有丰富的镜头群，可覆盖从14 mm超广角到800 mm超远摄的宽广焦距范围。可以根据不同的拍摄需要，选择搭配微距镜头、鱼眼镜头、移轴镜头等，实现特殊的表现形式，充分发挥不同焦距以及特殊镜头的表现效果。如:在医学形态学科，解剖学、组织胚胎学、病理学、血液细胞学等学科的教学和科研工作中，经常遇到显微镜的应用及其镜下视野中重要形态学资料的拍摄，将数码相机机身通过转接镜管，连接在显微镜镜管上，用显微镜镜头作为摄影物镜，可以拍出图像清晰、畸变率低的高质量、高清晰度、高倍率的放大图片。通过计算机可以方便地进行教学或科研方面的应用，这主要是利用了数码单反相机能够更换镜头的功能。

2．3 将传统底片、幻灯片或医学书籍插图翻拍成数字图像

在医学教学与科研工作中，有不少多年积累的图片资料都是以胶片、照片及纸张为载体的，极易老化和破损。将这些珍贵的资料转换成数字图像资料，一方面可永久保存，另一方面可扩大和充实多媒体教学信息资源的获取。

使用数码相机微距拍摄模式并搭配50 mm微距镜头即可进行微距翻拍。依照现场使用光源的色温，将相机上的白平衡对应“自动、日光、阴影、多云、钨丝灯、白色荧光灯、闪光灯”各档进行相应调整，以期获得最佳的色彩还原效果，利用翻拍架拍摄，能将翻拍的135底片或幻灯片转换成数字图像。

2．4 用于腔镜手术演示的动态视频短片拍摄

近年来，腹腔镜手术在妇产科、胸外科、普通外科以及泌尿外科等领域广泛地开展，并显示出良好的应用前景。为了记录下珍贵的手术资料，尤其是复杂多样的手术操作技术，数码相机不仅可以用于手术相关设备器械、药品、标本等静态医学图像的拍摄，也可以用于腔镜手术演示的动态视频短片拍摄。如:在施行肾脏切除时，准确有效地控制肾蒂是手术的关键，按照肾血管的位置、牵拉、隆起、搏动、纤维等五个步骤可快速寻找到肾血管。通常手术的掌握需要一定的操作技巧，还应充分了解并正确辨认腹膜后各脏器的解剖关系，注意操作的方法和技巧，保持术野的清晰，直视下操作，提高手术成功率，才能确保手术的成功［1］。此外，在进行手术拍摄时，可以在同一时间内准备多台相机进行拍摄，从而实现多角度的拍摄。而且在拍摄短片的过程中，随时拍下精彩瞬间的静态图像，这无疑也是高性能数码单反相机的一大特点。

不仅如此，EOS600D还能实现背景虚化的效果，这是由于使用大光圈、长焦距进行拍摄时，往往由于景深浅，可以产生拍摄对象清晰，背景虚化的效果［2］，可以达到突出主体的目的。这除了与镜头的光圈和焦距有关以外，还与图像感应器的尺寸相关。高品质数码单反相机的图像感应器较一般数码摄像机的感应器要大的多，一般数码摄像机的合焦范围较广，而EOS数码单反相机的摄像功能却能将背景虚化并且仅仅使被摄体处于合焦范围内，能够达到虚化背景，凸显被摄主体的效果。因此，原本只能通过用于商业电影拍摄的高性能专业器材才能实现的美丽虚化，通过数码单反相机的摄像功能即可轻松实现。

3 动、静态数字图像在临床医学教学中的应用

数码相机拍摄所获取的动、静态数字图像不仅广泛应用于临床医疗诊断、科研工作资料的记录，同时可以作为多媒体教学信息资源用于临床教学工作。

3．1 用于临床多媒体教学

随着多媒体技术的研究和发展，利用数码相机拍摄的动、静态医学影像在临床科研、教学中应用十分广泛。

多媒体教学集声音、图像、动画、文本于一体，生动形象，是现代教育普遍采用的一种重要辅助教学方式。多媒体教学方式容易激发学生的学习热情，引起学生学习兴趣，可以使学生由被动的“接受型”变成主动的“需要型”［3］。近年来，各高校狠抓硬件建设，构建了形态学互动教学多媒体实验室或医学形态学图片库。医学形态学图片库是医学院校教学资源的重要组成部分，在内容上涵盖医学基础及临床学科，涉及不同层次的教学需要。医学形态学图片库的建设大部分是依靠摄影所拍摄的图片，而这些图片则是通过大量的教学和医疗实践逐步积累起来的。拥有高质量的图片库存，不但丰富了课件制作的素材，也提高了课件制作的质量;同时，提高了多媒体教学的效果［4］。

还有的将摄录视频应用于人体解剖学实践教学，通过对标本以及解剖过程进行拍摄或摄录视频短片，能够加强医学生对解剖形态和结构的认知，提高完整记录解剖实践过程，进行视频回顾，查漏补缺，有利于提高教学质量。学生还可以将自己记录的电子图像文件作为相关资料提供课堂讨论或提交相关医学网站，实现教学互动［5］。

例如:口腔黏膜病教学与临床密切相关，疾病的病因、临床表现及治疗方法等需要大量的信息资料，课堂上应用多媒体教学形象、直观的特点，教师通过插入临床病例图片，便于学生在短时间内对疾病产生深刻的印象，对所学内容掌握快、理解深、记得牢，克服了课堂教学中学生只能被动接受的弊端。在口腔黏膜病教学中，通过使用多媒体课件中大量临床病例图片，使学生对疾病的认识从直观上获得反复的视觉刺激，从而达到了对理论知识和实践知识深入理解和记忆，也使枯燥乏味的课堂变得生动有趣，激发了学生学习兴趣，提高了学习的主动性，也克服了课后容易对所学内容遗忘的缺点。这些是传统教学方法无法达到的，弥补了传统教材感性认识不足的缺点［6］。

3．2 用于临床医学各类培训教材的编写

医学图片及视频短片还广泛应用于编写和制作临床医学的培训教材。如:某医院用数码相机对心脏外科手术步骤、所需设备、器械、一次性手术用物、药品进行拍照、录像并制作成图片册和手术流程示意图，作为手术配合和专科护士培训教材对手术室护士进行培训，进一步规范心脏外科手术配合。结果表明:培训前后，洗手、巡回护士一般物品准备合格率从 75．0%上升到96．4%(P ＜0．05)，专科仪器准备完好率从71．4%上升到96．4%(P ＜0．05)，取得了满意的教学效果［7］。

3．3 用于临床实习带教工作

医学图片和动态录像直观、形象，学生易于理解，能够弥补临床示教病例不足［8］。尤其在外科手术等实践性较强的临床带教过程中，由于采用了图片与视频相结合进行教学，可以将单纯用语言不易表达清楚且抽象复杂的手术过程形象地表现出来。改变了传统手术示教过程中，因手术操作范围狭小、容纳人数不多以及学生所处的位置角度通常偏离主刀医师视野等因素，观摩手术演示的学生往往不能清晰、全面掌握操作的每一个环节的弊端。通过视频录像可以将手术操作的细节放大，配以教师的讲解，可以清晰地展示手术过程。即使发现不清楚的地方，也可及时与教师进行交流，让学生对手术操作过程一目了然［9］。通过图片信息、动画、手术录像、疾病实例录像或三维虚拟现实等使教学信息内容更加丰富，提高了外科手术学教学的效果［10］。

近年来，经尿道激光手术技术的迅速发展，为良性前列腺增生的治疗提供了新的手段，它具有出血少、并发症少、病人耐受度好等优势。空军总医院泌尿外科不仅大力开展了这一新技术，并且举办“经尿道前列腺手术学习班”专题讲座，并邀请专家讲授泌尿外科手术模拟训练系统，对经尿道2微米激光前列腺剜除术、经尿道绿激光前列腺汽化切除术等进行手术演示。手术演示过程中，利用数码相机的短片拍摄功能即可进行全高清短片视频拍摄，并制作成手术录像光盘传授给广大学生，取得了良好的效果。

随着科学技术的迅猛发展，数字摄影器材的不断升级，单反数字相机所拍摄的影像品质越来越高，在医学形态学科图片库建设中的应用将越来越显示其优越性。相对普及型便携式数码相机，搭载具备摄像功能的数码单反相机除了可以拍摄静止医学图像，还能够拍摄较高质量的动态视频短片，用以制作多媒体课件、培训教材或构建网络化的图文工作站。将现有的计算机技术、信息存储技术及网络应用技术等现代媒体相结合，将在课程建设方面，尤其是精品课程制作方面将会发挥积极作用。

总而言之，通过对搭载摄像功能的数码单反相机Canon EOS 600D的实践应用，显示其基本可以满足医学摄影各方面的使用要求，其功能比传统胶片相机或便携型自动数码相机有着质的飞跃。不仅提高了临床医师以及带教实习生记录临床病例资料的灵活性以及多样性，而且大大丰富了医学影像资料的采录收集，在临床医学和教学中不失为一件不可缺少的，具备多功能拍摄用途且轻便易携带的资料记录工具。

［1］侯佩金，王云炎，庄海军，等．112例后腹腔镜技术在泌尿外科的应用［J］．临床医学，2008，28(1):5-6

［2］张益福．摄影造型技巧［M］．北京:中国摄影出版社，2000:29

［3］付子东．多媒体技术在临床教学中的作用［J］．中国科教创新导刊，2010，(17):189

［4］常青．单反数字相机在医学形态学科图片库建设中的应用［J］．科技信息，2010，(7):442

［5］骆社丹，汤桂成．视频摄录人体解剖学实践教学中的应用［J］．科教文汇，2010，(1):103

［6］李维善，朱建华，邸大衡．多媒体在口腔黏膜病教学中的应用［J］．黑龙江医药学，2010，33(1):87

［7］孙会芹，王菊霞，陈燕．多媒体教材在心脏外科手术配合培训中的应用［J］．解放军护理杂志，2010，l27(3B):464

［8］李陶，杜文华，杨未晓，等．动态多媒体在超声心动图教学中的应用［J］．临床超声医学杂志，2008，10(2):143-144

［9］俞炽阳，陈功立，李玉艳，等．多媒体技术在妇产科教学中的应用［J］．局解手术学杂志，2006，15(4):257

［10］祖雄兵．多媒体技术在外科手术学教学中的应用［J］．中国现代医学杂志，2010，3(6):941-942