三维便携式文件在解剖教学中的应用

吴 毅，罗 娜，谭立文，张绍祥

(第三军医大学 数字医学研究所基础部人体解剖学教研室，重庆 400038)

人体解剖学属于医学形态学学科，是所有医学院校重要的基础课程[1-2]，是几乎所有医学生都会接触的必修课程，内容繁杂，名词术语多，而且抽象复杂的三维解剖形态和毗邻关系是解剖教学的难点。因此，解剖课程课后，仍然有不少学员对解剖的三维形态和毗邻关系了解不够。

随着计算机技术、图形图像技术、网络信息技术的发展，三维数字化人体技术已经广泛应用于医学各个领域[3-4]，这为解剖教学改革和创新提供了一个大好的机会，添加了许多趣味与生动性。三维便携式文件(3d-pdf)能携带重建的众多三维解剖模型信息，文件小，方便网络下载和阅读，为解剖教学适用的性价比较高的三维教学软件。

1 三维便携式文件的制作

利用中国可视化人体CVH数据集，并运用Amira商业软件对人体各器官结构，包括人体内脏、肌肉肌腱、骨骼、血管、神经、淋巴结以及皮肤等进行分割，并三维重建，构建扩展名为am的分割文件，经过了一系列的平滑和简化处理后，导入到VRML软件，创建3d-pdf三维便携式文件。考虑到解剖结构数量和计算机的运行能力，每个解剖局部单独生成一个三维便携式文件，便携式文件几乎包括该局部的所有解剖结构，解剖结构被定义它们常用的解剖颜色，同时三维模型表面光滑、美观，有利于学员尽快地进入解剖状态。

2 三维便携式文件在解剖教学中的应用

作者抽取了2012级临床医学五年制一个班学员40名，在课堂上，提供给他们能够下载三维便携式文件和的高版本免费Adobe Reader软件网址。学员在获得正常授课的同时，在课余时间能够在个人电脑上使用三维便携式解剖文件。

学员通过阅读器打开三维便携式文件后，能够看到该三维文件局部所有的三维解剖结构，通过文件视图左侧的目录树可任意显示或隐藏该局部的解剖结构，解剖结构标注专业的解剖学中英文术语，当点击在目录中的解剖结构后，右图显示窗中相应的解剖结构即出标红。学员在右图显示窗可以任意平移、旋转和拉伸任意一个解剖结构，即从任意视图、任意角度观看该局部的解剖结构，也可以将表面的解剖结构透明化，显示其深部结构。这相当于一个简易方便的虚拟解剖平台，学员可以较快地适应该虚拟解剖场景。

学期末的结业考试，课余时间使用了三维便携式文件(3d-pdf)班的学员，他们的结业考试的成绩均高于其它班，而且通过相关调查问卷显示：该班的学员对解剖学习的兴趣明显较其它班的大，学习效果较好，尤其是学员在正常授课和解剖小班课实习后，再通过三维便携式文件的使用，可以有效地复习和巩固自己所学的解剖知识，弥补了平时学习中的不足。该班学员课后多愿意参加解剖第二课堂，包括解剖标本制作和解剖三维数字化建模。

3 三维便携式文件在解剖教学中的优势

人体解剖学属于医学形态学学科，其抽象复杂的三维立体解剖学形态是解剖学教学的难点，教员在课堂上难以把解剖三维形态和毗邻关系讲述得面面俱到，而学员也难以在较短时间内就理解和掌握人体脏器的三维立体形态。

传统的解剖大课教学模式主要以二维挂图或二维PPT讲解为主，难以显示人体三维的立体结构。在解剖实验课时，学员可以使用三维实体教学模型和尸体标本，但是模型是理想化的解剖结构，在一定程度上失去了原有详细的三维形态，人体标本主要通过常规解剖操作获得，存在解剖操作损耗、标本匮乏等原因，因此学员较难了解人体最原始的解剖形态。

大型商业化的解剖教学软件，三维解剖模型表面具有纹理贴图，模型漂亮美观，软件支持的模型结构较多，但是价格昂贵，购买成本较高，同时对机器及网络环境的配置有较高要求，每个学员难以在个人电脑上进行人机交互操作。三维便携式文件(3d-pdf)则克服了以上问题，文件教小，制作相对比较容易，只需要免费下载高版本的Adobe Reader即可使用阅读，能够支持某个局部完整的解剖模型库，操作方便，性价比高、易于下载和传播。

4 三维便携式文件的不足

三维便携式文件使用较方便，文件容量小，但是，所能显示的结构相对较少，仅为人体局部器官，而且不能进行纹理贴图，因为同步显示整个人体全身器官会都占据大量的系统资源，电脑运行速度会降低。

三维便携式文件结合传统的解剖教学，有助于弥补学员正常授课时对三维形态的理解不足，可以提高学员学习兴趣，提高学习效率，可达到较好的学习效果。

参考文献：

[1]陈永锋，吴仲敏.以学生为主体的局部解剖学教学模式探讨[J].局解手术学杂志，2011，20(1)：99.

[2]戴景兴，曲戎梅，杨会营，等. 局部解剖学开课时间对教学质量的影响[J].局解手术学杂志, 2013, 22(3):319-320.

[3]Zhang SX，Heng PA，Liu ZJ，et al.Creation of the Chinese visible human data set[J].Anat Roe B New Anat，2003，275(1)：190-195.

[4]Wu Y, Zhang SX, Luo N, et al. Creation of the digital three-dimensional model of the prostate and its adjacent structures based on Chinese visible human[J]. Surg Radiol Anat，2010，32(7):629-635.