数字化技术虚拟实践在针灸教学改革中的先导作用

王鸿红++刘儒鹏

【摘要】既往针灸学教学由于条件所限，无法摆脱“灌输式”课堂理论教学法，学生难学、难懂、难记，易感到枯燥与反感。随着计算机虚拟技术在医学领域的广泛应用，如能从腧穴三维断层解剖虚拟、进针后人体组织反应模拟、危险操作及晕针反应虚拟及进针感觉虚拟等方面进行课程编排，可使教学获得较高水平的可视化效果。现代数字化人体三维影像虚拟技术的引入，可以让学生获得穴位的感性认识，加深印象和理解，对针灸学学习有较大的促进作用。

【关键词】针灸 数字化技术 教学改革 计算机虚拟技术

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0219-01

针灸学是一门理论与实践并重的学科，传统的针灸教学由于条件所限，内容多课时少，无法摆脱“灌输式”课堂理论教学法，而经络的循行、交接、流注，腧穴的定位、主治等教学内容比较深奥，抽象玄妙，学生往往感到枯燥与反感，由于理论教学常与实践脱节，所学内容很容易随着课程结束而遗忘，或者空记理论，不敢进行实际操作。实践是针灸学科教学的重要环节，是培养针灸专业人才的必经途径。实践过程对于学生提高感性认识，积累操作经验的独特意义是理论学习不可代替的。但是，针灸疗法作为一种涉及到神经血管等重要机体组织的微创疗法，其操作过程具有一定的风险性，尤其是处于某些特定解剖学位置的关键穴位或部位，更需格外慎重。在尽量规避风险的基础上使学生获得充分的实践经验积累，是针灸实操的理想目的。

传统条件下，为提高教学效果，国内中医药大学的针灸教学改革拘泥于理论体系的梳理，并不能解决教学内容过于抽象的弊端，即使应用了多媒体，也只是把理论学习的媒介由黑板转移到显示器。如长春中医药大学对《针灸治疗学》的理论教学内容按系统分类进行结构整合和实际讲授，注意了《针灸治疗学》与中医临床各门学科的衔接和交叉，每个系统的疾病都进行专项讲授，概述其病因及发病情况，重点讲述针灸对此类疾病的取穴规律分析，及针灸在治疗某个疾病上的特色，使针灸治疗临床各系统的疾病将规范化和简约化，以便将来学生正式进入临床后在诊疗疾病方面能够举一反三，按规律辨证处方。但这些变革对学生感性认识的培养并无帮助。

半个多世纪以来，遵循摩尔定律的计算机硬件技术飞速发展，三维图像处理技术的普遍应用迄今不超过二十年时间，而其在平面显示器上的模拟效果几可乱真，三维图像的立体显示技术正在研发，并向民用普及，人机交互式应用软件已被初步应用，如基于苹果手机IOS系统的虚拟按键技术。计算机虚拟技术应用于医学领域有着光明的前景和巨大的潜力。

事实上，在军事领域，尖端的虚拟技术早已应用于军事医学的模拟教学和交互式培训上。隶属于美国陆军医学研究与物资部的远程医学和高技术研究中心在医学模拟训练中广泛使用先进的模拟技术，包括标准化患者、交互式虚拟患者程序、虚拟人体模型和局部任务训练器等，可以模拟高难度的医学手术，建构模拟手术室、模拟战场等具有真实听视觉场景的医学工作环境，并进行医学模拟训练，可实现基于计算机的交互式沟通、数字化人体模型、局部功能任务训练器、虚拟现实等目标。随着针灸在世界范围内被推广，其用于止痛的显著效果受到美国陆军的关注。尽管从MEDLINE数据库仍无法检索到有关美国军方有关针灸的虚拟技术研究，但我们有理由相信，有深厚技术背景的美军研究部门不会忽视采用虚拟技术进行针灸的科研和操作培训。

现代数字化虚拟技术的发展使人类获得以视听感觉为主的真实虚拟再现能力，可展现以往一般情况下无法直观感知的事物内部结构。对于普通中医高校日常针灸教学而言，需要解决的是腧穴部位解剖结构对教学对象的直观呈现，以提高学生对腧穴内部结构特性和危险部位的感性认识，并不需要过于高精尖的技术水平和硬件条件模拟拟真操作环境，当然未来随着生物感传技术的发展和硬件及材料成本的下降，针刺虚拟操做有可能被纳入教学改革设计。从当前实际条件来讲，如能从腧穴三维断层解剖虚拟，进针后人体组织反应模拟，危险操作及晕针反应虚拟，进针感觉虚拟等方面进行课程编排，可使教学获得较高水平的直观仿真效果。

一、腧穴三维断层解剖虚拟

进行中数字化中国人人体模型的建立和后续研究为局部腧穴断层解剖提供了真实完整的数据库，而其不断丰富的细节使虚拟人体的展示日渐清晰。数字化人体表面三维重建同样是腧穴数字模拟教学的重要组成部分，提供腧穴表面的关键数据。有了真实人体数字化研究的实践基础，建立虚拟三维腧穴解剖展示系统就有了坚实的保障。

断层解剖学是在保持机体结构于原位的状态下，展示局部组织断面形态变化及位置关系的一门科学，在针灸研究和教学中，尤其是危险穴位的认识上具有重要的地位。虚拟数字人技术则是凭借计算机对组织断层进行结构的三维重建和定量分析。随着3D打印技术日益普及，虚拟数字人技术与之相结合，可以提供低成本高拟真度的针刺演练道具。随着未来人工感应装置的开发，可进行针刺感觉虚拟实践。

二、人体组织进针反应模拟

进针后的人体反应包括局部组织反应和远端效应两方面。目前与MRI技术结合的针刺后脑效应研究进行得比较深入，已可对具体穴位针刺对应具体脑部位进行研究，如北京中医药大学的韩红燕等运用静息态功能性磁共振成像（fMRI）技术观察针刺心包经经穴后的脑部反应，发现针刺该经脉全经腧穴后前额叶皮层、小脑与PCC的功能连接活动被抑制，PCC与颞叶皮层的功能连接活动同步增强。

局部组织反应可依据各类电生理实验，分子生物学实验，局部组化免疫反应进行人工三维动画创作，但是这种虚拟方式过于生硬，依据断层解剖学，对当前进针虚拟操作动作采用计算机对各类组织物理参数和生物化学反应进行实时演算，并生成三维图像，在当前硬件条件满足计算需要的前提下，可以提供更为直观生动的教学体验。

三、危险操作及晕针反应虚拟

腧穴断层解剖的三维虚拟使我们可以直观认识针刺进针的危险所在，从而为学生打下针刺安全观念的烙印。一般来说，危险操作包括一般腧穴的手法错误，进针深度错误和特定部位腧穴的进针角度及深度错误。在模拟系统中，学生可以看到错误的手法操作带来的机体组织不良反应及损伤，而针刺过深则可能损伤脏器，如肩井，云门等穴位针刺过深，可能因刺伤肺部引发肺气肿。以风池，哑门为代表的危险腧穴则强调进针角度的安全性，不正确的角度可能引发生命危险，在而安全角度范围内稍作调整，可能具有不同的临床效果。

增强理论认识的系统性，增加实践演练的多元化是解决既往针灸教学简单枯燥的可行方案。学生针对性的学习相关理论，结合即时实践操作，使感性认识与理性认识有机结合，可以极大的增强学生学习的主动性、积极性，提高学习效率，促进其实际应用能力。通过现代数字化人体三维影像虚拟技术的引入，对腧穴部位进行生动直观展示，可以让学生获得穴位的感性认识，加深印象和理解，对腧穴的理论学习有较大的促进作用。同时，结合针刺动物穴位进行实际操练，可以克服部分同学动手难的问题，有助于实际手法操练，有效解决既往理论与实践脱节的问题。

参考文献：

[1]林亚平，易受乡，彭艳.实验针灸学教学现状与改革对策[J].湖南中医药大学学报，2008（4）：72-73.

[2]胡微芳，景宽，逄紫千，周莅莅，李秋明，郭忠奎.针灸教学改革的探讨[J].长春中医学院学报，2003（3）：104.

作者简介：

王鸿红（1985-），女，壮族，广西南宁人，硕士，助教，研究方向：针灸教学研究。