可视化虚拟解剖在人体解剖实验室应用的初步探讨

周静 贺玉棚 刘佳

【关键词】虚拟解剖;人体解剖教学;可视化

中图分类号：G642.4;R-4 文献标志码：B DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.12.020

人体解剖学是形态学科，属基础医学，搞清楚人体的各个部分的结构、毗邻关系是学习这门课程的最终目的，学好了解剖才能打好研究人体，治病救人，攻克疾病的基础[1]。传统的解剖教学形式是从挂图结合模型，到后来广泛应用的多媒体课件，观察大体标本一直是解剖学习的重要手段。但是随着学生生源的不断增加，尸体标本相对紧缺，标本更新不足，影响了教学质量。且在尸体解剖过程中，尸体经过福尔马林溶液浸泡，学生和教师过多吸入尸体挥发的有害气体，影响身体健康，有不少学生对此都抱有抵触情绪，对解剖实践课学习的积极性逐渐降低[2]。现代社会已进入信息化、数字化、智能化的时代，新入校医学生都是成长在数字化的环境下，他们能更好地适应数字化教学改革，激发学习兴趣带来好的学习效果[3]。随着互联网与计算机技术的发展，可视化虚拟解剖教学正在走进我们的解剖课课堂，显现出更好的作用，我们对比研究传统解剖实践课与可视化虚拟解剖课之间的不同特点与教学效果，进一步研究两者对解剖课的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

经我校教务部门批准，随机选取2018级临床医学专业10个大班共计1000名学生，每5个大班为一组，每组500名学生，两组（实验组和传统组）学生在年龄、性别、学习态度、入学成绩等方面比较差异无统计学意义（P>0.05），两组授课教师相同。

1.2 软件资源

顺应教育信息化，教育现代化的方针，我校解剖教研室于2018年下半年逐步建立起自己的虚拟解剖实验室，软件的购买，对于全新的教学形式无论是学生还是教师都是满怀期待。我校购买的美国Touch of life 公司及维拓启创共同设计完成的VH Dissector 可视化人体解剖软件，是基于可视化人体工程的解剖学软件，内容包括横截面、全身组织结构、临床解剖学、局部解剖学和外科解剖学。解剖的区域包括男性人体全身模型和女性腹部模型，可对人体断面进行划分，随意拉动、标记、组织添加，对整个人体或指定的器官进行任意方向和角度旋转，并可以进行放大、缩小、透明等操作;可逐层剥离解剖模型，还可将已剖离的组织层次恢复至其初始状态; 可显示每个系统的全部器官或重点关注的单个器官，还可以把感兴趣的几个系统的器官叠加显示，观察、学习它们的位置和相互毗邻关系。

1.3 硬件设施

我校实验中心原本有9间解剖实验室，开展本研究前将其中6间全面升级，购置 86寸数字红外触摸一体机，内置VH Dissector 6.0 专业版，有教师端和学生端，模型可放大至实际人体大小，可作为模拟真实解剖的虚拟解剖台，授课过程中可以形象直观地讲解人体三维结构，也可以进行课件、图片及视频放映。一些传统二维课件无法解释清楚的难点，比如学习心包横窦和心包斜窦时，传统课件很难显示它们的立体空间毗邻，尤其是它们与左心房的关系，学生总是不能理解为什么左心房前壁参与构成心包横窦，左心房后壁参与构成心包斜窦。利用虚拟解剖台旋转心脏，就能多角度、多层次观察心包横窦和心包斜窦，可以清晰地看到它们的构成和范围，学生的学习兴趣和学习效果显著提高。教研室先后组织了三次由软件公司技术人员主讲的虚拟软件操作培训课，上课教师的虚拟实验教学水平达到了开设虚拟实验要求。

1.4 教学方法

对两组学生分别开设传统解剖实践课（传统组）和可视化虚拟解剖课（实验组）各12节。①传统组，向入组学生发放教学大纲及课程安排表，根据教学预安排要求学生课前预习，课上利用PPT、挂图及黑板板书向学生讲解课程内容，时间占总课程时间的1/3，随后的实践教学部分利用大体标本，根据前述内容进行具体指导教学，时间占总课程时间的1/3，剩余总课程时间的1/3，学生自主观察大体标本，对照课本进行学习。②实验组，向入组学生发放教学大纲及课程安排表，根据教学预安排要求学生课前预习，向学生集中讲解VH Dissector 可视化人体解剖软件使用方法，课上理论讲解部分占总课程时间的1/3，剩余2/3时间，由学生自主安排理论内容与软件对照学习，老师在学生中间做学习指导，建立学习群，课后进行软件指导。

1.5 评价方法

通过设计的问卷调查[4]对学习兴趣、学习效果、操作难易、节省时间、缓解大体不足五方面评价学生学习主观感受（完全不赞同1分;不赞同2分;无意见3分;赞同4分;超级赞同5分）。

1.6 统计学方法

采用SPSS 18.0 软件进行分析，计量资料符合正态分布以均数±标准差（±s）表示，組间比较采用两独立样本均数t检验，检验水准：α=0.05，双侧检验。

2 结 果

与传统解剖实践课相比，可视化虚拟解剖课在学习兴趣、学习效果、操作难易、节省时间、缓解大体不足方面评分均更高，差异均有统计学意义（P<0.001）。见表1。

3 讨 论

在临床医学生近两个月的使用中，可视化虚拟解剖教学显著提高的首先是学生的学习兴趣，每个同学都积极动手尝试，包括一些之前对大体标本有所抗拒的不爱动手的学生，不论是平时课堂还是私下交流讨论，可视化虚拟解剖教学形式得到了学生一致好评。为进一步深入了解学生对这种将虚拟教学结合到解剖学实验课的满意度，我中心联系学校教学质量管理相关负责人员开展了一次网上教改教评工作，设计了5份调查问卷表[4]，分别在学习兴趣、学习效果、操作难易、节省时间、缓解大体不足五方面进行评价，统计结果显示，与传统人体解剖教学方法相比，可视化虚拟解剖教学可显著提高学生的学习主观能动性，学习效果更好，特别对解剖难点更易理解，具有良好的可操作性，学生在操作过程中更易掌握学习技巧，节省了学生上课前后的学习时间，同时可视化虚拟解剖教学也可更好地解决目前解剖课程教学中尸体标本不足的问题。后期评价过程中，参与解剖实践课学习的多数学生，对于虚拟解剖实验室的改革都给予了充分认可，综合评价较传统单一的解剖实验教学更具优势，解剖教学效果显著提高。正是因为现代化教育理念的倡导，虚拟实验教学的引入，利用数字化的技术手段组织教学，这种焕然一新的教学模式更好地激励和启发了学生的兴趣和思维、丰富了教学信息量、加深了学生对解剖学内容重点、难点的领悟。

虚拟解剖在解剖教学领域的出现，无疑是重要的革新和进步，其所具有的优势是明显的，但也存在一些不足之处[5]。医学生将来要面对的是真实的患者真实的人体，虚拟解剖虽然有很高的仿真度，但是和真实的人体标本在感觉和体会上仍有一定的差別。虚拟解剖以观察为主，虽然可以立体多角度观看，但与可触摸的人体组织仍存在巨大差异，无法获得更直接的学习体验，而且人体存在个体差异，每具标本的体型差异导致器官的位置、大小均略有不同[6]。虚拟解剖软件逼真展示了人体结构的形态、位置和毗邻关系，从而降低了尸体解剖的难度，学习效率的提高无疑是非常显著的，但是它也无法完全取代大体解剖，无法取代学生亲自动手操作尸体标本的真实体验，而医学生的动手能力是重要的培养目标，在实际操作中才能发现问题，解决问题[7]。

综上所述，可视化虚拟解剖教学技术可作为较好的人体解剖实践课辅助教学手段，在教学中与传统解剖教学方式相结合，可以更好提高教学效果，但在教学过程中合理规范的多种教学方式的结合方案，仍值得我们进一步探讨。

参 考 文 献

[1]刘海兴，梁栋阳，杨畅，等.正常人体解剖学实验教学改革与研究[J].解剖科学进展，2011，17（2）：194，197.

[2]蔡宏宇.3D数字教育平台在解剖学教学中的应用研究[J].课程教育研究，2018（34）： 243.

[3]周奕.数字化人体图像和三维模型在解剖教学中的应用[J]. 大家健康，2016，10（30）：288.

[4]Singh A，Min AKK.Digital lectures for learning gross anatomy： a study of their efficacy[J].Korean Journal of Medical Education，2017，29（1）：27-32.

[5]张齐，周国伟，贺毅呈，等.数字化虚拟仿真在局部解剖学教学中的应用[J].解剖学杂志，2018，41（1）：109-111.

[6]陈丹，刘小菊，张美芝.浅析虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用[J].解剖学研究，2018，40（3）：227-229.

[7]金海峰， 沈雷， 姚立杰， 等. 虚拟实验教学结合传统实验教学方法在局部解剖学实验教学中的应用[J].中华医学教育杂志， 2018，38（3）：377-378.

（收稿日期：2019-07-06 修回日期：2019-07-19）

（编辑：梁明佩）