医学动画制作用于肝脏外科教学的实践

李嘉鑫，王莉莉，梁法清，吴 泓

四川大学：1 华西医院肝脏外科；2 艺术学院；3 华西医院乳腺外科， 成都 610041

传统的肝脏外科教学包括课堂理论讲学和术中实践教学，内容涵盖解剖、病理、手术指征等。课堂理论讲学就是传统的填鸭式教学，枯燥乏味，学生学习效果不佳；术中实践教学对学生的专业知识要求较高，对于低年级医学生来说难度较大，教学效果不好。因此，选择适合低年级医学生的教学方式显得尤为重要。在医学教学改革和学科交叉融合背景下，我们创新地将艺术的一些教学形式引入肝脏外科教学，以探索医学教育的新模式。

1 医学动画形式用于肝脏外科教学简介

医学院校没有动画专业，更不会教授动画制作方法，我们学院得益于综合性大学的专业齐全，能够找到教授动画制作的艺术学院，于是，临床医学院与艺术学院合作共同开设了医学动画这门课程。由于授课时间短和学生专业知识的限制，临床医学院学生医学知识丰富而动画制作水平低，艺术学院学生动画制作水平高而医学知识缺乏，因此，我们将临床医学院学生和艺术学院学生搭配成小组，以小组形式进行教学：一共有18名学生参与，9名医学生和9名艺术学生，分成三个小组，每一个小组有3名医学生和3名艺术学生。要求每一个小组成员在两周时间内相互合作共同完成一件动画作品，作品内容分别是右肝切除术、肝癌射频消融术和肝移植术。肝脏外科医师负责讲授肝脏手术及相关知识，艺术学院教师负责讲授动画制作相关技术。其制作流程如图1所示。

图1 肝脏手术动画制作流程图

2 肝脏医学动画制作内容

2.1 肝脏三维动画

从医学专业书籍上获得肝脏和肝癌解剖知识，在3Ds Max软件里建立器官模型，包括左右肝、肝周韧带、肝动脉、门静脉、胆管、肝静脉、肿瘤等，各部分赋予特定材质，并在3Ds Max自带的渲染器里渲染出模型，最后在After Effects里加工合成动画和文字效果。

2.2 肝脏定格动画

用不同颜色的硬纸片制作肝脏、人物、器械等模型，根据定格动画原理改变模型的位置及形态，用相机逐张连续拍照记录其变化过程，最后将所有的照片汇总，然后在After Effects软件中做后期合成动画。

2.3 肝脏二维动画

二维动画同样需要事先利用平面设计工具(如Photoshop、Adobe illustrator等)设计肝脏、胃、眼镜、皮肤、卡通人物、场景等，然后在Flash软件里导入模型加工和制作动画。

3 肝脏动画制作过程

3.1 右半肝切除术

先在3Ds Max软件中建立模型，包括肝脏、胆囊、肝动脉、门静脉、胆道、肝静脉、肿瘤等，肝脏以半透明效果展示内部管道结构和肿瘤大小及位置，两个肿瘤均位于右肝，通过右半肝的切除可以达到肿瘤的根治。动画展示的是右半肝切除的关键步骤：切除胆囊、分离肝实质和离断右肝蒂管道结构，最后离断右肝静脉，并配以英文说明关键操作(如图2所示)。

图2 右半肝切除术

3.2 肝癌射频消融术

整个动画以剪纸定格动画来呈现。先用纸片剪裁出肝脏、肝内血管、肿瘤、射频针和人体等模型，然后表现故事情节：人体因为乙肝病毒感染或酒精等因素导致肝硬化，在此基础上发生肝癌，当肝癌比较小且位于肝内，便可以使用射频针插入肿瘤，射频针通过发热将肿瘤杀灭，以微创的方式达到根治的效果(如图3所示)。

图3 肝癌射频消融术

3.3 肝移植手术

该作品以二维动画形式呈现。先在Adobe Illustr- ator软件中绘制人物、肝脏、场景等模型：开篇展示的是动画人物的不良生活习惯，大量长期饮酒导致酒精性肝硬化，临床表现出巩膜黄染、腹水等肝硬化失代偿，肝脏病理上表现出质地变硬、表面凹凸不平伴大小不等的肝硬化结节。对于终末期肝病的治疗，目前最好的方式就是肝移植，该动画简单地展示了肝移植术的手术过程，包括下腔静脉、胆管、肝动脉和门静脉重建等要点，最后肝病卡通人物因获得新肝脏而重获新生(如图4所示)。

图4 肝移植术

4 制作动画在医学教学中的特色

医学教育作为高等教育的一个特殊分支，在国内经过几十年的发展，已经形成了相对完善的教育教学体系，为中国及世界培养了大量的医学人才。近年来，由于经济发展和计算机科学的进步，在学科交叉及融合创新的环境下，传统的医学教育开始整合一些创新元素，比如：将医学与动画的结合，用于医学教学或者科普教育，取得了较好成效[1-2]。我们根据学校具体情况对医学教育进行创新探索，联合医学与艺术开设交叉课程，分别于2016年开设先天性心脏病的医学定格动画和2017年肝脏外科手术医学动画课程，医学院学生与艺术学院学生搭配形成小组，医学院学

生利用其专业医学知识，艺术学院学生利用其动画制作技能，二者联合共同制作医学动画，使医学生在制作动画过程中进一步加深了对解剖知识的理解，同时也体会到艺术的乐趣，使得原本枯燥乏味的医学知识学习变得更加有趣[3]。

5 艺术在医学教学中的优势

传统课程体系门类划分过细、过专，课程偏于专业，导致学生无法涉足专业以外的领域，人文素养、自然科学素养等往往有所缺失，学科视野不够宽广、创新能力有待加强。医学艺术课程注重提供医学与艺术认知新知识、探索多元化的医学与艺术课程教学创新，加强培养医学生除医学专业知识以外的艺术和人文方面的素养，有助于培养新时期创新性人才[4-5]。

6 艺术对医学教育的作用

创新、创意、创造能力的缺失已成为制约我们人才培养的主要“瓶颈”之一。大学必须意识到扭转这种局面是历史赋予高等教育的使命。我们通过跨专业的合作，将医学知识融入到图形创意、版式设计、插图、动画构成、定格动画、动画创作等艺术课程当中，通过制作医学动画作品来学习，对学生的评价体系由以往的单一分数考核转变为多专业教师的集体考核，从而提高了学生的创新实践能力。医学与艺术的融合教育不但增加了学生浓厚的学习乐趣，而且还能将抽象的医学知识具体化、形象化，给学生留下深刻记忆，同时，提高了医疗教学质量[6-7]。