【摘要】醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程是醫(yī)學(xué)專業(yè)的重要橋梁課程，是后續(xù)臨床課程的基礎(chǔ)。將中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)運(yùn)用到醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，將優(yōu)化教學(xué)過程，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解，豐富學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，有利于提高教學(xué)效果，真正實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的新型教學(xué)模式。因此，在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中加快教育信息數(shù)字化進(jìn)程、改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式勢(shì)在必行。

【關(guān)鍵詞】中國(guó)數(shù)字人 醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程 教學(xué)研究

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）09-0232-02

醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程是醫(yī)學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課、橋梁課，它能夠加深醫(yī)學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)基本知識(shí)的理解和掌握，為后續(xù)臨床課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)水平的不斷提高，醫(yī)療單位對(duì)醫(yī)學(xué)生的要求也越來越高，傳統(tǒng)的教育理念已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)需求。因此，積極進(jìn)行醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和自主創(chuàng)新能力具有非常重要的意義。

1.國(guó)內(nèi)外數(shù)字人的發(fā)展及應(yīng)用

1989年，美國(guó)第一次提出“可視化人體計(jì)劃”，并于1994年順利獲得首例三維人體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集。隨后，2001年韓國(guó)科學(xué)家獲得了第二套人體標(biāo)本數(shù)據(jù)。2002年，第三軍醫(yī)大學(xué)張紹祥教授完成了中國(guó)首例“可視化人體”的數(shù)據(jù)采集工作，并公布了該人體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集，中國(guó)因此成為第三個(gè)擁有人體數(shù)據(jù)集的國(guó)家。

“可視人”技術(shù)為國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)學(xué)者進(jìn)行醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)工作提供了真實(shí)、立體的模型，促進(jìn)了現(xiàn)代數(shù)字解剖學(xué)的發(fā)展。如德國(guó)漢堡Eppendorf大學(xué)開發(fā)了Voxel-Man虛擬人體系統(tǒng)，解剖過程的模擬只需一個(gè)頭盔顯示器即可，在屏幕上可以直觀、立體的觀察組織、器官、骨骼、肌肉甚至血管、神經(jīng)、腔隙等。學(xué)習(xí)者可以通過測(cè)量、旋轉(zhuǎn)、逐層對(duì)標(biāo)本進(jìn)行觀察，更加直觀、形象地的學(xué)習(xí)人體的各個(gè)部分[1]。世界著名的虛擬研究機(jī)構(gòu)加拿大卡爾加里大學(xué)的研究者在一個(gè)黑暗的房間里，通過虛擬成像技術(shù)成功制造了一個(gè)比真人還大的3D虛擬人體洞穴，通過投影機(jī)在黑暗房間的地板和墻壁上對(duì)虛擬人體進(jìn)行展示，能夠全方位觀察人體各個(gè)部位和組織、器官，甚至可以進(jìn)行一些虛擬實(shí)驗(yàn)。該機(jī)構(gòu)打算進(jìn)一步模擬人體的動(dòng)態(tài)生理過程，如呼吸作用、循環(huán)系統(tǒng)等，使學(xué)習(xí)者能夠?qū)θ梭w內(nèi)部生理過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤[2]。

ECVH中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)由山東易創(chuàng)電子有限公司選取第三軍醫(yī)大學(xué)人體斷面解剖學(xué)課題組的男女兩套真實(shí)、完整人體斷層圖像數(shù)據(jù)：男性2518層，精度0.1mm～1mm；女性3640層，精度0.1mm～0.5mm[3]，在山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院、第三軍醫(yī)大學(xué)等院校斷層解剖學(xué)專家的指導(dǎo)和幫助下歷時(shí)多年成功開發(fā)，是目前唯一以完整中國(guó)人斷層為重建依據(jù)的數(shù)字人解剖教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的解剖實(shí)驗(yàn)課和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合，為學(xué)生提供了一種新穎的學(xué)習(xí)環(huán)境，在很大程度上緩解了解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教學(xué)成本高、尸源匱乏、標(biāo)本易損耗、甲醛污染、標(biāo)本形象性局限及課時(shí)緊張等問題[4]，為開展“綠色”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)提供了保障，標(biāo)志著傳統(tǒng)古老的解剖教學(xué)邁向了一個(gè)新的時(shí)代。

2.中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景

目前，國(guó)家教育方針大力提倡虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在實(shí)踐教學(xué)中開展虛擬技能培訓(xùn)、虛擬醫(yī)院、虛擬工廠等，以提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和綜合能力。教育部《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》、《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》文件以及教育部《關(guān)于開展2014年國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》（教高廳函﹝2014﹞30）等文件均提到“加快教育信息化進(jìn)程，全面提高現(xiàn)代化信息技術(shù)在教育系統(tǒng)中的應(yīng)用水平”。因此，在我國(guó)加快教育信息數(shù)字化進(jìn)程、改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式勢(shì)在必行。

ECVH中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)，人體解剖結(jié)構(gòu)模型精準(zhǔn)、完整；合成后的矢狀面和冠狀面結(jié)構(gòu)圖像清晰；目錄和結(jié)構(gòu)操作方便，并能進(jìn)行雙屏顯示和立體顯示，是中國(guó)人人體特征的完整數(shù)字人解剖系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可供解剖學(xué)課堂教學(xué)使用，也可供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自學(xué)和臨床醫(yī)生參考，學(xué)生、教師等可通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程使用該系統(tǒng)，通過解剖結(jié)構(gòu)目錄可以非常方便的找到人體2800多個(gè)人體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵點(diǎn)的中英文標(biāo)注。

ECVH中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)由教師端、學(xué)生端、高清解剖互動(dòng)系統(tǒng)和平衡臂式無影燈等組成，可以很好地輔助系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)和斷層解剖學(xué)的教學(xué)以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。系統(tǒng)解剖學(xué)模塊，可以實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，配合多點(diǎn)觸控操作可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型任意角度旋轉(zhuǎn)、拖動(dòng)、平移、縮放、透明度調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)隱藏、顯示、分離及著色，能夠?qū)崿F(xiàn)仰視、俯視等觀察效果，各結(jié)構(gòu)都有中英文名稱及標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音，預(yù)置位存儲(chǔ)等；局部解剖學(xué)模塊可通過剝離功能和透視功能對(duì)數(shù)字人體實(shí)現(xiàn)由淺入深的各層次結(jié)構(gòu)的顯示，可以幫助學(xué)生全面立體的了解人體結(jié)構(gòu)，建立局部的層次概念和各結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系；斷層解剖學(xué)模塊可以實(shí)現(xiàn)人體斷層瀏覽，通過拖動(dòng)冠狀面、矢狀面和水平面三個(gè)虛擬切面對(duì)三維模型進(jìn)行切割得到任意位置的斷面圖像，利用高亮顯示功能識(shí)別斷層結(jié)構(gòu)，迅速獲取該結(jié)構(gòu)的中、英文名稱，并顯示其在三維人體中的位置和形態(tài)。如循環(huán)系統(tǒng)中血液循環(huán)的過程，通過數(shù)字人系統(tǒng)就可以非常形象、動(dòng)態(tài)的顯現(xiàn)出來，這在真實(shí)的人體標(biāo)本上是無法體現(xiàn)的。另外，學(xué)生可以通過數(shù)字人系統(tǒng)對(duì)標(biāo)本的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行觀察，比簡(jiǎn)單的解剖示教模型更清晰、更直觀。

因此，將中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)運(yùn)用到醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，將優(yōu)化教學(xué)過程，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解，豐富學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，有利于提高教學(xué)效果，真正實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的新型教學(xué)模式。

3.小結(jié)

雖然近幾年虛擬仿真產(chǎn)品已經(jīng)有所開發(fā)，中國(guó)數(shù)字人系統(tǒng)也已基本開發(fā)完善，但將其真正地運(yùn)用到實(shí)際的教學(xué)過程中尚屬不多，還有待進(jìn)一步探索、完善。相信，隨著時(shí)間的推移、技術(shù)的日臻完善，中國(guó)數(shù)字人虛擬仿真系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)領(lǐng)域會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮越來越大的作用，將會(huì)成為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)史上具有劃時(shí)代意義的事件。

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