【摘要】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)高等職業(yè)院校解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教育已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，新教育模式。筆者從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)點(diǎn)和現(xiàn)階段使用中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析討論，積極探索新的解剖實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練模式。

【關(guān)鍵詞】虛擬技術(shù)? 人體解剖? 教學(xué)模式

人體解剖學(xué)是研究正常人體的形狀和結(jié)構(gòu)的科學(xué)。傳統(tǒng)的解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法主要是老師教和學(xué)生觀察和研究解剖標(biāo)本。但浸入福爾馬林中的尸體標(biāo)本的氣味很難問(wèn)，現(xiàn)實(shí)環(huán)境限制很難達(dá)到既定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，并且將來(lái)會(huì)影響醫(yī)學(xué)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。因此，我們應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)改善解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，并采取了重要步驟來(lái)探索新的教育模式。

1、在解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重現(xiàn)完美標(biāo)本

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形和模擬技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其他技術(shù)的集合。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)新的解剖學(xué)教育環(huán)境。通過(guò)建立模型，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中的不同層次和空間觀察多次，并探索內(nèi)部結(jié)構(gòu)以深入探討人體結(jié)構(gòu)和功能。這樣，可以在視覺(jué)上產(chǎn)生沉浸在虛擬環(huán)境中的感覺(jué)，并且可以實(shí)現(xiàn)沉浸效果。要實(shí)現(xiàn)上述想法，您需要建立一個(gè)新的虛擬解剖實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室硬件主要包括高性能計(jì)算機(jī)，大容量數(shù)據(jù)庫(kù)和處理設(shè)備，高分辨率顯示器，高清投影儀，高清成像設(shè)備以及人機(jī)交互設(shè)備。該軟件包括虛擬數(shù)字人軟件，投影可視化軟件和虛擬交互軟件。虛擬解剖實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)具有較高的仿真水平，其優(yōu)缺點(diǎn)是無(wú)法比擬的。

2、虛擬系統(tǒng)在解剖學(xué)訓(xùn)練中的好處

2.1保存人類(lèi)標(biāo)本。近年來(lái)，醫(yī)學(xué)生的數(shù)量有所增加，但參加解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)的教師數(shù)量卻沒(méi)有增加。同樣，過(guò)度使用人體解剖樣本會(huì)導(dǎo)致老化和損壞。尸體的來(lái)源沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充，參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生熱情低下，大大降低了教學(xué)效果。隨著虛擬解剖訓(xùn)練系統(tǒng)的出現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)得到有效解決。例如，解剖標(biāo)本時(shí)，您可以首先使用高清攝像頭和投影儀使整個(gè)班級(jí)都能看到整個(gè)過(guò)程，然后進(jìn)入虛擬解剖實(shí)驗(yàn)教育系統(tǒng)來(lái)解剖人體的各種器官結(jié)構(gòu)。并重復(fù)幾次操作。在實(shí)驗(yàn)中，老師檢查學(xué)生的工作，指出缺陷，然后學(xué)生可以及時(shí)糾正這些缺陷。學(xué)生的參與已有所改善，有效地解決了樣本不足的問(wèn)題。

2.2激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。過(guò)去，解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)主要是通過(guò)標(biāo)本和模型的教學(xué)。對(duì)于大量的學(xué)生來(lái)說(shuō)，只有少量的人可以清楚地看到人體標(biāo)本。解剖實(shí)驗(yàn)的虛擬教育系統(tǒng)使用高分辨率的可視化設(shè)備，使每個(gè)學(xué)生都能看到樣本并加深他們的視覺(jué)印象。和過(guò)去一樣，通常使用壁模型和圖表來(lái)談?wù)撘纫旱漠a(chǎn)生和排出，精子的產(chǎn)生和行走以及泌尿道的組成。難以理解，學(xué)習(xí)效果差。虛擬解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)可讓您以全面，逼真的和生動(dòng)的方式顯示大量的解剖內(nèi)容，并將靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)3D動(dòng)畫(huà)。對(duì)學(xué)習(xí)的興趣增加了也調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的熱情。

2.3幫助學(xué)生了解3D空間。降低教育難度。人體解剖學(xué)中的虛擬實(shí)驗(yàn)可以使抽象問(wèn)題動(dòng)態(tài)化，并從多個(gè)角度顯示人體形態(tài)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)的教義只是對(duì)內(nèi)部器官相鄰關(guān)系的簡(jiǎn)要描述，但不能完全證明相鄰器官的位置關(guān)系。例如，當(dāng)描述肝臟與腎臟之間的相鄰關(guān)系時(shí)，據(jù)說(shuō)解剖樣品不清楚，因?yàn)楦闻K的后壁靠近右腎和右腎上腺并且腎臟很深。同樣，當(dāng)涉及到心臟的傳導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)，只有浦肯野氏纖維（Purkinje′s fibre）網(wǎng)絡(luò)中的始末節(jié)點(diǎn)才是已知的，但在整個(gè)樣本中找不到其形狀，只能通過(guò)圖表來(lái)幫助。解剖實(shí)驗(yàn)的虛擬教學(xué)系統(tǒng)可以充分利用立體圖像來(lái)顯示人體各個(gè)器官的立體結(jié)構(gòu)。如上所述，相鄰的肝臟-腎臟關(guān)系在前后透視圖中被虛擬系統(tǒng)包圍，并且在下部肝臟中也可以看到，因此無(wú)需將兩個(gè)器官分開(kāi)?？梢詫⑿呐K傳導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為三維動(dòng)畫(huà)，并且可以動(dòng)態(tài)顯示和分離傳導(dǎo)系統(tǒng)，將其組合以在多個(gè)角度和不同方向上顯示組成和關(guān)系，從而使學(xué)生能夠在他們的胸部上建立三維概念有能力去培養(yǎng)空間思維能力，以更好地了解人體器官的位置關(guān)系，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，減少教學(xué)困難。

3、解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬教育系統(tǒng)中的幾個(gè)問(wèn)題

3.1樣品的解剖結(jié)構(gòu)無(wú)法完全替換。虛擬解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)是一種全新的技術(shù)，但具有仿真性高，逼真的沉浸性和迭代性等優(yōu)點(diǎn)，但是不能代替樣本解剖學(xué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中使用的材料是從照片中獲取的，因此3D效果并不完全是3D。此外，照片中顯示的人體結(jié)構(gòu)與實(shí)際樣本仍然略有不同，每個(gè)人體樣本都非常不同。在進(jìn)行真正的尸體解剖時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)法為參與人員提供視覺(jué)，觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)刺激。這種真正全面的經(jīng)驗(yàn)為以后的臨床工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，尸體解剖不能由個(gè)人進(jìn)行，而是需要他人的配合。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沒(méi)有團(tuán)隊(duì)合作。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)法完全取代實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的解剖學(xué)操作。

3.2技術(shù)尚未成熟。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)硬件的要求很高。在使用它之前，我們需要特殊的培訓(xùn)。否則，很難掌握，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，教師就很難獲得虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)來(lái)教授解剖實(shí)驗(yàn)知識(shí)。因此，全面推廣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還為時(shí)過(guò)早。

簡(jiǎn)而言之，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)性虛擬教育平臺(tái)不受時(shí)間和空間的限制，且具備強(qiáng)大的交互性和可重復(fù)性以及便捷的特性。人體解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能充分考慮了醫(yī)學(xué)職業(yè)教育中對(duì)職業(yè)培訓(xùn)的需求。解剖實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使您可以構(gòu)建可視化、虛擬形狀和3D解剖成像系統(tǒng)。它在很大程度上彌補(bǔ)了教育資源的不足，并解決了大多數(shù)專(zhuān)業(yè)醫(yī)學(xué)院校的許多問(wèn)題。在有限的實(shí)驗(yàn)條件下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)更好的培訓(xùn)效果。這是一種新的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練模式，值得在醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)教育領(lǐng)域推廣。

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作者簡(jiǎn)介：鄧愛(ài)民（1973-），男，副教授，主要從事人體解剖學(xué)教學(xué)、解剖外科應(yīng)用和消化系統(tǒng)疾病基礎(chǔ)研究。