【摘 要】為了探索數(shù)字醫(yī)學技術在中醫(yī)傷科學中的教學效果，在關節(jié)脫位教學中應用精細的CT掃描數(shù)據(jù)，在MIMICS10.0軟件內(nèi)構建關節(jié)脫位的三維模型，并進行關節(jié)脫位機理以及復位的演示教學，簡化了教學過程，加深了學生的印象，節(jié)約了教學資源，提高了教學效果，該方法可廣泛應用到中醫(yī)傷科學的教學中。

【關鍵詞】數(shù)字醫(yī)學技術 中醫(yī)傷科學 關節(jié)脫位教學改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2016）01-0055-02

隨著教育理念、教學方法的不斷更新以及信息化的到來，信息技術在教學中得到了充分的應用，其和傳統(tǒng)的教學方法相比具有不可比擬的優(yōu)越性。在眾多信息化教學方法中，數(shù)字化醫(yī)學技術已被應用到醫(yī)學諸多學科的教學中，尤其在以形態(tài)為主的學科中應用更為廣泛。但在中醫(yī)學科的應用顯得較為滯后，為改變教學方式，在中醫(yī)傷科學的教學中，我們將關節(jié)脫位的教學完全數(shù)字化，取得了比較好的教學效果，現(xiàn)報道如下。

一 材料

PHILIP16排螺旋CT、PC機、MIMICS10.0軟件。

二 方法

1.原始資料的獲取

選取肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)、髖關節(jié)、膝關節(jié)、踝關節(jié)等6大主要關節(jié)脫位的患者病例各1例，在簽署知情同意書后對脫位各關節(jié)進行連續(xù)的CT掃描，掃描條件：像素0.301mm，層厚0.625mm，掃描數(shù)據(jù)以DICOM3.0格式刻盤保存。

2.不同脫位關節(jié)三維數(shù)字模型的構建

在PC機里應用MIMICS10.0軟件讀取不同脫位關節(jié)的二維序列DICOM3.0格式CT數(shù)據(jù)，應用MIMICS10.0軟件的圖像分割功能將不同脫位關節(jié)的不同結構分割成相應的masks，利用MIMICS10.0軟件的三維重建功能構建不同脫位關節(jié)的三維幾何數(shù)字模型，將不同模型命名后保存于PC機或移動硬盤。

3.解剖結構的認識和測量

利用MIMICS10.0軟件在PC機讀取所建脫位關節(jié)的

三維模型，首先從正前位和正后位認識關節(jié)的整體結構，向學生講解各解剖結構的名稱、外形、臨床意義，見圖1；然后將關節(jié)分不同關節(jié)面分開顯示，并以側位和正位向學生講解不同關節(jié)面的名稱、形態(tài)、臨床意義，見圖2；利用MIMICS10.0軟件的二維和三維測量功能對整體關節(jié)和不同關節(jié)面的相關解剖結構進行測量，向學生演示測量中的定位方法、測量結果，見圖3、4。

4.復位教學的實施

采用小班上課，課堂上用PC機讀取所建脫位關節(jié)的三維模型，旋轉、移動關節(jié)以及各關節(jié)的不同組成結構，以立體的、全方位的方式講授各個關節(jié)的組成、脫位發(fā)生的原因、機理以及脫位的不同類型、脫位后各關節(jié)面的立體位置關系；再利用MIMICS10.0軟件的復位功能講授、演示脫位關節(jié)的復位過程，立體地、動態(tài)地展示關節(jié)復位過程中各構成的位置變化及各關節(jié)面的運動軌跡，圖5示為肩關節(jié)脫位復位前（A）、復位中（B）和復位后（C）的形態(tài)。

三 結果

構建了肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)、髖關節(jié)、膝關節(jié)、踝關節(jié)等6大主要關節(jié)脫位的三維數(shù)字模型。在教學中同學們非常直觀地了解了不同關節(jié)的解剖結構形態(tài)、不同脫位類型關節(jié)面的位置關系以及關節(jié)復位的動態(tài)過程，提高了教學效果，縮短了教學時間。

四 討論

在中醫(yī)傷科學以往的教學中多采用解剖示意圖、X線片、CT以及MRI掃描數(shù)據(jù)圖片向學生進行演示，具有一定的直觀性，但這些都是二維圖像，在教學中需要充分發(fā)揮老師和同學們的三維立體想象，缺乏立體感，學習起來比較抽象，難以理解。雖然目前CT、MRI圖像可以進行三維重建，但其重建只能在CT、MRI機上進行而多用于臨床觀測，若要將其應用于涉及面更廣的教學中則其交互性很差，很難滿足教學的要求。利用解剖標本教學雖具有立體結構，但受到來源的限制以及無法觀測其內(nèi)部結構等不足的影響也很難滿足現(xiàn)代教學的要求。所以傳統(tǒng)的教學方法存在諸多的不足，為滿足教學亟須改變教學方式和方法。

數(shù)字醫(yī)學技術是隨著信息技術的不斷發(fā)展將數(shù)字技術和醫(yī)學有機結合而興起的一項跨學科的高端技術，隨著各種數(shù)字化軟件功能的不斷完善，它很好地實現(xiàn)了人與計算機之間的互動，可以處理更為復雜而龐大的人體數(shù)據(jù)，而且將處理結果可視化、重復化地加以展示。這樣就解決了傳統(tǒng)教學方法的諸多不足。我們將數(shù)字醫(yī)學技術應用到關節(jié)脫位的教學中，利用CT掃描的二維圖片在安裝有MIMICS10.0軟件的教學PC機上構建脫位關節(jié)的三維模型，并利用MIMICS10.0軟件的平移、旋轉、復位以及可視化等功能非常直觀、立體、動態(tài)以及可視化地展現(xiàn)不同關節(jié)的組成結構和復位過程，簡化了教學過程，加深了學生印象，節(jié)約了教學資源，提高了教學效果。

我們在脫位關節(jié)的三維重建時，應用MIMICS10.0軟件的圖像分割功能，將關節(jié)的不同結構分割成不同的masks，以不同的顏色顯示，使建出來的模型的不同結構獨成一體，而且顏色不一樣，模型看起來立體感更強，有利于同學們對解剖結構的觀測。應用MIMICS10.0軟件的分開顯示功能可以非常直觀地觀測各個關節(jié)面骨骼的立體形態(tài)，并可以應用MIMICS10.0軟件的三維測量功能非常準確地測量包括長度和角度等各項解剖數(shù)據(jù)，以精確地了解脫位后各關節(jié)的畸形數(shù)據(jù)。而且獨立構建的各個結構，可以利用MIMICS10.0軟件的平移、旋轉、復位功能任意移動各個結構，嘗試不同的復位方法；三維數(shù)字模型一旦建立，可以不斷地重復操作且不會破壞所建模型，極大地節(jié)約了教學資源。

臨床上關節(jié)脫位的復位多采用手法復位，其復位過程中各關節(jié)面的運動軌跡無法直視，課堂教學更是如此，學生學習起來非常抽象。我們利用MIMICS軟件構建三維可視化模型并模擬復位操作，可非常精確地顯示關節(jié)面在復位過程中的運動軌跡，了解其對周圍結構的影響以及復位過程中的影響因素，讓學生能很好地理解脫位關節(jié)的復位過程，同時也可以非常直觀地評價復位過程。這樣學生學習起來非常輕松，而且學習興趣很高，敢于去進行實踐操作，整個教學過程非常簡單，極大地提高了教學效果。

通過實踐教學，我們覺得數(shù)字醫(yī)學技術在以形態(tài)學為主的學科的教學中應用非常簡便，具有廣闊的應用前景，而且隨著相關軟件的不斷更新，其功能不斷完善，數(shù)字醫(yī)學技術在醫(yī)學各科的教學中必將被更加廣泛和深入地應用，將為進一步提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才發(fā)揮更大的作用。

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〔責任編輯：林勁、李婷婷〕