【摘要】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)高等職業(yè)院校解剖學(xué)實驗教育已經(jīng)成為一種趨勢，新教育模式。筆者從虛擬現(xiàn)實技術(shù)在解剖學(xué)實驗中的優(yōu)點和現(xiàn)階段使用中存在的問題進(jìn)行分析討論，積極探索新的解剖實驗訓(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)實驗教學(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，現(xiàn)實環(huán)境限制很難達(dá)到既定的實驗教學(xué)目標(biāo)，并且將來會影響醫(yī)學(xué)后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)。因此，我們應(yīng)用虛擬實驗技術(shù)來改善解剖學(xué)實驗的訓(xùn)練，并采取了重要步驟來探索新的教育模式。

1、在解剖學(xué)實驗中進(jìn)行了虛擬現(xiàn)實技術(shù)重現(xiàn)完美標(biāo)本

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是計算機(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)實技術(shù)創(chuàng)建了一個新的解剖學(xué)教育環(huán)境。通過建立模型，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過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，可以在視覺上產(chǎn)生沉浸在虛擬環(huán)境中的感覺，并且可以實現(xiàn)沉浸效果。要實現(xiàn)上述想法，您需要建立一個新的虛擬解剖實驗室。實驗室硬件主要包括高性能計算機(jī)，大容量數(shù)據(jù)庫和處理設(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。虛擬解剖實驗訓(xùn)練系統(tǒng)具有較高的仿真水平，其優(yōu)缺點是無法比擬的。

2、虛擬系統(tǒng)在解剖學(xué)訓(xùn)練中的好處

2.1保存人類標(biāo)本。近年來，醫(yī)學(xué)生的數(shù)量有所增加，但參加解剖學(xué)實驗的教師數(shù)量卻沒有增加。同樣，過度使用人體解剖樣本會導(dǎo)致老化和損壞。尸體的來源沒有及時補充，參加實驗的學(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)，這個問題已經(jīng)得到有效解決。例如，解剖標(biāo)本時，您可以首先使用高清攝像頭和投影儀使整個班級都能看到整個過程，然后進(jìn)入虛擬解剖實驗教育系統(tǒng)來解剖人體的各種器官結(jié)構(gòu)。并重復(fù)幾次操作。在實驗中，老師檢查學(xué)生的工作，指出缺陷，然后學(xué)生可以及時糾正這些缺陷。學(xué)生的參與已有所改善，有效地解決了樣本不足的問題。

2.2激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。過去，解剖學(xué)實驗的教學(xué)主要是通過標(biāo)本和模型的教學(xué)。對于大量的學(xué)生來說，只有少量的人可以清楚地看到人體標(biāo)本。解剖實驗的虛擬教育系統(tǒng)使用高分辨率的可視化設(shè)備，使每個學(xué)生都能看到樣本并加深他們的視覺印象。和過去一樣，通常使用壁模型和圖表來談?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。虛擬解剖實驗教學(xué)系統(tǒng)可讓您以全面，逼真的和生動的方式顯示大量的解剖內(nèi)容，并將靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)換為動態(tài)3D動畫。對學(xué)習(xí)的興趣增加了也調(diào)動了學(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)中的虛擬實驗可以使抽象問題動態(tài)化，并從多個角度顯示人體形態(tài)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)解剖學(xué)實驗的教義只是對內(nèi)部器官相鄰關(guān)系的簡要描述，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，據(jù)說解剖樣品不清楚，因為肝臟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，只有浦肯野氏纖維（Purkinje′s fibre）網(wǎng)絡(luò)中的始末節(jié)點才是已知的，但在整個樣本中找不到其形狀，只能通過圖表來幫助。解剖實驗的虛擬教學(xué)系統(tǒng)可以充分利用立體圖像來顯示人體各個器官的立體結(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，因此無需將兩個器官分開?？梢詫⑿呐K傳導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為三維動畫，并且可以動態(tài)顯示和分離傳導(dǎo)系統(tǒng)，將其組合以在多個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，提高實驗教學(xué)的效率，減少教學(xué)困難。

3、解剖學(xué)實驗虛擬教育系統(tǒng)中的幾個問題

3.1樣品的解剖結(jié)構(gòu)無法完全替換。虛擬解剖學(xué)實驗訓(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，但是不能代替樣本解剖學(xué)。虛擬現(xiàn)實技術(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)與實際樣本仍然略有不同，每個人體樣本都非常不同。在進(jìn)行真正的尸體解剖時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)無法為參與人員提供視覺，觸覺和聽覺刺激。這種真正全面的經(jīng)驗為以后的臨床工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。另外，尸體解剖不能由個人進(jìn)行，而是需要他人的配合。虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有團(tuán)隊合作。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)無法完全取代實驗標(biāo)本的解剖學(xué)操作。

3.2技術(shù)尚未成熟。虛擬現(xiàn)實技術(shù)對硬件的要求很高。在使用它之前，我們需要特殊的培訓(xùn)。否則，很難掌握，沒有專業(yè)培訓(xùn)，教師就很難獲得虛擬實驗教學(xué)技術(shù)來教授解剖實驗知識。因此，全面推廣虛擬現(xiàn)實技術(shù)還為時過早。

簡而言之，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗性虛擬教育平臺不受時間和空間的限制，且具備強(qiáng)大的交互性和可重復(fù)性以及便捷的特性。人體解剖實驗教學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)能充分考慮了醫(yī)學(xué)職業(yè)教育中對職業(yè)培訓(xùn)的需求。解剖實驗訓(xùn)練中的虛擬現(xiàn)實技術(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了教育資源的不足，并解決了大多數(shù)專業(yè)醫(yī)學(xué)院校的許多問題。在有限的實驗條件下，可以實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)專業(yè)知識更好的培訓(xùn)效果。這是一種新的實驗訓(xùn)練模式，值得在醫(yī)學(xué)專業(yè)教育領(lǐng)域推廣。

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作者簡介：鄧愛民（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。