□彭建安
解剖學是臨床醫(yī)學的重要組成部分,是一門人體形態(tài)學科,通過解剖書籍、圖譜、視頻、人體標本等方式,提高解剖能力。由于解剖名詞較復雜,其理論實踐往往需要學生自我想象,這就需要考驗學生的想象能力,無疑增加了教學難度[1]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,三維重建圖像技術(shù)在解剖學中得到應用,三維重建可清晰直觀地向影像學專業(yè)學生提供解剖資料,便于學生理解,同時也便于教師教,實現(xiàn)教與學的統(tǒng)一,最終提高教學效果。本文現(xiàn)將解剖學教學中醫(yī)學影像資料三維重建的應用效果報告如下。
表1 兩組學生基本資料
(一)一般資料。選取2019年1月~2019年12月的100名學生為研究對象,將其作為對照組。同時選取選取2020年1月~2020年10月的100名學生為研究對象,作為研究組。其基本資料經(jīng)統(tǒng)計學分析,無顯著差異(P>0.05)。如表1所示。
(二)方法。對照組:給予常規(guī)教學模式。采用教師按照書本教,學生被動學的教學模式。
研究組:給予影像資料三維重建教學。收集虛擬中國人的頸胸部CT數(shù)據(jù),共262層,每一層包含512×512個像素,且每一個像素為0.965mm。利用圖像三維重建軟件對其圖像進行三維重建。采用軟件自帶的闕值設定選擇擬重建部分,采用不同顏色來顯示各種擬重建結(jié)構(gòu)。在圖像邊界進行擦除、添加等操作,使得重建圖像更加準確。采用區(qū)域增長功能對所選定的結(jié)構(gòu)進行圖像分隔,再現(xiàn)細小結(jié)構(gòu)形態(tài)。采用布爾運算對圖像進行邏輯運算。采用三維計算功能重建圖像,更為直觀地展現(xiàn)三維形態(tài)。
(三)觀察標準。觀察及記錄兩組學生的理論考試成績、實踐技能考試成績。結(jié)合當?shù)氐穆殬I(yè)考試知識點,利用命題的方式考核學生的理論及技能成績,每一項滿分100分。同時比較兩組學生對教學的滿意度,分為非常滿意、基本滿意及不滿意。
(四)統(tǒng)計學分析。應用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行,以P<0.05表明數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間有顯著差異。
(一)兩組學生的考核成績比較。與對照組相比,研究組學生的理論考試成績及實踐技能考試成績更高,有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表2所示。
表2 兩組學生的理論考試成績及實踐技能考試成績比較分)
(二)兩組學生對教學滿意度的比較。與對照組相比,研究組學生對教學滿意度更高,有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表3所示。
表3 兩組學生對教學滿意度的比較(%)
人體解剖學是一門形態(tài)科學,是醫(yī)學影像專業(yè)學生必修課之一。通過學習解剖學,可讓學生掌握人體結(jié)構(gòu)正常狀態(tài)及其表現(xiàn),培養(yǎng)評估各類病變的能力。當前,解剖學教學中,多數(shù)采用教科書、解剖圖譜及實驗室觀察人體標本相結(jié)合的方法。當前,各個學校實驗室較少,無法滿足學生實驗需求,從而降低解剖學教學效果。而對于解剖學而言,自身具有的特點,結(jié)構(gòu)復雜且繁瑣,使得解剖學難以理解[2]。若學生沒有較好的空間想象能力及理解能力,無法在腦海中構(gòu)建人體結(jié)構(gòu),也無法準確了解人體各個結(jié)構(gòu)的位置所在。加上,教師在課堂上采用較抽象的教學方法,無法直觀地向?qū)W生展現(xiàn)人體結(jié)構(gòu),使得學生學習很困難,教師教的也困難。此外,教師在教學中,也發(fā)現(xiàn)若借助二維圖像,難以清晰地表達特殊解剖學結(jié)構(gòu)及異常征象。因此,改變現(xiàn)有解剖學教學現(xiàn)狀是當前亟需解決的問題。
近年來,隨著影像學技術(shù)的發(fā)展,在計算機的輔助作用下,通過三維重建軟件可較清晰地展現(xiàn)人體結(jié)構(gòu)。此次研究中,采用影像資料三維重建,可將人體頸部或者胸部的斷層影響輸入到Mimics軟件中,為學生再現(xiàn)不同平面的影像,便于學生直觀觀察影像學資料[3]。通過設定闕值、圖像編輯、區(qū)域增長等,向?qū)W生展現(xiàn)胸廓體三維結(jié)構(gòu),構(gòu)建三維模型。教師采用三維模型教學,使得教學過程更為清晰,學生更好地理解[4]。尤其在學習椎骨、肋骨的走行、功能上有著較高的作用,可降低解剖學教與學的難度,最終提高學習效果。已有學者通過研究發(fā)現(xiàn):采用三維掃描儀獲得骨表面點的空間信息,并利用相應的圖像拼接軟件來建立骨外形三維重建,其掃描精度達到0.1mm。通過三維重建及適當?shù)母袷睫D(zhuǎn)變,可使影像學資料更為生動、形象及直觀地展現(xiàn)在學生面前,提高課堂教學效果[5]。但采用影像學資料的三維重建,可發(fā)現(xiàn)三維激光掃描儀也存在一定局限性,尤其在骨形態(tài)的重建上,無法重建骨內(nèi)部的骨小梁,也就限制了進一步臨床應用。此次研究通過在普通計算機上重建CT或者MRI數(shù)據(jù),開展骨結(jié)構(gòu)的三維重建,較好顯示皮膚等軟組織結(jié)構(gòu),可將教學更為直觀。
解剖學教學中,通過影像學資料的三維重建,便于教師教學及學生學習[6]。對于年輕教師而言,三維重建模型也可補充教學內(nèi)容中的不足,便于學生理解[1]。對于學生而言,通過三維重建,學生可直觀理解及記憶解剖結(jié)構(gòu),清楚觀察解剖結(jié)構(gòu),不用辛苦地冥想各種結(jié)構(gòu)立體位置。此外,通過將各種三維重建模型放到服務器上,可建立虛擬的解剖學實驗室,能夠隨時登陸服務器下載三維模型,便于學生自助學習。學生不用專門到實驗室,解決了學校實驗室短缺的問題。在三維重建技術(shù)的支持下,較方便地將圖像數(shù)據(jù)中的二維圖像信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S動態(tài)影像圖,使得呈現(xiàn)在學生面前的圖像更加生動及直觀[7]。通過應用簡單動態(tài)變化的過程,使得學生加深對復雜的影像學征象的理解及認知,最終培養(yǎng)學生自主學習及探究能力。如:在解剖學教學中,部分學生對第一肋與哪一個椎體相連接存在疑問,且書本中并未直觀地展示這一結(jié)構(gòu),導致學生難以理解。而采用影像學資料的三維重建,可在電腦中構(gòu)建胸廓內(nèi)部結(jié)構(gòu),清晰地向?qū)W生展示第一肋與哪一個椎體的連接情況。通過這種視頻、反饋教學、評價等方法,充分發(fā)揮學生主觀能動性,由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習,提高分析問題、解決問題的能力,最大程度發(fā)揮學生的批判性思維。同時通過分析來判斷及檢查自己、他人的做法,對學生的理論與操作成績有較大幫助。此次數(shù)據(jù)調(diào)查顯示:研究組學生的各項考核成績高于對照組,且研究組學生對教學滿意度也高于對照組,充分證實了醫(yī)學影像資料三維重建用于解剖學教學中可取得滿意教學效果。此外,采用影像學資料的三維重建教學時,也應與傳統(tǒng)教學手段結(jié)合起來,并不能一味地依靠三維重建教學。
綜上所述,人體解剖學是一門復雜的學科,由于解剖結(jié)構(gòu)較抽象,學生無法理解。通過圖像影像三維重建,將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學手段結(jié)合起來,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,從而提高解剖學教學水平及學生對解剖學的滿意度。