曾祥宏

(長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

“數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

曾祥宏

(長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

“數(shù)字人”的誕生，對研究人體解剖學(xué)具有劃時代的意義。中國“數(shù)字人”的研究成功，將越來越精確模擬人體的各種功能和行為，尤其是在醫(yī)學(xué)教學(xué)過程中，展示了全新的人體立體空間。“數(shù)字人”教學(xué)系統(tǒng)是人體解剖學(xué)教學(xué)中最新的、最方便的教學(xué)工具。

數(shù)字人；解剖學(xué)； 教學(xué)

1 “數(shù)字人”的研究現(xiàn)狀

目前，我國經(jīng)過10多年的努力，有近150個科研單位合作對人體數(shù)據(jù)集進行開發(fā)研究[1]，誕生了中國“數(shù)字人”。

中國數(shù)字人研究是將人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)字化和可視化[2]，即將按標(biāo)準(zhǔn)篩選出來的標(biāo)本進行冷凍、測量獲取的人體信息系統(tǒng)。在獲取的中國數(shù)字人體斷層切削照片的基礎(chǔ)上, 對中國數(shù)字人體斷層切削照片進行預(yù)處理, 完成中國男性數(shù)字人體生理系統(tǒng)主要器官和組織的分割、標(biāo)識和命名; 用高性能計算集群, 對海量的分割數(shù)據(jù)進行并行快速三維結(jié)構(gòu)重建, 構(gòu)建國際上分辨率最高的人體三維解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集[2]。

我國在血管灌注技術(shù)上有較強優(yōu)勢，因此體現(xiàn)在數(shù)字人的最大優(yōu)勢是除了具有更高的分辨率和人體標(biāo)本更加標(biāo)準(zhǔn)之外，就是進行了血管灌注。

2 “數(shù)字人”在人體解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”是由山東易創(chuàng)電子有限公司研發(fā)的教學(xué)軟件，采用國內(nèi)最新的數(shù)字人數(shù)據(jù)，建立了人體解剖學(xué)2300多個人體結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)模型，結(jié)構(gòu)模型精準(zhǔn)、完整，表面紋理真實；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，并能進行雙屏顯示和立體顯示，是人體解剖學(xué)教學(xué)的最新的、最方便的教學(xué)工具。

2.1 “中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”在系統(tǒng)解剖學(xué)中的應(yīng)用

圖1 系統(tǒng)解剖學(xué)屏幕截圖

“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”軟件根據(jù)系統(tǒng)解剖學(xué)教材目錄和教學(xué)的需要，分為運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、脈管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌和感覺器官九大系統(tǒng)(見圖1)。軟件每個系統(tǒng)內(nèi)容完整，根據(jù)系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)大綱的要求，按不同章、節(jié)的器官順序進行顯示，也可以單獨的顯示某一器官的位置和毗鄰。該系統(tǒng)軟件可供臨床醫(yī)學(xué)、麻醉學(xué)、護理學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、影像醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗等專業(yè)應(yīng)用。

2.2 “中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”在局部解剖學(xué)中的應(yīng)用

“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)” 軟件根據(jù)局部解剖學(xué)教材目錄和教學(xué)的需要，分為頭部、頸部、胸部、腹部、盆部和會陰部、上肢、下肢和脊柱區(qū)。根據(jù)局部解剖學(xué)教學(xué)大綱的要求，每個部分又分為若干個區(qū)域。每個區(qū)域可按層次結(jié)構(gòu)顯示，同時還可以顯示某一器官的毗鄰和該器官的動脈、靜脈、淋巴和神經(jīng)的行程與分布(見圖2、3)。該系統(tǒng)軟件可供臨床醫(yī)學(xué)、麻醉學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、影像醫(yī)學(xué)等專業(yè)應(yīng)用。

2.3 “中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”在斷層解剖學(xué)中的應(yīng)用

“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)” 軟件根據(jù)斷層解剖學(xué)教材目錄和教學(xué)的需要，分為頭部、頸部、胸部、腹部、盆部和會陰部、上肢、下肢和脊柱區(qū)(見圖4)。有橫斷面、矢狀面和冠狀面共2300多個切面。斷層的層間距最大為1mm，能夠任意放大與縮小，分辨率為0.167mm×0.167mm/像素。斷層精度男、女分別為0.1～1mm和0.1～0.5mm不等距，高于國外等距1mm的精度。該系統(tǒng)軟件可供X線、CT、磁共振成像和B型超聲波等專業(yè)的應(yīng)用。

圖4 頭部斷層(邊界提取功能可清晰的在截面圖中標(biāo)志出解剖結(jié)構(gòu)的邊界)

3 中國數(shù)字人系統(tǒng)在教學(xué)中的作用和優(yōu)勢

數(shù)字人技術(shù)具有重要的科學(xué)意義與廣闊的市場前景[3]。中國數(shù)字人系統(tǒng)既可以作為學(xué)生上解剖課的輔助教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用，也可以安裝于校園網(wǎng)上作為學(xué)生自學(xué)之用，特別是在當(dāng)前解剖標(biāo)本比較緊張的情況下這套系統(tǒng)的應(yīng)用能有效節(jié)省尸體的用量，能夠很好地幫助學(xué)生掌握人體解剖知識。

“中國數(shù)字人解剖系統(tǒng)”在教學(xué)中體現(xiàn)的優(yōu)勢主要為：①圖像清晰、結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)、表面紋理真實，特別對一些細小的結(jié)構(gòu)能夠清晰顯示。②在點擊每個器官時，該器官顯示不同的顏色，便于授課時確認和學(xué)生自學(xué)。③對骨性結(jié)構(gòu)的名詞，點擊名詞標(biāo)點時，就顯示出該結(jié)構(gòu)的部位。④在點擊每個器官或名詞時，屏幕的一角可顯示該器官或名詞的中、英文名詞對照，并有發(fā)音，有利于學(xué)生專業(yè)外語的學(xué)習(xí)。⑤點擊每個器官或名詞時，屏幕上可顯示該器官或名詞注解。⑥可有效地緩解當(dāng)前人體解剖標(biāo)本來源緊缺的現(xiàn)狀。⑦可用于臨床醫(yī)生進行模擬手術(shù)。⑧系統(tǒng)軟件既可供人體解剖學(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。⑨目錄和結(jié)構(gòu)詳細、完整，操作方便，并能進行雙屏顯示和立體顯示，是目前國內(nèi)現(xiàn)有唯一擁有中國人人體特征的完整數(shù)字人解剖系統(tǒng)。

[1]李安安. 中國數(shù)字人[J].科學(xué)通報，2011,53(10) :1189-1195.

[2] 劉文芳，宋哲，王菲， 等. 基于CT掃描圖像之顱底解剖結(jié)構(gòu)三維重建[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2011，20(4)：474-475.

[3] 鐘世鎮(zhèn). 鐘情“虛擬”世界[N].人民日報，2005-8-12.

[編輯] 何 勇

10.3969/j.issn.1673-1409(R).2012.10.033

2012-07-29

曾祥宏(1962-)， 男，湖北仙桃人，副教授，主要從事解剖學(xué)教學(xué)工作。

R322

A

1673-1409(2012)10-R070-02