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(第三軍醫(yī)大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)研究所，基礎(chǔ)部人體解剖學(xué)教研室，重慶 400038)

隨著計算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)三維數(shù)字化人體技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物工程、計算機(jī)輔助設(shè)計、制造等多個領(lǐng)域[1]。其優(yōu)點在于三維立體的人體解剖模型可以進(jìn)行任意平移、旋轉(zhuǎn)和拉伸，可以從任意空間角度、任意方位進(jìn)行觀察，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)、枯燥的二維解剖圖片，這將為古老的發(fā)展了近幾百年的人體解剖學(xué)教學(xué)和研究進(jìn)行一場巨大的、跨時代的革命。

1 女性盆底人體解剖學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式的現(xiàn)狀

人體解剖學(xué)屬于醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)學(xué)科，為國內(nèi)、國際醫(yī)學(xué)院校中重要的基礎(chǔ)課程，內(nèi)容繁雜，解剖圖譜和標(biāo)本依賴性強(qiáng)，中英文名詞術(shù)語較多、三維立體的形態(tài)結(jié)構(gòu)抽象難記。在解剖課程中，女性盆底位置深在難及、解剖結(jié)構(gòu)較多、毗鄰復(fù)雜，尤其盆腔部位的多個解剖結(jié)構(gòu)的定義和分部還存在眾多爭議。因此，該盆腔部位的解剖常為學(xué)員解剖操作和學(xué)習(xí)的難點，常規(guī)的解剖操作容易對女性盆底一些細(xì)小的解剖結(jié)構(gòu)造成損壞，而且由于解剖暴露視野狹窄的原因，我們觀察到的盆底解剖結(jié)構(gòu)常常是有限、有損和不完整的解剖結(jié)構(gòu)。解剖實驗課上的解剖教學(xué)模型，多是人為根據(jù)實際標(biāo)本器官模仿制作的，中間經(jīng)過了許多人為設(shè)計、加工和簡化的過程，一些較重要的解剖學(xué)標(biāo)志被消除了，較真實的人體器官形態(tài)始終有一定差異。這些因素外加人體標(biāo)本的奇缺，導(dǎo)致學(xué)員參與尸體解剖和實物標(biāo)本觀察的機(jī)會逐漸減少，學(xué)員的學(xué)習(xí)效果較差，學(xué)習(xí)興趣會下降。

2 女性盆底三維數(shù)字化模型的制作

將CVH-2，4，5數(shù)字化年輕女性數(shù)據(jù)集的盆腔連續(xù)斷面圖像導(dǎo)入Amira軟件中，用該軟件自帶的分割工具逐層對盆底臟器包括膀胱、尿道、子宮、陰道、直腸、肛提肌、尿道括約肌復(fù)合體、肛門括約肌復(fù)合體等結(jié)構(gòu)進(jìn)行半自動分割，并行多邊形面繪制三維重建，構(gòu)建整個女性盆底的三維數(shù)字化模型。重建好的模型因為含有較多的多邊形三角面片，我們使用Amira軟件自帶的平滑和簡化功能，將其進(jìn)行平滑和簡化處理，減小文件的存儲量，有助于學(xué)員在個人電腦上運(yùn)行操作。另外三維數(shù)字模型可以進(jìn)行任意角度旋轉(zhuǎn)、任意比例放大縮小和任意表面實

體的透明化處理來進(jìn)行可視化觀察研究，也可以方便使用Amira自帶的測量工具對女性盆底的三維重建臟器進(jìn)行體積、表面積和直徑的精確測量，同時模型的表面光滑，外形美觀，其展示效果好。

3 女性盆底數(shù)字化模型在教學(xué)中的應(yīng)用

本研究建立的女性盆底數(shù)字化三維模型是基于二維高清晰度、真彩色斷面解剖圖像進(jìn)行分割三維重建的，標(biāo)本為年輕女性、代表性較好、無器質(zhì)性損傷。標(biāo)本經(jīng)過低溫冰凍銑切，在數(shù)據(jù)采集過程中變形和破壞較小。部分本校臨床醫(yī)學(xué)五年制學(xué)員在個人電腦上對三維重建的女性盆底數(shù)字化模型進(jìn)行了自由操作，對女性盆腔各臟器、肌肉結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可視化觀察和學(xué)習(xí)。學(xué)員操作后反映學(xué)習(xí)效果較好，電腦上操作三維解剖模型方便、直觀，學(xué)習(xí)環(huán)境輕松舒適，能夠較輕易地掌握女性盆底各盆腔臟器的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系，優(yōu)于呆板的二維解剖圖譜，而且不需直接面對浸泡福爾馬林液體的女性盆底標(biāo)本,無需吸入有害氣體。

本研究建立的女性盆底三維數(shù)字化模型除使用于醫(yī)學(xué)生的解剖教學(xué)外，還可以使用于后期虛擬解剖、虛擬外科手術(shù)程序的開發(fā)。盆底的三維數(shù)字化模型同樣對于外科醫(yī)生的術(shù)前診斷、術(shù)前討論和手術(shù)操作步驟的練習(xí)具有很大幫助，有助于醫(yī)學(xué)實習(xí)生和低年資醫(yī)生更加深入地了解女性盆底的局部解剖結(jié)構(gòu)[3]。三維數(shù)字化女性盆底模型能夠展現(xiàn)逼真的“虛擬人體”，但畢竟不是實物，無法使用解剖操作工具如鑷子和手術(shù)刀進(jìn)行接觸感知，所以我們?nèi)匀徊荒芊艞墏鹘y(tǒng)的尸體標(biāo)本、解剖實物模型等教學(xué)教具，這是三維數(shù)字化人體所無法替代的。在以后的人體解剖學(xué)的教學(xué)中，三維數(shù)字化人體模型需與傳統(tǒng)尸體標(biāo)本、解剖教具相互結(jié)合，相輔相成，相互彌補(bǔ)，才能更好地發(fā)揮解剖教學(xué)效果，更好地提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李一帆,楊茂有,尚云龍,等.三維虛擬數(shù)字化可視人體在解剖教學(xué)中的應(yīng)用[J].解剖學(xué)研究,2012,34(5):393-394.

[2] 單錦露,張紹祥,劉正津,等.女性盆腔的可視化研究及其意義[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2005,21(3):478-480.

[3] Wu Y,Tan LW,Li Y,et al.Creation of a female and male segmentation dataset based on Chinese Visible Human (CVH) [J].Computerized Medical Imaging and Graphics,2012,36(4):336-342.