中国临床解剖学杂志

技术在专科临床解剖学教学中的应用

 

解剖学是临床医学专业的重要基础课程,VR技术创制虚拟的解剖场景,并能对解剖结构进行三维的和动态的展示,极大地提高了学习效果。本文对VR技术在专科临床解剖学教学中应用的好处进行梳理。

解剖学是临床医学专业重要的基础学科,但由于人体结构庞杂,专业名词繁多,难以理解记忆,亲自动手解剖尸体就成了重要获取解剖知识的方法。但是,由于尸体标本的获取越来越困难,解剖学实践教学面临巨大的挑战。VR(Virtual Reality)技术对现实进行虚拟,并融合图形模拟、人机交互等技术,在多维信息空间上创建一个虚拟场景,使学习者进行虚拟的解剖操作过程,极大地激发了学习兴趣,提高了教学效果。

1 VR教学使人体结构的学习从平面变为立体

传统的解剖学教学采用挂图、PPT对人体结构进行讲解,器官结构只能通过平面图形来展示,教学效果往往不佳。而VR教学运用空间图形模拟技术,能展示器官的三维结构。例如,在学习食管和胃的结构时,学习者在VR交互机上,学习者点击食管和胃,相应结构就会放大并且可以进行360°旋转,从各个方面观察结构。同时,插胃管的三维动画或录像,还适时讲述食管三个狭窄对插胃管的影响、食管长度及注意毗邻结构以避免误入气管等,在学习基础知识的基础同时结合了临床意义,其效果不言而喻。

2 VR教学使人体结构的学习从静态变为动态

传统的教学教具主要是瓶装标本和器官模型,都是静态的,学生不能看到解剖生理过程的变化,对解剖结构与生理过程间的抽象关系难以理解。VR教学通过动画模拟展示解剖结构的变化与生理过程的关系,使静态的器官结构动起来,使学生形象地理解解剖生理原理。例如在学习心脏四个腔的联通关系和心瓣膜的位置结构时,学生可以在VR设备上一边观察心腔的结构,一边控制心肌的收缩和舒张,可以观察到心瓣膜随着心房、心室的收缩和舒张而开闭的过程,同时观察血液在心内的单向流动。这样就充分发挥了学生的主动性,寓教于学,锻炼了学生的思考能力和想象能力,极大地激发了学习兴趣。

3 VR教学使人体结构由浅入深逐层展示

人体结构在空间上的配布常常有层次之分,例如腹前外侧壁几层扁肌,传统的教学是通过几张按顺序排列的挂图或PPT图片依次展示。VR教学时,学生点击鼠标,可以在虚拟的场景下从浅至深逐层取下腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌,每取一层肌肉,可以放大观察,系统可以同时讲解该肌肉的肌纤维走行方向、起止点和作用特点。通过主动操作过程,学生对这三层扁肌在空间中的配布关系理解得更为深刻,变枯燥为有趣,提高了学习效果,增强了学生的动手能力。

4 运用VR技术进行模拟解剖,使学生获得操作体验

传统的解剖学实训是在尸体上进行解剖,但是尸源价格不菲且不易获得,难以普及。另外,初学者第一次接触尸体会产生一些不适,可能影响到学生的学习兴趣。VR技术具有极强的真实感,可以模拟真实的尸体解剖,学生可以模拟进行解剖操作,通过视觉、触觉等与教学内容进行互动,在多维信息空间中获取信息,获得身临其境的解剖体验,促进了学生对解剖结构的理解,避免了畏难情绪。

5 VR教学可多方面结合临床实际,便于学生反复练习

在尸体上进行临床解剖技能操作,有些器官结构破坏之后不能复原,不利于学生反复多次操作。VR技术对现实进行虚拟,操作可以反复进行,并且每次操作可以有记录并且能够复原。学生应用VR技术进行临床操作,可以在机器上反复模拟,然后再在模拟人身上去练习,提高了操作学习的有效性,为临床工作打下坚实的基础。例如,通过VR技术学习臀大肌注射术,学生可以在机器上将人体位置设置为坐位和卧位,在不同的体位下进行反复操作。操作过程中,机器还可逐层动态地显示穿经结构,有没有损伤神经和血管,学生在这个过程中不断调整穿刺部位、穿刺角度,既熟悉了解剖结构,又为临床工作打下坚实的基础。

6 运用VR技术有利于进行解剖学案例教学

VR技术可以虚拟现实、动态模拟,所以非常有利于进行解剖学案例教学。例如,设置教学案例“口服维生素B2(核黄素)后尿液开始变黄,试述维生素B2从口服”,该案例目的是复习总结消化吸收和尿液生成的解剖途径和所经解剖结构。利用VR教学,可以动态依次显示口腔、咽、食管、胃、小肠、肠系膜上下静脉、肝门静脉、肝、肝静脉、下腔静脉、右心房、右心室、肺动脉、左心房、左心室、主动脉弓、腹主动脉、肾动脉、肾、肾小球等结构,显然是以往挂图和模型教学难以比拟的。