2012内蒙师范大学VHD解剖教学软件论证报告.doc

虚拟人体解剖实验室建设方案论证报告内蒙古师范大学体育学院实验(系/中心) 2012年7 月目 录1虚拟人体解剖实验室建设的重要性说明2虚拟人体解剖实验室配置、参数与功能说明附：国内外用户和成功案例1虚拟人体解剖实验室建设的重要性说明1.1虚拟人体解剖实验室解决方案虚拟人体解剖实验室解决方案是基于可视化人体工程构建的教学研究系统，方案整合了解剖教学的软件和硬件，可以在冠状面、矢状面和横断面同时定位解剖结构，并可对三维重构的结构进行真人发音、虚拟解剖、结构组建与分解等大量操作，内容涉及表面解剖学、系统解剖学、断层解剖学、组织解剖学等丰富的教学资源。该系统由美国科罗拉多大学医学仿真中心专家组及医学专业团队通过计算机技术开发完成，从原始图像的获得到断层数据的分割再到三维结构的重建，遵照美国国家医学图书馆的标准来执行，专业、准确、值得信赖。同时软件融入了全新的教学方式和理念，将数字技术与解剖学教学结合在一起。解决方案中所使用的VHD可视化人体虚拟解剖软件能够弥补我院实验室空间小、且体院无法像医学院大量购置标本以及进行尸体解剖的现状，结合软件开展的教学能够明显提高学生的兴趣和动手操作能力，教学效果得到提升，而且为今后准备开展的PBL（问题式教学法）、双语教学等教学改革提供了条件。而且该软件在国内医学院和体育学院拥有广泛的客户，使用效果反映良好。所以此次从满足教学需要，提高教学效果，探索教学改革的角度考虑，申请购买。1.2该解决方案中所使用的VHD软件在本专业先进性和成功案例1.2.1该软件与同类软件相比有如下优势：（1）根据世界上最早的美国数字人计划研发，数据完整准确真实。软件数据完全来源于真实的人体，由于实验技术非常先进，解剖结构的颜色、定位都非常精准。而同类软件一般使用造模软件进行开发，结构的形态、位置与真实人体有不同程度的偏差，有些结构甚至被忽略掉，会对学生的学习产生误导。（2）软件内容丰富，操作方便，用户体验非常好。大部分操作都可通过鼠标来完成，配合常用的快捷键可以进一步提高效率。索引栏中可输入中文或英文解剖结构快速搜索并显示出该解剖结构也可用鼠标根据结构的隶属关系快速找到对应结构；鼠标拖拽人体的位置，冠状面、矢状面、横断面都可实时显示对应的结构位置变化；鼠标拖拽屏幕中的拉杆可以方便地对图像进行缩放、对观察角度进行调整、对皮肤透明度进行调节、选择不同层次的断面。（3）是世界上唯一一款可以进行真人发音的解剖教学软件。解剖学是医学基础课程，与生理学、生物化学、生物力学有很多相通的词汇。以此为基础开展双语教学可以为我校学生检索和阅读国外文献、参与学术交流打下坚实的基础，提高学生的专业英语能力。（4）软件提供师生与国外大学进行交流的平台。教师只要上传自己制作的课件，就可以分享世界范围内的老师、医生提供根据这个软件制作的解剖学方面的课件。这类课件内容十分丰富，除了软件本身包含的内容外，还包含大量珍贵的图像、影像、FLASH动画等，为老师提供了更多的教学资源。（5）软件具有升级功能。国外公司投入了大量的物力财力，不断增加软件的功能和用户体验。新升级到5.0版本已经具有横断面、矢状面和冠状面同时定位任意解剖解剖结构的功能。通过不断升级，我院师生可以始终接触到世界最先进的教学资源和教学理念。1.2.2成功案例国际上使用该软件的大学如：哈佛大学、耶鲁大学大学、约翰霍普金斯大学、北卡罗来纳大学等均应用该软件进行教学和研究。该软件目前在世界范围内有超过500家科研院所和大学的用户。在国内有包括香港中文、香港理工、首都医科大学、协和医科大学，山西医科大学，山东中医药大学，浙大医学院等医学院客户。国内体育院校的用户有：北京体育大学、首都体育学院、北京师范大学体育学院、天津体育学院和南京体育学院等在内的很多大学在使用该软件。反映出该软件具有相当高的专业性和认可度，而且也适合于体育院校进行解剖教学。1.3该解决方案对本学科的发展有什么推动作用1.3.1标本的数字资料完整，为教学及实验提供完整的资源软件所使用的的人体数据模型，是从一具完整的真实男性人体标本切片的三维重建中得到的。软件中包括同一具标本的全身断层图片1877张（每毫米一张）女性腹腔断层图片333张（每毫米一张）及完整大体解剖学结构2600多个。冠状面、矢状面、横断面断层图片上的人体结构都做了精细划分。而且全部经过解剖学专家审核，是真实、完整、精准的解剖学数字图像库。1.3.2直观的显示，自由而便捷的操作，提高学生知识的掌握能力。软件无需复杂的标注，只要将计算机鼠标移到某一解剖结构上，则该结构的中英文名称便会显示出来。还可以全方位、多视角、多层次对人体结构进行的立体演示，将教学中某些难于讲述的抽象内容，生动地展现在学生的面前。加强学生的操作能力和主动思考的能力。运动解剖学的教学时长远远低于医学院学生，而且标本和尸体解剖都要欠缺一些，该软件可以使教学内容化虚为实，化难为易，化抽象为具体，化枯燥为趣味，与传统教学方法相比，显示出明显的优势。1.3.3可重复模拟解剖操作，提高了学生的兴趣以及动手动脑的能力。软件可以反复进行操作和训练。随着反复的地虚拟互动练习，学生对人体空间结构认识的加深，在实验中准确性大大提高。节约了宝贵的标本资源。学生在操作中不知不觉中培养了兴趣，提高了动手能力，而且激发了想象力。学习能力得到根本的提升。1.3.4整合了大体、断层、局部、系统解剖学课程，消除不同解剖学教学方法之间的障碍，为教学改革提供了极大地便利。软件将大体解剖学、断层解剖学、局部解剖学、系统解剖学、表面解剖学等结合起来，打破传统解剖教学体系的壁垒，为学生提供更加全面的知识体系，培养发散思维能力。从教学需要和教学改革考虑，解剖教学应不仅仅限于运动解剖解剖学，实际上表面解剖学和断层解剖学都会与运动人体科学有所结合。比如说表面解剖学对于运动员受伤护理以及针灸按摩有着重要的作用，断层解剖学对于理解肌肉表里关系、运动损伤看CT、核磁片子会有帮助。所以只要和运动相关的解剖学都应纳入到教学中去。教学改革的一个出发点在于建立起以前这些没有重视的结合，这也符合解剖学科未来发展的方向。教学改革以人为本，应充分调动学生这个学习主体的学习能力。国内浙江大学较早利用该系统进行了解剖学PBL（问题式教学法）教学改革实践。该方法以老师提问引导学生以小组为单位开展讨论，老师对讨论结果给予评价，学生也可以自己发现问题探索解决问题的方法，课后还可利用该软件布置问题，引导学生思考。结果证明PBL教学能够充分调动学生主动思维能力、操作能力，以往枯燥无味的死记硬背顿时变得生动有趣。另外软件对解剖结构进行了真人英文配音，对于学生阅读国外文献参与学术交流有所帮助，也可作为今后教学改革的一种尝试。2虚拟人体解剖实验室配置、参数与功能说明2.1 系统参数VH Dissector专业版本5.0解剖学结构2600以上男性横断面1mm矢状面1mm冠状面1mm旋转角度5度（72）女性横断面1mm(333)矢状面1mm冠状面1mm旋转角度5度（72）是否可导入课程是是否可编写课程是是否对解剖结构真人配音是2.2 功能说明(1)VH Dissector利用美国可视化人体工程中数据重建的完整的三维数字人体虚拟解剖学软件。其中包括男性断层冠状面、矢状面、水平面图片及女性断层图片(断层厚度1mm/片)以及同一具男性尸体标本的2600多个人体结构的三维重建模型，包含女性盆腔的三维重建结构。 (2)冠状面、矢状面、水平面断层图片上的人体结构都做了划分，点击断层上的结构可以构建数字人体当中的三维结构。并且解剖学结构名称均为中英文对照，伴有英文真人标准发音，可以通过点击按钮进行播放。(3)软件可以通过安装包安装国外大学的解剖学课程，安装课程后学生可以通过该软件学习国外知名教授的解剖学课程。(4)软件提供课程编辑功能。教师可以制作自己的课程，课程格式基于Html语言。支持ASP语言，SQL数据等。可根据教学需求开发课程控件支持加载互联网上的在线课程，也可以通过输入网址直接打开在线课程页面。课程中内容可在HTML文档编辑器中任意编辑，支持 jpge、jpg 、PNG 类型图像。支持avi 、FLASH 、QUICKTIME等多种类型视频格式。可制作出界面优美，易于操作的多媒体课程。(5)软件快速检索查询功能，输入解剖学结构可以快速的检索出相应的三维结构。选择高亮添加或者正常添加。且断层图片及人体结构可高亮标记颜色后导出图片格式的文件。可用于印刷，出版以及其它学科的教学。(6)在进行虚拟解剖操作时，可以根据使用者的习惯设定是双击鼠标解剖还是单击鼠标解剖，同时可以设定隐藏或显示数字人体上的刨面，已达到拖动刨面完成人体断面提取的功能。(7)软件提供鼠标停留处结构颜色变化及名称显示的功能。当鼠标停留在人体结构上的时候，相应的部分就会单独高亮显示，同时出现相应的结构名称。其它部分不变色显示。以突出鼠标停留处结构的目的。从而加深使用者的该结构的注意力，提高记忆水平。(8)皮肤透明度可调节，方便快速查看人体的内部结构。把皮肤调整到半透明可清楚的查看人体的内部结构，利用此功能可进行表面解剖学的教学。同时解剖学词组的字体大小可以调整，方便使用者查看内容。(9)教师可以根据自己的教学需要编排课程教案，软件支持多语种文字输入。同时教师可以根据自己教学的需要将手术视频、尸体的照片、动画等多媒体文件导入到软件中，丰富自己的教学内容。(10)针对局部解剖学教学的需要软件将数字人体划分成了腹部及盆腔，背部，上肢，下肢，头部，颈部，胸部。每个部位都是独立的单元并且每个部位内的人体结构都是独立的。使用者可根据自己的需要选择相应的部位进行解剖、旋转、拖动、放大等操作。从而完成局部解剖学教学及实验的需要。(11)软件针对系统解剖学教学及实验的需要把数字人体划分成消化系统、神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统、泌尿系统、感觉器官、淋巴系统、关节、肌肉、骨骼系统、表皮。并且每一个系统都是独立的单元而且每个系统内的结构都做了独立的划分，可以单独进行操作，互相不干扰。使用者可根据自己的需要选择相应的内容进行学习。附：国内外用户和成功案例部分国内用户： 香港大学医学院 香港中文大学 香港理工大学 协和医科大学 首都医科大学 浙江大学 北京交通大学 华东师范大学 山东中医药大学 长春中医药大学 山西医科大学 深圳大学 北京体育大学 北京师范大学体育学院 首都体育学院 南京体育学院 天津体育学院国外用户：该