3D虚拟解剖技术

3D虚拟解剖技术 尸体解剖，是每一名医学专业学生了解与掌握人体结构的必经过程。每名医学生在学习解剖学的过程中，均需迈过心理这道坎。不过，当前一项名为3D虚拟解剖的前沿技术问世，正在悄然改变着这一传统过程。借助于该技术的应用，操作者在虚拟解剖台上可以通过触摸屏的操作，实现对人体的观察和检验。不同于真实尸体解剖中，人体组织只能被切除的特点，3D虚拟解剖技术可以令人体器官、组织、神经等反复“切除”后再重新“生长”，从而令操作者更深入认识人体各组织间的联系。除医学专业教学、科研外，3D虚拟解剖技术的应用领域尚在不断拓宽。无论是个体死亡原因的查明、阵亡士兵尸体的检验，抑或尸块的复原与检验，均可发现3D虚拟解剖技术在其中所起到的关键作用。 传统尸体解剖技术的变革 数个世纪以来，任何一名医学生均需通过尸体解剖这一专业课程来掌握与熟知人体各个部位的构造。不过，解剖者面对的毕竟是一具真实存在的人类尸体，其在操作与实践的过程中显然首先需要迈过心理障碍这道坎。有幸的是，前述情形在当前科学技术发展的背景下，已经悄然转变。这一切的变革，源自于3D虚拟成像技术的不断成熟，为医学解剖领域带来了极大的便利。 当前，澳大利亚、英国、美国等国的研究团队已相继设计、研发了一项名为3D虚拟解剖的前沿技术用于医学解剖的教学与科研。科学家们花费了二十余年的时间完成了前期基础研究，并建立了极为详尽的虚拟人体解剖切面。 英国爱丁堡大学解剖学学院利用3D虚拟技术，已研制出了一台颇为新奇的高科技医学教学科研设备3D虚拟解剖台。目前，这一新型仪器设备已被运用于英国爱丁堡大学解剖学学院的日常教学与科研之中。CT扫描设备的全景扫描，可以将尸体结构以图像形式输出，从而在虚拟解剖台上呈现出与真人比例完全一致的男性或女性生理结构的详细解剖图像。通过3D虚拟成像技术，人体各处生理结构可以互相叠加并组成彩色3D影像。人体整个身体以及皮肤之下的每一处细节均可呈现在虚拟解剖台上，供学习者在某处虚拟位置上加注标签，并用于解决实际临床问题。借助于虚拟解剖台这一设备，医学生们只需通过触摸屏就可对尸体予以虚拟“解剖”。 3D虚拟解剖技术的优势 对于传统解剖工作而言，尸体解剖的前期准备极为繁琐。不仅需要制定极为周密、翔实的解剖计划，还需要对尸体中的脂肪等结构予以清除。另就分层解剖而言，传统尸体解剖的效果较之于3D虚拟解剖逊色不少。3D虚拟解剖技术拥有区域解剖功能，可以实现分层解剖的效果。医学生在操作时，不仅可以深入了解与掌握某一层生理结构的细节特征，亦可便于学生反映观察分层解剖的特点。前述优势使得3D虚拟解剖技术同时具备了“导航”功能。医学生在实践操作时，可以在自主寻找的基础上对人体的某处位置予以深入解剖，并可以在重点关注的部位标记不同颜色与标签。 不同于传统解剖工作需要应用的解剖刀、手术剪、开颅锯等器械，医学生在对虚拟尸体进行“解剖”时，使用的是触摸屏这一设备。据英国爱丁堡大学解剖学教授高登?凡德赖特介绍：“虚拟解剖台的最大特点就在于，操作者可以借助于特别的3D视角来对人体的不同侧面进行旋转、观察和检验。诚然，3D虚拟解剖技术无法等同于真实的尸体解剖。但医学专业学生可以应用3D虚拟解剖技术来开展解剖学的教学和实务操作。从当前已经收到的医学生和外科医生的反馈来看，这一技术普遍得到了较好反响。”与真实的尸体解剖相比，3D虚拟解剖技术还有着自身独特的优势。真实的尸体解剖过程中，尸体的肢体、器官等组织只能被一次性切除，而无法再重新生长、复原。3D虚拟解剖技术则使这一过程具有了可逆性。虚拟解剖台上显示出的人体器官、神经、组织、动脉以及纹理等，均可被反复“切除”后再重新复原。医学生在操作时，通过前述生理结构的移除或者添加，可以深入理解并掌握人体各部分以及各个组织之间的关联。 虚拟现实学习中心的出现 3D虚拟解剖技术的显著优势，开拓了当前医学专业教学的思路。在这一前沿技术的基础上，美国加利福尼亚州健康科学西部大学开创先河，设立了全新的虚拟现实学习中心。该中心运用3D虚拟解剖技术，开设了骨科、牙科、护理、物理治疗和兽医五项虚拟现实学习科目。加利福尼亚州健康科学西部大学的罗伯特?W?哈泽尔博士表示，利用3D虚拟解剖技术建立起的虚拟现实学习中心，是此前从未有过的新型教学模式。利用该虚拟技术，可以令解剖学教师与学生之间的教授与学习实现互动。医学生在解剖人体时，能够借助于3D虚拟解剖技术提供的人体全息图，实现人体360度旋转，并可同时通过多界面对人的身体各系统予以观察、识别。 据罗伯特?W?哈泽尔博士介绍，学生通过在线自主学习的方式，即可登录虚拟现实学习中心，并完成相应核心课程的学习。对于每一门核心课程，系统均会设置有相应的学习目标，并引领学生进行自主学习，且在学习过程中不断进行自我评估与学生之间的相互帮助。罗伯特?W?哈泽尔博士指出：“视频游戏中的3D虚拟现实模拟，是该虚拟现实学习中心创立的灵感与源头。通过与高科技软件公司的合作，能够为医学专业学生提供人体解剖学学习的新型方案，也可以让解剖学教师以在线互动的方式指导学生进行学习。”不过，虚拟现实学习中心对于3D虚拟解剖技术的应用，并未完