在课外,他们当起了“解剖老师”

作者:项天鸽摄影: 视频: 来源:《复旦》校报发布时间:2021-04-29

戴上医用手套,同学们小心翼翼地将脑标本捧到手术灯下,开始对照着教科书钻研起大脑的结构及其功能分区——这是《系统解剖学》课程实验环节中常见的一幕。这门课是医学教育中最重要的课程之一,课程按照人体的器官功能系统阐述正常人体器官的形态、结构、生理功能及其生长发育规律,在这其中,“人脑”是人体最为复杂的器官,准确掌握人脑各结构的形态、影像和毗邻关系是医学人才培养的重要基础。

但当问到对传统“理论+实验”教学模式的看法时,来自18临床医学八年制的几位同学困扰不少:教材图不够直观,解剖模型展现不到位,实验时间紧张、效率不够高,只能接触到平面切片,静脉未显示在标本中……课后,他们一般会通过查阅医学文献数据库、发帖在超星平台的讨论区、求助解剖模型软件等方式解决学习中的疑惑。“我一般会用3D的模型软件帮助理解,但很多都和我们要考核的知识点重合度不高。”来自2018级临床医学八年制的温雪田坦言。

长期从事《系统解剖学》《局部解剖学》和《实用断层解剖学》教学及科研工作,来自基础医学院解剖与组织胚胎学系的李文生教授也意识到了上述问题。他所负责的“人脑解剖与影像结构虚拟仿真实验教学系统”正是基于这些考量,加入到了《系统解剖学》课程构成中,作为线上教学部分供同学们补充学习。

打开系统网站,可以看到页面上设置了“解剖脑”、“数字脑”和“虚拟脑”三大模块。其中的“解剖脑”与“数字脑”供学生们课后自主学习和评估,学生只需登录网站、下载可执行软件即可。

李文生介绍,“解剖脑”以志愿者捐献的真实人脑进行3D扫描、建模而成;“数字脑”则在高精度数字的人脑断层解剖、正常人脑的磁共振影像数据的基础上,利用图像分割、三维重建和可视化技术展示大脑结构在各层面上的形状、位置,仿真度高达100%。

由于网站上的模型把每个部位都标注得非常详细,很贴合大家的学习重点,同学们考前一般都会用它复习。“而且网站里给的标本很丰富,扩大了我们的知识面。”温雪田说。“锻炼了我们自己发现问题和解决问题的能力,让我们自己也成为‘解剖老师’了。”来自18级临床医学八年制的于彦泽说。

系统的另一个部分“虚拟脑”,将时下热门的VR技术应用到了医学解剖领域。在人体科学馆的虚拟解剖实验室内,李文生亲自带领学生们熟悉这一功能。在虚拟实验开始前,他先抛出了一个问题:“你们谁来说说看,胼胝体是什么形状的?”

   “像海马?”“月牙形?”“是不是字母C这样的?”同学们不敢确定。李文生笑道:“你们说的,更多的是它在某个剖面上的形状,但是胼胝体是立体的。”他形象地打了一个比方:“想象一下螃蟹的钳子。” 

“虚拟脑”为学生们建立起人脑的三维结构提供辅助。学生戴上虚拟头盔后,可通过移动手柄将虚拟场景中人脑结构的各个部位“解剖”出来。利用正常和病变人脑MRI多模态影像建模数据,“虚拟脑”通过图像分割、融合、三维重建和VR技术,360度全方位展示了大脑的外形功能区及内部结构。

极具真实感和沉浸感的训练环境激发了学生们的学习兴趣,加深了学生对相关结构位置及其空间毗邻关系的理解。现场体验了此技术的阿不都拉·阿吉兴奋表示:“比我电脑上装的人体解剖学软件更逼真,更加直观了,有机会的话还想体验一次!”

李文生介绍,除了面向医学院的学生,线上平台与线下虚拟实验室也会开放给其他对人脑解剖知识感兴趣的脑科学工作者,为他们也提供一个专业、科普性的学习平台。“‘脑科学’现在是个热潮,但很多研究者可能还不知道 ‘人脑’究竟是什么样子的。在这里,他们可以有一个视觉上的直观体验。”

据悉,虚拟人脑部分内容在2017年4月1日就已在复旦大学人体科学馆内的虚拟解剖实验室内使用,接待参观人数5000余人,激发了同学们和参观者进一步深入了解人脑结构的兴趣。

“现在的‘数字脑’还是需要下载、安装软件的,实际上还可以优化,这也是目前我正在探索的。如果能够让‘数字脑’实现在线运行,就能普及到更多人,在使用上也更为便利。”李文生说。而对于“虚拟脑”所呈现的内容,目前国外有更先进的技术,能够呈现出更优质、立体的效果,戴上虚拟头盔,学生甚至可以进入到人脑、心脏等各个器官的内部,被神经元、动脉等“包围”。他希望,虚拟仿真实验教学系统这一新模式,能为学生熟悉掌握解剖知识做出更多的贡献。

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制图:实习编辑:责任编辑:

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