女性盆底三維數(shù)字化模型在解剖教學中的應用

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(第三軍醫(yī)大學數(shù)字醫(yī)學研究所，基礎部人體解剖學教研室，重慶 400038)

隨著計算機信息技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展，計算機三維數(shù)字化人體技術已經(jīng)廣泛應用于醫(yī)學、生物工程、計算機輔助設計、制造等多個領域[1]。其優(yōu)點在于三維立體的人體解剖模型可以進行任意平移、旋轉和拉伸，可以從任意空間角度、任意方位進行觀察，遠遠優(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教學和研究進行一場巨大的、跨時代的革命。

1 女性盆底人體解剖學傳統(tǒng)教學模式的現(xiàn)狀

人體解剖學屬于醫(yī)學形態(tài)學學科，為國內(nèi)、國際醫(yī)學院校中重要的基礎課程，內(nèi)容繁雜，解剖圖譜和標本依賴性強，中英文名詞術語較多、三維立體的形態(tài)結構抽象難記。在解剖課程中，女性盆底位置深在難及、解剖結構較多、毗鄰復雜，尤其盆腔部位的多個解剖結構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員解剖操作和學習的難點，常規(guī)的解剖操作容易對女性盆底一些細小的解剖結構造成損壞，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構常常是有限、有損和不完整的解剖結構。解剖實驗課上的解剖教學模型，多是人為根據(jù)實際標本器官模仿制作的，中間經(jīng)過了許多人為設計、加工和簡化的過程，一些較重要的解剖學標志被消除了，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本的奇缺，導致學員參與尸體解剖和實物標本觀察的機會逐漸減少，學員的學習效果較差，學習興趣會下降。

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、尿道括約肌復合體、肛門括約肌復合體等結構進行半自動分割，并行多邊形面繪制三維重建，構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，將其進行平滑和簡化處理，減小文件的存儲量，有助于學員在個人電腦上運行操作。另外三維數(shù)字模型可以進行任意角度旋轉、任意比例放大縮小和任意表面實

體的透明化處理來進行可視化觀察研究，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)字化模型在教學中的應用

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行分割三維重建的，標本為年輕女性、代表性較好、無器質(zhì)性損傷。標本經(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)學五年制學員在個人電腦上對三維重建的女性盆底數(shù)字化模型進行了自由操作，對女性盆腔各臟器、肌肉結構進行了可視化觀察和學習。學員操作后反映學習效果較好，電腦上操作三維解剖模型方便、直觀，學習環(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)結構和毗鄰關系，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)學生的解剖教學外，還可以使用于后期虛擬解剖、虛擬外科手術程序的開發(fā)。盆底的三維數(shù)字化模型同樣對于外科醫(yī)生的術前診斷、術前討論和手術操作步驟的練習具有很大幫助，有助于醫(yī)學實習生和低年資醫(yī)生更加深入地了解女性盆底的局部解剖結構[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刀進行接觸感知，所以我們?nèi)匀徊荒芊艞墏鹘y(tǒng)的尸體標本、解剖實物模型等教學教具，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的教學中，三維數(shù)字化人體模型需與傳統(tǒng)尸體標本、解剖教具相互結合，相輔相成，相互彌補，才能更好地發(fā)揮解剖教學效果，更好地提高學員的學習興趣。

[參考文獻]

[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中的應用[J].解剖學研究,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)學影像技術,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.