藝科融合視域下醫(yī)學可視化研究

摘要：目的：醫(yī)學可視化的受眾逐漸從專業(yè)人士擴展至社會公眾。傳統(tǒng)意義上的醫(yī)學可視化主要輔助醫(yī)生進行診斷和治療，隨著信息傳播范圍的逐步拓大，公眾逐漸成為醫(yī)學可視化的目標群體。在這一過程中，醫(yī)學可視化的視覺表達在科學傳播與公眾參與中發(fā)揮著重要作用。文章分析并探討藝術(shù)設計、視覺化符號在推動醫(yī)學信息普及、健康教育中的潛力與價值。方法：通過梳理醫(yī)學可視化的歷史演變、功能特點及藝術(shù)表現(xiàn)形式，結(jié)合案例，探討不同歷史階段醫(yī)學可視化的核心特征與傳播方式，分析醫(yī)學信息的視覺傳達與設計創(chuàng)新在推動醫(yī)學科普中的應用與作用。結(jié)果：醫(yī)學可視化經(jīng)歷了從早期手繪插圖到現(xiàn)代技術(shù)圖像的轉(zhuǎn)變，由面向?qū)I(yè)人士發(fā)展為面向公眾的信息可視化工具，通過數(shù)字媒體、動畫、信息圖形等方式，提升了醫(yī)學信息的易讀性和傳播效率。醫(yī)學信息通過藝術(shù)語言轉(zhuǎn)譯為更具吸引力和易于接受的形式，為健康教育和醫(yī)學知識的普及提供了有效途徑，同時促進了藝術(shù)、科學與醫(yī)學的跨學科融合。結(jié)論：醫(yī)學可視化的受眾逐漸從專業(yè)領域擴展至公眾，其傳播方式從單純技術(shù)工具向富有人文關(guān)懷的藝術(shù)表達演進，實現(xiàn)了“科普+”與“+科普”協(xié)同發(fā)展，推動了醫(yī)學科普與藝術(shù)創(chuàng)新深度融合，為公共健康知識傳播提供了重要支撐。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學可視化；藝科融合；科普；數(shù)字媒體

中圖分類號：R-05 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）18-0-03

醫(yī)學可視化旨在將晦澀難懂的文字、數(shù)據(jù)或信息轉(zhuǎn)譯為可視可觀的視覺元素，確保將醫(yī)學信息無誤地傳達給公眾，在醫(yī)學信息的傳播普及中起到了關(guān)鍵作用。在保證醫(yī)學內(nèi)容科學、準確的前提下，利用插畫、動畫、多媒體交互等可視化技術(shù)手段，幫助公眾降低理解門檻。其中視覺效果的美觀性、信息傳遞的清晰性以及醫(yī)學專業(yè)的嚴謹性，構(gòu)成了醫(yī)學可視化的三大核心要素。而更具傳播性的高質(zhì)量插圖和動畫等有助于醫(yī)療健康工作者的觀點表達和成果展示，實現(xiàn)學術(shù)界的長遠發(fā)展和良性循環(huán)。

1 醫(yī)學可視化的概念界定

科學可視化（Scientific Visualization）是可視化領域的重要研究方向之一。1987年，美國計算機科學家布魯斯·麥考梅克在《科學計算中的可視化》中首次明確科學可視化的目標和范疇：科學可視化是利用計算機圖形學生成視覺圖像，旨在以直觀的方式展現(xiàn)復雜且規(guī)模龐大的數(shù)字化形式，從而幫助人們更好地理解科學技術(shù)的概念或成果［1］?？茖W可視化通過圖形化手段清晰準確地傳遞信息并實現(xiàn)有效溝通。要實現(xiàn)思想和概念的有效傳達，美學與功能必須同步推進。通過直觀呈現(xiàn)關(guān)鍵要素與特征，可以深入洞察那些稀疏且復雜的數(shù)據(jù)集，從而實現(xiàn)更為精確的解讀。

醫(yī)學可視化是可視化研究在醫(yī)學領域的延伸與應用，其研究與實踐涵蓋多領域內(nèi)容，包括解剖學模型構(gòu)建、疾病機制模擬、手術(shù)導航輔助、醫(yī)學教育圖譜設計及科普信息圖形化等。其應用既服務于醫(yī)學專業(yè)領域，為臨床決策與科研創(chuàng)新提供支持，也面向社會公眾。醫(yī)學可視化不僅是一種技術(shù)手段，更是跨學科的交融，融合了科學性、藝術(shù)性和人文關(guān)懷，以豐富的視覺語言降低醫(yī)學知識的理解門檻，助力醫(yī)學信息的高效傳播與公眾認知的提升，拉近科學與公眾之間的距離。

2 醫(yī)學可視化的主要形式

醫(yī)學可視化根據(jù)形式、特征、用途可以分為醫(yī)學插圖、醫(yī)學影像、醫(yī)學信息、醫(yī)學動畫、與數(shù)字媒體結(jié)合的醫(yī)學可視化。

2.1 醫(yī)學插圖

醫(yī)學插畫通過繪制圖像實現(xiàn)醫(yī)學知識的視覺化，主要用于展現(xiàn)人體解剖、器官功能、疾病癥狀等。其目的在于提供直觀、精確的醫(yī)學信息，便于醫(yī)學學習與交流。

中國古代醫(yī)學插圖早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》等經(jīng)典中就已經(jīng)出現(xiàn)，強調(diào)對人體結(jié)構(gòu)和疾病的描述。《內(nèi)境圖》由五代道士煙蘿子在公元944年以前所繪，是目前中國現(xiàn)存最早的人體解剖圖，內(nèi)容在許多方面與現(xiàn)代解剖學相符。清代王清任的《醫(yī)林改錯》為中國醫(yī)學插圖開創(chuàng)了新篇章，旨在糾正古人在解剖學和生理學上的一些錯誤。中國傳統(tǒng)醫(yī)學插圖多采用寫意手法，注重形態(tài)與功能的結(jié)合，體現(xiàn)了陰陽五行理論。人體解剖學的奠基人之一安德烈·維薩里曾強調(diào)，學習解剖學的唯一途徑就是通過視覺。他在《人體構(gòu)造》中通過展示難以用語言描述的插圖，進一步闡明了這一觀點：只有在看得見的情況下才能夠?qū)W習［2］。19世紀，醫(yī)學插畫逐步發(fā)展并趨于成熟。外科醫(yī)生與解剖學家約翰·貝爾的解剖圖使醫(yī)學插畫在外科領域得到了實際應用。

2.2 醫(yī)學影像

19世紀與20世紀，顯微鏡的發(fā)明推動了組織學與細胞學的醫(yī)學插圖發(fā)展，攝影技術(shù)的運用使數(shù)字化醫(yī)學成像得到進步。當代，醫(yī)學成像技術(shù)如X光、CT、MRI等所獲得的圖像，使醫(yī)生能夠更直觀地理解復雜的解剖結(jié)構(gòu)與疾病過程，多用于臨床診斷、疾病監(jiān)測和治療評估。二維切片或三維重建技術(shù)展示人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)或病變情況，具有較高的精確度、真實性和診斷價值。

2.3 醫(yī)學信息圖形設計

信息設計作為一種有效的信息呈現(xiàn)與傳播形式，旨在通過優(yōu)化數(shù)據(jù)表達方式，使其更具可理解性和傳播性，因而在各領域廣泛應用。而醫(yī)學信息圖形設計將信息與圖形相結(jié)合，通過可視化的方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息和知識，核心目標在于以簡明直觀的形式傳播內(nèi)容。借助圖形的表現(xiàn)力，將復雜的醫(yī)學數(shù)據(jù)、研究成果和健康信息轉(zhuǎn)化為易于理解與傳播的圖形或動態(tài)形式，從而實現(xiàn)高效的信息傳達［3］。

近代護理學的奠基人弗洛倫斯·南丁格爾于1858年通過玫瑰花瓣狀圖，直觀展示了斯庫塔里醫(yī)院改革后死亡人數(shù)逐月下降的情況。這種將復雜數(shù)據(jù)可視化的方式有效加深了公眾對醫(yī)療改革效果的理解，推動了醫(yī)學統(tǒng)計學的發(fā)展。德國信息圖形設計的先驅(qū)、婦產(chǎn)科醫(yī)生弗里茨·卡恩在1926年采用比喻和圖形化手段，呈現(xiàn)了人體各個系統(tǒng)是如何協(xié)同工作的。

2.4 醫(yī)學動畫

在參與、理解和記憶方面，視頻學習法相較于基于文字的學習方法更加高效。醫(yī)學動畫能將抽象的醫(yī)學概念和復雜的生物學過程具象化，通過生動的動態(tài)表現(xiàn)幫助受眾更好地理解復雜的醫(yī)學知識。醫(yī)學動畫通常具有較強的表現(xiàn)力和教育性，廣泛應用于醫(yī)學教育、科普傳播和患者教育等領域。

2.5 與數(shù)字媒體結(jié)合的醫(yī)學可視化

網(wǎng)頁、移動端應用、混合現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等手段為醫(yī)學信息的普與傳播提供了多樣的渠道。融合藝術(shù)與科學，能夠增強醫(yī)學信息的可視性、可讀性與易懂性，為探索跨學科的融合提供新的視角。

3 醫(yī)學可視化的多維表達

醫(yī)學可視化的多維特點，如科學性、精確性、專業(yè)性、藝術(shù)性、普及性等，可以在一個坐標軸系統(tǒng)中進行表達，從以嚴謹?shù)目茖W知識為主的專業(yè)書籍到兼具藝術(shù)性和人文關(guān)懷的藝術(shù)作品，不同的醫(yī)學可視化形式在這些維度的組合上呈現(xiàn)出多樣性［4］。

偏向科學性、精確性、專業(yè)性的醫(yī)學可視化作品通常為醫(yī)學專業(yè)書籍，如解剖學教材、醫(yī)學研究文獻等。這些作品旨在傳遞準確的醫(yī)學信息，強調(diào)其真實性和科學性，插圖的細節(jié)精確，圖示嚴格按照醫(yī)學標準繪制，以確保醫(yī)學生、醫(yī)生等專業(yè)人員能夠獲取清晰、可靠的信息。

過于強調(diào)醫(yī)學中的理性存在會提高公眾解讀信息的門檻，從而降低其科普屬性，因此《DK科普大全》等科普類書籍、插圖、動畫在準確傳達科學信息的基礎上，加入更具視覺吸引力的設計和更通俗易懂的語言，以幫助非專業(yè)受眾理解復雜的醫(yī)學概念。Nature（自然）、Science（《科學》）、Cell（《細胞》）的封面通常采用極具視覺沖擊力的圖像，以傳達復雜的醫(yī)學概念和科研成果。這些封面圖像不僅僅是對論文內(nèi)容的簡明概括，更是將復雜的生物學和醫(yī)學信息轉(zhuǎn)化為易于理解和吸引人注意的視覺表達，從而增強研究成果的傳播影響力。

偏向藝術(shù)性和人文性表達的可視化作品多見于以醫(yī)學、科學為主題的藝術(shù)創(chuàng)作中，通過藝術(shù)手法表現(xiàn)醫(yī)學概念、疾病狀態(tài)等，往往重視情感傳遞與哲學思考。這類作品通過抽象的形式展現(xiàn)生命、疾病與健康的復雜關(guān)系，引發(fā)受眾的情感共鳴，如以醫(yī)學為主題的繪畫、雕塑或多媒體藝術(shù)裝置等。在實際的設計實踐中，藝術(shù)家、設計師與科學家跨界合作，探索科學信息的藝術(shù)化表達，這不僅有助于加深公眾對醫(yī)學知識的理解，還能激發(fā)公眾的學習興趣。在推動醫(yī)學可視化和科學傳播的過程中，注重藝術(shù)性與人文性的表達方式，是實現(xiàn)有效科普的重要途徑。

4 藝科融合的醫(yī)學信息呈現(xiàn)

在藝科融合大背景下，藝術(shù)性的表現(xiàn)手法為醫(yī)學可視化提供了更豐富的表達方式。借助先進的數(shù)字技術(shù)，醫(yī)學信息能夠以更直觀的形式呈現(xiàn)，包括三維模型、交互式展示、虛擬現(xiàn)實等。這種數(shù)字化手段使醫(yī)學信息更易被理解，有助于打破專業(yè)知識壁壘，使醫(yī)學科普更具吸引力。與傳統(tǒng)的醫(yī)學可視化不同，藝科融合下的醫(yī)學可視化不僅注重信息的精準性，還強調(diào)通過藝術(shù)化的表現(xiàn)方式激發(fā)受眾的情感共鳴。藝術(shù)表達形式使醫(yī)學信息不再是難以被大眾讀懂的數(shù)據(jù)，而是通過圖像、色彩、聲音等媒介傳達情感和意義。藝術(shù)的引入為醫(yī)學信息注入了更多情感和審美元素。通過藝術(shù)的表達，醫(yī)學信息不再只是冰冷的事實，而是能與受眾產(chǎn)生更深刻的共鳴。不同的藝術(shù)形式、呈現(xiàn)媒介能夠賦予醫(yī)學信息更生動的表現(xiàn)形式，避免說教式的信息傳遞，使之更貼近人們的日常生活，有助于打破科學與公眾之間的溝通壁壘，提升公眾的興趣和參與度，消除部分公眾對醫(yī)學話題的抗拒情緒，提升公眾對醫(yī)學健康知識的關(guān)注和認知。

在學科交叉視角下，醫(yī)學信息數(shù)字化與藝術(shù)化的結(jié)合提供了新的思考方式。醫(yī)學專業(yè)的嚴謹性與藝術(shù)的創(chuàng)造性相互碰撞，產(chǎn)生了更加富有創(chuàng)意的成果。國際外科博物館系列展覽中的作品包括基于解剖視頻的靜幀、復印件、打印輸出圖像的手繪復刻版，以及模仿鏡片和眼球模型的玻璃制品。《玻璃體》陳列于現(xiàn)代展廳和光學歷史展廳，這一作品呈現(xiàn)了眼睛的老化過程及其對視力的影響，尤其是“飛蚊癥”現(xiàn)象，深入探討了人是如何通過眼球這一窗口感知和解釋周圍世界的。它與博物館永久收藏的眼科學相關(guān)文物形成了“對話”，通過藝術(shù)手法重現(xiàn)了眼球內(nèi)部的微妙變化，使受眾對眼球解剖學和視覺現(xiàn)象有了更深入的理解。

數(shù)字藝術(shù)家雷菲克·阿納多爾在《空間感：分子結(jié)構(gòu)》中結(jié)合數(shù)字化與藝術(shù)，為醫(yī)學信息的表達開辟了全新的視角。阿納多爾與專業(yè)的研究院協(xié)調(diào)員、科學家合作，利用大規(guī)模多模態(tài)MRI數(shù)據(jù)，結(jié)合機器學習算法，創(chuàng)造出一個完全沉浸式的增強3D腦模型，使受眾能夠清晰直觀地看到人體內(nèi)部的微觀世界。這種跨學科的嘗試不僅打破了醫(yī)學和藝術(shù)之間的界限，還為受眾提供了一種全新的理解方式，使醫(yī)學信息不再只是冷冰冰的科學數(shù)據(jù)，而是具有生動表現(xiàn)力和情感共鳴的藝術(shù)體驗。

科學傳播實驗室（Science Communication Lab，SCL）的醫(yī)學可視化作品致力于通過數(shù)字媒體和互動技術(shù)，將復雜的醫(yī)學研究和相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為易于公眾理解的形式，通過視覺化和多感官體驗，促進公眾對疾病的認知與預防。在《淋巴系統(tǒng)》中，科學家收集并系統(tǒng)化了病變淋巴系統(tǒng)的組織，用戶可以篩選和比較3名患者的不同疾病類型，SCL對病變部位進行分色的強調(diào)，藝術(shù)化的處理提取增強了信息的可讀性。

藝術(shù)家、科學家對醫(yī)學信息進行藝術(shù)化轉(zhuǎn)譯，藝術(shù)和醫(yī)學的結(jié)合能使醫(yī)學可視化呈現(xiàn)形式更加多元化和動態(tài)化，賦予醫(yī)學可視化更大的創(chuàng)意空間和更多的表達手段。將醫(yī)學信息更加直觀、有趣地展現(xiàn)在公眾面前，提升公眾對醫(yī)學信息的認知和興趣，不僅可以吸引專業(yè)領域的從業(yè)人員，還能夠吸引非專業(yè)人士，使更多人能夠參與到醫(yī)學知識的學習和交流中。這種跨學科的融合不僅促進了藝術(shù)與科學、醫(yī)學與設計等領域的交流與合作，還促進了新思維和新方法的產(chǎn)生。

5 結(jié)語

醫(yī)學可視化將復雜的醫(yī)學信息轉(zhuǎn)化為易于理解、美觀的形式，有效提高了公眾的醫(yī)學素養(yǎng)。醫(yī)學可視化拓展了醫(yī)學研究成果社會應用的廣度與深度，促進了公眾對復雜醫(yī)學知識的理解和掌握。在醫(yī)學科普工作中，藝術(shù)的融合參與使醫(yī)學可視化在遵循醫(yī)學信息的科學性、嚴謹性與準確性的同時兼具藝術(shù)性與人文關(guān)懷，以美感消除恐懼感，使醫(yī)學信息更容易為公眾所接受。同時，與數(shù)字媒體相結(jié)合的醫(yī)學可視化為推動醫(yī)學知識普及和健康教育開辟了新的路徑，在滿足公眾健康需求和促進醫(yī)學研究轉(zhuǎn)化中起到了重要作用。

參考文獻：

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［4］ 段志光.醫(yī)學健康領域的人文范式轉(zhuǎn)變［J］.醫(yī)學與哲學，2023，44（11）：1-6.