数字人解剖示教系统建设方案
数字化人体解剖教学系统的构建_刘光久
局解手术学杂志 2007年第16卷第2期J R e g i o n a l A n a t＆O p e r a t i v e S u r g,2007,V o l.16,N o.2·教学研究·数字化人体解剖教学系统的构建C o n s t r u c t i o n o f t h e d i g i t a l h u m a n a n a t o m y t e a c h i n g s y s t e m刘光久,张绍祥,谭立文 (第三军医大学基础医学部解剖学教研室,重庆市计算医学研究所,重庆400038) [关键词]数字化人体;解剖学;教学 [中图分类号]R322 [文献标识码]B [文章编号]1672-5042(2007)02-0114-01 现有的解剖学知识和数据是经过将人体剖切开以后进行观察和测量得来的,最大的缺陷在于缺乏某个器官或结构在人体空间中的准确定位、三维测量数据和立体图像,而这恰恰是以计算机技术为支撑的现代临床诊断和治疗手段中最需要的,它是计算机辅助医学(C A M)的基础,是计算医学研究的首要工作。
因此,建立一部新的人体数字化解剖学是数字化时代到来的迫切要求,将为古老的人体解剖学科带来一次划时代性的革命[1]。
构建数字化人体解剖教学系统需要做如下几个方面的工作。
1 获取完整的人体断面数据虚拟人体模型通常由来自C T、M R I或冰冻组织切片的断面图像构建,C T、M R I获取的人体断面数据为灰度图像,而冰冻组织切片的断面为真彩色图像,能提供清晰的人体断面图像数据。
随着可视化人体研究的实施和进展,出现了越来越完整和精细的人体数据集。
中国可视人体(C h i n e s eV i s i b l eH u m a n, C V H)计划自2002年10月完成首例可视化人体数据集以来,到目前为止,我们已获得5例成人(3女,2男)的可视化数据集,其中的第3例男性数据集铣切间距为0.1m m,全身共计18 398个断面,数字化摄影分辨率为10989056(4064×2704)像素,每个断面图像文件大小为62.9M B,整个数据集数据量为1 157.23G B。
VR-Human+3D虚拟人体解剖教学系统
★4、存档加载模块:模块需要提供用户记录和读取当前虚拟人体状态的功能，让用户可随时保存和加载内容。
5、软件学习教程模块：模块需提供用户如何使用本软件的一些说明，并内置于运行程序之中。
6、系统设置模块：用户可以自行设置背景状态（白底、黑底、三维场景）。用户也可以自行调节软件交互音量大小。
（1）三维模型数据以正常人体CT/MRI扫描数据为主，辅以标本、切片、图片等数据；数据综合修正以避免个体差异，呈现标准解剖学概念意义的人体模型。
（2）模型真实，可以任意比率实现放大或缩小（非固定倍率），清晰成像。
（3）纹理贴图使用1024（px）*1024（px）精度制作标准。
★2、该产品必须具有结构认知、存档加载、教程帮助、系统设置四大模块，以满足系统解剖学教学和软件使用过程中的需求。
（2）模型真实，可以任意比率实现放大或理贴图使用1024（px）*1024（px）精度制作标准。
★2、该产品必须具有结构认知、存档加载、教程帮助、系统设置四大模块，以满足系统解剖学教学和软件使用过程中的需求。
3、系统解剖学模块:按照系统解剖学教材按照不同系统进行编排，能够满足医学院不同层次及不同专业的教学需求
广西民族大学民族学与社会学学院建设“VR-Human 3D虚拟人体解剖教学系统”的需求表
一、采购设备清单：
序号
货物名称
数量
品牌及厂家
规格型号
1
虚拟人体解剖系统（男性）
1套
上海曼恒数字技术股份有限公司
VR-Human
2
虚拟人体解剖系统（女性）
1套
上海曼恒数字技术股份有限公司
“数字人系统”在解剖学教学中的应用
主要 以 Ｐ 结合课本 ，Ｐ 以图片为主 ，并合 理运用人 体器 官模型教具 。另一班 级在传 统理论 课授 课模 式 的基 础上 ， 加入 “数字人 系统 ”进行 讲授 。 １．３ 观察指标 对两个班级 的课 堂学习氛 围进 行观察 ，并 采取 随堂测验 的方式对 两班学 生 的学习效果 进行 评价 ，同 时对学生在实验 课上 的表现 和实验 报告进 行评 价 ，其 中随 堂测试 ６０分 ，实验报告 ４０分 。
【关键词 】系统解 剖学 ；数字人系统 ；教学效果
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－５５１１．２０１８．０２．０４１
【中圈分类号】Ｇ６４２．０ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００４—５５１１（２０１８）０２－０２２０－０２
系统 解 剖 学 是 研 究 正 常 人 体 形 态 结 构 及 各 系 统 器 官 配 布关 系的学科 ，是－Ｉ＇ｑ形态学学科… 。同时 ，系统解剖学也 是一 门结 构繁 杂 、有着 大 量生僻 字 和新 名 词 的一 门学 科 。 作为医学院校的基础 课程 ，系统解 剖学 多被安 排在 大一新 生的必修课中 ，对 于毫无 医学背 景 的学 生来说 无疑 是具 有 一 定学习难度的。这就需要解剖 学教师更 多地 钻研有效 的 教 学 方 法 ，在 授 课 过 程 中 更 好 地 调 动 学 生 学 习 的积 极 性 和 主动性 。传统的系统解 剖学 课程常 以理论 课 为主 ，实验 课 为辅 的教学模式 ，而系统解剖学 作为一 门形态学课 程 ，主要 是对形态结构进行客观描述 ，即看 图说话 。因此 ，在 理论课 的讲授过程 中 ，传统教学法 多以 ＰＰＴ图片配合文字描述 ，并 结合模 型来展示各器官形态 。而实验课 则 以学生对 已制作 完成 的标本 的观察 为主 ，通过眼看 、手 触等方式来直 观认识 人体 各器 官形 态 ，加深对知识的掌握 。
手术示教系统解决方案
手术示教系统解决方案一、引言手术示教系统是一种基于先进技术的教育工具，旨在提供医学生和实习医生在手术操作过程中的实时指导和培训。
本文将介绍一种全面的手术示教系统解决方案，包括系统的设计原理、功能特点、技术要求以及实施步骤。
二、系统设计原理手术示教系统的设计原理基于虚拟现实技术和人工智能技术。
系统通过摹拟真实手术场景，将手术操作过程中的关键步骤、技巧和注意事项以图象、声音和文字的形式呈现给用户。
同时，系统还通过人工智能算法，对用户的操作进行实时分析和反馈，提供个性化的指导和建议。
三、功能特点1. 三维摹拟：系统能够生成逼真的三维手术场景，包括手术器械、人体解剖结构和环境背景。
用户可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器或者VR眼镜，身临其境界体验手术操作。
2. 实时指导：系统能够根据用户的操作动作和手术步骤，实时提供指导和建议。
通过分析用户的手术技巧和错误，系统可以识别出潜在的风险和改进的空间，并给出相应的提示和建议。
3. 个性化培训：系统可以根据用户的学习进度和需求，提供个性化的培训计划和内容。
用户可以选择不同的手术类型和难度级别，根据自己的实际情况进行训练和学习。
4. 数据分析：系统能够采集和分析用户的操作数据，包括手术时间、步骤准确度、操作速度等指标。
通过对数据的分析，系统可以评估用户的手术能力和进步情况，为后续的培训提供参考。
5. 知识库管理：系统可以建立和管理手术知识库，包括手术步骤、操作技巧、常见问题和解决方案等。
用户可以随时查阅和学习相关知识，提高手术操作的准确性和安全性。
四、技术要求1. 虚拟现实设备：系统需要支持常见的虚拟现实设备，如头戴式显示器、VR 眼镜等，以提供沉浸式的手术体验。
2. 视觉和声音技术：系统需要具备先进的图象处理和声音处理技术，以生成逼真的手术场景和提供清晰的指导声音。
3. 数据分析和机器学习：系统需要具备数据分析和机器学习的能力，以实时分析用户的操作数据并提供个性化的指导和建议。
医学数字解剖实训室建设论证报告
重庆医药高等专科学校医学数字解剖实训室建设论证报告一、必要性（一）扭转尸源紧张，实验效果不理想的局面原有传统解剖实验教学模式，因尸源紧张、学生人数较多，限制了师生之间的交流，教师难以通过解剖标本让学生观察清楚，学生也难以形成比较清晰的解剖结构认识。
然而数字人体解剖具有形象直观的优势，但缺乏真实感。
将两者系统的结合起来，虚实互补，各自发挥优势无疑是当今最为理想的解剖教学新模式。
（二）防止甲醛对人体的危害尸体存放使用的福尔马林液，其主要成分甲醛具有易挥发降解、聚合沉淀、存放效果差等缺点。
同时甲醛对人体的毒性和对环境的影响已成公认，对师生身体健康造成极大威胁。
因此建设基于人体数字人技术和断层解剖学技术的虚拟仿真实验教学势在必行。
二、可行性（一）缓解尸源不足、标本供应紧张的问题数字人解剖系统的三维结构由横断面中的解剖结构经过三维重建得来，位置、形态与真实人体数据一致，包括9 大系统，共5000 多个解剖结构的三维形态，按照系统解剖学或局部解剖学教材编订的树形目录展示人体各解剖结构，任意解剖结构可以自由组合，解剖结构可以任意角度旋转，便于转变视角、多方位观察，每个解剖结构都加注了文字说明和关键结构标注，同时操作界面设置了一些特殊功能，例如分离显示功能、透明化功能、染色功能、逐层剥离功能、随手画功能等。
实验教学过程，教师只需花少量的时间介绍操作方法，学生就可自主学习。
由于该系统使用的不是传统的尸体标本及模型，因而不受尸体来源和制作标本的限制。
（—）避免有毒有害物质接触人体解剖学实验教学使用的标本尤其是尸体必须使用高浓度的“福尔马林”进行防腐固定处理，而且经过处理的标本在使用过程仍然会散发强烈的刺激性气体，其对教师与学生的呼吸道和视觉器官会产生强烈刺激并有一定的长期损害效果。
医学数字解剖实训室配备了空气净化系统，并且使用数字人解剖系统，可以通过信息化手段进行学习和研究，也不必担心会受到强烈刺激性物质的损害，这一点是传统的实验教学模式无法比拟的。
三甲医院智能化数字手术示教系统设计方案
三甲医院智能化数字手术示教系统设计方案1.1系统概述随着信息化进程的发展，社会方方面面的进步及需求，医疗对各种影像及视频方面技术的需求越来越高，应用范围也越来越广。
单说手术视频方面，医疗界需要对手术中的视频资料进行采集保存，以对其进行后期分析、术后治疗、教学观摩、案例研究等多方面的应用。
现也有众多医院各自采用多种方式的存储方式，由于没有行成标准化，没有专业的设计实施，使后期的应用方面受到很大的限制，存在技术落后、兼容性差、清晰度低、可操作性弱等众多问题。
科学技术的进步，尤其是计算机技术和网络技术的飞速发展，为社会的进步发展提供了一个统一的、分布广泛的数字化网络系统。
同时也促进了基于网络各种各样的应用。
百兆到桌面（其至是千兆）的G时代的到来，无线网络及应用相应而生，飞速发展，技术日臻成熟促使了又一次生产力的革命，迎来了一个全新的网络时代。
二十一世纪的我们身处一个信息共享、高速传播的信息海洋里，它就如浩瀚的宇宙，无边无际。
人们需要也愿意把新的信息以最快最广的方式传播。
经济的发展，医疗的进步，改变了传统的医疗方式，在不知不觉中进行了一次手术革命；需要把医术经验以最快的方式，最广的范围传递增给每一个从医者或将来从医者，让他们在别人的经验基础上成长，站在一个新高度。
需要我们想尽一切办法，利用最新的技术、最好的方法、最快的速度、最广的受体、最经济的手段来提供解决方案，满足信息共享的需求。
1.2系统特点广播级数字高清画质：世界上率先采用广播级数字高清设备作为该系统基础构建，基于网络传输，清晰度和色彩还原度是传统方式的几十倍，画质细腻、图像色彩还原度高。
解决无影灯强光下图像失真现象：无影灯强光导致术野摄像机图像失真是困扰使用者（医院）已久的难题，我们使用术野摄像机专业控制系统有效解决了无影灯光太亮带来的图像失真问题。
多设备信号的高度集成：可以采集手术室内除术野摄像机和全景摄像机之外的医疗设备（腹腔镜、显微镜、腹腔镜、窥镜、监护仪、麻醉机等）的图像。
数字化技术在人体解剖学教学中的应用
数字化技术在人体解剖学教学中的应用随着科技进步和社会发展，我国各个领域都取得了不小成就，尤其是数字化技术的出现，为各行各业提供了极大的便利。
人体解剖学中应用这种新兴技术后，教学效果得到了质的飞跃，深受广大师生的欢迎和青睐。
本文主要围绕数字化技术虚拟人体技术的定义及在教学中的优点展开分析，并提供具体教学策略。
标签：数字化技术；人体解剖学；教学一、数字化虚拟人体技术的定义及在教学中的优点分析（一）数字化虚拟人体技术的定义所谓数字化虚拟人体技术，具体是指运用电脑和图片处置技术等模拟建设一种三维形式化的虚拟空间人体构造图，简而言之就是在电脑上展现一个类似真人的虚拟躯体，且依据人体的实际性能来策划有关的电脑思维指令符号布置在这个虚拟躯体中，之后再使用实际和虚拟手段的互相结合来调节其不同状态和反映。
高端的虚拟人体技术还能效仿人的真实声音、面部表情、肢体行为等。
（二）此技术在人体解剖学教学中的优点此技术为学生供应了健全、持续和细致的人体二维解剖画面，而且还能建设出虚拟人体解剖图像以及三维可观性立体画面，学生便可以从不同视角及层面来认真洞察躯体的构造，而且还能对侧重洞察的构造部分实施旋转、放大、移动等，为学生深入学习奠定了坚实基础。
与此同时，学生在去探究实实在在的人体前，率先使用数字化人体技术来理解躯体的基础构造，能有效激发其学习积极性和主动性。
此外，因为尸体标本的匮乏和无法循环使用的缺点，为人体解剖学造成了一定的局限性，然而运用这种技术却能补充贫瘠的教学资源，降低资金投入，提高资源利用率。
所以，数字化技术在人体解剖学中有着不容小觑的重要意义。
二、数字化技术在人体解剖学教学中的实际运用综合过去传统教学来讲，其通常是利用平面静态图纸画像进行解剖学教学的，另外还搭配一些模型，但是现阶段教学尸体具备资源稀缺的情况，实操效果远远达不到理想标准。
并且尸体标本基本是历经处置过的，处置利用的甲醛内涵致癌因子，对人的身体健康造成威胁。
虚拟数字人系统在解剖学实验教学中的应用
数字人系统在解剖学实验教学中的背景随着信息化技术的迅猛发展，三维立体数字人技术被越来越多的医学院校所采用。
近年来，利用虚拟数字人技术进行解剖学实验教学已成为一种方向，它为学习者创造了一种图像逼真、三维立体、可重复操作的学习环境，为解剖学实验教学带来了一种全新的教学模式。
宝鸡职业技术学院医学院于2018年9月建成3D 数码解剖实验室，实验室内有数字人系统教师端1台、数字人系统学生端6台、高清录播解剖互动系统、平衡臂式无影灯、全自动空气净化系统、活动式解剖台等组成。
数字人系统是将大量真实人体断面数据信息在计算机里整合重建成人体三维立体结构图像，是医学与信息技术计算机技术相结合的成果。
数字人系统内容设置紧贴教学大纲，操作简单易用。
系统内包括有系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学、解剖学微课、自主学习5大模块，共建有5000多个人体三维图形，300多个解剖学微课视频和自主学习平台。
数字人解剖实验室的建立在照顾传统解剖学教学的同时，又突出了数字人系统在教学中的优势，虚实对照、相互结合，从而达到了理想的教学效果。
为验证数字人的教学效果，笔者选取该院护理专业学生使用数字人系统学习，分析新技术在教学中的优势与不足，以供各位老师参考指正。
1.对象与方法（1）对象。
选取该院2018级护理专业2个班级学生为研究对象，每班55人，由一名授课老师分别对2个班级讲课，两班均为女生，两班学生无统计学差异，具有可比性。
（2）方法。
2个班级在第一学期进行人体解剖学实验教学，教材选用人体解剖学与组织胚胎学，由人民卫生出版社出版。
其中一个班进行传统教学模式，即老师先进行人体解剖标本示教讲解，讲解结束后开始观察标本学习，结合实验目标、写出实验报告。
另外一个班在原有实验教学基础上增加数字人解剖系统讲解。
（3）观察指标。
对比2个班级的课堂学习兴趣进行观察，采取课堂上实验标本测试的方式对2个班级学生的学习效果进行评比，同时对2个班级学生的实验报告进行评比。
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数字人解剖示教系统建设方案
方案介绍
系统采用现代信息技术将满足于系统解剖学、局部解剖学和断层解剖学教学的人体标本、挂图、模型和图像等进行数字化处理，实现教师授课、学生自学和课程考试的数字化和个性化。
通过“数字人解剖示教系统”，教师可通过触控讲台操作专业的数字人解剖教学软件，学生通过佩戴3D眼镜，即可观看立体人体解剖结构，在开放、自主、交互的虚拟环境中可以进行高效、安全、经济的示教过程。
ECVT数字人解剖触控示教系统
55寸电容屏10点触控示教讲台，保证在讲台上放置物品时不会造成干扰；内置数字人解剖系统专业版，教师在授课过程中可以形象直观的讲解人体三维结构,随意圈画和标注，也可以进行课件、图片及视频放映，全触控操作，同时兼容键盘鼠标操作模式。
ECDH-Ana 55 数字人解剖系统学生端
内置数字人解剖系统专业版，解剖实验课和先进的数字虚拟人体技术相结合，学生在学习过程中，可进行对人体结构进行虚拟与真实的对照，快速精准的掌握相关知识，并在课前或课后预习复习。
为方便课堂及课后使用，设置了系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学等内容，并有丰富的解剖教学视频和课件供师生使用。
ECDH-Ana SER 数字人解剖系统服务器端
数字人解剖系统安装于校园网服务器，供全
校师生，通过用户名密码登陆。
软件采用按
需下载模式，不存在网络带宽限制问题，并
且最大限度提高运行速度，最大可能支持用
户同时登陆。
ECDH-Ana PC 数字人解剖系统PC端
PC端安装于虚拟解剖实验室，学生
利用微课和自主学习功能，进行系
统化的自主学习，也可利用强大的
软件功能，立体观察解剖结构，通
过与实体解剖的对照，形成一个清
晰全面的认知，是完善基础医学院
虚拟仿真实验中心的最佳选择。