PACS及3D body软件在医学影像解剖教学中的应用探讨

PACS及3D body软件在医学影像解剖教学中的应用探讨

阳腾飞（第一作者）胡芳 李林 李庆（通讯作者）

湘南学院，湖南郴州省郴州市北湖区人民路湘南学院北湖校区 邮编423000

摘要：医学影像PACS(picture archiving and communication system）与3D body软件丰富和发展了医学影像解剖学的授课模式。PACS可连续观察横断面解剖器官的变化，同时可以通过多平面重建进行任意角度观察二维断面图像，而且三维后处理非常方便地实现立体可视化，提高了学生立体解剖思维，很好地帮助学生构建各种解剖结构的空间比邻关系。3D body软件打破了学生在学习时间和空间上的局限性，虚拟交互、标注提示等强大功能简化了学习思路。两者结合应用突破了传统影像解剖教学的局限性，极大地方便了老师的教学，并且取得了良好地教学效果。相信未来的信息化教学及各种解剖学软件是简化医学影像解剖学教学的有利工具。

关键词：解剖学；PACS；3Dbody 软件

《医学影像解剖学》是医学影像诊断学与断层解剖学之间的交叉科目，它是医学影像学专业学生的一门专业必修课程。通过该课程的学习，旨在培养学生掌握正常的影像解剖知识，为更好地学习《医学影像诊断学》打下坚实的基础。

医学影像解剖学教学主要包括理论和实验教学两部分。传统理论教学模式中，教师以讲解解剖学教材的基本知识为主，通过结合断层解剖学实体标本图片和具有代表性影像断层图片来学习组织结构的断面特征。但传统断层影像学教学学时有限且学习内容多，学生记忆只是局限于单一层面的图片，学生不能充分理解组织器官在不同层面的变化规律[1]。另外各大医学院校可提供的解剖尸体资源匮乏，解剖实验室对学生开放时间有限，只能在教学中借用图谱来加强记忆[2]。单纯传统理论教学方式缺乏有效的教学手段，仅通过枯燥抽象的方式进行讲解，使学生无法在脑海中建立生动的二维或三维影像结构。

实验教学是学好医学影像解剖学的重要环节。影像学专业解剖实训课程也是高等医学院校教育改革关注的重点。传统实体影像胶片教学中，虽然实体胶片能够巩固学习记忆人体影像解剖结构，加深对于理论知识的掌握，但是依然有着诸多不足，譬如胶片容易老化、学习时间和地点受限且结构较小难以让学生看清等[3]。有的教学单位还通过Photoshop软件来建立“电子影像胶片库”，虽然在一定程度改善了教学环境，提高教学质量[3]，但其依然存在着学生只能看图记忆，不能进行人机交互操作的局限性。

随着计算机技术的飞速发展，给学生提供了新的学习环境和学习模式，如利用PACS、3D body教学等。如何充分利用现代的教学条件及教学手段来增强学生的学习积极性和提高学习效率成为了需要关注的重点问题。本文旨在探讨《医学影像解剖学》的信息化教学方法的应用现状，为今后更好地实现《医学影像解剖学》的教学改革和完善教学模式提供参考依据。                                                               一、PACS在解剖教学中的应用

影像存储及传输系统（PACS）放射科发展最为重要的技术之一。从PACS出现到发展至今为医学影像资料存储和远程共享提供了极大的便利。同时各种大型先进的医疗设备（如CT、MRI）不断发展革新，其强大的后处理功能，为放射科医生更精准的诊断疾病提供了帮助，这也为更好地学习医学影像解剖学提供了渠道。高清的影像图片是医学影像解剖教学中的灵魂，如果没有足够的影像资料，理论学得再好也达不到满意的教学效果。

PACS在核医学的理论教学、医学影像学专业实习教学及住院医师规范化培训中都有着良好的教学效果[4, 5]。而在解剖学的应用中，PACS克服了常规影像解剖学教学中因教学资料数量及质量的限制和脱离临床环境的不足，学生在学习正常解剖后还可以通过病例来巩固学习内容，增加学习的乐趣，达到知识和技能提高的双重目的[6]。螺旋CT扫描的数据为容积数据，传送到PACS可进行多种后处理。如二维薄层重建，可以充分地观察细微结构。而医学影像的三维图像能更直观地呈现出器官的立体结构特点，有助于培养学生创造性思维[7, 8]。学生自己动手进行二三维图像重建的过程中，可以从任意层面或者角度去观察组织结构，立体化的视角效果及连续动态的图片更有助于理解断层结构[9, 10]。尤其三维的融合成像技术，通过设定不同阈值给不同器官染色，使得人体器官的层次一目了然，学生的积极性和注意力得到了有效地提高。

目前各大医院基本上都具备了PACS，但是存在的问题就是出于权限和保护病人的隐私。医学院校内部实验室的实践课上，学生一般不能直接使用医院的PACS进行阅片。而实验室安装本地PACS也面临着购买成本过高的问题，因此医学院校内部开通PACS的使用权限虽然会给老师教学和学生学习带来极大的便利，但是仍然需要一定的时间才能实现。我校的实验室安装了本地的阅片软件，该软件也具备了PACS阅片的大部分常用功能。通过从医院PACS下载教学需要的图片资料，导入本地图片浏览库来实现类似PACS的操作。这样提高了教学效果，而且与今后影像诊断阅片模式直接接轨。

二、3D软件在教学中的应用

智能手机的发展降低了学习成本，打破了空间限制。同时各种各样解剖学APP的出现也为影像解剖教学以及学生自学提供了新的途径。国内外数10所大学现已经建立虚拟教学解剖实验室，将先进的虚拟可视化人体解剖学软件应用于教学，可以人机互动[1]。

3D body软件是学生中日常应用非常多的一款解剖学软件。3D body软件优点在于携带方便、可视化强、操作简便、方便自学[11]。在人体解剖学的教学中，学生通过自主操作，增加了教学的多样性和趣味性[12, 13]。学生在学习过程中最大的困难就是对于组织器无法在脑海中构建空间比邻关系，而3Dbody软件在效地弥补空间想象力和发散思维的不足，将学生遇到的重难点“化难为简”[14]。在课前或课后，学生通过3D body软件也可以随时随地自主学习，在脑海中构建不同器官的立体结构，这对于断层解剖的学习有着至关重要的作用。

而且现在3D body软件实现了系统解剖、断层解剖学和影像断层的综合。通过虚拟人和切片的联动机制，学生可以通过滑动虚拟切刀查看任意位置的断层切片。每张切片可以任意放大缩小，通过画笔功能圈画和标注。每张切片内的解剖结构用色块做了标注，可以拖动虚拟手，选中结构会以色块高亮显示，并出现相应结构名称。学生还可以通过去色功能将彩色切片变为黑白的医学影像图片，并且还可以把影像图片与断层标本图进行融合叠加，这样更有利于对应位置的结构辨认。

三、未来影像解剖学教学模式探讨

（一）课堂教学、标本模具与线上教学相融合

传统的课堂教学依然是憨实基础知识的根本。现在仿真断层解剖标本能够逼真的呈现出人体内部结构的特点。上课可以通过断层标本模具实现整体观到断层结构变化思维的养成。并且对学生开放远程影像平台，学生通过电脑端翻阅医院的影像资料，老师可以采取线上教学来更好地传授知识。同时结合病例来对比正常解剖结构，这样更能强化学生对于正常解剖结构的认知。

（二）多模态的解剖结构与功能相结合教学

现代医学影像设备发展日新月异，检查方法愈加多样化和先进化，不仅有DR成像、螺旋CT及高场强MRI，还出现了大型融合设备PET/CT和PET/MR。影像设备不但可以反应出解剖结构，而且还能体现组织器官的功能变化。例如：脑功能神经定位影像，极大地扩展了人类对于脑结构的认知。对于更好地了解脑功能结构，为影像学子以后进行脑功能科学研究打下坚实基础。这就需要在今后影像解剖学教学过程中，要紧密结合现代医学影像技术的发展趋势，不仅需要学生们掌握基本的解剖形态，还要熟悉前沿的功能结构信息，培养具有扎实解剖理论基础和具有一定科研思维的影像学子。

未来影像解剖学教学中，充分利用信息化教学手段（如：PACS）来进行理论和实践教学是主要的趋势。同时学生需要在课堂内外利用直观的APP（如：3D body等）软件来辅助自主学习。这样才能极大提高解剖学习的效率。

参考文献

[1]龚晓虹, 徐霖, 陈平有等. 数字可视化人体与医学影像PACS系统在断层影像解剖教学中的应用. 西北医学教育. 2013. 21(05): 1025-1027.

[2]韩锋. 3D解剖图像和影像学三维图像在解剖教学中的应用. 影像研究与医学应用. 2018. 2(08): 65-66.

[3]朱合伟. “电子影像胶片库”在影像解剖学实验教学中的应用. 西部素质教育. 2019. 5(15): 187+189.

[4]向阳, 宋丽萍, 张欣, 周陆, 赵娜, 荆玉东. 医学影像计算机存档与传输系统结合案例教学模式应用于核医学理论教学. 中国继续医学教育. 2021. 13(18): 30-34.

[5]陈德华, 李坚, 刘颖, 吴吟晨, 曹代荣. 基于PACS系统的CBL教学法在医学影像实习教学中的应用研究. 中国继续医学教育. 2023. 15(04): 33-36.

[6]宁厚法, 张凤莲, 龙金凤, 董鹏. PACS-RIS系统在《人体断面与影像解剖学》教学中的应用研究. 中国医学教育技术. 2019. 33(02): 253-255.

[7]张小花. 3D解剖图像模拟数字人在局部解剖教学中的应用价值. 世界最新医学信息文摘. 2019. 19(61): 360+363.

[8]张争辉. 3D解剖图像和影像学三维图像在解剖教学应用分析. 中国农村卫生. 2019. 11(10): 44-45.

[9]周运锋, 董立军, 王敏红, 杨晨, 赵宇, 袁权. 基于PACS的实时三维及多平面重组在人体断面与影像解剖学教学中的应用. 中国高等医学教育. 2018. (04): 99-100.

[10]樊晓雪, 刘兆玉. 基于PACS的三维重建在人体形态学课间实习教学中的应用. 卫生职业教育. 2020. 38(09): 98-100.

[11]马娟娟, 王旭. 3DBody软件在人体解剖学课程中的应用探讨. 科技视界. 2022. (22): 22-24.

[12]王彤彤, 丁刚, 李艳艳, 刘丙进. 基于3Dbody软件的BOPPPS教学模式在护理专业人体解剖学教学中的应用研究. 卫生职业教育. 2022. 40(19): 73-75.

[13]张志军, 高继霞. 雨课堂联合3Dbody软件在“人体解剖学”教学中的应用. 当代教育实践与教学研究. 2020. (14): 38-39+43.

[14]陈倩倩. 3Dbody解剖软件改进解剖学课程教学的三阶设计. 卫生职业教育. 2022. 40(05): 69-71.

第一作者：阳腾飞，男，临床医学硕士，主治医师。研究方向：医学影像教育，脑共振功能成像。联系方式:18277130069，邮箱：931791416@qq.com

通讯作者：李庆，男，教授/主任医师。研究方向：医学影像教育,肿瘤影像研究。

基金：

校级教改课题：PACS 结合医学影像设备后处理工作站应用于《医学影像

解剖学》的教学模式研究 湘南学院校发〔2022〕35号55

省级教改课题：2021年湖南省普通高等学校教学改革研究项目（HNJG-2021-0977）基于医教协同构建“垂直型”医学影像治疗型人才培养模式 湘教通〔2021〕189号