胡 炜

（陕西省人民医院，陕西 西安 710000）

颅脑手术及解剖结构是神经外科教学的重要内容，熟练掌握颅脑解剖结构及功能是进入临床工作的重要基础。颅脑结构相比于其他组织结构要更加复杂，各区域的间隙狭小，联系密切，尤其是神经传导束、功能区，依靠传统的大体解剖以及图片视频教学很难完全掌握，导致医学生无法对颅脑解剖结构形成完整的知识网络，对于各结构之间的作用与关系的认识存在偏差，对各种知识的理解也仅限于教师们的解说，没有形成客观的认识。随着各种新型教学技术在现代医学教育中的推广使用，尤其是各种信息技术，为颅脑手术与局部解剖结构教学的开展提供了有效支持[1]。因此，需要充分利用新的技术，构建完善的教学模式，是目前医学教育需要积极探索的新的道路。

一、影像技术在颅脑手术与局部解剖教学中的应用

目前核磁共振技术的应用在颅脑疾病诊断与治疗中起到了重要的作用，颅脑MRI图像可以提供大量的信息数据，且不同于过往的CT技术，其可以直接进行横断面、矢状面、冠状面等切面的体层图像，从而对大脑解剖结构进行扫描，从三维空间上了解颅脑的解剖结构。同时，功能磁共振成像可以通过刺激大脑皮层功能，从而定位大脑的功能区，具备功能、影像与解剖三要素，是颅脑手术方案制定的重要依据[2]。功能磁共振成像的优势在于：第一，可以了解脑功能活动范围和区域，从而进行空间定位，并且可以与脑电图、脑磁图资料联合应用，观察大脑的活动过程；第二，其可以更好地让学生认识大脑结构与功能活动，从而提高神经生物学知识的认识；第三，可以进行多切面的观察。因此，该方法在颅脑手术与局部解剖教学中具有较好的应用价值。弥散张量成像是磁共振成像的一种新方法，其可以观察脑白质的白质纤维与白质束，可以提供相应的教学素材。

影像技术在辅助颅脑手术与局部解剖教学中具有较好的应用效果，其教学难点在于无法直观地观察到解剖结构之间的关系，而断层解剖图像可以解决这一问题。由于颅脑解剖结构学习需要遵循“整体—断层—整体”的原则，颅脑局部解剖知识是学好颅脑手术的重要基础，在观看断面图片时，不能孤立地理解断层结构，而是需要使用整体思维来观察断面图像，强调断层与整体的联动性。在传统的教学过程中多使用各种图片、视频进行讲解，学习比较枯燥乏味，并且容易与临床工作相脱节[3]。随着影像技术在颅脑手术与局部解剖教学中的推广应用，尤其是MRI图像可以从不同方向清除展示颅脑结构，从而与断层解剖图相联系，帮助学生理论联系实践。在实际教学过程中，可以利用实体样本、断层样本、MRI图片以及多媒体设备，从理论到实际的过渡，指导学生如何观察颅脑MRI图像。这样一来不但能够有效解决传统教学方法枯燥无味的缺陷，还可以调动学生的积极性，突破传统教学方法中局部解剖与临床实际情况相脱节的问题。例如，可以使用功能磁共振成像图像来辅助教学，首先介绍各个功能区的相关知识，并指导学生将功能图像与三维结构图像重叠，从而更好地观察脑活动的解剖位置，将理论知识与解剖图像相结合，从而加深对功能区的理解。

二、三维重建技术在颅脑手术与局部解剖教学中的应用

随着图像处理技术的快速发展，数字技术成为医学教学改革的重要方向，需要充分利用新技术来推动传统教学模式的改革，从而提高教学效率。颅脑解剖学是研究颅脑形态结构的重要课程，学生对于本课程的熟练掌握，也为后续其他课程的学习建立良好的基础。在目前的医学教学中，颅脑手术与局部解剖教学仍旧采用了传统教学模式，如何提高教学质量成为教师迫切需要解决的重要问题。

三维重建技术主要是通过对人体组织的三维建模，从而获取相应的图像资料。颅脑解剖学教学与其他课程不同，更加重视学生的实践操作能力，并且在教学过程中往往有许多不容易讲解的地方，因此需要充分利用三维重建技术，形成符合实际需求的教学模式[4]。目前医学教学中采取的人体三维重建方法主要采取几何建模、三维坐标仪建模、组织切片建模、医学图像建模、DICOM直接建模等方法，目前很多医学院多采用CT、MRI采集的原始资料并利用重建软件进行人体结构建模，由于采取数据为真实的人体数据，因此建模也更加真实，可以自由旋转和分割模型，从而帮助教师更好地对颅脑空间结构以及毗邻关系进行讲解；并且还可以利用手术模拟平台，有助于学生进行模拟练习，从而节省教学成本，又方便教师的讲解和学生的练习，在颅脑手术与局部解剖教学中具有较好的应用效果。

为了激发学生对于学习的积极性，可以展示颅脑解剖结构的图片，并让学生对于颅脑解剖结构有整体的认识，然后展示颅脑3D模型，导出本节课的主题。教师要根据教案，介绍颅脑解剖结构的关联以及连接方式，并且让学生自主查看3D模型，对相关知识信息总结归纳，然后将模型进行旋转、分解、重组，详细讲解各种容易混淆的重点、难点。教师可以展示颅脑手术的操作过程，并且让学生利用手术模拟平台进行练习，从而深化课堂讲解知识。课后学生也可以通过校园网访问数据库，查找颅脑结构相关资料和模型，展开自主学习和练习，巩固学习知识。通过创新教学方法，让学生在学习新的知识的同时，锻炼其动手能力，从而提高教学效果，且新的教学方法也可以提高备课速度，便于教师将更多的精力放在观察学生的学习状况中，从而及时进行指导，加强师生互动[5]。利用三维重建模型辅助颅脑手术与局部解剖教学，可以帮助学生更快地掌握手术及解剖知识，且思维逻辑更强，可以提高学生的学习效率。但是在实际应用中，教师需要重视教学内容的选择，争取在有限的科室内高质量完成教学任务。

三、虚拟现实技术在颅脑手术与局部解剖教学中的应用

随着现代医学教育的快速发展，解剖学作为医学教学的基础课程，面临着教学标本资源匮乏的窘境。在过去数十年的发展中，大体标本和解剖图谱成为解剖教学的重要基础，但是人体器官是三维结构，仅依靠标本和图谱展开解剖教学是不够的，其中最大的问题在于对于解剖结构的精准定位。颅脑组织结构复杂，具有较大的教学难度，并且颅脑手术对于主刀医生的空间立体感有着较高的要求，这就需要我们不断创新医学教学模式，创造真实的操作环境，给学生提供良好的练习机会，并提高教学的有效性。虚拟现实技术是基于三维重建技术提出的一种新型技术，利用三维重建图像可以清晰地展示解剖结构与病灶位置，确定毗邻关系，并为学生提供虚拟的操作空间，只需要穿戴VR设备，就可以完成解剖过程。在医学教育中的应用可以提高教学质量，有助于学生熟悉手术流程与操作要点。

目前虚拟现实技术已经在医学教育得到了推广应用，包括虚拟内镜手术、仿真手术、神经外科手术技巧训练等方面，其在颅脑手术与局部解剖教学中的应用，可以模拟脑室造瘘术的操作环境，从而帮助学生了解颅脑复杂的解剖关系，从而掌握临床思维。同时，在高交互性的模拟环境中，复习各种解剖知识与手术技巧，有助于提高教学效率。随着现代医疗改革的不断深入，对于医学生来说，是机遇与挑战并存的时代，各种新型技术的涌现，使得神经外科手术已经不再有禁区，但是这也对医生的专业技术提出了更高的要求，需要根据患者的实际情况制定个性化且创伤小的手术方案。颅脑手术由于其解剖结构复杂，加上病灶较深，术野狭小，加上各种重要血管神经分布密集，若操作不慎就会引起严重的医疗事故。而虚拟现实技术的应用，可以为颅脑手术与局部解剖教学提供较好的辅助作用。

颅脑解剖结构是神经外科教学的重点难点，单纯的图像、视频很难让学生从时间、空间方面来理解相关知识。借助虚拟现实技术，可以通过模拟真实环境，从而让学生更好地掌握颅脑解剖结构层次以及毗邻关系。在实际工作中，颅脑疾病的出现会导致颅脑组织的解剖结构发生改变，尤其是颅内肿瘤、脑出血、颅脑外伤等因素的干扰，很难从正常的解剖结构来推测手术方案。因此，可以利用三维重建图像和虚拟现实技术，进一步确定肿瘤定位、形态和范围，了解肿瘤与血管以及毗邻组织的关系，帮助学生更好地理解患者的症状与体征，从而提高学生的学习积极性。

头颅CTA可以为虚拟现实技术提供相应的参数，包括肿瘤位置、累及范围以及重要神经血管的关系，根据这些资料，可以让学生进行判断，并根据患者的实际情况指导患者进行下一步的检查，从而提高学生的鉴别诊断能力，并且还可以为手术做好准备，预测手术中可能发生的风险，提高学生的应急处理能力。颅脑手术涉及颅骨、脑组织、血管、神经等复杂解剖结构，仅仅依靠解剖标本和二维图像无法清楚掌握手术要点和相关知识，很难对其有全面的理解与认识，不利于学生形成完善的手术思路。因此，需要充分利用虚拟现实技术，根据虚拟现实影像观察肿瘤大小、位置、累及范围等信息，比较各种手术入路的术野以及损伤情况，模拟从开颅到手术结束的整个过程，从而个性化设计手术方案，选择最佳的手术入路、切除范围，对颅脑正常解剖结构以及病理变化造成空间关系改变有更好的理解。通过在虚拟平台中的反复练习，可以进一步熟练手术流程，提高教学效率。

颅脑手术操作精细，并且很难提供实际练习的机会，因此可以通过虚拟现实技术进行手术练习，可以培养学生的操作能力。从临床实际情况来看，要培养一名优秀的外科医生，往往需要花费大量的时间精力，虚拟现实技术可以模拟真实的手术环境，并且在虚拟的人体结构上进行实践练习，有助于提高教学效率，加强学生理论与时间的联系。

四、颅脑手术与局部解剖教学改革的效果

1.提高学生的积极性

上述技术在颅脑手术与局部解剖教学中的应用，一方面，可以生动形象地展示解剖结构以及功能关系，从而让教学更加灵活，有助于学生理解颅脑解剖知识；另一方面，也可以开阔学生的视野，提高对于临床工作的兴趣。在传统教学的基础上引入新的教学方法，可以提高学生的学习积极性，提高课程教学效率，并促进教学模式的改革。应用医学影像资料、三维重建图像和虚拟手术室，可以简化教师的表述，加深学生的理解，增加教学的模式，充分发挥学生的主观能动性，并且也方便教师对学生学习状况的评估与指导，同时还可以展开因材施教，提高教学效果。

2.理论联系实际

在医学教育中，由于医学生未来需要面对的是临床实践教学，因此需要充分培养其临床思维，从而更好地适应临床工作。在讲解颅脑手术与局部解剖知识时，需要根据教材内容寻找多角度、多层面的影像资料，并结合PBL教学法、CBL教学方法等方法，提高学生对于颅脑知识的整体认识，有助于培养其临床分析能力。各种新技术的应用，可以提高教学的趣味性，尤其是虚拟现实技术，可以调动学生的多个感官，激发其学习兴趣，通过亲身实践，让学生参与手术过程，引导学生主动学习颅脑手术及解剖结构相关知识，不但可以提高学生的积极性，也可以丰富其基础知识，并且在教学过程中可以使用真实的影像资料，从而做到理论与实践相结合。

3.培养临床理念

完整的解剖结构是确保功能正常的重要前提，尤其是医学生需要更深刻地认识到这一知识点。因此，对于颅脑疾病患者，尤其是病灶位于功能区的患者，在手术过程中一定要注意保护正常脑组织，从而避免术后神经功能缺失情况的发生。随着医疗改革的不断深入，仅关注患者的临床疗效是不够的，还需要关注患者的生活质量，因此在教学过程中需要关注医学生以人为本临床理念的培养，从而更好地适应临床工作的要求。从颅脑解剖知识的学习，到临床理念的培养，是衡量一名医学生能否在未来成为一名优秀医生的重要标准。

结语

医学影像技术、三维重建技术、虚拟现实技术等新型技术，在颅脑手术与局部解剖教学中具有较好的应用效果，有助于学生掌握颅脑解剖结构知识，并提供虚拟练习平台，可以让学生产生身临其境的感受，从而激发其学习兴趣，构建完善的知识框架，提高教学质量。因此，各大医学院需要加速教学改革，引入先进的技术方法，从而提高人才培养质量。