川北医学院人体解剖教研室 陈 莉 邓世山 蔡昌平
[摘 要]将影像医学数据处理后得到的三维立体图像结合真实病案应用到心血管系统教学，有助于理解所学的知识、提高课堂效率、提高记忆能力、提高综合分析能力、培养分析和解决问题的能力、拓宽知识面及激发学习兴趣等。这种教学法为教学和临床提供形象而真实的图像，提高了教学效率和教学质量。
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关键词 ]影像后处理技术；三维血管；心血管系统；教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1671-0568(2014)35-0068-01
心血管系统解剖结构名词多，内容繁琐，血管的分支及属支众多。在教学中，教师常使用教学图谱，这些图谱和活体的结构位置、形态及走行均有明显的差别。近年来，由于医学影像技术的发展，数字减影技术在影像医学中的广泛应用，可去除颅骨的干扰，清楚显示血管的走行。因此，结合影像医学和计算机科学的最新成果，运用信息技术建立三维的、可视的、可调控的、虚拟的数字化人体血管各个层次的计算机模型，实现了由二维变三维、由平面变立体、由静态变动态的解剖模式，为解剖学教学提供形象生动的三维立体模型。
一、人体各个部位的3D血管的选择与重建
构建活体血管3D可视化图谱的关键之一是在计算机软件和硬件的支持下必须有构建三维重建的活体各个部位血管数据。我们选择所有的血管数据均是重庆医科大学附属第一医院放射科的真实病例数据。将这些数据传至ADW4.4工作站进行图像后处理，先进行常规CTA处理，然后行容积CT数据减影(VCTDSA)后处理。常规CTA:用重建后的增强图像进行3DVR血管重建。VCTDSA:利用Add/Sub软件用重建后增强图像的数据逐层减去平扫图像的数据， 得到一组只剩下强化血管图像的数据， 此时获得的是减影CTA．然后用减影后的数据进行血管重建，先行3D MIP重建在左右侧位及后位上剪除需观测血管外的结构，后用3D VR显示。根据上述数据，可以得到各个部位的血管图像，比如心脏、颅内血管、颈部血管、胸部血管、腹部血管、上肢血管、下肢血管、肝脏血管、盆腔血管等。在显示胸部的动脉时，胸主动脉的脏支较细小，不易观察，为了让学生能在活体观察清楚支气管动脉，我们选用的病例数据为有肺部病变者，清楚地显示病变与支气管动脉及支气管的关系。
人体除了正常的血管起始、走行以外，还有一些变异的情况。在进行血管的重建过程中，我们还发现大量的血管变异，因此将各个部位血管变异的情况也总结整理出来，以便教学过程中能呈现给学生。例如，脑血管中变异较多的是Willis环的组成，可以将几种变异情况一一罗列出来。
二、血管3D可视化图像及病案在心血管系统课堂教学的应用
利用计算机辅助教学结合影像医学后处理的图像，是我国面向21世纪高等教育改革的一项重要模式，它对推动和培养具有独立思维和创新精神的高素质人才起着重要作用，同时可以明显提高教学质量。
活体影像数据重建的全身各个系统的血管，为心血管系统解剖学的学习和研究提供了一种新的模式。在显示三维立体血管（VR图像、NnP图像及MPR图像）时，同时呈现横断面图像，这样学生可以观察到血管的供应范围及血管周围的毗邻情况。同时，我们应用动画技术进行血管管腔或心室间漫游，模拟心脏运动及血流流动，并模拟介入导管在静脉内的虚拟内窥镜漫游路径，观察血管腔内三维空间结构及其毗邻关系。
三、影像医学后处理的图像在解剖学的应用前景
人体解剖学，是一门重要的基础课程，是研究正常人体形态和构造的学科，其任务是揭示人体各系统和器官的形态和结构特征，各器官、结构间的毗邻和联属关系，为进一步学习后续的医学基础课程和临床医学课程奠定基础，是一门实践性很强的学科。但随着社会的不断发展，因医学生的人数众多，同时实验标本来源十分匮乏，库存量又不断减少，导致越来越少的实物标本让学生亲自动手解剖和观察。现实验标本损坏十分严重，特别是血管标本更容易损坏，实验标本的数量和质量都难以跟上去，从而严重影响了教学效果和教学质量。如何利用现代信息技术解决心血管系统教学中的这些问题，从而提高教学质量，成为当前解剖学教学手段变革的重要问题。
应用影像的数据进行后处理构建三维血管图像，解决了目前解剖学教学中标本紧缺以及标本不可重复使用等缺陷。得到的血管三维可视化图像的应用和发展将对传统解剖学教学手段和教学方法产生深刻的影响，有利于提高教学质量拓展教学思路。同时在教学过程中加入真实的病案，要求学生在课外，对病案相关内容进行查找资料，分析问题和总结相关问题。然后，在课堂上分组讨论后每组按要求派一名同学作为代表进行具体的阐述分析，最后教师对学生讨论内容进行总体评价。学生要能解决这些疑难问题，必须通过查阅资料及分析病案。在查阅文献的过程中，可以扩展学生的知识面，提高自学能力，并可以及时将理论知识与临床实践联系起来，学以致用，为将来独立工作打下良好的基础。在课堂的发言过程中，为学生提供一个自由发挥的空间，学生积极思维，大胆发言，互相提问，除了锻炼了语言表达能力及综合分析能力，同时也培养了学生之间的团结友爱，相互学习和相互合作精神。因为对影像数据的后处理需要大量时间，因此本研究仅在心血管系统加入影像后处理图像及实际病历，在后续的解剖教学过程中，其他系统的教学过程中同样可以加入三维图像及病案，可通过大量连续的CT数据或MRI对某一结构进行连续跟踪观察，可实现由二维变三维、由平面变立体、由静态变动态的解剖模式，从而增强学生影像立体概念。
综上所述，影像血管3D可视化图像结合病案教学法可以加速医学教育和医学研究现代化，为教学和临床提供形象而真实的模型，也大大提高了教学效率和教学质量。
（编辑：陈见波）