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虚拟现实三维多媒体中枢神经解剖学CAI课件(虚拟基底神经核解剖)的开发应用

                                        获奖级别与时间:北京市级一等奖  2001

                                        成果完成单位:首都医科大学

                                        成果主要完成人:徐群渊  陈立南  郭连峰  沈晋慧  马斌荣

  中枢神经系统解剖课程的讲授,一直是医学本科生及研究生教学的难点,主要是因为难以得到良好的脑内各神经団核的标本,只能通过语言和平面图加以描述,内容抽象,难以理解。为有效解决这一问题,本课题选择了神经解剖学中最难以理解、讲授的基底神经核部分,利用计算机三维技术将这一脑内最大、最隐蔽的神经核群及其纤维联系重新构建出来。

  本软件的文字脚本参照了国内外多部神经解剖学专著有关基底神经核的部分及国际最新的基底神经核研究论文,结合多位神经解剖学自身教授长期教学经验最终编写而成。其中对于基底神经核解剖的难点及重点进行了详尽的解释。不仅可以用作本科生神经解剖教学,神经科学专业的硕士生、博士生的教学,而且还可以作为神经内科、神经外科、精神科临床医师的参考书。主要内容包括:基底神经核的基本概念,相关结构,组成核团,传导通路、纤维联系及基底神经核相关疾病的知识。

  利用先进的计算机连续断面三维重构技术,在国内第一次建立了人类及大鼠基底神经核的三维立体模型及其三维神经纤维传导通路;然后,利用这些模型转化为虚拟现实文件,真正实现了解剖标本计算机化。我们将以往只能在计算机专家的工作站上运行的虚拟现实技术,应用到了普通用户的微型计算机上,更重要的是,我们在这个软件中将这一技术成功的应用到了神经解剖的教学中。本软件不仅提供了人类基底核的三维立体模型,同时还提供了大鼠的三维立体模型。更重要的是,无论在何各角度的视图中,计算机都能够准确地指出每个结构的名称。

  在章节式组织方式方面与印刷体书籍的内容组织一致,采取纵向思维方式,按章节将内容组织在一起,符合一般的思维方式。而联想式组织方式则满足使用者横向思维的要求,采取解剖结构为中心的组织方式将相关的内容组织在一起,强化了知识的记忆。学习者可以在任意角度观察脑内核团的位置及相互之间的毗邻关系,甚至可以交这些核团逐一拆散或组装,以利于观察。

  本软件可以非常方便地控制基底核三维立体模型的观察,既可以在八个方向上自由旋转立体的基底核黄素,也可以自由地在六个面之间旋转。

  学习者可以随时通过右键点击各核团以得到其名称及相关的信息和链接,极大地方便了学习。

  为了满足基础科学研究的需要,本软件不仅提供了人类基底核的三维立体模型,同时还提供了大鼠的三维立体模型。更重要的是,无论在何种角度的视图中,计算机都能够较为准确地指出每个结构的名称。

  本软件已经在全国三十多所高等医学院校得以推广应用,如:南开大学医学院、西安医科大学、青岛大学医学院、大连医科大学、湖北医科大学、中国药科大学等。本软件能够改善神经解剖教学的效果,形象直观,教学效果好。本软件在屏幕上提供的三维图像,使学生宛如置身于一个超级神经解剖实习室中,学习兴趣及效率大为提高。临床医生可以通过逼真的三维立体,进一步加深对基底神经核及其相关疾病及治疗的认识,建立核团的空间概念。

  在首都医科大学神经科学研究所近几年的研究生神经解剖教学及科研人员培训中,也使用了本软件进行辅助教学,取得了很好的效果。

        另外,本软件多次作为全国医学多媒体制作培训班的范本,对来自全国各地的多媒体制作人员进行了制作方法上的培训。其核心的VRML技术已经达到了国际先进水平,不仅产生了社会效益而且还产生了一定的经济效益

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