近日,全國(guó)首個(gè)AI解剖課在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“交大醫(yī)學(xué)院”)開課了。

  解剖學(xué)在醫(yī)學(xué)教育中是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,也是醫(yī)學(xué)生的入門必修課。但這個(gè)學(xué)科長(zhǎng)期以來(lái),都處于“大體老師”緊缺的狀態(tài)中——“大體老師”是醫(yī)學(xué)界對(duì)遺體捐贈(zèng)者的尊稱,他們?yōu)獒t(yī)學(xué)生提供了至關(guān)重要的學(xué)習(xí)資源,但資源稀缺與自然損耗是長(zhǎng)期存在的難題。

  如何既能把珍貴的標(biāo)本永久保存好,還能讓學(xué)生更加直觀地看到人體標(biāo)本的每一個(gè)層次,進(jìn)而更有效地進(jìn)行解剖實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作?AI技術(shù)為這門醫(yī)學(xué)“傳統(tǒng)課”帶來(lái)了新空間。

  交大醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)與生理學(xué)系副主任馬愛榮是AI解剖課的組織者和推動(dòng)者,也是交大醫(yī)學(xué)院人體構(gòu)造教學(xué)團(tuán)隊(duì)的主要負(fù)責(zé)人。

  以交大醫(yī)學(xué)院人體陳列館為例,館里很多珍貴的標(biāo)本是20世紀(jì)五六十年代制作的!爱(dāng)時(shí)的老前輩、老專家們花了大量的時(shí)間和精力制作,我們每年對(duì)這些標(biāo)本進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng),但仍然會(huì)有磨損!4年前,他萌發(fā)了對(duì)人體陳列館里2500多個(gè)瓶裝標(biāo)本進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)的構(gòu)想。

  3年前,他的團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行首批400多個(gè)標(biāo)本的數(shù)字化工作。如今,第一批400多個(gè)標(biāo)本已經(jīng)變成了3D數(shù)字化作品存在電腦里。據(jù)悉,未來(lái),團(tuán)隊(duì)計(jì)劃逐步完成全部2500余件藏品的數(shù)字化存檔,更多的標(biāo)本將以可感知的“數(shù)字化新形象”與學(xué)生見面。

  正是在此基礎(chǔ)上,交大醫(yī)學(xué)院建成具有顱骨自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“裸眼3D層次教學(xué)系統(tǒng)”。

  記者在實(shí)驗(yàn)室看到,每張課桌都配備了裸眼3D設(shè)備,教師端則使用更高精度的大屏進(jìn)行演示。馬愛榮介紹,數(shù)據(jù)庫(kù)已涵蓋22個(gè)解剖部位、990余層結(jié)構(gòu):“二維效果可在線隨時(shí)查看,但裸眼3D效果仍需使用專用設(shè)備進(jìn)行觀察!

  “裸眼3D層次教學(xué)系統(tǒng)是解剖課改革的第一步!瘪R愛榮介紹,解剖課改革的第二步是3D打印器官模型。學(xué)生們能把3D打印的各種器官借回宿舍仔細(xì)研究。

  AI導(dǎo)師的引入是改革的第三步。

  “一堂解剖課的大班課,一位教師需指導(dǎo)近200名學(xué)生,無(wú)法兼顧每位學(xué)生的操作,也很難開展個(gè)性化精細(xì)化的指導(dǎo)!瘪R愛榮說,傳統(tǒng)的解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常使用實(shí)物標(biāo)本演示和講解,由于學(xué)生人數(shù)較多,觀察過程中會(huì)反復(fù)翻看傳遞標(biāo)本,致使標(biāo)本損耗率高,且學(xué)生也看不清楚、看不詳細(xì)。

  今年,馬愛榮把自己的形象,做成了數(shù)智人。學(xué)生一通電話,就能一對(duì)一連線“口袋里的解剖老師”——“馬愛榮”。

  “馬愛榮”能用中文、英文、法語(yǔ)3種語(yǔ)言回答學(xué)生提問。哪怕你問“不想上解剖課怎么辦”,“馬愛榮”也能對(duì)答如流。

  交大醫(yī)學(xué)院目前已成功研發(fā)全國(guó)首個(gè)“多模態(tài)智能導(dǎo)師”輔助教學(xué)系統(tǒng),將傳統(tǒng)解剖課堂升級(jí)為沉浸式智能學(xué)習(xí)空間。

  臨床醫(yī)學(xué)本科生陳芊卉是本學(xué)期第一批體驗(yàn)AI解剖課的醫(yī)學(xué)生!巴ㄟ^這種系統(tǒng),我們能更全面地理解知識(shí),學(xué)習(xí)過程也更生動(dòng),印象更深刻。”陳芊卉說,入學(xué)前自己以為解剖課就是“看課本、聽講解”,但實(shí)際體驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),“屏幕上可以直觀、具體地觀察組織結(jié)構(gòu),甚至能逐層剝離神經(jīng)和血管,這種智能化的學(xué)習(xí)方式完全超出了我的想象”。

  “無(wú)論是大體老師還是瓶裝標(biāo)本,都不可能每天反復(fù)用于解剖學(xué)習(xí)!苯淮筢t(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生小倉(cāng)心吾的研究方向是周圍神經(jīng)損傷與修復(fù)。他介紹,AI解剖課可以突破傳統(tǒng)書面教材的限制,立體化、多層次地清晰展示各組織與神經(jīng)系統(tǒng)之間的毗鄰關(guān)系。新的裸眼3D系統(tǒng)和AI導(dǎo)師為他的科研提供了重要參考。

  記者了解到,交大醫(yī)學(xué)院對(duì)“AI解剖課”的投入巨大,且后續(xù)還會(huì)有更多投入!斑@不是跟風(fēng)做AI課程,而是解剖學(xué)確實(shí)需要對(duì)傳統(tǒng)上課方法進(jìn)行改進(jìn)!瘪R愛榮說,“每一步改革策略和投入,都是為了讓學(xué)生在解剖理論階段扎實(shí)地學(xué),從而在解剖實(shí)操階段,能更加高效地利用‘大體老師’資源”。

  據(jù)悉,目前具有顱骨自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“裸眼3D層次教學(xué)系統(tǒng)”已經(jīng)運(yùn)行3年,參與自主學(xué)習(xí)的學(xué)生達(dá)到2000余人。其中,2024年全年平臺(tái)預(yù)約人數(shù)接近萬(wàn)人次。

  目前,交大醫(yī)學(xué)院人體構(gòu)造教學(xué)團(tuán)隊(duì)仍在持續(xù)推進(jìn)AI智能數(shù)字化教學(xué)改革,已經(jīng)獲得4項(xiàng)教學(xué)課題項(xiàng)目支持,發(fā)表形態(tài)數(shù)字智能教學(xué)相關(guān)論文3篇。但后期系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)喂養(yǎng),程序完善、服務(wù)器增設(shè)等仍需大量投入。

  “希望能早日建成全國(guó)首個(gè)人工智能輔助教學(xué)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)解剖學(xué)這一古老的醫(yī)學(xué)學(xué)科,插上AI的翅膀,飛向新高度!瘪R愛榮說。

編輯:馮儀
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