摘要
“没有解剖学就没有医学”，恩格斯这一论断，深刻揭示了解剖在医学发展中的基石地位。然而，随着时代发展，我们正面临一个全球性的困境：医学生的培养需求日益增长，而传统的解剖标本却因伦理、资源等问题日趋短缺，这已成为制约医学教育质量的巨大挑战。
挑战之下，必有破局之道。早在21世纪初，我国著名解剖学专家钟世镇院士便高瞻远瞩，主导了“中国数字人”这一开创性研究，旨在通过高精度人体断层扫描数据，构建三维数字模型，为解剖学开辟全新路径，钟院士也因此被誉为“中国数字人之父”。
令人振奋的是，这一前瞻性的理论蓝图，如今已在山东数字人科技股份有限公司结出了丰硕的果实。经过二十余年的不懈攻关，公司成功研发出了全球精度最高的数字人解剖系统。这项成就，不仅是对钟院士学术思想的成功实践，更是从根本上为解决解剖标本短缺这一世界性难题，提供了卓有成效的“中国方案”！
山东数字人科技股份有限公司研发的“高清数字人虚拟解剖台系统”，以高精度真实人体断层数据为基础，融合人体解剖学、数字切片、临床病例与虚拟解剖操作四大模块，构建了一个集教学、实训、研讨于一体的智能化教学平台。该系统具备0.1mm级重建精度、多模式剖切功能、虚拟内镜与手术模拟等先进功能，支持以器官为单位的整合教学，有效提升了医学教育的教学质量与资源利用效率。本案例从政策背景、教学痛点出发，系统阐述了该项目的建设目标、核心内容、实施路径与应用成效，展现了其在推动医学教育现代化进程中的重要作用。
一、背景
1.1国家政策驱动教育数字化升级
近年来，国家密集出台多项政策推动教育数字化与医学教育创新发展。从《“健康中国2030”规划纲要》到《教育信息化2.0行动计划》，再到《中国教育现代化2035》和《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》，均明确提出了教育数字化转型的战略方向。特别是在医学教育领域，《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》强调要优化医学人才培养结构，提升院校医学人才培养质量。数字技术与医学教育的深度融合，已成为国家战略的重要组成部分。
1.2医学教学现实困境亟待突破
当前医学教学存在五大核心问题：
学科割裂：解剖、组织、病理等课程分开讲授，知识体系碎片化；
整合教学缺乏教具支持：传统标本、切片资源有限，难以支撑跨学科教学；
实操机会不足：尸源紧缺，学生解剖训练不到位；
教学资源质量参差：切片、标本老化、数量不足；
教学工具陈旧：课本、挂图等互动性差，难以满足学生数字化学习需求。
这些问题的存在，制约了医学人才培养的质量与效率，亟需通过技术手段实现教学模式的创新与升级。
二、目标
“高清数字人虚拟解剖台系统”旨在构建一个集高精度解剖结构展示、多学科知识整合、虚拟实操训练、临床病例融合于一体的智慧教学平台，具体目标包括：
- 实现解剖教学可视化、立体化、交互化，突破传统教学的时空与资源限制；
- 推动以器官为中心的整合教学模式，打通解剖、组织、病理与临床之间的知识壁垒；
- 弥补实操资源不足，通过虚拟解剖与手术模拟提升学生操作技能；
- 建设标准化、数字化的教学资源库，提升资源复用率与教学一致性；
- 支持个性化学习与自主探究，适应现代学生的学习习惯与认知方式。
三、建设内容
3.1系统架构与核心模块
系统由四大核心模块构成，形成一个完整的教学闭环：
（1）人体解剖学模块
基于超高精度人体断层数据（男性17000+层、女性16000+层），重建0.1mm精度三维人体结构；
支持局部直线切、曲线切、单结构切、平行切等多种剖切方式，模拟真实解剖操作；
提供中英文注释、结构分部、空间关系等基础知识，标注细致至大脑沟回、肺肝亚段级别。
（2）数字人虚拟解剖系统
包含系统解剖、局部解剖、断层解剖、临床案例、微课、自主学习六大板块；
融合磁贴、断层影像、病例、视频等资源，支持触控交互与语音操作；
实现大体与显微、基础与临床的关联学习，构建立体知识网络。
（3）数字切片库
集成组织学切片近400个、病理学切片近800个，标记信息超6500处；
支持放大、收藏、搜索等功能，解决切片资源老化与不足问题。
（4）临床病例库
收录近200个典型病例、1000个病例序列，涵盖CT、MRI等影像资料；
支持容积重建、三维显示，帮助学生理解疾病结构与毗邻关系。
3.2关键功能特性
任意剖切与追踪：支持多角度、多层次的虚拟解剖，实时生成断面图像；
虚拟内镜与区域标注：模拟内窥镜观察深部结构，标注手术路径；
双屏对照学习：同步显示断面与影像，调节窗宽窗位，增强影像读图能力；
数字标本制作：10分钟内完成个性化标本设计，支持课堂演示与成果展示；
AI语音辅助：部分型号支持语音交互，引导解剖操作，提升实验效率。
四、实施效果
4.1教学效果提升
知识理解深化：学生通过立体化、可视化模型，更直观掌握复杂解剖结构；
实操能力增强：虚拟解剖操作弥补尸源不足，学生可反复训练，提升操作熟练度；
跨学科整合能力提升：以器官为中心的学习模式，帮助学生构建系统化知识框架；
临床思维早期培养：病例库与影像资源结合，使学生提前接触临床场景，增强诊断能力。
4.2教学效率与资源优化
教师备课效率提升：系统集成丰富资源，教师可快速调取教学内容，减少准备时间；
资源利用率提高：数字切片与标本可无限次使用，解决传统教具损耗与保存难题；
自主学习支持：学生可通过系统进行课前预习、课后复习与自我测试，形成学习闭环。
4.3院校与社会影响
推动教学改革：系统支持整合课程、PBL教学等现代教学模式，成为医学教育改革的助推器；
提升院校竞争力：引入先进教学设备，增强学校在教学示范、科研合作方面的吸引力；
促进教育公平：通过数字化资源共享，缩小区域间、院校间教学条件差异。
4.4经济效益分析
降低长期教学成本：减少对传统标本、切片的依赖，降低采购与维护费用；
提升学生培养质量：高质量教学输出增强学生就业竞争力，间接提升学校社会声誉；
支持科研与成果转化：系统可用于解剖学研究、临床模拟训练，具备较强的扩展性与应用前景。
五、结语
“高清数字人虚拟解剖台系统”不仅是技术产品，更是医学教育数字化转型的系统性解决方案。它通过高精度数据重建、多模态交互设计、跨学科资源整合，有效回应了国家教育数字化战略与医学教学现实需求。该系统已在多所医学院校投入使用，并获得国家级教学成果奖等荣誉，展现出显著的教学价值与社会效益。未来，随着5G、AI、VR等技术的进一步融合，数字人虚拟解剖系统将继续深化应用，推动医学教育向更智能、更开放、更高效的方向发展，为培养新时代复合型医学人才提供坚实支撑。
完成单位：山东数字人科技股份有限公司
完成人：徐以发、张娜、魏昱、张义