Assessment of mixed reality-based head-mounted display for neuroanatomy education in medical students
本研究表明，混合现实头戴式显示器是极具前景的神经解剖学教学工具，尽管其操作满意度略低，但学生对其有用性和动机性的评分均很高。
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几个世纪以来，学习人体解剖一直面临着一个根本性的挑战：如何将扁平的二维图像转化为活体组织复杂的三维现实。医学生传统上通过充满静态图表的教科书或通过观察保存的标本来学习解剖学，这些方法在传达诸如血管和神经如何在脑部三维空间中交织穿行时，往往显得力不从心。这种困难在神经科学（即对神经系统的研究）领域尤为突出，因为大脑复杂的褶皱以及微小结构的精确位置，常常导致一种被称为“神经恐惧症”（neurophobia）的现象。这是一种对该学科的特定恐惧或厌恶感，其根源并非缺乏智力，而是源于试图从二维页面中构想出一个隐藏的三维世界的过度复杂性。随着医学教育的演进，特别是在近期全球性事件导致传统课堂教学受阻之后，教育工作者开始转向新技术来弥补这一差距。在这些工具中，混合现实技术脱颖而出，它将计算机生成的图像与现实世界融合，使用户能够看到数字物体仿佛真实存在于自己的空间中。
大阪医药大学的研究团队最近探索了这项技术是否能帮助医学生克服学习神经解剖学的障碍。他们设计了一项研究，旨在观察佩戴一个可以显示大脑三维模型的特殊头戴式设备，是否能让这一学科变得更容易理解且更具吸引力。研究人员并非从零开始创建这些模型；相反，他们使用了来自四名真实患者的实际医疗数据，这些患者曾因肿瘤或神经痛等病症接受过脑部手术。通过利用计算机断层扫描（CT）和磁共切共振成像（MRI）等先进的影像扫描技术，团队将患者的内部解剖结构转化为了详细的、带有颜色编码的三维模型。随后，这些模型被加载到一款混合现实头显中——这种设备看起来像一副护目镜，但能让佩戴者在观看浮动的、可交互的数字器官的同时，依然能看到周围真实的房间。
三十一名处于第四至第六年培训阶段的医学生聚集在一起测试这一系统。在小组形式下，他们首先在电脑显示器上查看了这些病例的标准二维图像，就像在传统课堂上那样。随后，他们戴上头显，以三维形式探索相同的病例。整个体验持续约三十分钟到四十分钟，期间学生们可以绕着虚拟的大脑模型行走，从任何角度进行观察，并观察肿瘤、血管与健康脑组织之间的关系，仿佛正站在患者的颅骨内部。在课程结束后，学生们填写了一份详细的调查问卷，分享他们的心得，评分涵盖了从工具的实用性到佩戴设备时的身体负担等各个方面。
研究结果在技术的教育价值方面表现得极其积极。学生们对混合现实头显的“实用性”评分非常高，平均分为10分制下的9.27分。他们还报告称，学习的兴趣和动力显著提升，平均分为8.85分。在书面评语中，许多学生指出，三维视图使他们更容易理解大脑不同部分之间的空间关系，而这在观察平面屏幕时是很难掌握的。一位学生评论道，以这种方式观察结构有助于比看显示器更有效地理解解剖结构。这项技术似乎降低了构想复杂结构所需的心理努力，将抽象的概念转化为了触手可及、可观察的对象。
然而，研究也强调了一个实际的障碍。虽然教育内容取得了成功，但学生们对设备本身易用性的热情较低。“用户操作满意度”得分较低，平均为7.42分。一些学生发现系统易于使用，但也有人指出需要时间来熟悉控制方式。这表明，尽管这项技术具有巨大的潜力，但它需要一段适应期或简短的教程，才能成为学习过程中无缝衔接的一部分。尽管存在这种轻微的摩擦，但体验带来的身体负担微乎其微。学生们报告的身体疲劳感极低，平均得分仅为1.68分，且无人报告感到头晕或恶心。这表明，佩戴该头显进行标准的学习课程对大多数人来说是舒适且安全的。
研究人员还观察了这种体验是否因学生的性别或学习年级而异。他们发现不存在显著差异；混合现实系统的益处在所有群体中都是一致的，这表明无论背景或经验水平如何，该工具对广泛的学习者都有效。研究结论认为，混合现实头显是教授神经解剖学的一项强大的新工具，能够将一门困难的学科转化为引人入胜且易于理解的体验。虽然该技术需要配合清晰的硬件操作说明，但它在帮助未来医生以全新方式可视化人类大脑方面的潜力是显而易见的。通过让“不可见”变为“可见”，这种方法为减少对神经科学的恐惧并培养对人体最复杂器官更深层、更直觉的理解提供了一条路径。
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