实验的必要性：尸体解剖是病理学学科建立的基础，尤以心脏病理解剖最为复杂和重要。但是，随着临床医学专业学生人数的逐年上升，原有临床医学八年制和五年制病理学实验教学中设计的“病理尸体解剖见习”，即：观看尸体解剖的难度越来越高，学生们更是无法亲自动手体验直接进行疾病诊断的病理解剖（病理解剖并非学习正常组织结构的系统解剖和局部解剖课），故负责人在原有拍摄的《病理解剖录像》的基础上，设计开发《心脏病理解剖VR及病例库建设》，利用虚拟仿真技术帮助医学生学会心脏病理解剖全过程以及观察重点心脏疾病病理。

目前，该实验利用传统教学实验完全无法实现。具体原因如下：1、进行疾病诊断的传统病理解剖每具尸体可操作学生数最多2人，目前每届学生数超500人，尸源无法保障；2、传统病理解剖每一病例需要投入的时间至少为6-8小时，病理系的师资和学生本身的实验时间都不能保证；3、传统病理解剖中，尸源本身所带的病毒、细菌、有毒物质等，可能对学生的安全构成潜在威胁；4、传统病理解剖中，部分学生对气味、触感、视觉等难以忍受，使得实验无法进行；5、病理系每年接受的尸源仅200例左右，家属同意进行病理解剖的病例在20例以内，操作者需具有医师执照出具病理诊断报告，学生的操作可能带来医疗纠纷。

本系统与ilab-x.com平台上的已有的“心脏解剖实验教学”等心脏相关虚仿项目的对比：目前ilab-x.com平台上的系统为简单的正常结构的动态展示，以帮助学生掌握心脏形态结构为目标。而本实验系统首先在交互和逻辑展示上更适用于学生进行体验和操作，更主要的是，本系统为心脏病理解剖VR和病例库建设，帮助学生在掌握心脏病理解剖标准流程和重点心脏疾病病理知识的基础上对疾病进行诊断，而非简单的学习正常结构，是真正的临床病理诊断实操。

因此，这一实验教学对于病理教学实操性和整体质量的提升非常必要。

实验的实用性：首先，《心脏病理解剖VR操作》实验教学设备和内容将放置于病理标本博物馆中，病理馆全年255天（每周一到周六）开放，学生学习的时间自由；其次，这一实验教学内容不再受制于真实尸体解剖尸源、场地等诸多限制，操作方便；第三，我们在这一实验操作中将重点心脏疾病病理内容以实物和虚拟双病例库插入，让学生同时学会心脏的病理解剖过程和疾病病理知识。

此外，本虚仿项目具有便利性和经济性：

1.无需昂贵的设备和材料：本虚仿项目使用虚拟实验室技术，不需要尸源和购买大量昂贵的设备和材料，大大降低了实验成本。

2.无限的时间和空间：学生可以在任何时间和任何地点进行实验，无需受到时间和空间的限制，这使得学生可以充分探索和实践。

3.安全可控：虚拟实验室技术可以减少安全隐患，避免学生和教师面临实验安全问题和医疗纠纷的风险。

4.精确的实验结果：本虚仿项目使用虚拟VR技术，可以保证实验结果的准确性，避免实验结果受到多种因素的影响，使得学生对解剖结果的理解更加清晰。

教学设计的合理性：按照心脏病理解剖的6刀进行设计，完全真实还原心脏解剖操作。一方面帮助学生解构心脏的立体结构，同时在不同的解剖位置，插入重点心脏疾病的病理标本视频和图片；另一方面，建设重点心脏疾病的虚拟病例库供学生进行VR下的解剖诊断。因此，该实验设计融合了心脏的病理解剖过程和心脏疾病病理学知识重点，设计合理，对于学生学习心脏疾病病理非常重要。

实验系统的先进性：《心脏病理解剖VR操作》将配置全新的HTCVIVEProFullVR可视化系统、VR支架/外置音箱、VR电脑及显示器等设备硬件，在此基础上，设计动画模拟心脏病理解剖标准流程，配备语音讲解解剖过程中需要观察的心脏疾病相关的内容；设计重点心脏疾病病理的实物和虚拟双病例库。

此外，本系统后续还将开发多人互动，具体如下：

多人互动

本系统后续将通过迭代升级增加多人交互功能。可利用以下方式增强交互的体验性和互动性。

1.网络连接：使用网络连接技术，增加VR设备，多个VR设备可以连接到同一个虚拟环境，实现多人协同操作。例如，多个学生以及老师可以在同一环境中进入虚拟空间进行协作。老师可以在展示虚拟解剖的过程中，实时讲解，学生也可以通过自己的VR设备同步展现老师的操作步骤和细节

2.手部追踪：手部追踪技术可以追踪用户手部的动作，使得用户可以在虚拟环境中进行手势交互。多个用户可以通过手势交互来进行多人协作，例如在虚拟环境中进行分步骤和角色的解剖操作，增加交互逻辑等。

3.投屏展示：在VR设备上安装投屏应用程序，将VR设备连接到需要投放展示的大屏幕上，这样操作者和观看者可以在同一场景下，观看到VR头盔设备里的内容，VR搭配大屏展示，既能节省硬件成本，展示面也更广泛。

实验教学目标（实验后应该达到的知识、能力水平）

1、使用VR技术，模拟心脏病理解剖过程，帮助医学生理解心脏结构，掌握心脏病理解剖的标准流程、下刀结构。

2、建设重点心脏疾病病理的实物和虚拟双病例库，帮助学生掌握重点心脏疾病的病理知识。