作者：印佳可，吴旭莎，李艳，胡文鐘，西安市人民医院（西安市第四医院）医学影像中心；崔龙彪，第四军医大学陕西省临床遗传学重点实验室

随着医学影像技术的不断进步，医学影像数据的获取和存储已经变得越来越容易。然而，如何更好地利用这些海量的影像数据，为影像诊断和教学提供有效支持，一直是医学信息学领域的研究热点。三维可视化技术（Three-dimensional visualization technology，3DVT） 是指利用计算机技术再现三维物体，并使用各种方式展现其所包含的复杂信息，使其拥有实时交互能力的可视化技术， 包括3D 打印、3D 虚拟模型、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实技术等。

3DVT 作为一种有效的数据分析和展示手段， 在医疗工作中发挥着越来越重要的作用。研究发现，3DVT 能够有效提高学生对解剖结构的理解和掌握，从而提高医学教育的质量。在影像诊断方面，3DVT 通过将影像数据三维可视化，医生能够更直观地观察和分析复杂的病灶结构，从而做出更准确的诊断。此外，3DVT 还可以用于外科手术规划和患者教育，提高手术效果和患者满意度。本文将从影像诊断和教学两个方面，系统地探讨3DVT 在这些领域的应用价值，并对未来的发展趋势进行展望。

1. 3DVT 在影像诊断中的应用

1.1 提高诊断准确性

医学影像诊断是临床医疗实践的重要组成部分，准确的诊断对于制定合理的治疗方案至关重要。传统的诊断方式，如X 射线、CT 和MRI 等， 虽然能够提供丰富的医学信息，但由于受到成像角度和平面的限制，只能以二维方式呈现三维人体解剖结构。由此导致医生在评估复杂的解剖结构时存在一定困难，对专业经验的依赖程度较高。这不仅繁琐、耗时，更重要的是当某些器官遮挡了病灶时，会影响医生对病灶情况的判断。

3DVT 能够将二维影像数据转化为更直观的三维模型，进而更全面地观察和分析目标器官的解剖结构。研究发现，3DVT 可以帮助医生更好地诊断和分类肝脏疾病，识别肝脏血管分布、肿瘤位置和大小等关键信息，从而提高诊断的准确性。3DVT 可以实现更高的空间分辨率，同时能够抑制脂肪和心肌信号，突出血管信号，从而更好地显示心脏和大血管的三维结构，由此帮助临床更好地诊断心血管疾病。

了解骨折类型是实现最佳解剖复位的必要条件，3DVT 可以提高医生对骨折类型的分类能力并更好地了解骨折形态。国内研究发现3DVT 能够为临床医生在复杂性肛瘘的诊治中提供更多信息，增加医生对病变程度、范围及邻近结构的认识，对减少术后复发及对肛门括约肌的损伤具有较好的临床应用价值。总的来说，3DVT 能够为医生提供更加直观和全面的影像信息，从而提高诊断准确率，为制定更加合理的治疗方案提供重要依据。

1.2 优化手术方案

3DVT 能够为外科医生提供更加直观的三维手术模拟，帮助他们更好地了解手术区域的解剖结构，预测手术过程中可能遇到的困难，从而制定更加合理的手术方案。研究发现3DVT 构建的模型可以与术中实景完美融合， 为肝切除术提供了精确指导，进而提高肝切除术的安全性。

3DVT 还可以显示肿瘤和血管的解剖结构和三维空间关系，选择最佳射频消融路径，从而实现精确的射频消融。局部晚期甲状腺癌的挑战在于对肿瘤范围的评估和个体化治疗方案的制定。研究证实3DVT 是准确进行术前评估、制定手术方法、缩短手术时间和降低手术风险的有效方法，可以改善局部晚期甲状腺癌患者的治疗效果和生活质量。基于3DVT 定义前列腺癌患者的治疗靶区， 该方法可以有效提高聚焦治疗的精准性，减少对正常前列腺组织的损伤。

1.3 增进医患沟通

有效的医患沟通是医学的核心，医生和患者之间的信任对于疾病治疗非常重要。研究表明，人工智能和VR 技术可以帮助医生与患者进行风险沟通。3DVT 能为患者提供自身的三维解剖模型，这有利于医生更好地解释疾病症状和治疗方案，帮助患者更明确地了解手术过程和预期效果，促进患者理解度和配合度，进而提高治疗效果，减少手术风险并提高患者满意度。总之，3DVT 不仅能够提高诊断的准确性，还能优化手术方案和增进医患沟通，为临床医疗实践提供有力支持。

2. 3DVT 在影像诊断教学中的应用

2.1 提高对解剖结构的理解

在影像教学中，3DVT 能够将二维的解剖信息转化为直观的三维模型，使学生能够更好地理解和掌握复杂的解剖结构。例如，在学习心脏解剖时，学生可以通过观察三维心脏模型，更好地理解心脏的各个部位及其相互关系。同样，3DVT 也能够为学生提供纵隔、上腹部和骨盆的三维模型，帮助他们对解剖结构的三维空间关系进行理解。神经影像是一门比较复杂的学科，在临床教学中缺少“直观性”和“趣味性”。3DVT 可以明显提升学生的空间思维能力，为临床与基础之间搭建桥梁，进而提升临床思维和创新思维。

2.2 增强学习兴趣和参与度

3DVT 能够将抽象的解剖信息转化为生动形象的三维模型，使学习过程更加直观和有趣。学生可以通过旋转、放大等操作，主动探索三维模型，了解不同层次解剖结构的关系，从而增强学习的参与度和主动性。此外，3DVT 还能够为学生提供沉浸式的学习体验。例如，通过AR 技术，学生可以身临其境地观察和探索三维解剖模型，大大增强了学习的临场感和代入感。视觉辅助能够让学生获得更多的信息，加强记忆，产生积极的学习效应。

2.3 提高临床操作技能

通过使用3D 打印技术制作的器官模型， 临床医生可以在手术前进行模拟练习，熟悉手术操作流程，提高手术技能。这种方法在一些精细复杂的手术中如显微手术和内镜手术，已经得到了广泛应用。为医生提供了安全、可靠的训练平台，有助于提高手术成功率和患者预后。临床操作中，经验不足的医生导致并发症发病率可达4%~7%。

AR 及VR 技术为医学培训提供了一种安全、高效的新方式。通过在虚拟模型上进行手术练习，医务人员可以有效提高操作技能，缩短手术时间并减少患者风险。同时，虚拟手术训练不受标本资源、场地条件等因素的限制，培训成本也大大降低。总的来说，3DVT 能够为医学教育注入新的活力，不仅提高了学生对解剖结构的理解，还增强了他们的学习兴趣和参与度，为培养高素质医疗人才提供了有力支持。

3. 未来发展趋势

随着医学影像技术和计算机图形学技术的不断进步和临床工作需求的不断增加，3DVT 在医学影像诊断和教学中的应用前景愈发广阔。

3.1 更加智能化的3DVT 分析工具

随着人工智能技术的快速发展，未来的3DVT 分析工具将更加智能化。例如，通过深度学习算法，可以实现对医学影像数据的自动分割和三维重建，大大提高了三维模型构建的效率和准确性。此外，智能化的3DVT 分析工具还能够为医生提供更加智能化的诊断辅助，如自动检测异常结构、预测疾病预后等，从而进一步提高诊断的准确性和效率。

3.2 更加协作化的3DVT 平台

随着医疗信息化水平的不断提高，未来的3DVT 平台将更加注重协作性。医生、学生和研究人员可以通过网络平台，共享和交流三维医学影像数据，进行远程诊断和教学，提高医疗资源的利用效率。同时，基于云计算和大数据技术的三维可视化平台，还能够为医学研究提供更加强大的数据分析和可视化支持。

3.3 更加精确化的3DVT 临床实践

AR、VR 和MR 技术的不断成熟使它们在3DVT 领域的应用前景愈发广阔。AR 技术可以在现实环境中叠加虚拟信息，使医生在手术或诊断过程中能够直接看到患者体内结构的实时可视化信息； 而MR 技术则进一步融合了虚拟与现实，为医生提供更加沉浸式的视觉和操作体验。这些技术有望在未来极大地提升影像诊断的精确性和手术的成功率。

综上所述，3DVT 作为一种有效的数据分析和显示手段，正在成为医学影像诊断和教学的重要工具。它不仅能提高诊断效率和优化手术方案，还能增强医患交流并提升医务人员的临床技能。同时，3DVT 也能帮助学生更好地理解解剖结构，提高学习兴趣。随着新技术的发展，3DVT 在医学领域的应用前景越来越广阔，必将为医疗和教学质量的提升做出重要贡献。

来源：印佳可,吴旭莎,李艳,等.三维可视化技术在影像诊断及教学中的应用价值[J].中国临床医学影像杂志,2025,36(05):365-367.