Artec Leo打造超逼真3D解剖模型，赋能新加坡国立大学医学教学

Artec Studio软件展示大脑解剖结构3D模型（基于Artec Leo扫描数据）。图/新加坡国立大学

3D技术正迅速成为医疗领域不可或缺的工具。无论是用于患者术前讲解，还是培训学生，解剖模型（包括3D打印实体与数字模型）都能为术前规划与教学的可视化提供理想的解决方案。

人体解剖数字化的一大挑战在于精度。人体内充满了复杂的系统与微观结构，这些细节不易被完整捕获。以血管为例，血管网络狭窄复杂，在数字化过程中极易因轻微移动而产生影像伪影。

此外，技术集成也是一个难题。理论上，解剖建模是患者术前教育和学生培训的理想互动方式。但从捕获的模型到生成可用于3D打印、VR或AR的数据，这一过程可能颇为棘手。文件体积是另一个问题。3D扫描虽能精准捕获复杂物体，但过于精细的模型可能因数据量过大而无法在VR环境中流畅运行。

为应对上述挑战，新加坡国立大学（NUS）已开始使用Artec Leo制作3D教学材料。这款无线且无需标记点的扫描仪，可在数秒内非接触式地完整捕获高分辨率人体数据。因此，Leo非常适用于将塑化（防腐）标本以及脆弱的“湿”标本转化为逼真的3D模型。

解剖结构的超快速灵活捕获

新加坡国立大学的Chandrika Muthukrishnan博士与Arthur Lau Chin Haeng博士，在Artec大使Shonan 3D为其配置Leo扫描仪后不久，便意识到这是一个明智的选择：初期的颅骨模型扫描便完整捕获了从颈部肌肉到脑组织的所有结构。

新加坡国立大学的教研团队使用Artec Leo扫描人骨样本。图/新加坡国立大学

相较于团队此前在校际合作中使用过的Artec Space Spider扫描仪，Leo展现出了更高的操作灵活性。这款无需插线的扫描仪搭载内置显示屏、电池和处理器，意味着操作过程中无需连接笔记本电脑。此外，Leo还能提供实时扫描反馈，既保障了操作便捷性，也能确保所有细节都能被完整捕获。

当然，Spider扫描仪拥有更高的分辨率，完全能够胜任此类任务。但就本项目而言，Leo的多功能性更胜一筹。为了多角度采集标本数据，讲师会将标本悬挂于钩架上进行操作。若使用有线设备，缠绕的线缆可能会碍手碍脚。而Leo在保证高精度的同时解决了这一难题，该校教研团队目前已借助Leo创建了多个高质量3D模型。

Muthukrishnan博士表示：“我们搭建了一个骨盆3D模型，临床顾问们对其逼真程度以及教学实用性给予了高度评价。骨盆区、大腿前侧及外生殖器官的细节特征均清晰可见。而且骨盆区、膀胱和直肠等人体结构在妇产科教学中十分重要。”

掌握 Artec Studio

作为新手，教研团队掌握 Artec Studio 所花费的时间相对较长。不过，在Shonan 3D的协助下，他们已学会运用软件的内置工具对模型进行优化。像网格编辑这类基础功能，能够降低噪声、去除离群点，还能填补间隙，最终生成水密且纹理精细的模型。借助软件内置的测量工具，还能开展对比分析工作。

新加坡国立大学的学生借助3D解剖模型来研究人体。图/新加坡国立大学

对于VR应用重要的是，Artec Studio 支持扫描降采样。这能够在不丢失关键细节的情况下，减小所捕获模型的整体文件大小。该软件还能一键将文件转换为OBJ和STL格式，简化导出流程，便于后续进行可视化处理和3D打印。Shonan 3D总经理Patrick Sng表示，Artec Studio软件具有相当的应用潜力。

“生成三维渲染图后，学生们能马上在自己的笔记本电脑上查看。”Shonan 3D的董事总经理Patrick Sng解释道，“这种教学方式的潜力巨大，因为渲染图在图形、色彩和纹理上都非常清晰，能让学生获得比观察实物样本更深入的理解。”

通过此类学习资源，学生们能在三维空间（无论是在电脑端还是VR环境中）使用真实的解剖数据，并可放大查看任何感兴趣的区域。在新加坡国立大学，这一应用并不局限于医学领域，在药学、生命科学和牙科学中也同样大有可为。

技术精进与3D打印的机遇探索

新加坡国立大学的教研人员仍在不断精进他们的3D扫描技能。例如，为处理浸泡在液体中的“湿”解剖标本的悬挂摆放难题，便可借助Artec Studio的高级对齐工具。此外，他们还计划对更多具有挑战性的样本进行数字化。

使用Artec Leo扫描重建的骨盆解剖模型。图/新加坡国立大学

未来，Muthukrishnan博士计划拓展这一3D建模项目，将头颈部解剖结构及其他复杂人体构造纳入其中，以帮助医学生更好地理解其中的复杂关系与发育意义。这将推动教研团队创建更多用于评估、教学及实物复制的数字孪生体。在Lau Chin Haeng博士看来，VR将成为一项重要的教学辅助工具。

Lau Chin Haeng博士补充道：“我们配备了一批VR头显，我自己就用的是Apple Vision Pro。有一个软件可以连接到手机上，然后直接导入3D扫描的物体。这些模型不仅能用于3D打印，也能用于VR教学。我们还能将画面投屏到笔记本电脑上，这在阶梯教室这类场合特别实用。”

显然，医学研究正在飞跃式前进。前沿技术正日益融入日常教学体系，通过提升学习体验的深度与交互性，有效促进知识理解与长期记忆。正如许多领域所展现的趋势，数字化即是未来。而在新加坡国立大学，这样的未来似乎已触手可及。