传统医学影像学的教学主要采用以PPT为主的讲授模式(LBL),在这种模式下,教师系统性地讲解各个系统的检查技术,以及正常与病变的影像表现[1]。这种教学方法往往以教师为中心,学生学习医学影像学知识时主要依赖记忆,从而难以激发学生的学习兴趣和热情。相关研究表明,当学生亲自动手进行操作时,其对超声基础知识的理解和掌握程度显著高于采用传统教学模式的学生[2]。由于医学影像设备价格昂贵且存在辐射风险,国内医学院校的学生很难进行实际操作。这种情况导致传统医学影像学教学过于侧重理论,忽视了临床实践的重要性。在现代教育中,“互联网+教育”理念日益受到重视,强调以学生为中心的教学方式。因此,医学影像学教育亟需探索“互联网+影像学教学”的新模式,以培养理论知识扎实、实践能力强、综合素质高的应用型人才。近年来,随着互联网技术、大数据挖掘技术、计算机图像技术、图像识别技术以及虚拟仿真技术的快速发展,许多医学院校开始探索和尝试使用虚拟仿真实验教学项目。这种教学模式不仅能够弥补传统教学中的不足,还能为学生提供更加生动、直观的学习体验。通过虚拟仿真技术,学生可以在无风险的环境中进行影像学的实际操作,深入理解各种检查技术及其适用场景。基于此,文章主要对医学影像学虚拟仿真实验教学项目的实践与思考进行研究,现报道如下。
1虚拟仿真实验教学项目应用于医学影像学教学的优势
1.1有效突破传统实验教学模式瓶颈
现阶段传统医学技术教学面临着多重挑战,特别是在实验教学中,部分内容难以与临床实践相对接。且这些困难主要体现在资金投入高,以及风险高与实施难度大。并且投入高的问题尤为严重,例如,在医学影像设备如X射线、超声、磁共振和CT的购买时其成本就极高,往往在数百万到上千万元之间[3]。许多医学院仅能使用从附属医院淘汰的设备,这些老旧仪器只能用于基本原理讲解,学生无法接触先进的图像后处理技术。此外,高风险也是一大障碍,因为X射线对人体有辐射危害,传统教学中几乎不进行实际操作,学生的学习只能停留在理论层面,缺乏真实操作的机会。与此同时,影像设备通常是大型数字化成像设备,成像过程复杂且自动化程度高,使得学生难以理解其工作原理和成像机制。为了解决这些问题,信息网络技术的应用显得尤为重要。虚拟仿真系统允许教师通过网络延伸课堂内容,为学生提供客观的操作评估和作业反馈。这种平台不仅符合现代大学生的学习特点,还能提升学生的自主学习和创新能力。
1.2虚拟仿真实验教学项目在医学影像学中的应用
《CT模拟操作教学系统》主界面包括主功能界面区、状态栏、处理窗口三个主要部分,其中主功能界面区和状态栏在大部分界面都含有,功能一样;
系统启动界面:
系统主界面图如下:
主界面的功能按钮区,它包括五个功能按钮,扫描(SCAN)、显示(DISPLAY)、图像处理(IMAGEWORKS)、服务(SERVICE)、关机(SHUTDOWN)。
关闭按钮:
状态指示窗口,不需要点击,在许多界面都能看到它。
在正常扫描操作时,经常使用的有三大主要功能键:扫描(SCAN)、显示(DISPLAY)、图像处理(IMAGEWORKS)。
主要从这三个方面介绍使用方法即CT常规扫描步骤。(这三个方面只介绍了扫描,而且插图是否太单一?)
扫描(SCAN)
(一)扫描主界面
该界面包括一个系统主功能区,状态区、扫描主功能区、处理窗口。
(二)扫描主功能
扫描主功能按钮有八个;分别为
1、新病人(NewPatient):完成新病人登记界面的导入;
2、设定管理(ProtocolManagement):完成扫描协议的设置和修改;
3、病人列表(PatientSchedule):病人列表;
4、后重建(RetroRecon):对已扫描完成的图像进行后重建;
5、重建管理(ReconManagement):对重建队列进行管理;
6、球管预热(TubeWarming):球管预热管理;
7、扫描效用(ScannerUtilites):扫描效用管理;
8、自动照相(AutoFilm):进行扫描后自动照相;
每个功能对于一个按键,点击该按键就可进入相关功能的下一级界面;通过处理窗口的“结束检查”按钮用户可以退出扫描界面,返回系统主界面。
(二)显示和图像处理
扫描操作完成后,所有图片都已经存入计算机硬盘,但是我们在扫描过程中只是大体浏览整个动态图像显示过程,没有对图像做进一步的工作,该部分既能完成刚扫描病人的图像显示处理,又能完成其他已经扫描病人图像的显示与处理。该部分通过点击主菜单左上角的“图像处理”进入。可以浏览和处理所有完成过扫描的病人的图像,点击“图像处理”进入如下界面:
选中病人并点击“下一步”,则进入该病人图像的图像处理界面。
(一)图像处理主界面
(二)图像处理功能
菜单栏:
此界面有自定义窗口布局,调节窗位窗宽,伪彩色,图像滤波,测量,图像移动、翻转,显示dicom标签,导出图像,MPR重建,MIP重建等功能。
调节窗位/窗宽:
伪彩色:
旋转影像:
显示影像的DICOM信息
MPR重建:
三维重建
从主菜单的“图像处理”进入,选中病人并点击“3D”按钮进入三维重建界面。
2医学影像学虚拟仿真实验教学项目发展的制约因素
2.1经费投入因素
由于建设虚拟仿真实验教学项目需要投入大量的资金,用于服务器的更换与图像工作站的建设等[4]。然而这些专业的设备和软件的昂贵的费用使得在教学中进行有效的应用面临着较大的挑战。若想每位学生以及每个小组都配备虚拟设备进行操作,就会使建设资金的投入变得更多,此时,会给学校的财务带来更大的压力。另外,由于资金投入的分散,使医院与学校之间无法做到资源共享。导致同类设备的重复购置现象普遍。这不仅增加了学校的经济负担,也造成了资源的浪费。此外,由于缺乏协作,许多学校在购买低端软硬件时,难以与医学影像行业的最新发展接轨,从而影响了教学效果。这种状况不仅限制了师生的学习与研究能力,也使得教育资源未能得到合理利用。为了改善这一局面,各方应考虑建立共享机制,促进学校与医院之间的合作,优化资源配置,从而降低成本,提高教学质量。通过合理整合资源,可以减少不必要的重复投资,确保学生能够接触到更先进的技术和设备,提升学生的学习体验和实践能力。
2.2虚拟仿真教学内容因素
由于现阶段的虚拟仿真实验教学缺乏行业专家的指导,进而不利于教学内容的扩充与更新,导致学生与老师在虚拟现实教材的选择上受到了限制,使其实际需求无法得到满足,且学生与老师所接触的教材内容较为趋于理论化。除此之外,目前内容匮乏以及针对性弱是虚拟现实行业发展的主要问题,从而导致所购买的软件与专业的课程设计存在差异性,使实验内容难以激发学生的学习兴趣。
3医学影像学虚拟仿真实验教学项目发展对策
3.1科学谋划,注重学生能力培养
为了推动医学影像学实验教学的有效发展,在课程设计上需要进行系统的规划与设计,同时,实验设备的采购以及实验教材的选择都应与医学影像学的发展保持一致。另外,实践操作内容要与学生的临床实际需求紧密相连,以此来确保学生能够获得相关的知识与技能,进而为其今后的职业生涯奠定夯实的基础。例如,将虚实结合的建设原则作为虚拟仿真实验教学的项目选题,并将该教学内容在实验教学中做好比例规划,进而有利于虚拟仿真实验教学资源与传统实验的共同建设。除此之外,还要将实验教学做到线上与线下有机结合,即学生在线上完成理论与虚拟操作后,老师通过线下网络对其操作进行测评与反馈,使学生的自主学习的能力得以提升。此外,还应扩宽该项目的渠道经费,进而为信息化建设提供有利保障,使学校与医院的协同优势得以发展,且还要做仪器与影像学资源的整合,进而有利于规避资源浪费现象出现的概率。
3.2促进校企合作,加强网络共享
校企合作是指企业的学校根据各自的需求,进行资源优势的整合,以此来提升教育平台的合作关系。且此种合作模式已经是现阶段高校人才培养的重要平台。企业拥有专业的信息化研发实验室和技术团队等工学技术优势,同时具备开发信息化平台所需的软硬件基础条件,这使得前期研发投入得以有效节约。另一方面,医学院校则具备丰富的医学和教育资源优势,能够为项目研发提供扎实的理论基础、相关医学素材以及建设性思路。此外,师生参与到医学虚拟产品的设计、研发和测试过程中,可以从实际使用者的角度提出宝贵的设计和改进建议。通过校企双方的紧密合作,优势互补,能够将信息化建设的成果有效地运用到医学人才的培养中。这种协作不仅提升了项目研发的效率和质量,也为学生提供了实践机会,实现了理论与实际的结合。
4结语
总而言之,将虚拟仿真实验教学项目与传统理论教学相结合,可以有效的提升学生的操作能力。然而老师在以后的课堂设计上要将该项目与传统教学相融合,有利于学生的实践能力的提升。
参考文献
[1]梁爽,魏景洋,佟靖雯,等.虚拟仿真实验在《医学影像诊断学》本科实验教学课程思政融入应用初探[J].中国医药科学,2023,13(22):64-68.DOI:10.20116/j.issn2095-0616.2023.22.14.
[2]柴娜,彭锐,徐子良,等.医学影像虚拟仿真系统在临床教学中的应用[J].医学教育研究与实践,2022,30(01):108-114.DOI:10.13555/j.cnki.c.m.e.2022.01.023.
[3]刘艳龙,李晓艳.虚拟仿真实验联合PACS系统在医学影像学实践教学中的应用与思考[J].卫生职业教育,2021,39(07):98-99.
[4]郑楠,庞学明,李军,等.医学影像学虚拟仿真实验教学项目的实践与思考[J].现代信息科技,2019,3(15):88-90.