虛擬切片在病理學各論教學中的應用

摘要：為了適應高等院校教學改革和培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學應用型人才的需要，湖北民族學院醫(yī)學院在病理理論教學中不斷創(chuàng)新與改進教學方法，利用虛擬切片和臨床病例討論進行病理學各論教學。調(diào)查結果顯示：大部分同學愿意接受虛擬技術學習病理改變，可以提高學習興趣，培養(yǎng)臨床思維能力，并且有望將虛擬切片技術應用到其他教學中。

關鍵詞：虛擬切片；病理學各論教學；應用

1997年，美國馬里蘭大學計算機科學系和馬里蘭巴爾的莫約翰霍普金斯醫(yī)院病理系第一次描述虛擬顯微鏡系統(tǒng)，應用該系統(tǒng)可以掃描、存儲和閱覽數(shù)字切片，經(jīng)過十余年的發(fā)展和完善，虛擬顯微鏡系統(tǒng)已廣泛應用于醫(yī)學教學、病理診斷及遠程會診、切片存檔、科學研究、圖像分析等方面[1]。我校與Motic合作建立的形態(tài)學數(shù)碼切片網(wǎng)站正在籌備中，目前還需進一步完善。

1教學實施及效果評價

試驗實施對象為2009級影像診斷專業(yè)學生46人，按照教學計劃要求病理學總學時為80學時，理論與實驗課為1：1。學期教學實施下來取得了很好的效果，評價如下：

1.1發(fā)揮顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)的優(yōu)勢 顯微數(shù)碼互動教學是以\"數(shù)字網(wǎng)絡顯微互動教室\"為依托，把多媒體教室、顯微數(shù)碼互動教室和語音教室有機結合在一起，實現(xiàn)了多媒體電化教學、智能控制、師生多項互動交流等多項功能，實現(xiàn)了信息資源的共享[2]。病理學是一門實踐性很強的學科，因此我們非常注重理論與實驗相結合的教學方法，特別是在影像學專業(yè)學生的教學中，通過借助先進的顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)，利用我們的虛擬標本庫及切片資料，及部分臨床影像診斷病例，幫助學生更直觀的掌握理論知識，而且通過臨床病例討論訓練學生臨床思維，提高病理理論教學質(zhì)量。病理總論內(nèi)容結束后，各論教學中借助醫(yī)學院實驗示范中心形態(tài)學實驗室，這里每臺顯微鏡同時配備一臺計算機，每個教室可容納40人上課，共四個教室，教師通過教師端軟件講授，并可以同時查看學生對切片的學習情況，與學生進行實時交流。老師在講授同時，學生可以直接在電腦上觀察圖像的變化，加強了學習興趣及病變觀察的直觀性，這樣既提高了學習效率，也節(jié)省了學習時間，課后學生也可以利用網(wǎng)上資源自行登陸學習。

1.2利用虛擬病理切片庫教學

1.2.1虛擬實驗室的建設 虛擬資源的獲?。篭"大體解剖標本\"以臨床附屬民大醫(yī)院及學?，F(xiàn)有的實體標本為模板，用專業(yè)單反相機以30°為單位旋轉(zhuǎn)連續(xù)攝取12張高清照片，應用Flash CS4軟件制成動態(tài)的360°旋轉(zhuǎn)標本顯示，既可以看整體，也可以局部放大，觀看細節(jié)，每幅圖片配以文字及語音形式的病變特點的描述，并且還有臨床病例聯(lián)系，制作出虛擬大體標本庫供學生直觀地觀看肉眼病變。目前我們的資源還有限，因此不能在學生中普遍開展應用。優(yōu)質(zhì)資源的共建共享和應用也是教育信息化的核心，是教育部《2003～2007年教育振興行動計劃》中的重點工程之一[3]。有調(diào)查顯示96.32%學生認為使用虛擬實驗室很有幫助，開發(fā)虛擬實驗室很有必要[4]。

1.2.2虛擬切片的制備 \"虛擬切片\"是Micro Bright Field開發(fā)的virtual microscopy技術為基礎，進行圖片制作，是全組織切片的高倍率數(shù)字圖像，是虛擬顯微鏡系統(tǒng)的核心內(nèi)容[5]。我們則利用附屬醫(yī)院病理科采集的大量典型臨床病例的玻璃切片，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字切片圖像。方法為首先利用全自動顯微鏡在低倍鏡下對切片進行X和Y軸的連續(xù)掃描，并且在Z軸進行自動聚焦，安裝在顯微鏡上的高像素數(shù)碼相機對事業(yè)進行連續(xù)拍照，從而得到玻璃切片的一系列圖像。然后由該系統(tǒng)自帶的軟件對圖像中的各種噪聲、失真等現(xiàn)象進行校正，獲得的每張圖像都是切片的一個局部，再由軟件對這些局部圖像進行無縫拼接，組成一張完整切片的數(shù)碼圖像，這些圖像不僅包含了切片的全部信息，還允許在不同的放大倍數(shù)下對切片的各個部分進行觀察，最后由圖像壓縮軟件和存儲軟件對圖像進行壓縮和存儲[6]。我們將一些典型疾病的病理玻璃切片做成虛擬切片，讓學生在課堂上觀察，這樣可以讓學生更直觀的學習病變特點，并且我們還結合臨床疾病特點予以講述，讓學生參與其中，真正做到理論聯(lián)系實際。有問卷調(diào)查反饋顯示，虛擬切片可提供高質(zhì)量的圖像，并解決學生學習過程中出現(xiàn)的很多問題[7]。這與我們的調(diào)查結果基本一致，我們實踐證明，利用虛擬切片和臨床病例討論相結合的方式，95.65%（44/46）的學生認為這樣更容易掌握理論內(nèi)容，并且提高了實驗課的教學質(zhì)量。

1.3結合病理標本引入以臨床病例為導向以問題討論為基礎的CPBL教學模式 醫(yī)學院病理學教學組是省級精品教學團隊，承擔著附屬醫(yī)院大量病理解剖和法醫(yī)病理診斷工作，同時聯(lián)合醫(yī)院影像學教學組成員，制備出臨床常見典型疾病案例的教學資料，CPBL教學法強調(diào)從病例分析著手，緊密結合臨床，引導學生查閱資料，深入討論疾病的病理改變、臨床影像學診斷和治療等方面，這樣學生既可以直觀了解人體器官病變特點，也可以抽象觀察到病變器官的影像學變化， 97.83%（45/46）的學生認為大大提高了臨床學習興趣，并且培養(yǎng)了影像專業(yè)診斷能力和綜合分析能力，達到了真正的教學目的。

在教學過程中，結合教學計劃要求及本章重難點內(nèi)容選擇臨床常見病例，提出問題，引導學生收集信息，利用醫(yī)學基礎理論知識和影像、病理理論知識綜合分析病例，得出明確診斷，組織實施學生討論，再進行集體評價反饋。盡量做到教學方式多樣化，教學內(nèi)容縱向、橫向?qū)Ρ葘W習，理論上研究疾病的病因、發(fā)病機制、病理改變及轉(zhuǎn)歸預后，而不是單單是形態(tài)學的觀察。比如：胃潰瘍一節(jié)講授中，主要介紹臨床發(fā)病情況、病因、發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)，輔助檢查如胃鏡、X線鋇餐、活體組織檢查等，介紹疾病并發(fā)癥及預后情況，輔以臨床典型病例分析，這樣下來幾乎所有同學都能充分理解和掌握該疾病的全部內(nèi)容，通過此方法可以提高學生學習興趣，引導學生積極思考問題，挖掘自主學習的潛能，并且培養(yǎng)了臨床診斷和綜合利用知識的能力。

1.4 病理各論教學的重要性 病理學各論又稱系統(tǒng)病理學，是闡明各種疾病的病因、病變及其發(fā)生發(fā)展的特殊規(guī)律，研究其與臨床表現(xiàn)的關系及其對疾病防治的意義。因此各論教學更注重實踐，注重與臨床的密切聯(lián)系，我們在影像診斷專業(yè)中采用虛擬切片結合臨床病例討論進行理論教學，目的是突出這一專業(yè)的應用性，提高本專業(yè)學生的臨床診斷水平，實踐證明該教學法確實取得了明顯的效果。

2討論

2.1虛擬切片優(yōu)勢 虛擬切片技術實現(xiàn)了傳統(tǒng)顯微鏡切片數(shù)字化，理想的虛擬切片在質(zhì)量上和分辨率上與真實的病理標本沒有明顯差異，普通教學玻璃切片在制作和使用過程中易損耗，需要不斷補充更新，不易永久保存，數(shù)量有限，并且結構典型的標本不易獲得等因素均限制了實驗教學的發(fā)展。與傳統(tǒng)標本庫相比，虛擬實驗室標本量大，病變典型，且與臨床實際病例密切相關，隨時更新，這也有助于提高學生學習興趣。虛擬顯微鏡有利于培養(yǎng)學生的實際動手能力和觀察能力；有利于促進遠程教學的資源整合和共享；有利于增強遠程學習中的互動與交流；有利于提高學生學習知識的效率[8]。這在很多方面已經(jīng)形成共識。

2.2不足之處 虛擬切片講授要求教師有較高的專業(yè)素質(zhì)，能熟練掌握每一張切片的觀察內(nèi)容，準確快速的找到典型結構，因此我們的病理教師都是有豐富的臨床病理診斷經(jīng)驗，但是師資相對匱乏也是目前存在的問題，因此利用虛擬切片技術授課還在使用階段，不能在所有學生中大規(guī)模普及。

我們認為在講授病理學各論理論知識時，同步配備典型病例的大體標本、虛擬切片及臨床影像資料等內(nèi)容，方可做到真正理論與實踐結合，對于提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)臨床應用型人才等方面均具有重大意義。相信在不久的將來，虛擬切片技術可以取代傳統(tǒng)顯微鏡[9]，我們還將其應用于組織胚胎學、法醫(yī)病理學等形態(tài)學科的教學及臨床病理診斷、遠程會診中。

參考文獻：

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編輯/申磊