生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)體系的實踐應(yīng)用

郝利國++李靖宇++楊超++陳大同++穆偉斌++梁明輝++王曉東++劉雅楠

摘 要 通過對齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)體系進(jìn)行改革，開拓新型教學(xué)模式，構(gòu)建實踐教學(xué)保障體系，提出“遞進(jìn)式·一體化”的醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)培養(yǎng)體系，顯著增強(qiáng)學(xué)生的實踐授課效果，提高學(xué)生的設(shè)備研發(fā)和常見臨床設(shè)備維護(hù)能力，適合在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 生物醫(yī)學(xué)工程；醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)；臨床設(shè)備

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0127-03

Practical Application of Experimental Teaching System of Medi-

cal Imaging in Biomedical Engineering//HAO Liguo， LI Jingyu， YANG Chao， CHEN Datong， MU Weibin， LIANG Minghui， WANG

Xiaodong， LIU Yanan

Abstract Reformed the medical imaging experimental teaching sys-tem with biomedical engineering major， opened up a new teaching model， builded a practical teaching security system， put forward the Progressive and Integrated medical imaging experimental teaching system， it can improve the practice of students significantly， can improve the development of student equipment and the maintenance of common clinical equipment， it can be suitable for biomedical engineering students in the promotion of application.

Key words biomedical engineering； medical imaging experimental teaching； clinical equipment

1 前言

生物醫(yī)學(xué)工程屬于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)工程技術(shù)相互結(jié)合的學(xué)科。近幾年，我國設(shè)置生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高校多數(shù)為理工科和綜合性院校，只有少數(shù)為醫(yī)學(xué)類院校[1]。前者更加側(cè)重工科技能的培養(yǎng)，后者和醫(yī)學(xué)臨床實踐結(jié)合緊密，側(cè)重醫(yī)療器械實踐。齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生物工程專業(yè)已經(jīng)辦學(xué)五年，在滿足理論教學(xué)的同時，注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目前正處于不斷探索與實踐中。

醫(yī)學(xué)成像部分是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，涵蓋醫(yī)學(xué)影像儀器、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備維護(hù)、醫(yī)學(xué)圖像處理等各環(huán)節(jié)[2]，但是目前在醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)方面尚存在一定問題。本研究通過逐步完善醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)各單元模塊，力爭為社會培養(yǎng)出“工程素質(zhì)高、實踐能力強(qiáng)”的應(yīng)用型專業(yè)人才。

2 研究方法

對象與方法 選擇齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院2012—2014屆生物醫(yī)學(xué)工程的本科生共64名作為研究對象：將2013級和2014

級學(xué)生設(shè)為實驗組，共43人，其中男14人，女29人，年齡在20～23歲，平均（22.51±1.53）歲；將2012級學(xué)生

設(shè)為對照組，共21人，其中男8人，女13人，年齡在23～

25歲，平均（24.02±1.07）歲。

對照組：授課教師按照生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)大綱和教學(xué)計劃，對學(xué)生進(jìn)行實踐教學(xué)授課操作，根據(jù)實驗大綱的教學(xué)目的、實驗原理以及實驗操作步驟進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生根據(jù)授課內(nèi)容完成實踐操作，評分后，成績納入最終期末相應(yīng)學(xué)科總成績。

實驗組：解決目前齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)中存在的相關(guān)課程實驗不連貫、連續(xù)性不強(qiáng)等問題，推行“遞進(jìn)式·一體化”的實驗教學(xué)培養(yǎng)模

式；以醫(yī)學(xué)影像與生物醫(yī)學(xué)工程中心實驗室為依托，進(jìn)行相關(guān)課程的實驗教學(xué)改革，包括有醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)光學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)療設(shè)備維修與原理、PACS系統(tǒng)、醫(yī)用電子儀器、模擬電路、數(shù)字電路、電子線路輔助設(shè)計等課程，最終進(jìn)行考核方法改革，建立學(xué)生專業(yè)實驗技能考核與評價體系。

1）完善相關(guān)課程的實踐教學(xué)內(nèi)容連續(xù)性，彼此不孤立，建立“遞進(jìn)式·一體化”的實驗教學(xué)培養(yǎng)模式。具體內(nèi)容如下。

①模擬電路和數(shù)字電路兩門課程，要求實驗內(nèi)容設(shè)計上，要滿足為后續(xù)課程服務(wù)，即臨床醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域設(shè)備研制和設(shè)備維修的相關(guān)電路及元器件要重點講授，重點為二極管、三極管、可控硅等元器件的工作原理及故障判斷。電子線路輔助設(shè)計課程，重點為后續(xù)的設(shè)備研發(fā)改進(jìn)服務(wù)，要求實驗設(shè)計上要增加綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計電路的創(chuàng)新能力。醫(yī)學(xué)圖像處理課程實驗設(shè)計，要側(cè)重醫(yī)學(xué)成像的軟件部分，提高學(xué)生的軟件設(shè)計及醫(yī)學(xué)圖像后處理能力，學(xué)生要結(jié)合臨床設(shè)備實踐，掌握臨床各機(jī)型（GE、SIEMENS、PHILIPS）的圖像后處理方法。實驗開課方式仍以綜合性、設(shè)計性實驗為主[2]。以上四門課內(nèi)容由電子學(xué)教研室負(fù)責(zé)。

②醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)內(nèi)容為四大影像設(shè)備的工作原理、設(shè)備組成等內(nèi)容，實驗授課模式上，要以前期基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)，設(shè)計電子元器件等模塊的故障現(xiàn)象，并進(jìn)行綜合分析。本部分內(nèi)容要與臨床工程實踐高度一致。醫(yī)學(xué)光學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)電子儀器兩門課程涉及除醫(yī)學(xué)影像設(shè)備外其他的臨床設(shè)備，這部分設(shè)備臨床工程工作涉及較多，要求實驗設(shè)計上要與臨床實踐相同，在認(rèn)識相關(guān)設(shè)備的同時，要與臨床設(shè)備科聯(lián)系，掌握設(shè)備的常見故障以及需要改進(jìn)地方，要求實驗涉及臨床常見的故障現(xiàn)象[3]。醫(yī)療設(shè)備維修與原理課程，要在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)光學(xué)儀器和醫(yī)學(xué)電子儀器等基礎(chǔ)上，進(jìn)行實驗設(shè)計延續(xù)，即設(shè)計臨床常見故障現(xiàn)象，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)備電路圖進(jìn)行綜合分析。本部分內(nèi)容由影像設(shè)備與技術(shù)學(xué)教研室負(fù)責(zé)。通過本實驗設(shè)計，最終使專業(yè)基礎(chǔ)課程為專業(yè)課程服務(wù)，專業(yè)課程為臨床工程服務(wù)，形成“遞進(jìn)式·一體化”的實驗教學(xué)培養(yǎng)模式。endprint

2）提高學(xué)生實踐能力，要求學(xué)生利用第五學(xué)期寒假，去臨床設(shè)備維修公司進(jìn)行頂崗實習(xí)，增加設(shè)備操作實訓(xùn)。本部分內(nèi)容由影像設(shè)備與技術(shù)學(xué)教研室負(fù)責(zé)。

3）提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，要求學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力訓(xùn)練，積極參加國家、省級大賽及大賽培訓(xùn)。

實驗評價體系 在本部分的實驗教學(xué)中，建立一整套的培養(yǎng)目標(biāo)，要求學(xué)生能夠完成每一部分的實驗方案設(shè)計，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，每個實驗是整個實驗教學(xué)體系中的一個組成部分[4]，要求學(xué)生通過實踐考核，能夠達(dá)到醫(yī)學(xué)成像流程中每個環(huán)節(jié)的具體要求，理論教學(xué)和實驗教學(xué)不脫節(jié)，相繼進(jìn)行。

觀察指標(biāo)與評價標(biāo)準(zhǔn)

1）觀察指標(biāo)[4]：觀察比較兩組學(xué)生實驗考核成績、實驗課堂教學(xué)效果評價、學(xué)習(xí)能力提高評價，以及對課程的滿意程度。

2）評價標(biāo)準(zhǔn)：實驗考核成績滿分100分，最終折合成50分，包括實驗操作、結(jié)果和實驗報告等。

統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件，實驗成績等正態(tài)分布的計量資料采用表示，均數(shù)之間比較采用t檢驗，學(xué)生對教學(xué)模式的學(xué)習(xí)能力評價、課堂教學(xué)的效果以及滿意程度等計數(shù)資料采取χ2檢驗，以P<0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié)果

醫(yī)學(xué)成像教學(xué)體系主要是各科目教師通過采用對實驗項目整合、逐步遞進(jìn)方式，進(jìn)而實現(xiàn)成像部分一體化的實驗教學(xué)體系，即上一個科目為下一科目的實驗教學(xué)打下堅實學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，并且為專業(yè)學(xué)科提供服務(wù)，建立適合齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)學(xué)成像的“遞進(jìn)式·一體化”的實驗教學(xué)培養(yǎng)模式，實現(xiàn)每個實驗在整個體系中的連續(xù)性。

兩組學(xué)生的理論及實驗課考核最終成績對比 如表1所示，實驗組考核的實驗課程理論成績、實驗操作成績均顯著高于對照組（t=10.562、11.856，P=0.001、0.000），差別顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。實驗組學(xué)生的綜合考核成績均顯著高于對照組學(xué)生（P<0.05），證實了醫(yī)學(xué)成像教學(xué)體系，基礎(chǔ)課程為后續(xù)課程設(shè)計實驗項目，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，能夠顯著提高學(xué)生的實踐動手能力。

兩組學(xué)生對課堂教學(xué)效果的評價 如表2所示，實驗組學(xué)生在同教師互動、課堂注意力、時間合理性以及課堂氣氛等方面均顯著優(yōu)于對照組學(xué)生（t=16.596、10.108、12.263、18.059，P=0.000），差別顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<

0.05）。

兩組學(xué)生對學(xué)習(xí)能力提高的評價對比 如表3所示，實驗組學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、獨立思考能力、解決問題能力以及創(chuàng)新能力等方面均顯著優(yōu)于對照組（t=12.563、13.059、14.729、14.899，P=0.000），差別顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），表明本套教學(xué)模式可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的自主動手能力、解決問題能力以及思維創(chuàng)新能力。

兩組實習(xí)生對教學(xué)模式的滿意程度對比 如表4所示，對照組學(xué)生對教學(xué)模式滿意共14例，滿意度為71.43%；實驗組學(xué)生對教學(xué)模式滿意共41例，滿意度為95.35%。兩組差別顯著（χ2=11.389，P=0.000），具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<

0.05），證實了學(xué)生對醫(yī)學(xué)成像教學(xué)體系滿意程度較高，大多數(shù)學(xué)生可以接受此教學(xué)體系。

學(xué)生頂崗實習(xí)及參加國賽情況 截至目前，齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院已經(jīng)向哈爾濱凱匯源醫(yī)療器械公司選派多名學(xué)生進(jìn)行頂崗實踐訓(xùn)練，學(xué)生運(yùn)用課堂所學(xué)，結(jié)合實際情況，完成相應(yīng)設(shè)備維護(hù)。在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生在第三屆全國醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新大獎賽上，報送的“智能數(shù)字化X線機(jī)系統(tǒng)——面向基層醫(yī)院模擬X光機(jī)改造”項目獲得創(chuàng)新大獎，兩次在黑龍江省彩格杯工業(yè)設(shè)計大賽中獲得三等獎，并且三人在彩格工業(yè)設(shè)計有限公司中進(jìn)行大賽培訓(xùn)。

學(xué)生參加的頂崗實習(xí)情況，能夠和實際相結(jié)合，能夠運(yùn)用所學(xué)，極大提高了動手操作能力。學(xué)生能夠延續(xù)課堂教師講授內(nèi)容，在臨床設(shè)備中實踐操作，增加了醫(yī)學(xué)成像知識的系統(tǒng)性。學(xué)生參加國賽情況，是對齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的集中檢驗，鍛煉了學(xué)生應(yīng)用理論解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神；同時提升了齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在全國醫(yī)療衛(wèi)生企業(yè)中的影響力，開創(chuàng)了學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的新局面。

4 結(jié)語

“遞進(jìn)式·一體化”的醫(yī)學(xué)成像實驗教學(xué)培養(yǎng)體系，能夠顯著增強(qiáng)學(xué)生的實踐授課效果，提高學(xué)生的動手能力和實踐操作能力，并且能夠和臨床工程生產(chǎn)實踐和全國大賽相結(jié)合，提高學(xué)生的設(shè)備研發(fā)和常見臨床設(shè)備維護(hù)能力，適合在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中推廣應(yīng)用。

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