基于網(wǎng)絡(luò)的超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)在超聲教學(xué)中的應(yīng)用

李?yuàn)W　鄧晶　彭曉靜　杭菁　葉新華　袁藝標(biāo)

摘要：超聲新技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)超聲教學(xué)提出更高的要求。針對(duì)傳統(tǒng)超聲教學(xué)存在的問題，我們將自主研發(fā)的超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)用于醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的超聲教學(xué)中，探討其在學(xué)生自主學(xué)習(xí)及教師課程教學(xué)中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：超聲影像學(xué)；虛擬現(xiàn)實(shí)；超聲教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0265-02

超聲影像學(xué)是一門基礎(chǔ)與臨床緊密結(jié)合的綜合學(xué)科。近年來超聲新技術(shù)的快速發(fā)展，如超聲造影、彈性成像、三維超聲、介入超聲及治療超聲等，使超聲已成為臨床診治不可或缺的輔助手段，同時(shí)對(duì)超聲教學(xué)提出了更高的要求。然而，目前醫(yī)學(xué)院本科超聲教學(xué)以教師傳授知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及技能的教學(xué)模式為主，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代超聲技術(shù)的發(fā)展，不能滿足超聲人才培養(yǎng)的需要[1]。因此，改進(jìn)超聲教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提升實(shí)踐能力，成為超聲教學(xué)努力的方向[2]。本教研室前期自主研發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)的超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)[3]，并將其引入醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的超聲教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果。

一、超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及多媒體仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用，醫(yī)學(xué)教育的傳統(tǒng)觀念和教學(xué)模式發(fā)生了巨大變革[4]。本教研室結(jié)合超聲教學(xué)需求，調(diào)研學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑與興趣，采用軟件工程理念，構(gòu)建了一個(gè)基于校園網(wǎng)并可拓展到公網(wǎng)上的集教學(xué)、自學(xué)與仿真操作于一體的超聲影像學(xué)虛擬自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。該平臺(tái)包含超聲室漫游、超聲儀器虛擬操作、虛擬人體超聲檢查、超聲虛擬病人庫、在線考核及課程中心等模塊，學(xué)生進(jìn)入模塊進(jìn)行模擬臨床場(chǎng)景式學(xué)習(xí)，虛擬操作超聲儀器，訓(xùn)練超聲檢查技巧，培養(yǎng)臨床思維能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)超聲的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化的平臺(tái)使超聲教學(xué)擺脫了常規(guī)對(duì)患者或標(biāo)準(zhǔn)化病人的依賴以及儀器設(shè)備等資源的限制，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，提高了超聲教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。

二、平臺(tái)應(yīng)用

1.自主學(xué)習(xí)。學(xué)生通過注冊(cè)認(rèn)證后登錄平臺(tái)，即可選擇模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)。在超聲室漫游模塊中，學(xué)生可以在三維空間里進(jìn)行自主漫游式學(xué)習(xí)，通過場(chǎng)景的熱區(qū)了解相關(guān)超聲知識(shí)點(diǎn)。如漫游至超聲預(yù)約場(chǎng)景，則顯示出超聲檢查流程及相關(guān)注意事項(xiàng)，如肝膽胰脾超聲檢查需要空腹、泌尿系超聲檢查需要喝水憋尿、經(jīng)直腸超聲檢查需要排空大便、介入超聲須完善術(shù)前檢查等。漫游至超聲室長(zhǎng)廊，能夠看到科室開展的新技術(shù)新項(xiàng)目介紹，超聲檢查室內(nèi)點(diǎn)擊任何設(shè)備亦會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)說明。新穎的學(xué)習(xí)方式極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也滿足了學(xué)生早接觸臨床實(shí)習(xí)的需求，對(duì)超聲檢查及其臨床應(yīng)用有個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)。進(jìn)入超聲儀器虛擬操作模塊，有生動(dòng)形象的三維虛擬仿真圖講解超聲成像相關(guān)物理基礎(chǔ)知識(shí)，通過視覺感官刺激，彌補(bǔ)理論課教學(xué)的晦澀枯燥，加深學(xué)習(xí)印象。學(xué)生還可以虛擬操作超聲儀器，通過點(diǎn)擊儀器各部件了解工作原理，操作各按鈕模擬參數(shù)變化，掌握儀器的使用與調(diào)節(jié)。超聲新技術(shù)的日新月異，改變了超聲的臨床功能，現(xiàn)代超聲已由單純的解剖學(xué)成像到功能代謝成像，從單純的輔助診斷演變?yōu)榧嗄Ｊ匠曉\斷、術(shù)中評(píng)估、介入超聲治療等于一體的多元化學(xué)科。

但是超聲教學(xué)中的理論課時(shí)有限，對(duì)新技術(shù)不能做到全面介紹，學(xué)生很難在較短的時(shí)間內(nèi)掌握內(nèi)容繁多的超聲知識(shí)。鑒于此，我們?cè)谀K中納入了超聲新技術(shù)的介紹，如三維超聲、超聲造影、彈性成像等，讓學(xué)生充分了解超聲新技術(shù)的原理及臨床應(yīng)用。超聲診斷的準(zhǔn)確性與操作者的檢查手法密切相關(guān)[5]，因此超聲實(shí)踐教學(xué)非常重要。它不僅有助于學(xué)生更好地理解超聲基礎(chǔ)理論知識(shí)，也是培養(yǎng)合格的超聲醫(yī)師的迫切需求。在人體超聲檢查模塊中，學(xué)生可以在模型人身上練習(xí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)掃查方式進(jìn)行超聲檢查，掌握規(guī)范化的操作技巧及超聲偽像的識(shí)別。學(xué)生還可以選擇標(biāo)準(zhǔn)化患者，如選擇肝硬化患者，系統(tǒng)則首先提示患者的一系列臨床癥狀、體征，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)肝臟進(jìn)行掃查，并提示掃查的注意點(diǎn)，如肝臟形態(tài)、包膜、內(nèi)部回聲、肝內(nèi)管道。肝臟檢查結(jié)束后，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其他臟器的觀察，如膽囊有無增大、腹腔內(nèi)有無積液、脾臟有無增大、有無門脈側(cè)枝循環(huán)等表現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)肝硬化的超聲診斷有全面的理解。這種虛擬的平臺(tái)，使學(xué)生可以不受時(shí)間、場(chǎng)所、設(shè)備、人為因素等限制，隨時(shí)隨地反復(fù)練習(xí)，提升超聲實(shí)踐能力。在線考核模塊提供學(xué)生自主測(cè)驗(yàn)，有基礎(chǔ)知識(shí)考核，有案例分析，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行答題，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)漏洞，及時(shí)彌補(bǔ)，遇到疑難問題可以在平臺(tái)上留言，會(huì)得到教師的解答。

2.課程教學(xué)。CBL教學(xué)是以病例為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，是一種培養(yǎng)和提高學(xué)習(xí)者解決實(shí)際問題能力的較為科學(xué)的教學(xué)方法[6]，近年來CBL教學(xué)逐漸深入超聲教學(xué)。超聲學(xué)習(xí)平臺(tái)的虛擬病人庫模塊含有大量的真實(shí)案例，是醫(yī)院PACS系統(tǒng)中的典型病例經(jīng)過篩選整理而成，平臺(tái)的課程中心模塊則提供了超聲教學(xué)PPT及微課，極大地方便了CBL教學(xué)。教學(xué)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)病種在平臺(tái)中進(jìn)行查詢，例如搜索“肝細(xì)胞癌”，則能查詢出所有在選定時(shí)間內(nèi)的診斷為肝癌的病例。選擇某一病例，學(xué)生首先獲得該患者的性別、年齡、臨床癥狀、體征、病史等基本情況，然后教師指導(dǎo)學(xué)生觀察患者的超聲圖像，學(xué)生進(jìn)行積極討論，發(fā)表自己的診斷意見、診斷依據(jù)及鑒別診斷。教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，隨后提示學(xué)生繼續(xù)查看此患者其他影像圖片及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果，讓學(xué)生再次發(fā)表自己的意見。最終，教師進(jìn)行總結(jié)，并進(jìn)入平臺(tái)的課程中心進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的鞏固學(xué)習(xí)。超聲虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)聯(lián)合CBL教學(xué)，不僅讓學(xué)生多方面、多角度理解疾病，實(shí)現(xiàn)了超聲與其他學(xué)科的融會(huì)貫通學(xué)習(xí)，積累臨床經(jīng)驗(yàn)，更是讓學(xué)生在討論中學(xué)會(huì)同病異影、異病同影的辯證分析，形成正確的超聲診斷思路，培養(yǎng)臨床思維能力。

三、應(yīng)用效果

在南京醫(yī)科大學(xué)2013級(jí)、2014級(jí)五年制醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的超聲教學(xué)中引入超聲影像學(xué)虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)，并在學(xué)生中進(jìn)行滿意度調(diào)查，共發(fā)出調(diào)查表100份，收回100份，調(diào)查表的有效率為100%。這些學(xué)生已經(jīng)或正在接受超聲理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，90%以上的學(xué)生認(rèn)為超聲虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)提供了一種新的學(xué)習(xí)方式。它能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)習(xí)空間，有助于對(duì)超聲理論知識(shí)更好地理解，有助于超聲實(shí)踐能力和超聲診斷思維的訓(xùn)練，加強(qiáng)師生交流，希望在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)使用。endprint

四、超聲學(xué)習(xí)平臺(tái)展望

超聲影像學(xué)的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。我們自主研發(fā)的超聲學(xué)習(xí)平臺(tái)功能強(qiáng)大，不僅可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具，還可以輔助教學(xué)，極大地發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提升超聲實(shí)踐能力，是對(duì)傳統(tǒng)理論教學(xué)的一個(gè)很好的補(bǔ)充，可以有效提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。我們相信通過不斷完善，超聲學(xué)習(xí)平臺(tái)將在超聲教學(xué)中發(fā)揮越來越重要的作用。

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Abstract：The rapid development of ultrasonic technology puts forward higher request for ultrasound teaching. As the existing problem of traditional ultrasound teaching，we introduces a virtual ultrasound imaging learning system into ultrasound teaching of medical imaging specialty and discusses the application effect on students' autonomous learning and classroom teaching.

Key words：ultrasound imaging；virtual reality；ultrasound teachingendprint