虛擬仿真系統(tǒng)在MR教學(xué)中的應(yīng)用效果

翟 建，魏 逸，陳方滿，徐靜雅，徐 瑞

(皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 弋磯山醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 蕪湖 241001)

MR成像是醫(yī)學(xué)影像學(xué)不可或缺的一部分，并且它也因其抽象的物理原理與獨(dú)特的成像方式，成為影像教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)難點(diǎn)。事實(shí)上，面對(duì)社會(huì)對(duì)專業(yè)影像人才的迫切需求，作為教學(xué)工作者，多年來我們不斷地在MR教學(xué)過程中嘗試多種教學(xué)方法，以期能夠取得良好的教學(xué)效果,從而為學(xué)生進(jìn)入臨床實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其中應(yīng)用較為廣泛的教學(xué)模式就是典型病例為基礎(chǔ)-臨床問題導(dǎo)向(problem-originated clinical medical curriculum，PCMC)模式[1-3]。PCMC教學(xué)模式是一種以臨床典型病例為基礎(chǔ)、以問題為先導(dǎo)的啟發(fā)式臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)模式，其核心思想就是使教與學(xué)得到統(tǒng)一，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，長時(shí)間的教學(xué)證明這種模式其實(shí)也具有一些缺陷，最突出的是，無法使學(xué)生獲得直觀的臨床體驗(yàn)，從而不能更加深刻地理解、掌握教學(xué)內(nèi)容，歸根到底，MR是一門實(shí)踐性科學(xué)，然而醫(yī)學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)似乎為這種實(shí)踐教學(xué)提供了一種可能性[4]，本研究旨將MR虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用于PCMC教學(xué)模式中，探討其教學(xué)效果。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 隨機(jī)選擇皖南醫(yī)學(xué)院2015級(jí)影像專業(yè)的5年制本科生，按學(xué)號(hào)隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，每組各110名學(xué)生。兩組的教學(xué)內(nèi)容均參照第4版《醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)》，選取其中的腦血管疾病章節(jié)進(jìn)行教學(xué)。

1.2 研究材料

1.2.1 基于 Web 技術(shù)的 MRI 仿真訓(xùn)練系統(tǒng) MR虛擬仿真系統(tǒng)主要由四大模塊構(gòu)成。①網(wǎng)路層，本虛擬仿真系統(tǒng)以學(xué)校教育網(wǎng)為基礎(chǔ)，學(xué)生能夠全天候訪問服務(wù)器。②平臺(tái)層，包括了虛擬操作系統(tǒng)手機(jī)客戶端以及皖南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生登錄后，即可進(jìn)行MR虛擬操作。③模擬層，學(xué)生可以采用模擬方法，如MR虛擬操作與報(bào)告系統(tǒng)、3Dbody 6.0三維交互解剖軟件等，身臨其境地模擬實(shí)際操作。④實(shí)施層，包括了醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)的所有相關(guān)課程，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科的聯(lián)合學(xué)習(xí)。

1.2.2 PCMC教學(xué)模式 課前，教師根據(jù)大綱要求的教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)，從附屬醫(yī)院選取典型病例來制作多媒體課件(如腦卒中、腦血管畸形等)，這些病例具有完整的臨床與影像資料，根據(jù)典型病例，分步驟設(shè)置教學(xué)問題，與此同時(shí)，讓同學(xué)們對(duì)課程進(jìn)行預(yù)習(xí)，遇到疑惑查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。課堂中，教師播放多媒體課件，介紹典型臨床病例，并提出設(shè)置好的教學(xué)問題，同學(xué)們根據(jù)這些問題進(jìn)行討論，形成討論結(jié)果，最后教師對(duì)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、糾正，并對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理、總結(jié)。

1.3 研究方法 對(duì)照組，僅僅應(yīng)用PCMC教學(xué)模式進(jìn)行MR教學(xué)，動(dòng)畫展示MR操作流程，并介紹規(guī)范性的MR報(bào)告書寫方式，學(xué)生反復(fù)觀看。實(shí)驗(yàn)組，在PCMC教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)，教學(xué)過程如下：①課前讓學(xué)生預(yù)習(xí)腦血管疾病章節(jié)課本內(nèi)容，積極查找相關(guān)資料，包括疾病的病理及生理知識(shí)、MR表現(xiàn)及相關(guān)的MR成像物理原理等，并采用3Dbody6.0三維交互解剖軟件學(xué)習(xí)顱腦的大體結(jié)構(gòu)及腦血管分布。②教師選擇典型臨床腦血管疾病病例導(dǎo)入多媒體視頻，展示腦血管病變的MR表現(xiàn)，并提出事先設(shè)定好的課堂問題，同學(xué)們展開討論，得出討論結(jié)果，教師對(duì)結(jié)果進(jìn)行一一點(diǎn)評(píng)，學(xué)生們對(duì)腦血管疾病形成了一定的認(rèn)識(shí)。③手機(jī)客戶端登陸基于 Web 技術(shù)的 MRI 仿真訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行虛擬實(shí)踐，教師首先進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)，包括模擬MR儀器的掃面流程及MR報(bào)告的書寫(如診斷腦卒中需要掃描哪些MR序列、如何定位掃描的層面、描述病變需要用何種規(guī)范性術(shù)語進(jìn)行表達(dá))，學(xué)生獨(dú)立自主地反復(fù)進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，教師后臺(tái)觀察學(xué)生操作的整個(gè)過程，并總結(jié)學(xué)生在虛擬實(shí)踐過程中遇到的問題，將問題反饋給學(xué)生，學(xué)生就實(shí)踐中的不足主動(dòng)尋找解決問題的辦法。

教學(xué)課程結(jié)束后，立即就多種教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)展開問卷調(diào)查，調(diào)查學(xué)生對(duì)多項(xiàng)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)的認(rèn)可程度。1周后，對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)成績的考核，包括MR讀片能力與MR基礎(chǔ)理論知識(shí)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。兩組教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)認(rèn)可度的差異采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較，兩組MR讀片能力與MR基礎(chǔ)理論知識(shí)考核成績的差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。P<0.05 認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 教學(xué)評(píng)價(jià) 收回問卷調(diào)查300份，有效率為100%。調(diào)查結(jié)果顯示：實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)認(rèn)可度均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩組學(xué)生對(duì)教學(xué)過程的認(rèn)可度[n(%)]

評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)照組(n=110)實(shí)驗(yàn)組(n=110)χ2P激發(fā)學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性81(73.6)102(92.7)14.3290.000腦血管病變認(rèn)識(shí)的加深75(68.2)99(90.0)15.8320.000MR閱片能力的提高79(71.8)105(95.5)22.4520.000MR診斷思維的鍛煉68(61.8)97(88.2)20.3880.000拓展知識(shí)面54(49.1)89(80.9)24.4760.000

2.2 成績考核 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生MR讀片能力、MR理論成績均高于對(duì)照組的學(xué)生，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組學(xué)生考核成績比較(MR讀片能力、理論成績滿分各100分)

組別人數(shù)MR讀片能力MR理論成績對(duì)照組11067.97±5.5276.36±6.25實(shí)驗(yàn)組11073.86±5.0980.05±5.48t8.2334.468P0.0000.000

3 討論

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是臨床醫(yī)學(xué)中不可或缺的一門學(xué)科，隨著影像設(shè)備的不斷更新、影像新技術(shù)的逐漸應(yīng)用，醫(yī)學(xué)影像在疾病診斷方面的作用日益凸顯。它以影像表現(xiàn)為基礎(chǔ)，參照臨床相關(guān)資料對(duì)疾病進(jìn)行診斷及鑒別診斷，具有專業(yè)水平的影像診斷醫(yī)生自然成為了臨床醫(yī)生的可靠幫手，甚至能夠?yàn)榕R床治療提供有效建議，政府衛(wèi)生部門及各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)目前已認(rèn)識(shí)到醫(yī)學(xué)影像學(xué)在醫(yī)療事業(yè)發(fā)展中的重要性，專業(yè)影像人才的匱乏也成為了制約醫(yī)療事業(yè)發(fā)展的因素之一[5-6]。醫(yī)學(xué)影像教育一直是培養(yǎng)專業(yè)影像人才的載體，是醫(yī)學(xué)生能否成長為合格影像人才的關(guān)鍵一步，醫(yī)學(xué)影像學(xué)內(nèi)涵較豐富，不僅包括了放射(X線、CT、MR)、超聲、核醫(yī)學(xué)等諸多亞?？?，也涉及到了臨床、病理、解剖等多門學(xué)科，可以說它是一門綜合性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，其中MR因抽象的物理原理與獨(dú)特的成像方式?jīng)Q定了其教學(xué)過程更具復(fù)雜性與艱巨性,我們認(rèn)為理想的MR教學(xué)模式應(yīng)該是這樣的:學(xué)生接觸MR相關(guān)理論知識(shí)的同時(shí)，對(duì)MR臨床實(shí)踐(MR操作、MR報(bào)告)進(jìn)行直觀體驗(yàn)[7]。但是目前由于MR機(jī)器設(shè)備昂貴、學(xué)生人數(shù)較多、帶課老師臨床任務(wù)繁重等客觀因素，學(xué)生鮮有接觸MR臨床實(shí)踐的機(jī)會(huì)，如何尋找一種教學(xué)模式來解決這一矛盾，并且有效地搭起課堂學(xué)習(xí)與臨床實(shí)踐的橋梁，是我們一直以來思考的問題。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，主要是采用大班進(jìn)行理論課程教學(xué)、小班進(jìn)行讀片教學(xué)，多年的教學(xué)實(shí)踐證明，這種呆板、僵化的“填鴨式”教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像教育的發(fā)展，專業(yè)影像人才的培養(yǎng)更是無從談起。近些年來，PCMC這一教學(xué)模式一直是醫(yī)學(xué)教育研究的熱點(diǎn)[8-9]，它以典型臨床病例為基礎(chǔ)、并就相應(yīng)問題進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，國內(nèi)的成革勝、杜媛等[3，8]已將其應(yīng)用在內(nèi)科學(xué)的教學(xué)中，在這種教學(xué)過程中，學(xué)生由傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體，教師大多數(shù)情況下充當(dāng)一名引導(dǎo)者的角色，這在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。我們也將這種模式應(yīng)用到MR教學(xué)中，不過，在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，這種模式也存在一些不足之處，最關(guān)鍵的是沒有體現(xiàn)出教學(xué)實(shí)踐性的精髓，學(xué)生對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)仍然停留在書本知識(shí)上，與實(shí)際臨床工作仍有較大差距。

虛擬仿真系統(tǒng)是一種虛擬的操作環(huán)境和互動(dòng)平臺(tái)[10]，它的出現(xiàn)及應(yīng)用為實(shí)踐性教學(xué)的實(shí)現(xiàn)提供了一次契機(jī)，我校也聯(lián)合計(jì)算機(jī)人員開發(fā)了一套基于Web 技術(shù)的 MRI 仿真操作與診斷訓(xùn)練系統(tǒng)，它模擬真實(shí)的臨床場景，以臨床需要為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際臨床能力(MR儀器操作能力、MR診斷報(bào)告書寫能力)為目的，構(gòu)建虛擬、又貼合實(shí)際的MR診斷教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)MR影像有關(guān)多學(xué)科知識(shí)并有效融合，培養(yǎng)正確的MR影診思路[11]。本研究采用MR虛擬仿真系統(tǒng)聯(lián)合PCMC，體現(xiàn)了教學(xué)方法的靈活性，這種復(fù)合式教學(xué)從多方位評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，不僅僅是對(duì)理論學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)，而是更加注重學(xué)生臨床實(shí)踐能力的評(píng)估，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋，不斷對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行改良[12]。我們的研究結(jié)果亦表明，與單純的PCMC教學(xué)相比，這種復(fù)合式教學(xué)方法能夠顯著提高學(xué)生的讀片能力、MR理論考試成績，使學(xué)生對(duì)于今后的實(shí)際臨床工作有了直觀的體驗(yàn)，這樣學(xué)生能夠理解學(xué)習(xí)的意義，而不是機(jī)械式地為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式也有較高的認(rèn)可度，從而形成一種良性循環(huán)。

總而言之，在MR教學(xué)中，本研究創(chuàng)新性地采用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)及PCMC聯(lián)合教學(xué)的方式，使學(xué)生最大限度地接觸到了臨床實(shí)踐，為專業(yè)影像人才的培養(yǎng)提供了有效可行的途徑。并且，本研究計(jì)劃依托省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，搭建一個(gè)共享平臺(tái)，期望更多的影像專業(yè)學(xué)生能夠從中受益。