數(shù)字化標(biāo)本庫的建設(shè)與應(yīng)用

申現(xiàn)鋒　蘇艷

摘要：隨著信息化的迅速發(fā)展，信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域運(yùn)用也越來越廣泛，近年來數(shù)字切片技術(shù)在臨床和教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，而大體標(biāo)本的數(shù)字化應(yīng)用較少。運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化手段將包含患者臨床病例信息的大體標(biāo)本進(jìn)行數(shù)字化處理，與數(shù)字切片融合構(gòu)建數(shù)字化標(biāo)本庫應(yīng)用于病理學(xué)教學(xué)，勢必會成為深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量及提升學(xué)生素質(zhì)的重要增長點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化標(biāo)本庫;信息化教學(xué);高職高專;病理學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2020）04-0-02

病理學(xué)是連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的一門重要的橋梁學(xué)科，主要從形態(tài)學(xué)角度研究疾病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)化規(guī)律，具有很強(qiáng)的直觀性和實(shí)踐性。在病理學(xué)教學(xué)中，觀察病變的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化是學(xué)習(xí)病理學(xué)、認(rèn)識疾病最重要的方法，最基本的觀察方法是對標(biāo)本的肉眼觀察和借助光學(xué)顯微鏡的組織學(xué)觀察。近年來數(shù)字切片技術(shù)在臨床和教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，而大體標(biāo)本的數(shù)字化應(yīng)用較少。為此筆者在前期充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上，在我校開展了以大體標(biāo)本數(shù)字化為基礎(chǔ)、聯(lián)合數(shù)字切片為一體的數(shù)字化標(biāo)本庫建設(shè)，必將成為信息化教學(xué)、深化教學(xué)改革的有力

支撐。

一、數(shù)字化標(biāo)本庫的時(shí)代需求

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及，借助圖像數(shù)字化以及數(shù)字存儲傳輸技術(shù)，將病變器官大體標(biāo)本、組織切片以及與之相對應(yīng)的正常器官和組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖像存儲已成為現(xiàn)實(shí)。數(shù)字切片（或虛擬切片）因其圖像的高清化、直觀化、便利性等特點(diǎn)，不僅在臨床病理診斷工作實(shí)踐中應(yīng)用越來越廣泛，也在高校病理形態(tài)學(xué)教學(xué)中逐漸得到了普及。與數(shù)字切片在各大高校中的廣泛應(yīng)用不同，大體標(biāo)本的充分和有效利用明顯不足。以我校為例，自建校以來我校病理教研室根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求，先后從各級臨床醫(yī)院收集、制作了300余個(gè)大體標(biāo)本，除了數(shù)量上仍然不能滿足教學(xué)需求外（近年及以后高職高專招生數(shù)量在不斷增加），受制于教學(xué)過程中大體標(biāo)本使用的不便性，實(shí)際教學(xué)中多利用病變的大體圖片進(jìn)行代替，這就導(dǎo)致病理大體標(biāo)本沒有被充分利用。相對于鏡下觀察，肉眼觀察可能是臨床工作者今后工作中應(yīng)用更多的方法，尤其是在學(xué)習(xí)中缺乏大體觀察的單純組織學(xué)觀察不利于學(xué)生全面觀察病變的特征。學(xué)生不能直接肉眼觀察病變，也就不能將肉眼觀察與鏡下觀察有機(jī)結(jié)合，勢必影響學(xué)生對典型病變的深入理解和掌握，從而大大影響學(xué)生對常見疾病本質(zhì)特征的認(rèn)知。這種現(xiàn)狀值得我們醫(yī)學(xué)教育者深思。

大體標(biāo)本的數(shù)字化除了多角度的高清圖像拍攝，更配有教師的精確示教，不僅有利于學(xué)生正確的觀察病變特征，還可以大大提高標(biāo)本使用率和價(jià)值，將數(shù)字化的大體標(biāo)本與數(shù)字切片融合應(yīng)用于教學(xué)，勢必為信息化教學(xué)的充分實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、數(shù)字化標(biāo)本庫的建設(shè)

1.建設(shè)目標(biāo)

首先，數(shù)字化標(biāo)本庫的建設(shè)并不是單純的把大體標(biāo)本進(jìn)行數(shù)字化，而是以大體標(biāo)本為中心，以臨床病例信息為依托，同時(shí)結(jié)合相對應(yīng)的數(shù)字切片，最終建立包含完整病例信息的標(biāo)本庫。實(shí)現(xiàn)學(xué)生掃描二維碼即可讀取包含疾病信息、病變大體結(jié)構(gòu)、組織學(xué)結(jié)構(gòu)的完整疾病資料，從而使學(xué)生充分認(rèn)識疾病的本質(zhì)特征。

2.實(shí)施方法

基本流程是以我?，F(xiàn)有的大體標(biāo)本庫為基礎(chǔ)，收集和編制臨床病例，數(shù)字化大體標(biāo)本和切片，建立網(wǎng)絡(luò)空間儲存相應(yīng)信息，制作并粘貼二維碼。

具體實(shí)施計(jì)劃為：

第一階段：準(zhǔn)備階段。完成文獻(xiàn)資料的收集、整理，進(jìn)行前期課題研究方案設(shè)計(jì)，分配任務(wù)。

第二階段：收集和編制病例。從我校三所附屬醫(yī)院病理科收集合適的臨床病例，結(jié)合現(xiàn)有的大體標(biāo)本進(jìn)行整理、編制，確保病變與病例資料的一致性。

第三階段：大體標(biāo)本和切片的數(shù)字化。數(shù)字化切片其實(shí)不是重點(diǎn)，因?yàn)楹芏喔咝６加斜容^成熟的方案，只需要適當(dāng)?shù)挠枰詳U(kuò)充即可。關(guān)鍵問題還是大體標(biāo)本的數(shù)字化。

我?，F(xiàn)擁有豐富的學(xué)生實(shí)習(xí)用和陳列室的實(shí)體病理大體標(biāo)本，用這些寶貴的病理實(shí)體病理大體標(biāo)本作為數(shù)字標(biāo)本庫制作的原始模板，再購置一批各大系統(tǒng)典型的病理標(biāo)本，涵蓋病理學(xué)總論和各論，共12個(gè)章節(jié)的常見疾病?？紤]到標(biāo)本數(shù)量太多，我們前期建設(shè)重點(diǎn)是篩選出與教學(xué)相關(guān)的大體標(biāo)本進(jìn)行制作。篩選的基本標(biāo)準(zhǔn)是病變要典型、器官結(jié)構(gòu)要清楚、顏色保持較好。基本方法是根據(jù)病變部位和病變特點(diǎn)，利用高清數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)從不同角度拍成高清數(shù)碼照片或視頻，通過專業(yè)的圖片或視頻處理軟件，剪輯出一個(gè)標(biāo)本的典型高清病變圖像或視頻，對典型的病變特征予以標(biāo)注或配以視頻講解。后期除了將逐漸擴(kuò)充標(biāo)本庫的數(shù)量、涵蓋更多疾病外，重點(diǎn)是打造三維病理大體標(biāo)本數(shù)字圖像。通過購置專業(yè)的CCD三維大體標(biāo)本拍攝裝置，使標(biāo)本立體旋轉(zhuǎn) 360 度，每隔一定角度拍攝一張全景圖像，利用圖像處理軟件處理圖像，得到三維立體的多方位動(dòng)態(tài)圖像。制作的三維數(shù)字病理標(biāo)本可以連續(xù)縮放、多角度觀察、圖片分辨率無損放大并顯示全景導(dǎo)航等，作為構(gòu)建病理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的軟件基礎(chǔ)[1]。

在此基礎(chǔ)上，下一步學(xué)校準(zhǔn)備將數(shù)字化的病理大體標(biāo)本與我校生命科學(xué)館現(xiàn)有的正常大體標(biāo)本及形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)有的正常與病變組織的數(shù)字切片進(jìn)行對接，屆時(shí)將可以實(shí)現(xiàn)典型病變的正常結(jié)構(gòu)與病變結(jié)構(gòu)、大體結(jié)構(gòu)與組織結(jié)構(gòu)的對照學(xué)習(xí)，勢必將大大提高學(xué)生對疾病本質(zhì)的

認(rèn)知。

第四階段：應(yīng)用階段。在全面數(shù)字化大體標(biāo)本及組織切片的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)儲存空間對各個(gè)系統(tǒng)的單一標(biāo)本信息化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，在所有標(biāo)本附上相應(yīng)二維碼進(jìn)行個(gè)體化展示。學(xué)生只需用個(gè)人終端設(shè)備掃描相應(yīng)的二維碼，即可讀取包含病史、病變大體結(jié)構(gòu)、鏡下結(jié)構(gòu)以及相對應(yīng)的正常結(jié)構(gòu)的完整疾病資料。

三、數(shù)字化標(biāo)本庫的多場景應(yīng)用

1.信息化教學(xué)的有力保障

將臨床病例資料、病人大體標(biāo)本圖像或視頻、病理切片進(jìn)行數(shù)字化處理，并與正常的大體結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，應(yīng)用于病理學(xué)信息化教學(xué)，可克服傳統(tǒng)課堂中一帶而過的病變講解，學(xué)生可以適時(shí)的在移動(dòng)終端中觀察典型病變，高清的大體標(biāo)本數(shù)字圖像可清晰的顯示病變的微細(xì)特征，還能將組織器官病理變化的宏觀與微觀有機(jī)結(jié)合，能提高學(xué)生對疾病本質(zhì)特征的認(rèn)知，為以后的臨床工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在充分認(rèn)知病變結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更有利于學(xué)生把握結(jié)構(gòu)變化與臨床表現(xiàn)之間的聯(lián)系，從而為醫(yī)學(xué)生后續(xù)的臨床醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的根基，大大增強(qiáng)其橋梁學(xué)科的作用。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

以往形態(tài)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，標(biāo)本的大體觀察要么通過一些不甚清晰的圖片代替，達(dá)不到準(zhǔn)確有效的大體觀察，要么需要來來回回搬動(dòng)實(shí)體標(biāo)本，且不說標(biāo)本沉重、不易搬動(dòng)，頻繁搬動(dòng)標(biāo)本還容易導(dǎo)致福爾馬林液滲漏污染，學(xué)生不愛接觸不說，最大的缺點(diǎn)是病變細(xì)節(jié)不容易觀察。另外對于實(shí)驗(yàn)考核方面，很多學(xué)校主要以考核切片辨認(rèn)為主，就算是觀察標(biāo)本也往往是普通圖片替代，使大體標(biāo)本的觀察缺乏實(shí)際意義，不利于學(xué)生日后的臨床實(shí)踐工作。以數(shù)字化大體標(biāo)本庫的建立為基礎(chǔ)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，不僅能充分、真實(shí)的展示病變的大體特征，結(jié)合高清的數(shù)字切片，將進(jìn)一步拓展醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間，提升醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度與廣度[2]。

3.組建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間

與學(xué)?，F(xiàn)代技術(shù)教育協(xié)作，將數(shù)字化的病理標(biāo)本庫網(wǎng)絡(luò)化，建設(shè)專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，通過校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端設(shè)備的訪問學(xué)習(xí)。數(shù)字化標(biāo)本庫的網(wǎng)絡(luò)化不僅有利于開展遠(yuǎn)程教育，還可適時(shí)開展健康教育的社會化服務(wù)，為醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)與醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展服務(wù)，大大拓寬了標(biāo)本的應(yīng)用范圍，提高了標(biāo)本的利用率和價(jià)值。

4.促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的變革

數(shù)字化標(biāo)本庫的建設(shè)順應(yīng)了信息化發(fā)展的潮流，學(xué)生能隨時(shí)隨地通過移動(dòng)或電腦終端學(xué)習(xí)，充分發(fā)掘碎片化特性，其數(shù)字化圖像，不僅高清、真實(shí)記錄標(biāo)本的病變特征，還可以不斷擴(kuò)充病變的數(shù)量，更可以搭配更細(xì)致的視頻講解、動(dòng)畫、微課教學(xué)等富媒體載體，帶來了傳統(tǒng)教學(xué)媒體所無法比擬的優(yōu)勢，構(gòu)建一個(gè)信息量大、知識豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力[3]。

5.最后，大體標(biāo)本的數(shù)字化也有利于某些珍貴教學(xué)資源的信息保存

隨著信息化浪潮的迅速延伸、發(fā)展，信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域運(yùn)用也會越來越廣泛，以信息技術(shù)為主要手段的信息化教學(xué)已成為深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量及提升學(xué)生素質(zhì)的重要增長點(diǎn)。利用先進(jìn)的數(shù)字化手段，將包含疾病臨床病例信息的大體標(biāo)本數(shù)字化，結(jié)合相應(yīng)病變的典型數(shù)字病理切片，構(gòu)建數(shù)字化標(biāo)本庫，應(yīng)用于信息化教學(xué)，可顯著提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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