人工智能趨勢下醫(yī)學影像學課程的改革與探索

吳 昊 汪 燕 安 娜 徐 霖（通訊作者）

（湖北醫(yī)藥學院生物醫(yī)學工程學院醫(yī)學影像學教研室，湖北 十堰 442000）

人工智能技術的發(fā)展，逐步改變了人類的工作和生活方式［1-2］。特別是智能醫(yī)學不斷成熟，它將代替人類做單調(diào)重復性工作，醫(yī)生節(jié)省了時間和精力投入到創(chuàng)造性工作中去，可以極大地提高工作效率［3］。同時人工智能技術在改變醫(yī)療手段的過程中，也給醫(yī)學教育帶來了巨大的改變，使學習逐步進入了智能化、精準化、個性化的時代［4-5］。高校作為服務我國經(jīng)濟發(fā)展的重要力量，也是科技創(chuàng)新的主要陣地［6］，因此當今高校的醫(yī)學影像教育需要擁抱智能時代之變遷，主動培養(yǎng)掌握人工智能的復合型醫(yī)學影像人才［7-8］。

一、人工智能趨勢下醫(yī)學影像人才的新要求

（一）牢固掌握基礎知識

醫(yī)學影像學課程注重培養(yǎng)學生的影像診斷能力，強調(diào)臨床癥狀和影像圖片的分析，在人工智能的背景下，學生需要掌握研究這些醫(yī)療大數(shù)據(jù)的分析方法，找出其內(nèi)在的規(guī)律并進行深入挖掘。只有具備寬厚的基礎知識和扎實的專業(yè)知識，學生才能積極應對信息時代的機遇與挑戰(zhàn)，在激增的數(shù)據(jù)背后挖掘到隱藏的許多重要信息，實現(xiàn)從點到面的個人能力提升，從而綜合運用專業(yè)知識和人工智能技術開展臨床醫(yī)學服務等工作。

（二）具備多學科交叉分析問題能力

醫(yī)學影像學是一門綜合性的學科，教學內(nèi)容十分廣泛，主要包括DR、CT、MRI、PET、B超，涉及理學、工學、生物學及醫(yī)學的交叉，人工智能技術的發(fā)展又將醫(yī)學影像診斷拓展到計算機圖形學領域，單一知識面的學習，學生容易陷入“只知其然，不知所以然”的困境。大數(shù)據(jù)時代背景對醫(yī)師綜合素質(zhì)提出了更高的要求，學生應當具備多學科交叉能力，通過不同學科之間的交叉學習滲透，提升醫(yī)學臨床思維和問題分析能力。

（三）具有崇高醫(yī)學人文素養(yǎng)

伴隨社會的發(fā)展與進步，人民群眾在就醫(yī)過程中的維權意識正在逐步增強，同時對醫(yī)院醫(yī)療服務的期望值也越來越高。醫(yī)患關系是醫(yī)療實踐活動中最根本的人際關系，崇高的醫(yī)學人文素養(yǎng)有助于醫(yī)患之間的信任重建以及矛盾糾紛的順利化解，不但能夠維護醫(yī)患雙方的合法權益，而且可以塑造自身的良好社會形象，共同營造和諧的醫(yī)患關系。

二、傳統(tǒng)醫(yī)學影像學教學方式存在的問題

傳統(tǒng)的教學模式以教師作為教學活動的中心，通過對理論知識和操作技能的講解來傳授知識。這種教學方法容易形成教師的單方面灌輸，而忽略了學生主觀學習的能動性［9］。一方面，在教學內(nèi)容上，教師所用教材較為陳舊，教學設備單一，同現(xiàn)代所使用的新型影像學設備存在較大的差異。雖然包含了醫(yī)學影像學相關內(nèi)容，但重點內(nèi)容又不夠詳細，學生只能大概了解不同疾病的醫(yī)學影像圖像特征，沒有形成直觀的認識，缺乏實際操作經(jīng)驗和臨床診斷能力。在成績評定時，主要依靠學生的筆試成績和課堂表現(xiàn)，造成注重書本知識而忽略實踐、注重記憶而忽視能力培養(yǎng)的負面效果，出現(xiàn)臨床與理論脫節(jié)的現(xiàn)象。另一方面，信息化浪潮不斷影響著每一位醫(yī)學生價值觀的形成，傳統(tǒng)的醫(yī)學影像教學注重崗位勝任力的培養(yǎng)，在人文領域的課程設置存在著不足，同時醫(yī)學生對醫(yī)學人文課程的認可度不高。

三、人工智能趨勢下醫(yī)學影像學課程的改革方法

（一）豐富人工智能教學內(nèi)容

人工智能理論教學引領著實踐教學的方向，而實踐教學又反饋更新人工智能理論，二者之間相輔相成。高校應當積極建設本校的人工智能教學資源，通過與科研院所、醫(yī)院、設備廠家對接實現(xiàn)學生的聯(lián)合培養(yǎng)，通過人工智能與醫(yī)學影像的融合案例研究，使醫(yī)學人才培養(yǎng)的目標與醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展需求有效銜接。在醫(yī)學影像教學課程設計中，教師應當主動增加人工智能理論的教學內(nèi)容，實現(xiàn)各類課程與人工智能理論的有機結合，如在醫(yī)學成像系統(tǒng)、醫(yī)學影像診斷學等課程中貫穿著智能醫(yī)學圖像處理、深度學習與醫(yī)學大數(shù)據(jù)挖掘等方法，使學生在學習專業(yè)課程知識的同時，了解和掌握智能醫(yī)學行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，成為具有前瞻性的知識儲備豐富的創(chuàng)新人才。

（二）發(fā)展智能教學模式

傳統(tǒng)教學模式已不能滿足現(xiàn)代教育的發(fā)展和建設科技強國的需求，發(fā)展智能醫(yī)學影像教育模式是時代發(fā)展的必然趨勢。在教學方法中，高校教師應當合理應用人工智能技術，培養(yǎng)學生的自主學習能力，實現(xiàn)教學中心從“教師”到“學生”的轉(zhuǎn)變。例如在新冠疫情防控期間，人工智能學習平臺的建設，教師可以通過虛擬網(wǎng)絡助手指導學生在網(wǎng)上發(fā)掘更多的視頻資源，靈活運用案例式、辯論式、體驗式等創(chuàng)新的教學方式，一系列慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學資料被采納，便于學生進行自主學習，打破了傳統(tǒng)教學的時空限制，學生可以隨時隨地方便快捷地獲取知識。在教學過程中，教師應當發(fā)揮人工智能技術的優(yōu)勢，對影像專業(yè)知識和教育資源進行整合和優(yōu)化，特別是醫(yī)學影像的知識點非常復雜，而且圖像呈現(xiàn)為碎片化，傳統(tǒng)的教學模式難以同步展示同一疾病的X線、CT、MRI及超聲圖片資料，不利于學生全面掌握疾病的影像資料與鑒別診斷。以人工智能技術為基礎分類整理構建以“器官系統(tǒng)為中心”的多層次影像病例圖譜，通過實例、視頻、聲像等多種展現(xiàn)形式模擬不同疾病患者的實際情況，對比分析多種不同設備的成像原理和圖像特征，從而實現(xiàn)實踐與理論的有機結合。在教學評價上，合理應用人工智能教學平臺，分階段對學生的學習情況進行收集、評價、總結，幫助發(fā)現(xiàn)學生學習課程知識的不足之處，進而實現(xiàn)個性化教學，提升學生的學習效率。

（三）加強學科基礎教學

醫(yī)學影像技術的發(fā)展日新月異，學生擁有豐厚的基礎理論，才會在未來的工作中展現(xiàn)出更強的可塑性。因此教師要在課程設置、教學內(nèi)容、教學時數(shù)等方面重視學科基礎教育，將基礎課程教學與本學科的專業(yè)需要相結合，同時著眼于社會的共同需求和長遠發(fā)展，除了講授醫(yī)學影像的專業(yè)知識外，也要適當增加理科基礎知識，例如加強高等數(shù)學和計算機原理及應用等課程建設，還應根據(jù)學生的發(fā)展方向，提供物理、化學等選修課程。在素質(zhì)拓展方面，教師應當引導學生通過參加主題沙龍、研討會、學術講座、科研論壇等形式，為基礎學科的發(fā)展與多學科交叉融合營造良好的學術氛圍，培養(yǎng)學生的個人學術素養(yǎng)，從而發(fā)展成為綜合素質(zhì)突出的復合型人才。

（四）開展科研技能綜合能力培養(yǎng)

科學研究推動醫(yī)學技術的飛速發(fā)展，高校作為學術發(fā)源與傳承的主要陣地，應當注重增強學生的創(chuàng)新意識。學院通過開設醫(yī)學英語等課程的學習，在培養(yǎng)模式上與國際醫(yī)學生接軌，為學生將來走向國際化舞臺開辟道路。教師在完善臨床研究課程時，需要注重臨床實踐與科研思路的結合，在教學過程中始終貫穿著科研技能培訓，強化循證醫(yī)學思維訓練，融合數(shù)理統(tǒng)計學的應用研究，積極組織學生參加科研學術講座、申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項目。鼓勵學生在完成臨床實習工作的同時，從臨床中發(fā)掘有價值的研究課題，培養(yǎng)學生的臨床觀察、分析、總結以及解決問題的能力。

（五）注重人文價值觀塑造

醫(yī)學人文教育對于培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學人才起到了至關重要的作用。教師不僅需要淵博的學術知識，更應該以堅定的理想信念言傳身教，充分發(fā)揮“社會主義核心價值觀”的引領作用，激發(fā)醫(yī)學生主觀學習的熱情和樹立正確的職業(yè)道德觀，從而到達潤物無聲的協(xié)同育人效應。在學科建設過程中，教師應當在課程教案設計、教學大綱修訂、教材編審選用等教學活動中，深度挖掘課程的思想政治元素，將專業(yè)知識的顯性教育與人文價值的隱性教育相結合，形成相互支撐的課程內(nèi)容建設，著力培養(yǎng)學生崇高的醫(yī)學人文精神。

四、小結

醫(yī)學影像與人工智能技術的結合被認為是新時代最有發(fā)展前景的研究方向之一，同時高等教育領域已成為人工智能的重要應用場景分支，因此高等醫(yī)學院校影像教師應當及時更新教育理念，主動迎接人工智能技術帶來的挑戰(zhàn)與機遇，以人工智能技術作為支點，改善醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)方案，拓展醫(yī)學生的綜合素質(zhì)，使其有能力拼搏在新時代醫(yī)學發(fā)展的浪潮之中。