基于互聯(lián)網(wǎng)+的PACS個性化多模態(tài)教學(xué)模式的設(shè)計＊

張德川 楊薈平 李雪嬌 曾國飛 楊 華, 趙建寧 劉翠芳

1.北京中醫(yī)藥大學(xué) (北京 100029)

2.重慶市中醫(yī)院放射科 (重慶 400021)

現(xiàn)代診療的飛速發(fā)展離不開醫(yī)學(xué)影像學(xué)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)的基礎(chǔ)是圖像，與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床其他各學(xué)科之間均有十分緊密的聯(lián)系，用于臨床各種疾病的診斷和治療，是一門理論性和實踐性都很強的應(yīng)用科學(xué)。醫(yī)學(xué)影像學(xué)是醫(yī)學(xué)學(xué)生應(yīng)該掌握的一門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，更是一名合格臨床醫(yī)生須具備的基本技能。由于醫(yī)學(xué)影像學(xué)具有同病異影或同影異病等復(fù)雜多變的個性化特點[1]，要求臨床醫(yī)師在進行影像閱片的時候必須具備扎實的基本技能[2]，尤其是在新型冠狀病毒肺炎疫情等重大疫病發(fā)生時，更需要臨床醫(yī)師能結(jié)合影像對疾病作出快速、準確的診斷[3]。隨著圖像存儲與通信系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication System，PACS)的廣泛應(yīng)用普及[4-5]，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，5G技術(shù)多場景的應(yīng)用，探索基于PACS的教學(xué)模式成已為影像教學(xué)的熱點。本研究從PACS數(shù)據(jù)庫出發(fā)，靈活設(shè)置教學(xué)模塊，每位學(xué)生根據(jù)自己在影像科學(xué)習(xí)時間長短、個人興趣、臨床專業(yè)方向，個性化選擇教學(xué)模塊，進行升階式學(xué)習(xí)和教學(xué)，為探索適應(yīng)我國國情的醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)模式提供了一種新方法、新思路。

1 醫(yī)學(xué)教學(xué)的兩大常規(guī)教學(xué)模式

在醫(yī)學(xué)教學(xué)歷史進程中，產(chǎn)生了兩大教學(xué)模式，即病例學(xué)習(xí)教學(xué)模式(Case-based Learning,CBL)和問題學(xué)習(xí)教學(xué)模式(Problem-based Learning,PBL)。CBL教學(xué)模式以病例為基礎(chǔ),通過對病例的討論和教師的引導(dǎo),將理論知識與實際病例緊密結(jié)合,這種模式在醫(yī)師臨床技能的培養(yǎng)中發(fā)揮了巨大的作用,非常適合教學(xué)查房的要求[6]。1969年，美國的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows創(chuàng)立了PBL教學(xué)方法，在愛丁堡世界醫(yī)學(xué)教育高峰會議(1993年)上被推薦使用[7]，這種教學(xué)模式是以學(xué)生提問為基礎(chǔ)，將學(xué)生設(shè)為主導(dǎo)和中心，提出問題、分析問題和解決問題，在此教學(xué)過程中，老師指導(dǎo)學(xué)生進行自學(xué)并實行小組討論，PBL教學(xué)模式的出現(xiàn)極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的自學(xué)能力。上述教學(xué)模式都立足于“問題”，需依賴學(xué)生發(fā)揮其主觀能動性。PBL的核心導(dǎo)向是“問題”，鼓勵學(xué)生通過自主探索來解決問題；CBL以病例為目標(biāo)來認知并解決問題，學(xué)生通過更多類似于實際工作環(huán)境的臨床體驗，來提前適應(yīng)臨床一線的角色。它們的主要區(qū)別在于，PBL模式注重理論，對臨床思維和技能的訓(xùn)練凸顯不足，必須由學(xué)生在課堂外查找、搜集和分析提煉相關(guān)臨床資料信息；CBL教學(xué)模式一般在課內(nèi)完成，但受限于教學(xué)時間，缺乏對學(xué)生橫向思維的訓(xùn)練，其基礎(chǔ)理論知識難以全面、牢固的掌握[8]。單一使用PBL和CBL教學(xué)有其局限性，有研究者[9,10]在臨床教學(xué)中將PBL和CBL兩者整合，取得了較好的教學(xué)效果，在此教學(xué)模式中，不僅提高了學(xué)生對重點知識的掌握能力,還更大程度地提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和整體素質(zhì)，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、解決問題的能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力。在影像教學(xué)上，齊春華[11]將教學(xué)場所直接設(shè)于實訓(xùn)室，通過師生邊教邊學(xué)邊做，充分互動，將理論與實踐交替進行，直觀與抽象交錯出現(xiàn)，實現(xiàn)理中有實、實中有理，重點突出了學(xué)生動手能力和崗位實戰(zhàn)操作技能的培養(yǎng)，充分激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[12]，使學(xué)生真正變成學(xué)習(xí)的主人，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[13]。

2 醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)特點

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是以圖像為媒介，診斷醫(yī)師根據(jù)圖像提供的信息，結(jié)合受檢者臨床信息進行綜合評判，進而對受檢者健康狀況進行評價的一門科學(xué)[14]，同時，醫(yī)學(xué)影像學(xué)也是一門形態(tài)學(xué)學(xué)科，強調(diào)診斷醫(yī)師從圖像的角度來認識各種病變，理解病變的發(fā)生和發(fā)展過程，進而提示疾病的本質(zhì)，更是一門實踐性非常強的學(xué)科[15]。該學(xué)科最大的特點就是擁有大量的影像圖像，通過對圖像進行對比、分析和類比，對疾病進行診斷和臨床療效的隨訪評估[16]，因此，在影像教學(xué)中要著重培養(yǎng)醫(yī)學(xué)學(xué)生的臨床影像診斷思維能力、綜合分析能力、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，這樣才能更好地為臨床服務(wù)[17]；同時，也要加強醫(yī)學(xué)生對理論授課的掌握、理解，并通過課堂思政，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的職業(yè)道德修養(yǎng)，激發(fā)自主學(xué)習(xí)熱情、臨床思維能力和影像診斷、鑒別診斷能力[18]。傳統(tǒng)的影像教學(xué)模式多是以教師借助多媒體及幻燈片的單向授課為主，這種大水漫灌式的教學(xué)，不能有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時也限制了學(xué)生獨立分析、解決問題的能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PACS在各級醫(yī)療機構(gòu)的廣泛應(yīng)用，如何在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下融入PACS教學(xué)推陳出新，一直是醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)的熱點之一。

3 PACS的特點

在PACS系統(tǒng)出現(xiàn)之前，膠片是醫(yī)師與受檢者、醫(yī)師與醫(yī)師之間的影像信息傳遞，受檢者影像圖像保存的主要媒介[19]，教師和學(xué)生之間只能通過膠片進行溝通，只能單方向傳遞信息，并且學(xué)生接觸膠片的時間和機會相當(dāng)有限，導(dǎo)致信息獲取的途徑和方法更為受限，進而影響病例資料和影像圖像質(zhì)量。PACS是伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)和醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通訊(Digital Imaging and Communication in Medicine，DICOM)的進步而發(fā)展起來的，以計算機技術(shù)、數(shù)字成像技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對醫(yī)學(xué)影像圖像的獲取、處理、存儲、傳輸及顯示，實現(xiàn)醫(yī)院影像圖像的數(shù)字化集中統(tǒng)一存儲和管理[20]。PACS系統(tǒng)在影像讀取上具有以下特點：圖像層次豐富，清晰度高，省時省力，而且具有多種后處理功能，有利于顯出影像細節(jié)[21]。通過擴展，PACS還具有更多個性化、豐富的統(tǒng)計、查詢、病例隨訪等功能。隨著PACS技術(shù)的發(fā)展，其功能也逐漸向醫(yī)療教育領(lǐng)域擴展，特別是在醫(yī)學(xué)影像診斷教學(xué)中的應(yīng)用[22]，改變了影像教學(xué)的模式。云存儲、5G技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)海量、病例海量，在端口開放、患者信息脫敏的情況下，有權(quán)限的客戶端可以訪問、搜索本區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，極大地拓展了PACS的教學(xué)模式。

4 基于PACS的教學(xué)模式

PACS系統(tǒng)能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，由于該系統(tǒng)中存有大量的、種類繁多的影像資料，除了可以讓學(xué)生充分了解到正常群體、患病群體的影像表現(xiàn)的多樣性外，結(jié)合了大量臨床、病理的圖像還可以幫助學(xué)生深刻理解并掌握規(guī)范的影像診斷的各個思維環(huán)節(jié)，并結(jié)合病例導(dǎo)向為主的教學(xué)方法，使學(xué)生更能主動地發(fā)現(xiàn)問題、探索問題，有利于學(xué)生培養(yǎng)良好的、規(guī)范的影像診斷思維和提高影像診斷綜合技能[23]。PACS系統(tǒng)通過理論與臨床應(yīng)用緊密結(jié)合，更有利于學(xué)生理論聯(lián)系實際，此外，還可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的特點，優(yōu)化教學(xué)模式，充分利用PACS系統(tǒng)對醫(yī)學(xué)影像實踐教學(xué)的研究和分析探討，形成一套行之有效的教學(xué)模式，增強教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生對理論知識的掌握，積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性，提高學(xué)生對疾病的認知能力[24]。此外，通過PACS系統(tǒng)在臨床教學(xué)[25]和急診超聲教學(xué)[26]中的應(yīng)用，可以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

4.1 基于PACS 的翻轉(zhuǎn)課堂該模式在教學(xué)前先設(shè)定本次的教學(xué)目標(biāo)、制定教學(xué)相關(guān)視頻和學(xué)習(xí)任務(wù)清單，課前將學(xué)生進行學(xué)習(xí)分組，在課中讓學(xué)生充分交流學(xué)習(xí)成果、展開討論，利用PACS系統(tǒng)閱讀典型病例，授課教師進行重點和難點講解、分析，課后進行學(xué)業(yè)綜合評估。將翻轉(zhuǎn)課堂與PACS相結(jié)合的教學(xué)模式在影像診斷教學(xué)中可以有利于實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性，提升知識內(nèi)化效率[27]。在臨床教學(xué)中，利用PACS系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)課堂可以充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的這一特點，可以用來提升神經(jīng)外科學(xué)碩士研究生的實踐教學(xué)[28]并充分發(fā)揮影像學(xué)科特點，以學(xué)生為中心導(dǎo)向，提升影像診斷實踐課的教學(xué)[22]。

4.2 PACS結(jié)合CBL的教學(xué)模式PACS具有強大的病例集中統(tǒng)一管理功能，病例統(tǒng)一管理促使了教學(xué)方法改進。為了培養(yǎng)影像診斷技能，應(yīng)用PACS進行CBL教學(xué)查房，可最大限度地調(diào)動臨床醫(yī)師的主觀能動性，可以鍛煉和培養(yǎng)臨床醫(yī)師的診斷能力。利用PACS結(jié)合 CBL進行教學(xué)查房，是培養(yǎng)醫(yī)師診斷能力的有效方法[29]。有研究者將傳統(tǒng)的講授型教學(xué)方法(先講授疾病的病因、病理和臨床表現(xiàn)，其次講授影像學(xué)檢查方法及影像表現(xiàn)，最后講授影像診斷與鑒別診斷或進行PPT教學(xué))與基于PACS 的比較影像學(xué)聯(lián)合CBL教學(xué)模式相比較，后一種教學(xué)方法對學(xué)生的出勤率、理論考試成績、實戰(zhàn)技能成績、學(xué)習(xí)主動性和教學(xué)方法的滿意度更高,臨床思維能力和臨床應(yīng)用能力更強[30]，更有助于激發(fā)學(xué)生的濃厚學(xué)習(xí)興趣、增強自學(xué)能力、交流表達能力、提高臨床影像診斷綜合讀片技能[31]。

4.3 PACS結(jié)合PBL的教學(xué)模式PACS具有強大的搜索引擎功能，基于影像問題的搜索可以帶來事半功倍的教學(xué)效果。采用PBL和PACS相結(jié)合的教學(xué)方法，更受學(xué)生歡迎，更加能培養(yǎng)其自學(xué)能力、團隊合作能力，有助于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)成績[32]。在影像超聲教學(xué)上，利用PACS 與PBL相結(jié)合的教學(xué)方法，可以提高學(xué)生的理論知識、臨床技能和自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維、查閱文獻和病例資料的技能[33]。在住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)教學(xué)中，應(yīng)用PBL教學(xué)模式結(jié)合PACS 系統(tǒng)的教學(xué)方法，無論是規(guī)培學(xué)員的理論成績、實踐技能成績，還是學(xué)員對帶教老師的滿意度均取得好的教學(xué)效果[34]。將PBL與PACS相結(jié)合的教學(xué)法應(yīng)用于進修醫(yī)師教學(xué)，是一種進修醫(yī)師實踐學(xué)習(xí)的新方法，有利于培養(yǎng)影像診斷思維，快速提升進修醫(yī)師的臨床技能，達到進修的目的[35]。

4.4 基于PACS融合CBL和PBL的教學(xué)模式以PACS系統(tǒng)提供典型影像圖像為基礎(chǔ)，以CBL教學(xué)法作為鋪墊，以PBL教學(xué)法作為提高，此教學(xué)模式提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量[36]，提高了實習(xí)生滿意度，其基礎(chǔ)理論、綜合閱片能力、報告書寫能力均有提升[37]，同時也提升了醫(yī)學(xué)生臨床實踐能力，有利于培養(yǎng)臨床思維，激發(fā)學(xué)習(xí)的主觀能動性，促進知識的理解和經(jīng)驗的歸納總結(jié)，提高解決實際問題的技能，同時也有利于臨床思維和團隊合作精神的形成，增強師生的交流、溝通和互動，同時也能提高教師理論水平和對課堂的掌控能力、組織協(xié)調(diào)能力[38]。有研究者以具體病例目標(biāo)(惡性腹腔積液)為導(dǎo)向，基于PACS聯(lián)合PBL在臨床醫(yī)學(xué)碩士的培養(yǎng)中提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)生主動獲取知識、善于提出臨床問題和解決問題的能力，對培養(yǎng)高素質(zhì)的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)人才進行了教學(xué)模式的有益探索[39]。

5 基于PACS互聯(lián)網(wǎng)+的個性化多模態(tài)教學(xué)模式設(shè)計

影像教研室將PACS系統(tǒng)里篩選出來的病例進行系統(tǒng)分類和進行難度分級，將教學(xué)模塊行互聯(lián)網(wǎng)遷移，學(xué)生根據(jù)自身學(xué)習(xí)時長、專業(yè)特長自主選擇模塊學(xué)習(xí)，出科考核分為理論考核和操作考核(報告書寫)，根據(jù)考核結(jié)果動態(tài)調(diào)整模塊內(nèi)容，整個教學(xué)模塊實現(xiàn)了動態(tài)、閉環(huán)管理，見圖1。

圖1 基于PACS互聯(lián)網(wǎng)+的個性化多模態(tài)教學(xué)模式。教學(xué)病例庫來源于PACS，將病例按照學(xué)組分為5類，每一類按照讀片難易程度分為3級，學(xué)習(xí)入口分為PACS入口和移動學(xué)習(xí)端入口；學(xué)生結(jié)合自身學(xué)習(xí)時長、專業(yè)方向個性化選擇學(xué)習(xí)模塊，根據(jù)學(xué)生成績和平時學(xué)習(xí)反饋進行病例庫動態(tài)調(diào)整。

5.1 教學(xué)病例的篩選與分類、分級教學(xué)系統(tǒng)里的所有病例均來源于我院影像教研室整理的數(shù)據(jù)。診斷醫(yī)師在報告書寫時有目的地收集影像病例，病例圖像來源包含：X線(包含DR平片、數(shù)字胃腸以及乳腺DR片)、CT、MR和DSA。所有病例圖像按照我科診斷學(xué)組的設(shè)置進行分類歸檔為：頭頸、胸部、骨肌、腹部、介入5類。按照影像判讀的難易程度分為：難、中、易三級，影像圖像判讀含1-2個知識點并無需鑒別診斷的歸納為易；影像圖像判讀含3-5個知識點或含1-2個知識點且需要鑒別診斷歸納為中；影像圖像判讀含5個以上知識點或含3個以上的知識點且需要鑒別診斷歸納為難。所有進入教學(xué)系統(tǒng)的病例均已進行脫敏處理。

5.2 互聯(lián)網(wǎng)+的教學(xué)模式手機的智能化以及大學(xué)生手機的普及[40]，極大的方便了學(xué)生學(xué)習(xí)，特別是新冠疫情期間，網(wǎng)課教學(xué)更是如火如荼，因此，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和移動設(shè)備，將移動學(xué)習(xí)技術(shù)與PACS相結(jié)合，打造移動教學(xué)[41]，提供新的教學(xué)管理模式[42]。為方便學(xué)生學(xué)習(xí)，本教學(xué)模式采取雙入路的模式進行學(xué)習(xí)，即在院內(nèi)可進入PACS系統(tǒng)的教學(xué)板塊學(xué)習(xí)，在有外網(wǎng)接入點的地方可進入移動端學(xué)習(xí)。

5.3 教學(xué)模塊的動態(tài)調(diào)整教學(xué)模塊的調(diào)整主要依據(jù)：①學(xué)生平時學(xué)習(xí)的反饋；②出科考核成績反饋；③新病例的增加。調(diào)整時長間隔一般是以1學(xué)年為基準，調(diào)整內(nèi)容主要包含新增、刪減、難易程度調(diào)整。

5.4 教學(xué)時長的模塊化設(shè)置由于每位學(xué)生專業(yè)背景不同，影像學(xué)習(xí)的時長也就不同，按照學(xué)習(xí)時長的不同設(shè)計了短期學(xué)習(xí)、中長期學(xué)習(xí)、系統(tǒng)學(xué)習(xí)模塊。短期學(xué)習(xí)(1-3月)，其目的是了解常見病和多發(fā)病的影像學(xué)表現(xiàn)，了解報告書寫的一般構(gòu)架或者只是針對某一類疾病或系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)；中長期學(xué)習(xí)(6-12月)，是要掌握報告的書寫構(gòu)架，掌握影像觀片的方法與技巧，學(xué)會病例的診斷與鑒別診斷；系統(tǒng)學(xué)習(xí)(12個月以上)，是按照我科設(shè)置的學(xué)組進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

無論是CBL和PBL教學(xué)模式、還是基于PACS 的翻轉(zhuǎn)課堂、PACS結(jié)合CBL、PACS結(jié)合PBL、PACS融合CBL和PBL的教學(xué)模式均不能同時兼顧不同學(xué)習(xí)時長學(xué)生的需求，同時，新時代的學(xué)生個性鮮明，教學(xué)模式的單一往往難以滿足醫(yī)學(xué)學(xué)生的教學(xué)，激發(fā)其興趣愛好，調(diào)動學(xué)習(xí)的主觀能動性，將理論和實踐進行系統(tǒng)結(jié)合是教學(xué)發(fā)展的最終目標(biāo)[43]，因此，基于PACS的互聯(lián)網(wǎng)+個性化多模態(tài)的教學(xué)模式，切合了不同學(xué)時的教學(xué)，融合多種教學(xué)模式和手段，滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)，為影像教學(xué)提供了另一種新的教學(xué)方法與思路。