醫(yī)學(xué)影像學(xué)可視化AI聯(lián)合目標(biāo)教學(xué)法在肺癌靶區(qū)勾畫教學(xué)中的應(yīng)用

李 娜

(安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 腫瘤科，安徽 合肥 230601)

肺癌是目前世界上患病人數(shù)最多、患病群體最廣泛的一種癌癥。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界范圍內(nèi)肺癌患者已超過200萬，死亡人數(shù)超過159萬[1]。超過半數(shù)的腫瘤患者在治療過程中需接受放療，精準(zhǔn)放療在肺癌治療中發(fā)揮重要作用，而對靶區(qū)位置和范圍的準(zhǔn)確定義對肺癌精準(zhǔn)放療意義重大[2]。在放射腫瘤學(xué)臨床實習(xí)以及住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)過程中，提高對腫瘤影像學(xué)的認(rèn)知，增強(qiáng)肺癌靶區(qū)勾畫能力是實習(xí)和培訓(xùn)的重要目標(biāo)。放射影像科醫(yī)生需要深入了解肺癌靶區(qū)結(jié)構(gòu)，并且不斷完善現(xiàn)有靶區(qū)勾畫的教學(xué)模式[3]。胸部影像學(xué)實時動態(tài)可視化教學(xué)能夠?qū)Σ≡钐幗M織進(jìn)行全自動展示和重建，做到高標(biāo)準(zhǔn)、高精度、自動化分析[4]。已有研究結(jié)果證實[5]，影像學(xué)可視化AI對肺癌篩查的精確度較高，能夠準(zhǔn)確找出肺部病灶，更加直觀展示肺癌區(qū)域內(nèi)淋巴、血流狀況及癌變組織與周圍組織的關(guān)系，使醫(yī)護(hù)人員切實觀察到肺癌靶區(qū)病理組織狀態(tài)，更好掌握肺癌靶區(qū)勾畫技能。我們對畢業(yè)實習(xí)和住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的學(xué)員采取醫(yī)學(xué)影像學(xué)可視化AI聯(lián)合目標(biāo)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，有效提高了學(xué)生肺癌靶區(qū)勾畫操作能力，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)抽取安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤科2021-09—2022-06月參加實習(xí)的本科學(xué)生和參加住院規(guī)范化培訓(xùn)的腫瘤專業(yè)醫(yī)生共59人作為研究對象，根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為實驗組(30人)和對照組(29人)。實驗組中男16人，女14人，年齡21～27歲，平均(23.67±0.42)歲，本科學(xué)歷26人，碩士學(xué)歷4人。對照組中男18人，女11人，年齡20～26歲，平均(22.96±0.57)歲，本科學(xué)歷24人，碩士學(xué)歷5人。2組學(xué)員年齡、性別構(gòu)成、學(xué)歷、平時成績及學(xué)習(xí)時間等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核并批準(zhǔn)，所有研究對象均知情同意。

1.2 方法

2組學(xué)員的授課教師均由本院擁有豐富肺癌放療經(jīng)驗的高年資放療醫(yī)師擔(dān)任，所有授課教師的職稱均為主治醫(yī)師及以上，并且在授課前已經(jīng)參加并完成影像科可視化人工智能以及目標(biāo)教學(xué)法的教學(xué)培訓(xùn)，以保證授課質(zhì)量一致性。按照每10名學(xué)員配比1名授課教師的比例進(jìn)行授課，盡可能確保2組學(xué)員教學(xué)質(zhì)量一致性。

1.2.1 對照組

對照組學(xué)員給予目標(biāo)教學(xué)法聯(lián)合傳統(tǒng)的影像學(xué)帶教法。將肺癌的疾病和影像學(xué)基礎(chǔ)理論知識作為授課的主體知識板塊，并通過多媒體授課開展肺癌靶區(qū)勾畫教學(xué)，對科室內(nèi)出現(xiàn)的實際典型診療案例進(jìn)行系統(tǒng)分析。每周開展2次以教學(xué)查房、病例分析討論和集中授課等為主要形式的教學(xué)活動，每次教學(xué)時長為2個學(xué)時，共計20個學(xué)時。肺癌的疾病知識主要包括肺癌的分期、臨床表現(xiàn)以及診斷標(biāo)準(zhǔn)；靶區(qū)勾畫教學(xué)內(nèi)容主要包括不同肺葉肺段腫瘤的淋巴引流途徑及靶區(qū)勾畫原則。影像學(xué)知識包括標(biāo)志性解剖部位的影像學(xué)識別，縱隔分區(qū)等；靶區(qū)勾畫案例分析包括不同解剖部位、不同治療階段的靶區(qū)勾畫內(nèi)容的講解。目標(biāo)教學(xué)法：①授課教師選取典型性較強(qiáng)的肺癌病例，講解如何對肺癌分期進(jìn)行判斷、制定治療方案、劃定靶區(qū)勾畫范圍等問題；②學(xué)員收到問題后，以患者臨床病歷資料為依據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)搜集肺癌相關(guān)診療知識，提出科學(xué)、合理的治療方案，回答授課教師提出的問題；③授課教師通過多媒體或線上方式向?qū)W生展示肺癌靶區(qū)勾畫的方法；④授課教師組織學(xué)員開展小組內(nèi)討論，對學(xué)員提出的意見進(jìn)行收集整理，由學(xué)生代表統(tǒng)一陳述治療方案；⑤授課教師對學(xué)員總結(jié)的治療方案進(jìn)行評價，并就學(xué)生提出的問題給予詳細(xì)解答，最后對教學(xué)情況進(jìn)行總結(jié)和歸納。傳統(tǒng)的肺癌靶區(qū)勾畫教學(xué)模式主要根據(jù)肺部解剖特點(diǎn)以及實際需求對圖譜進(jìn)行繪制，并且使用二維圖譜完成教學(xué)，由授課教師帶領(lǐng)學(xué)員觀察肺部惡性腫瘤的解剖位置以及相鄰組織的位置關(guān)系，參考CT平掃的二維解剖位置使學(xué)員能夠在大腦中構(gòu)想出腫瘤的具體位置，進(jìn)而對靶區(qū)完成勾畫。

1.2.2 實驗組

以目標(biāo)教學(xué)法作為基礎(chǔ)，向?qū)W員展示以胸部醫(yī)學(xué)影像實時可視化技術(shù)所得的立體圖像進(jìn)行病例分析以及影像學(xué)教學(xué)，包括肺部腫瘤的位置、與相鄰血管的關(guān)系以及距離、縱隔淋巴結(jié)引流途徑，并且向?qū)W員詳細(xì)講解靶區(qū)勾畫范圍。授課教師使用相關(guān)教學(xué)軟件對靶區(qū)勾畫方法進(jìn)行示范，并且選取相應(yīng)期別的臨床病例，指導(dǎo)學(xué)員完成靶區(qū)勾畫，與標(biāo)準(zhǔn)靶區(qū)勾畫進(jìn)行對比后進(jìn)一步消化學(xué)習(xí)吸收，待學(xué)員能夠系統(tǒng)敘述肺癌靶區(qū)勾畫的相關(guān)知識后，選取科室內(nèi)典型案例由學(xué)生獨(dú)立完成靶區(qū)勾畫的學(xué)習(xí)任務(wù)，勾畫難度應(yīng)循序漸進(jìn)。參考CT平掃中的解剖位置，將抽象、深奧、難以理解的解剖位置更加形象、生動且具體地展示給學(xué)員，使得學(xué)員能夠一目了然，加深學(xué)習(xí)印象，并且提高靶區(qū)勾畫的準(zhǔn)確性。

1.3 評價指標(biāo)

授課結(jié)束后的2個自然周內(nèi)，統(tǒng)一組織學(xué)生進(jìn)行理論知識和靶區(qū)勾畫技能考核，并由學(xué)生獨(dú)立完成自我評價。

1.3.1 理論知識與靶區(qū)勾畫技能考核

考核內(nèi)容包括基礎(chǔ)理論知識和靶區(qū)勾畫知識?；A(chǔ)理論知識考試范圍不得超出教學(xué)大綱，考試時間為60 min，包括客觀題和主觀題。靶區(qū)勾畫實踐考核采用統(tǒng)一肺癌病例圖像，2組學(xué)員分別對靶區(qū)進(jìn)行勾畫，滿分為100分，考試時間為30 min。根據(jù)考試成績判定學(xué)員學(xué)習(xí)水平：>90分為優(yōu)秀，80～90分為良好，60～<80分為及格，<60分為不及格。學(xué)員成績優(yōu)良率=(優(yōu)秀人數(shù)+良好人數(shù))/總?cè)藬?shù)×100%。

1.3.2 學(xué)員自我評價

由學(xué)員獨(dú)立完成自我評價量表的填寫，主要包括臨床能力、專業(yè)技術(shù)能力以及自主學(xué)習(xí)能力，每項得分均為50分，總分為150分，得分越高表示學(xué)員對自己各項能力滿意度越高。

1.3.3 教學(xué)滿意度

采用不記名自填式問卷調(diào)查教學(xué)滿意度，對參加本次教學(xué)研究的所有學(xué)員發(fā)放統(tǒng)一的教學(xué)滿意度調(diào)查問卷，主要包括教學(xué)水平、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣4個維度的內(nèi)容，每個維度25分，滿分100分，分?jǐn)?shù)越高表示學(xué)員滿意度越高。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 考核成績比較

實驗組、對照組學(xué)員理論知識考核成績分別為(83.27±2.45)分、(75.29±3.02)分，靶區(qū)勾畫技能考核成績分別為(82.74±3.42)分、(71.05±2.97)分。實驗組學(xué)員2項考核成績均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 兩組學(xué)員考核成績比較分)

2.2 自我評價比較

實驗組、對照組學(xué)員自我評價分?jǐn)?shù)分別為(134.67±2.64)分、(117.49±2.86)分，實驗組學(xué)員自我評價情況明顯優(yōu)于對照組(t=12.993，P=0.000)。

2.3 教學(xué)滿意度比較

實驗組、對照組學(xué)員教學(xué)滿意度分別為(97.27±2.19)分、(92.15±2.42)分，實驗組學(xué)員教學(xué)滿意度顯著高于對照組(t=11.620，P=0.003)。

3 討 論

目前對肺癌患者進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查仍以核磁和CT平掃作為主要檢查方式，此類檢查多呈現(xiàn)為二維圖像，難以對肺部結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體展示，增加了學(xué)員學(xué)習(xí)肺癌靶區(qū)勾畫的難度，削減了學(xué)習(xí)興趣。對實習(xí)學(xué)生及規(guī)培住院醫(yī)師而言，肺部結(jié)構(gòu)理解難度大，短時間內(nèi)難以在大腦中形成完善的肺部立體圖像。因此，為探尋更高效的教學(xué)方法，我們在目標(biāo)教學(xué)法的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像學(xué)實時可視化AI技術(shù)，探究其在肺癌靶區(qū)勾畫教學(xué)中的應(yīng)用效果。

AI智能教育模式是一種經(jīng)過實驗證實能夠全面提升醫(yī)學(xué)生臨床思維能力及其診療技術(shù)的全新教學(xué)模式，該方法能夠精確顯示肺癌靶區(qū)實時影像，顯著提高學(xué)員肺癌靶區(qū)勾畫的操作技能水平[6]。目標(biāo)教學(xué)法是一種以學(xué)生作為教學(xué)主體，教師為向?qū)?，以教育目?biāo)為線索的新型教學(xué)模式[7]。傳統(tǒng)教學(xué)模式雖然也發(fā)展了部分目標(biāo)教學(xué)法的內(nèi)容，但無法幫助規(guī)培生和實習(xí)生直觀深入地了解靶區(qū)。我院引入實時可視化AI影像，該技術(shù)通過內(nèi)網(wǎng)對信息進(jìn)行綜合，一鍵自動模擬患者病灶組織部位結(jié)構(gòu)，精準(zhǔn)顯示肺靜脈、動脈、肺段、肺葉的組織形態(tài)，還能進(jìn)行放大、分割、旋轉(zhuǎn)等操作，從不同角度和層次進(jìn)行觀察，并通過投影技術(shù)和觸屏設(shè)備的交互操作，切實提高學(xué)員對肺臟立體結(jié)構(gòu)及其組織解剖學(xué)的掌握程度。本研究中，實驗組學(xué)員理論知識考核成績、靶區(qū)勾畫考試成績、教學(xué)滿意度等均顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，表明采用AI實時可視化動態(tài)影像學(xué)教學(xué)方法能夠顯著提高實習(xí)生及規(guī)培生的靶區(qū)勾畫操作能力，并通過實時動態(tài)影像，增加教學(xué)趣味性，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和思考能力。

綜上，醫(yī)學(xué)影像學(xué)可視化AI聯(lián)合目標(biāo)教學(xué)法能夠提高實習(xí)生及規(guī)培生肺癌靶區(qū)勾畫操作能力，幫助其深入理解肺部結(jié)構(gòu)，并在大腦中形成完善的肺部立體圖像，教學(xué)優(yōu)勢顯著，值得在課堂及醫(yī)院推廣。