數(shù)字化切片在病理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

張利蕊

（河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院，河南 安陽，455000）

病理學(xué)是連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的橋梁。前期學(xué)生通過解剖學(xué)、胚胎學(xué)和生理學(xué)的學(xué)習(xí)掌握了正常人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、正常組織器官的微細(xì)結(jié)構(gòu)和正常人體的生命活動(dòng)及其規(guī)律。在這些學(xué)科的基礎(chǔ)上，通過對比的方式學(xué)習(xí)病理學(xué)，來掌握在患病狀態(tài)下機(jī)體形態(tài)、功能和代謝的變化。機(jī)體功能和代謝發(fā)生改變時(shí)，形態(tài)也會(huì)隨之發(fā)生改變，所以可以通過形態(tài)學(xué)的變化來解釋臨床上出現(xiàn)的癥狀和體征，為后期進(jìn)行臨床醫(yī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。在臨床實(shí)踐中，應(yīng)用病理學(xué)知識對疾病進(jìn)行病理診斷，對正確診斷疾病，指導(dǎo)臨床治療，判斷疾病預(yù)后等方面起到重要的作用。因此，醫(yī)學(xué)界將病理診斷作為疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)之父William Oslar曾說過“病理學(xué)為醫(yī)學(xué)之本”，由此可見，病理學(xué)在醫(yī)學(xué)中處于舉足輕重的地位。

1 傳統(tǒng)玻璃切片在病理教學(xué)中的優(yōu)勢與弊端

1.1 傳統(tǒng)玻璃切片在病理教學(xué)中的優(yōu)勢

由于病理學(xué)內(nèi)容較多，并且復(fù)雜抽象，晦澀難懂，各系統(tǒng)疾病之間缺乏關(guān)聯(lián)性，相對獨(dú)立，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥、乏味、記憶困難。為了提升教學(xué)效果，病理學(xué)教師嘗試各種教學(xué)方法，讓尚未具有臨床知識的、初次接觸臨床知識的醫(yī)學(xué)生對病理學(xué)有較為清晰的認(rèn)識，從而為臨床學(xué)科的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。在病理學(xué)學(xué)習(xí)過程中無論是理論學(xué)習(xí)還是實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)都需要對病變組織進(jìn)行大體觀察和鏡下觀察，對于學(xué)生來說，對病理組織切片進(jìn)行鏡下觀察是學(xué)習(xí)病理學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。以疾病的發(fā)病學(xué)為基礎(chǔ)，與疾病的臨床病理改變相聯(lián)系，通過對典型病理組織切片的觀察和分析，來激發(fā)學(xué)生對醫(yī)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，驗(yàn)證病理理論知識，提高學(xué)生對理論知識的理解和記憶，促進(jìn)對病理臨床醫(yī)學(xué)知識的融會(huì)貫通。

1.2 傳統(tǒng)玻璃切片在病理教學(xué)中的弊端

病理學(xué)理論知識相對抽象難懂，教材上配的靜態(tài)插圖，只顯示部分變化，缺乏對病變整體的判斷和認(rèn)識[2]。教師無法通過靜態(tài)圖從宏觀到微觀對病變組織進(jìn)行連貫細(xì)致的講解，只能通過口頭描述，來提高學(xué)生對病變組織的認(rèn)識。隨著大中專院校大規(guī)模擴(kuò)招，學(xué)生生源質(zhì)量相對降低，部分學(xué)生高中學(xué)習(xí)的文科，生物基礎(chǔ)知識相對薄弱，面對抽象的、晦澀難懂的鏡下組織的微細(xì)結(jié)構(gòu)，往往會(huì)覺得手足無措；即使高中或中專學(xué)習(xí)了生物學(xué)有相關(guān)理論知識，學(xué)生理論基礎(chǔ)差，在學(xué)習(xí)程度、學(xué)習(xí)能力、理解能力上均存在不小的差距，對于抽象難懂的鏡下病理變化在教師的口頭描述下很難認(rèn)識理解到位，學(xué)習(xí)效果不佳，極大地影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

使用傳統(tǒng)的玻璃切片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是以教師為主，進(jìn)行驗(yàn)證性教學(xué)，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與感[3]。病理學(xué)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用顯微鏡觀察切片和肉眼觀察大體標(biāo)本，教師通過親身指導(dǎo)和多媒體示范教學(xué)，學(xué)生自主觀察的方式進(jìn)行。整個(gè)實(shí)驗(yàn)課以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)接受知識，學(xué)習(xí)方式單一枯燥，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課參與感降低，失去了學(xué)習(xí)的興趣。

傳統(tǒng)的玻璃切片易碎，典型的病理切片不易補(bǔ)充。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生可能由于粗心大意，損壞玻璃切片。隨著醫(yī)療水平的提高，某些疾病治愈率提高，很難發(fā)現(xiàn)典型的病理變化，比如典型的大葉性肺炎分為四期：充血水腫期、紅色肝樣變期、灰色肝樣變期和溶解消散期，隨著診療技術(shù)的提高，在疾病早期抗生素的及時(shí)使用，上述典型過程很難看到，在臨床上，往往以輕型大葉性肺炎常見，其特點(diǎn)是病變輕，病變范圍小，病程短，有可能從充血水腫期直接進(jìn)入溶解消散期，滲出物主要以漿液為主，纖維素滲出很少，臨床癥狀和體征不明顯，故臨床上很難看到紅色肝樣變期和灰色肝樣變期；又比如隨著疫苗接種的普遍性，流行性腦脊髓膜炎和流行性乙型腦炎的病例基本消失，即使出現(xiàn)典型的病例，也不一定進(jìn)行尸檢，所以典型的病理切片很難收集，一旦損壞，不易補(bǔ)充[4]。

傳統(tǒng)的玻璃切片易褪色，切片的數(shù)量和質(zhì)量下降。隨著時(shí)間的推移，玻璃切片會(huì)發(fā)生褪色，無法正確顯示組織學(xué)的變化，只能通過口頭描述的形式來學(xué)習(xí)。切片質(zhì)量參差不齊，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[5]。切片用的時(shí)間長了上面還容易形成劃痕，影響學(xué)生觀察切片的效果。隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，每年在校生人數(shù)都在增長，現(xiàn)存的玻璃切片和大體標(biāo)本能夠正常使用的數(shù)量不能滿足教學(xué)的需要，需要及時(shí)補(bǔ)充。

傳統(tǒng)的切片保管和維護(hù)需要消耗大量的人力、物力資源。使用傳統(tǒng)的玻璃切片上實(shí)驗(yàn)課，需要由專人保管和維護(hù)，上課前查找、準(zhǔn)備、清點(diǎn)、發(fā)放切片，下課后檢查、清點(diǎn)、回收切片，同時(shí)切片的儲(chǔ)存也會(huì)占用較大的空間，在此過程中浪費(fèi)了大量的人力、物力資源[6]。

傳統(tǒng)玻璃切片的觀察耗時(shí)，學(xué)習(xí)效率低。學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課中需要不斷地調(diào)試顯微鏡，一節(jié)課下來通常只能觀察幾張切片，獲取的信息量很少，由于切片質(zhì)量參差不齊，不一定能觀察到典型的病理變化，大部分時(shí)間都被浪費(fèi)了，有時(shí)不能按照教學(xué)計(jì)劃完成教學(xué)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)課上的學(xué)習(xí)效率相對較低。

傳統(tǒng)的玻璃切片的觀察受時(shí)間和空間的限制。傳統(tǒng)的玻璃切片需要在實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間在顯微鏡下觀察，在其他時(shí)間和其他地方無法進(jìn)行切片的觀察，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

2 數(shù)字化切片存在的優(yōu)勢及不足

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化影像設(shè)備的飛速發(fā)展，以及智能手機(jī)的普及，病理學(xué)科步入了數(shù)字病理時(shí)代[7]。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)的病理切片的不足，河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院引入了數(shù)字化切片。數(shù)字化切片又稱虛擬切片，是利用全自動(dòng)顯微鏡掃描平臺(tái)對傳統(tǒng)玻璃切片在高倍視野下分區(qū)進(jìn)行高精度掃描，并對掃描的多張圖片進(jìn)行無縫拼接，形成完整視野圖像，此圖像可以被標(biāo)注、對比、分析，并且可以在低倍和高倍視野下隨意的切換[8]。電腦中儲(chǔ)存的數(shù)字切片可實(shí)現(xiàn)定倍放大和縮?。?0、20、40、100倍）或者無級聯(lián)變倍瀏覽切片（1～100倍）[4，9-10]。數(shù)字化教學(xué)資源的使用，使學(xué)生通過手機(jī)或者平板利用課外碎片化時(shí)間，根據(jù)自身需要進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效率更加高效[2]。許多醫(yī)學(xué)院校將數(shù)字化切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)引入到醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)的教學(xué)中，并取得了較好的成果[11-12]，如長治醫(yī)學(xué)院第一臨床學(xué)院病理學(xué)教研室在病理教學(xué)中引入數(shù)字化切片，并建立數(shù)字化切片庫[4]；西南醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院將數(shù)字化切片及KoPa WiFi EDU顯微數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)中[13]，既保留了Motic數(shù)碼顯微互動(dòng)系統(tǒng)的基本教學(xué)功能，滿足線下教學(xué)所需，又拓展了移動(dòng)數(shù)據(jù)和文件共享等功能，真正發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開放性、共享性，打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制，將線上與線下教學(xué)相結(jié)合，給病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來深刻變革。河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院在病理學(xué)教學(xué)中引入了數(shù)字化切片與虛擬仿真系統(tǒng)平臺(tái)，數(shù)字化切片在教學(xué)中有如下優(yōu)勢。

（1）豐富教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[6]。以前教師在備課或上課時(shí)需要使用典型的病理切片時(shí)，只能使用部分靜態(tài)的圖片，無法觀察到切片的全貌，更不能無級聯(lián)變倍瀏覽切片?，F(xiàn)在教師可以隨時(shí)隨地直接調(diào)用切片庫里任意一張切片，并且對典型病變進(jìn)行標(biāo)注，方便與同學(xué)們學(xué)習(xí)交流。針對大多數(shù)學(xué)生反映的情況：病理學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容多且分散，許多病變的特點(diǎn)，彼此之間缺乏聯(lián)系，記憶困難。在傳統(tǒng)教學(xué)中使用毫無關(guān)聯(lián)的病理靜態(tài)圖片進(jìn)行講授，所引發(fā)的記憶的跳躍性、不連貫性等缺點(diǎn)都可以采用數(shù)字化病理切片進(jìn)行修正[7]。課前，學(xué)生通過手機(jī)或平板不受時(shí)間和空間的限制對教師發(fā)放的預(yù)習(xí)資料（包括數(shù)字化切片）進(jìn)行預(yù)習(xí)，并對數(shù)字化切片上看不懂的病變部位或者找不出的病變進(jìn)行編輯標(biāo)注反饋給教師。教師根據(jù)學(xué)生的反饋，在理論課上，帶著學(xué)生在多媒體上從低倍到高倍，從整體到局部對典型病變進(jìn)行觀察，特別是對有疑問的地方進(jìn)行重點(diǎn)講解。通過對數(shù)字化切片的觀察，加深了學(xué)生對理論知識的理解和記憶，提高了教學(xué)效率。

（2）實(shí)驗(yàn)室可供使用的典型的數(shù)字化切片數(shù)量和質(zhì)量得到極大的滿足。數(shù)字化切片可以復(fù)制、永久保存、與他人共享、可以進(jìn)行在線編輯，方便了師生、生生之間的交流和學(xué)習(xí)。其他院校或者醫(yī)院收集的典型切片可以通過網(wǎng)絡(luò)分享，從而豐富了數(shù)字化切片庫。數(shù)字化切片不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間長久，造成褪色，不會(huì)磨損，造成質(zhì)量下降，畫面清晰，可以永久保存使用。解決了因?qū)W生數(shù)量多造成的標(biāo)本數(shù)量不夠用，標(biāo)本質(zhì)量降低，使用時(shí)查找、清點(diǎn)、分發(fā)耗時(shí)費(fèi)力等諸多不便。方便了學(xué)生和老師之間的交流，使實(shí)驗(yàn)課上起來更輕松、更高效。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多樣，學(xué)習(xí)效率得到極大的提高。在實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生可以獨(dú)立自主觀察數(shù)字化切片，并且可以在組內(nèi)交流討論，每個(gè)學(xué)生都可以分享自己的觀點(diǎn)。通過討論學(xué)習(xí)，可以加深學(xué)生對典型病理切片的形態(tài)結(jié)構(gòu)的記憶和知識點(diǎn)的理解，學(xué)生之間也可以查漏補(bǔ)缺、相互促進(jìn)，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率[14]。學(xué)生還可以通過平臺(tái)在線與老師進(jìn)行交流溝通，解決疑難問題。教師還可以通過系統(tǒng)上的數(shù)字化切片對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，來了解學(xué)生對知識的掌握情況。數(shù)字化切片為學(xué)生合理利用課外碎片化時(shí)間進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)以及知識鞏固提供基礎(chǔ)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上擁有大量時(shí)間自主探究、自主學(xué)習(xí)、互幫互助、交流合作。多種教學(xué)方式的使用，把學(xué)生從沉悶、乏味、枯燥的課堂氛圍中解脫出來，變被動(dòng)接受知識為適應(yīng)個(gè)人的需要自主化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效果[2]。數(shù)字化切片雖然具有傳統(tǒng)組織切片無法比擬的優(yōu)勢，但仍存在一定的缺陷，比如過分依賴數(shù)字化切片而導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)使用顯微鏡以及顯微鏡下觀察疾病能力的下降[15]。

（4）現(xiàn)在各大教學(xué)平臺(tái)推出慕課、微課，供學(xué)生進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。病理學(xué)在線微課中結(jié)合數(shù)字化切片使用，為成人教育的學(xué)生和農(nóng)村臨床醫(yī)生進(jìn)行鏡下學(xué)習(xí)提供模擬顯微鏡操作系統(tǒng)對病變組織進(jìn)行觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生自主思考和自主觀察的能力，也有利于開拓學(xué)生的視野，了解現(xiàn)代化醫(yī)院使用信息化技術(shù)手段開展遠(yuǎn)程病理診斷、遠(yuǎn)程手術(shù)操作等遠(yuǎn)程醫(yī)療工作。

現(xiàn)對傳統(tǒng)玻璃切片與數(shù)字化切片進(jìn)行優(yōu)劣性比較，見表1。

表1 傳統(tǒng)玻璃切片與數(shù)字化切片的比較

在實(shí)際工作中，醫(yī)生大多數(shù)情況下是需要先在顯微鏡下觀察疾病，當(dāng)遇到疑難病例時(shí)，再將其掃描為數(shù)字化切片，與同行專家進(jìn)行遠(yuǎn)程在線交流，探討疾??；當(dāng)遇到有教學(xué)價(jià)值的病例時(shí)，將其納入數(shù)字化切片庫，這樣可使得數(shù)字化切片庫更加精煉、條理，所以對于顯微鏡的使用技能的培養(yǎng)是不能松懈的，只有這樣才能培育出適應(yīng)國家全方面發(fā)展的醫(yī)學(xué)人才[4]。

針對這個(gè)問題在此提出相應(yīng)的對策：將數(shù)字化切片與虛擬系統(tǒng)中的虛擬顯微鏡聯(lián)合使用，真實(shí)地模擬顯微鏡的操作步驟，來觀察數(shù)字化切片。在此過程中，既練習(xí)了顯微鏡的操作步驟，又快速地觀察了切片，更新了教學(xué)手段，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)了純數(shù)字化教學(xué)。另外，在學(xué)生進(jìn)入臨床實(shí)習(xí)之前，還可以通過加強(qiáng)對顯微鏡的操作技能崗前培訓(xùn)，使學(xué)生熟練地掌握顯微鏡的操作方法，適應(yīng)崗位的需要。

方賢磊等[16]指出數(shù)字化切片還存在以下不足：數(shù)字化掃描系統(tǒng)費(fèi)用昂貴，高校如果將其用于教學(xué)，需要大量的教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入；虛擬仿真系統(tǒng)占用的內(nèi)存較大，對計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力要求較高，教學(xué)過程中偶有卡頓現(xiàn)象；線上教學(xué)對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求較高，沒有流暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為支撐，線上教學(xué)很難順利完成。所以針對這些問題，需要學(xué)校相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門給予極大的經(jīng)費(fèi)支持，來推動(dòng)數(shù)字化切片的使用，提高教學(xué)效率，和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

病理學(xué)教學(xué)內(nèi)容繁多，理解困難，知識點(diǎn)零碎，不宜記憶，將數(shù)字化切片運(yùn)用到病理教學(xué)中，極大地提高了教師的教學(xué)能力和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，極大地推動(dòng)了病理學(xué)教學(xué)數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展。