组织学数字切片库的构建及其在实验教学中的应用

◆张国栋陈建华沈岳良陈伟燕楼航芳

(1.浙江中医药大学基础医学院人体解剖学教研室;2.浙江大学医学院附属妇产科医院;3.浙江大学医学院)

组织学数字切片库的构建及其在实验教学中的应用

◆张国栋1陈建华2沈岳良3陈伟燕1楼航芳1

(1.浙江中医药大学基础医学院人体解剖学教研室;2.浙江大学医学院附属妇产科医院;3.浙江大学医学院)

《组织学与胚胎学》作为医学的一门重要的基本学科，着重从形态学的角度阐述细胞、组织、器官的构成和特点，实验教学是理论教学的重要补充和扩展，对学生的知识理解和掌握起重要作用。因此，实验教学在组织学教学中有重要作用，更是处于教学模式转换的前沿。传统的组织学实验教学以玻璃切片作为载体通过显微镜观察，能有效地将人体器官的微观结构呈现在师生面前。但是，该模式目前也面临着诸多难题。例如:

(1)组织切片容易破碎，需要耗费大量资金反复购买，有些珍贵的数量稀少的切片因破碎而无法使用。

(2)组织切片无法长期完好的保存，长时间的和空气接触氧化会导致染色褪色以至于无法辨认组织细胞的结构。

(3)使用切片观察和教学时无法及时准确地找到想要寻找的组织细胞。数字切片是现代数字技术与传统光学显微镜的有机结合，它包含了玻璃切片上的所有组织结构的信息，数字切片(超大空间、高分辨率图片)可以在电脑上任意的放大和缩小，并可以观测到相对应的玻璃切片上的任何一个位置，也可以将局部内容放大到5倍、10倍、20倍、40倍来观察，如同在显微镜上的放大缩小一样。

一、组织学切片库的构建

1.组织学切片的筛选

根据《组织学与胚胎学实验指导》教材里相关的实验内容，分别选取示教切片和学生观察切片作为数字化切片库的母板，按照组织器官标本明确，结构完整、染色清晰的条件选取合适的切片标本。

2.数字切片的制作

我们使用数字切片扫描装置(NanoZoomer Digital Pathology简称“NDP”)由日本滨松光子学株式会社研发生产，仪器型号为C10730。该系统包括全自动显微镜扫描系统，TDI－CCD探测相机，扫描控制系统和浏览软件NDP view。该系统可以对组织学切片进行一次多片、高速TDI扫描，并且能够还原组织切片真实的色彩和较高的分辨率，相应的扫描控制软件能够对图片进行无缝拼接和处理，储存并建立切片库数据。利用该系统，我们能够建立各种器官组织切片的数字信息并且按照一定的组织结构进行分类管理和使用。

二、实验教学中的应用

1.研究对象和方法

2010级临床医学本科和中医七年制以及口腔医学专业的一半班级约141人用传统玻片进行示教和观看(传统教学组)，而剩余的2010级临床医学本科和中医七年制以及口腔医学专业另一半班级的122人则采用数字化切片教学并辅助切片镜下观察。两组学生在课后均要提交相同命题的实验报告。

2.数字化切片的教学

教师利用NDP view软件将数字化切片库里的切片根据不同放大倍数，依次呈现给学生进行示教讲解，学生也可以通过网络调用教师电脑里的数字切片进行观察学习。

3.检测指标

(1)示教时间。同一个老师用相同的教学内容分别先后对不同的两组进行示教所需要的时间，除以切片数得出每张切片所需示教时间。

(2)实验报告成绩。每次实验结束之后提交实验报告得出的成绩的平均值，每次的满分成绩均以100分计算。

(3)实验考试成绩。期末实验考试得出的成绩，累计观察10张切片，每张以10分计。

(4)问卷调查学生对实验课的学习情况及意见。调查学生对组织学阅片的兴趣度、难易度以及实验教学的满意度等情况。

4.统计学分析

采用SPSS V13.0软件进行分析，对计数资料组间比较采用卡方检验。

三、结果

采用组织学数字化切片进行示教后，教师平均示教切片的时间由7min减少到5min。学生的实验报告成绩和实验考试成绩均有所提高。问卷调查共收到传统教学组121份，实验教学组113份。学生对实验兴趣度加大(P＜0.05)，对实验教学满意度升高(P＜0.05)，见表1。

表1 数字化切片对组织学实验课程的影响

四、讨论

构建组织学数字切片库，采用数字化切片应用于组织学实验教学以后带来如下的改观:

(1)数字化切片完全存储于计算机或网络服务器端，只要不删除原始文件即可随意调用浏览，不存在切片破碎无法观察使用等问题。

(2)数字化切片理论上可以永久保存，并且很容易进行无限数量的备份复制。防止出现切片破碎和褪色等问题。

(3)使用数字化切片可以实现切片后处理，如标注功能、定量分析等，能够及时准确的找到所需要的组织细胞结构。

(4)数字切片库建立以后方便教师的今后的备课、交流讨论以及学生的实验考试，可结合应用软件系统，进行管理和远程教学等活动。

总之，将组织学数字切片库应用于实验教学中，我们取得了较为良好的效果。今后我们将从整合数字切片库资源应用于网络平台的共享和远程数字化教学等方面进行有益的探索和研究。

［1］苏红星，宋爱利，董小黎.形态学实验教学改革的研究和探索［J］.中华医学教育杂志，2006，26(6):85－86.

［2］冉令杰，陆敏，郭丽梅.基于显微数码互动实验室的病理学教学新模式的构建［J］.中华医学教育杂志，2009，29(6):34－35.

［3］李冬梅，姚根有，王玲玲.网络环境下医学数字切片库的构建与应用探索［J］.解剖学杂志，2010，33(2):268－269.

浙江中医药大学滨江学院教改课题，项目编号:17311011。