基于学科交叉的断层解剖学课程教学模式的创新及实践

2015-01-31李文生谭德炎章琛曦史勇红

中国高等医学教育 2015年8期

关键词：解剖学图像处理实验课

李文生，谭德炎，章琛曦，史勇红，孙燕

(1.复旦大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系;2.复旦大学数字医学研究中心; 3.上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室，上海 200032)

基于学科交叉的断层解剖学课程教学模式的创新及实践

李文生1，2，3，谭德炎1，3，章琛曦2，3，史勇红2，3，孙燕1，3

(1.复旦大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系;2.复旦大学数字医学研究中心; 3.上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室，上海 200032)

断层解剖学是一门交叉学科。本研究以其为平台，将相关学科的知识和技术运用到研究生断层解剖学课程的教学中，实践证明，学科交叉的教学模式能够拓宽研究生的知识面，提高其创新能力，值得进一步深入探索。

交叉学科;断层解剖学;医学教育

断层解剖学是人体解剖学与医学影像学相结合而产生的一门交叉学科，是当代医学迈入影像医学时代的重要标志。在医学院校的临床医学本科及研究生层次中开设断层解剖学课程，是现代医学发展的迫切要求，对提高教学质量和培养高层次的临床医师具有重要的理论指导和实用价值［1］。

目前断层解剖学的教学主要讲授解剖学内容，侧重于医学专业知识的传授，而随着影像设备的不断更新和影像技术的快速进步，CT、MRI、PET等设备的图像类型呈现出多样性、复杂性等特点，迫切需要和计算机、生物医学工程等理工学科专业知识相结合，导致了医学图像处理技术的问世。医学图像处理是利用计算机及其软件对医学图像进行形态分析以及分割、配准、重建、显示等技术处理，它构成了人体形态学信息研究的实验平台，为理工学科和医学交叉融合的一个新的方向，也是国内外的研究热点［2］。因此，在断层解剖学的教学中融合医学图像处理等理工科知识和技术将对医学生的科研创新能力培养和临床实践有着十分重要的意义。

我们在近两年研究生的断层解剖学教学中，初步进行了以上尝试，取得了一些经验，现总结如下。

一、断层解剖学教学的现状

传统断层解剖学教学分为理论课和实验课教学，理论课教学主要是先回顾一下系统和局部解剖学知识，使学生在脑海中形成一个整体与局部之间联系，然后通过展示断层解剖和相对应的CT、MRI图片，并就图片中的关键结构逐一标识和讲解，以便学生了解相关结构在断层上的变化规律，教学形式有挂图、板书、PPT多媒体等;实验课教学主要是学生自己动手观察人体局部和断层解剖标本，建立起“从整体到断层，再由断层返回整体”的思维模式。通过实验课教学，学生能更好地掌握重要器官、结构的连续性变化规律，并容易将断层标本与CT、MRI图像等紧密联系，从而培养学生分析问题、解决问题的能力，教学形式有局部、断层解剖标本和CT、 MRI图像、教学录像和多媒体动画［3-4］。部分高校教学中引入计算机重建技术，对断层解剖、影像图片进行三维重建，能够多角度、多方位地显示人体的结构，提高教学效果和教学质量［5-6］。

二、基于学科交叉的断层解剖学课程教学模式的初步实践

我校研究生断层解剖学课程总共36学时，原有的教学安排是理论课24学时，主要讲解头颈部、胸部、腹部、盆部等;实验课12学时，主要观察以上部位的局部、断层标本及相关CT、MRI图像。现在的计划安排是:我们在理论课中留出8学时，用于讲解“医学图像处理的基本概念”“常用医学图像处理软件的原理及应用”内容，使学生对医学图像处理方面的基本知识和常用软件有着较深入的了解。在实验课中留出6学时，精选一些杂志如:Brain、NeuroImage、Radiology上的相关论文，讲解图像处理技术在医学科研中的应用，同时作为课外作业，要求学生课外查询本学科与图像处理技术相关的论文，以PPT形式在课堂讲解。为了弥补实验课时的不足，开放我系的人体科学馆，该馆内有两套人体断层标本及虚拟人软件系统和大量的解剖标本，鼓励学生利用业余时间来此自学。

三、教学效果的初步评价

以上教学形式已完成两届共54名研究生的教学，学生们普遍反映拓宽他们的知识面，远远超过了他们当初对断层解剖学的理解，有三分之一的学生表示未来的研究生课题选择会优先考虑与医学图像处理技术相关的领域，因为它不仅仅是很有前景的研究方向，更是对以后的临床实践有着实实在在的帮助。

四、基于学科交叉的断层解剖学教学模式的探讨

经过十几年的发展，目前断层解剖学的教学已形成一个比较完整的体系，对普及断层解剖学知识，提高临床影像诊断和治疗水平发挥了重要作用［1，3-4］。但是，不可否认的是我们的教学内容仍然局限于医学知识，部分院校虽采用一些计算机三维图像重建技术辅助教学，但并没有对学生进行医学图像处理方面的基础知识和基本技术的培养，导致学生利用医学图像技术进行创新性研究的能力不足，这种现象在国内医学院校断层解剖学教学中尤为普遍。

医学教育的目的之一是培养具有创新能力的人才，只有培养学生的交叉思维能力，才有可能提升其创新能力。纵观现代医学发展史，学科之间的交叉创新已成为主流，以MRI发明为例，它先是核磁共振基本原理在物理学上得到发现和证实，然后相关的医学专家产生了用核磁扫描检测早期肿瘤的设想，并用实验证明小鼠肿瘤组织的核磁参数与正常组织不同，进而引发了医学核磁共振成像的研究，导致一项划时代的医学检测技术的问世［7］。

我们以研究生断层解剖学课程教学为平台，依据我系多年的断层解剖学教学经验，将我校数字医学研究中心多年的医学图像处理方面的研究技术［8］以及附属医院放射科丰富的影像学资源进行整合，充分发挥综合性大学多学科的优势，创新教学模式，丰富教学内容，拓宽研究生知识面，为其未来进行科学研究或临床实践开启一个新的视角。

［1］刘树伟，李振平，丁娟，等.创建断层解剖学课程的体会［J］.四川解剖学杂志，2002，10(1):43-45.

［2］刘俊敏，黄忠全，王世耕，等.医学图像处理技术的现状及发展方向［J］.医疗卫生装备，2005，26(12):25-27.

［3］付升旗，王华，范锡印，等.人体断层解剖学教学模式及教学方法的探索［J］.解剖学研究，2008，30(1):74-76.

［4］董炜疆，胡海涛，冯改丰，等.断层解剖学教学改革的探索与实践［J］.中国高等医学教育，2006(2):44-45.

［5］肖朝伦，余资江，余彦，等.数字化可视人体数据集在断层解剖学实验教学中的应用效果评价［J］.解剖学杂志，2012，35(2): 256-257.

［6］李林，张绍祥，李敏，等.利用计算机辅助断层解剖学教学的尝试［J］.四川解剖学杂志，2013，21(2):61-63.

［7］杨旻，罗润，徐灿华，等.理工与医学交叉对医学教育改革理念的启示［J］.中国高等医学教育，2012(3):18-20.

［8］陈碧娟，陈艳玲，李文生.基于不同FA模板的全脑体素分析方法可靠性的研究［J］.中国生物医学工程学报，2012，31(3):44-50.

G642.0

1002-1701(2015)08-0053-02

2014-08

李文生，男，博士，教授，硕士生导师，研究方向:数字影像解剖学。