PBL教学法结合四维超声新技术时间-空间相关成像容积数据在胎儿超声心动图教学中的应用研究

张 烨，何怡华

·医学教育·

PBL教学法结合四维超声新技术时间-空间相关成像容积数据在胎儿超声心动图教学中的应用研究

张 烨，何怡华

胎儿超声心动图是一门高难度新兴学科，笔者根据胎儿超声心动图教学特点和难点，实行以问题为基础的PBL教学法，并结合典型病例四维超声新技术时间-空间相关成像(STIC)容积数据，培养学生自主学习能力，锻炼学生临床综合思维能力，提高教学质量。

胎儿超声检查；PBL教学法；STIC容积数据

目前，先天性心脏病位居我国出生缺陷首位，胎儿超声心动图是目前可以无创检出严重、复杂胎儿心脏畸形的唯一有效检查方法，在评价胎儿心脏情况方面起着至关重要的作用[1]。胎儿超声心动图作为一门高难度新兴学科，需要从业者同时具备良好的产科超声基础和丰富的先天性心脏病超声医学知识，学习和掌握起来较为困难。北京安贞医院胎儿心脏病母胎医学会诊中心依托医院心血管特色优势，每年接收京津冀地区甚至全国的短、长期胎儿超声心动图专项进修医生逾百名，结合胎儿超声心动图教学特点，因材施教，在传统教学方法基础上不断引入新的超声教学方法，丰富教学内容，努力提高教学质量，以提高各级医院胎儿心脏畸形的超声筛查和诊断水平。现将教学中的一些经验和体会总结如下。

1 胎儿超声心动图专项教学的特点和难点

胎儿超声心动图与其他超声影像学技术一样，明显受制于操作者的经验，是一门实践性、操怍性很强的专业学科，同时要求操作者具有多学科的基础知识和丰富的临床经验，因此进行统一、规范的胎儿超声心动图基本技能培训和教学非常重要。但是，由于胎儿超声心动图是一门新兴学科，我国目前尚未建立对胎儿超声心动图检查从业人员的资格审查规范，日常医疗工作中从事该项检查的人员主要为妇产科超声医师及心脏超声医师，层次不一、专业基础不同。妇产科超声医生有产前筛查资质，但尚缺乏复杂心脏畸形的诊断基础知识和评估经验，在没有经规范化胎儿超声心动图培训之前，还难以全面系统、准确可靠地完成对胎儿心脏的超声评估；而从事儿童和成人超声心动图的医师虽然具有丰富的心血管解剖学、形态学及血流动力学相关知识，但是由于缺乏妇产科超声诊断专科知识，加之受胎儿心脏体积小、位置多变等因素的影响，缺乏显示胎儿超声心动图特殊切面的操作经验，同样很难对胎儿心脏畸形做出可靠的诊断。因此,胎儿超声心动图检查和培训的难点是要求从业者不仅需要具备超声知识，还需要涉及妇产科学、心血管病学等多学科领域知识，并且要从实际病例中不断锻炼和提升全面分析思维能力。

学习超声心动图不仅要求学生要对心脏的解剖结构和血液循环有比较深入的认识，掌握心脏及大血管的相关病变，同时还要求学生学习和掌握超声的基本操作技术。因此，笔者不仅就胎儿心脏结构和血液循环特点及胎儿超声心动图检查操作规范等基础知识进行理论授课，并且引入PBL教学法及四维超声新技术时间-空间相关成像(STIC)技术辅助教学，使得学生通过查找资料、分析病例、实例操作而学习胎儿超声检查技巧和培养胎儿超声心动图诊断思维，同时也复习巩周了相关胚胎发育、病理解剖、病理生理等基础知识。

2 PBL教学法在胎儿超声心动图教学中的应用

PBL教学法即“以问题为基础的学习方法”，是近年来国际上备受重视的一种教学模式。PBL教学法在20世纪60年代中期由加拿大麦克玛斯特大学首先使用，在1969年由Barrows[2]首次报道。在传统教学模式中，教师是主导，向学生讲解知识，传授技能，而学生处于被动受听状态，不能很好地培养学生自主学习、独立解决实际问题能力，不能满足胎儿超声心动图专项人才培养需要，而且每个学生的基础水平和理解能力有个体差异，因此整体教学水平受到限制。PBL教学法“以教师为引导，以学生为中心”，通过“提出问题-建立假设-收集资料-论证假设-总结”五段式教学过程让学习者通过提出问题、解决真实病例来学习隐含于问题背后的知识，培养自主学习能力。

具体实施方法：实施前通过多媒体教学结合见习观摩对胎儿超声心动图基础知识和操作规范进行学习，包括仪器的使用和调节、超声常用标准切面及测量方法，常见心脏畸形的超声特征及临床预后等，为PBL教学法在综合设计性实训中的应用奠定良好的理论与实验基础。PBL教学法以学生为中心，采取“导师负责制”，由指导老师带领本组学生，分给其数份典型病例，学生通过在理论课上对心脏畸形胎儿结构和血液循环特点超声诊断的学习，并结合教科书、多媒体课件、网络等多途径和多方式自学，进行相关资料的收集和整理；然后组织小组讨论，包括胎儿超声心动图诊断思维和胎儿心脏畸形典型病例的超声诊断重点、难点，并提出具体问题，互相解答，互相补充。最后在教师引导下，学生亲手操作超声仪器，根据所学相关知识，按照胎儿超声心动图检查规范和诊断思维，为自己所检查患者做出初步诊断，再由指导老师做出正确讲解和诊断。但这种教学方式需要接受检查的患者知情同意并密切配合，同时为了患者安全，操作时间不宜过长。

与传统教学法不同，PBI教学法是以问题为基础的，强调基础理论与临床知识相结合，因此非常适合培养和锻炼学生的影像学诊断思维。PBL教学法不但可以激励学生的学习兴趣，还可以培养学生们的团结协作精神，通过学习将多个学科的知识进行融会贯通，增强了综合运用知识的能力，有利于提高学生在今后实际临床工作中处理相同或类似问题的能力。

3 STIC容积数据在胎儿超声心动图教学中的应用

检出严重和复杂胎儿心脏畸形是胎儿超声心动图的一项主要功能，而在超声科教学中先天性心脏畸形的课程是最抽象、难懂，且容易混淆，学生学起来最感到头疼，因此一直是教学的难点。胎儿节段诊断思维的锻炼和三维立体结构的理解是胎儿超声心动图学习和培训的精髓。为了使学习者真正掌握胎儿超声心动图技术，他们必须有一定的实际操作，并且接触到足够量的典型阳性病例，但是目前医患关系紧张，患者常希望得到最好的医疗资源，并且自我保护意识增强，这些因素使得操作教学的难度增大，提高医学教育质量与患者的医疗要求之间存在矛盾。作为教学医院，除了在患者知情同意基础上尽可能多地增加学习实践机会，还要充分利用丰富的病例资源，建立典型病例容积数据库，通过视频、音频、图像、动画和文字编辑等处理辅助胎儿超声心动图教学工作。

STIC技术从2003年被采用以来，已广泛应用于中孕和晚孕期胎儿超声心动图教学[3]。STIC技术可以自动采集容积数据，采集过程中可保持较高的二维和彩色帧频，具有较好的时间分辨率和空间分辨率，能够缩短胎儿超声心动图的检查时间。原始数据采集后，可进行离线和在线的容积数据分析，丰富的信息资源提供任意切面及立体图像并且成像模式丰富，能够充分利用三维原理及空间效果，直观显示胎儿心脏的空间关系，弥补常规超声空间位置感的不足，同时高分辨血流成像技术对于胎儿期血流的显示敏感性要优于传统超声的彩色血流成像。断层超声成像(tomography ultrasound imaging,TUI)是STIC容积数据的一种新的显示模式，在同一屏幕上，可同时显示相互平行的多个不同层次的切面图像，类似CT断层。TUI可以帮助超声医师在四腔心切面基础上快速获取胎儿超声心动图的其他标准切面[4]。因此STIC容积数据不仅可以用于远程会诊，还可用于教学培训。

通过老师对典型病例STIC容积数据的演示和讲解，加上学生的实际操作，可以帮助学生很快建立起形态学和节段诊断的思维,这样对胎儿超声心动图的诊断更容易理解。如果在显示胎儿心脏三维立体结构的同时叠加彩色多普勒则会使教学内容更生动形象，有助于提高学生的学习兴趣和理解力,提高教学质量和效果。

首先引入不同孕周正常胎儿心脏容积数据，STIC技术的重建切割和旋转等功能可把胎儿心脏结构及动态运动过程完整地呈现出来，利用彩色多普勒血流动态显示胎儿循环系统血流方向和速度，同时可以360°旋转，帮助学生理解正常胎儿心脏结构及血液循环系统血流特点。然后再由易到难逐渐引入各类胎儿心脏畸形病例的容积数据，显示简单畸形如室间隔缺损、原发性房间隔缺损、主动脉弓缩窄、心脏肿瘤等，逐渐过渡到复杂畸形如单心室、共同动脉干、大动脉转位、法洛四联征等。通过对STIC容积数据进行分析，不仅可以将胎儿心脏畸形各个切面的超声图像特点和彩色多普勒血流表现动态显示，还能够将心脏病变的整体空间关系清晰完整地展现出来。针对典型胎儿心脏畸形，还可将PBL教学法与病例STIC容积数据相结合，将教师讲解、学生病例讨论分析和实际STIC容积数据操作相配合，以收到良好的教学效果。

总而言之，胎儿超声心动图教学方法应适应学科特点，着重解决教学难点，注重规范化培养，调动学生主动性，锻炼临床实践和综合思维能力。PBL教学法与STIC容积数据不同于传统教学方法，其根据胎儿超声心动图临床实践和教学特点进行了改进和创新，能够有效提高教学质量。

[1]孙琳，何怡华.胎儿超声心动图的教学探索[J].继续医学教育，2014，28(1)：91-92.

[2]Barrows HS.A taxonomy of problem-based learning methods [J].Med Educ,1986,20 (6):481-486.

[3]Adriaanse BM,Tromp CH,Simpson JM,et al.Interobserver agreement in detailed prenatal diagnosis of congenital heart disease by telemedicine using four-dimensional ultrasound with spatiotemporal image correlation[J].Ultrasound Obstet Gynecol,2012,39(2): 203-209.

[4]何怡华.胎儿超声心动图图谱[M].北京：人民卫生出版社，2013：30-51.

(本文编辑：崔沙沙)

北京市教育委员会科技发展计划项目(KZ201210025029)

100029北京市，首都医科大学附属安贞医院超声心动图二部，北京安贞医院胎儿心脏病母胎医学会诊中心，北京安贞医院胎儿心脏病母胎医学研究北京市重点实验室

张烨，何怡华.PBL教学法结合四维超声新技术时间-空间相关成像容积数据在胎儿超声心动图教学中的应用研究[J].实用心脑肺血管病杂志，2015，23(5)：159-160.[www.syxnf.net]

R 725.404.5

B

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.05.056

2015-01-20；

2015-04-20)

Zhang Y, He YH.Application of PBL teaching and spatio-temporal image correlation volume data in fetal echocardiography teaching[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(5)：159-160.