生物医学工程专业医学成像实验教学体系的实践应用

郝利国++李靖宇++杨超++陈大同++穆伟斌++梁明辉++王晓东++刘雅楠

摘 要 通过对齐齐哈尔医学院生物医学工程专业医学成像实验教学体系进行改革，开拓新型教学模式，构建实践教学保障体系，提出“递进式·一体化”的医学成像实验教学培养体系，显著增强学生的实践授课效果，提高学生的设备研发和常见临床设备维护能力，适合在生物医学工程专业学生培养中推广应用。

关键词 生物医学工程；医学成像实验教学；临床设备

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）10-0127-03

Practical Application of Experimental Teaching System of Medi-

cal Imaging in Biomedical Engineering//HAO Liguo， LI Jingyu， YANG Chao， CHEN Datong， MU Weibin， LIANG Minghui， WANG

Xiaodong， LIU Yanan

Abstract Reformed the medical imaging experimental teaching sys-tem with biomedical engineering major， opened up a new teaching model， builded a practical teaching security system， put forward the Progressive and Integrated medical imaging experimental teaching system， it can improve the practice of students significantly， can improve the development of student equipment and the maintenance of common clinical equipment， it can be suitable for biomedical engineering students in the promotion of application.

Key words biomedical engineering； medical imaging experimental teaching； clinical equipment

1 前言

生物医学工程属于现代医学和医学工程技术相互结合的学科。近几年，我国设置生物医学工程专业的高校多数为理工科和综合性院校，只有少数为医学类院校[1]。前者更加侧重工科技能的培养，后者和医学临床实践结合紧密，侧重医疗器械实践。齐齐哈尔医学院生物工程专业已经办学五年，在满足理论教学的同时，注重实践教学环节，目前正处于不断探索与实践中。

医学成像部分是生物医学工程专业学生学习的重要内容，涵盖医学影像仪器、医学影像设备维护、医学图像处理等各环节[2]，但是目前在医学成像实验教学方面尚存在一定问题。本研究通过逐步完善医学成像实验教学各单元模块，力争为社会培养出“工程素质高、实践能力强”的应用型专业人才。

2 研究方法

对象与方法 选择齐齐哈尔医学院2012—2014届生物医学工程的本科生共64名作为研究对象：将2013级和2014

级学生设为实验组，共43人，其中男14人，女29人，年龄在20～23岁，平均（22.51±1.53）岁；将2012级学生

设为对照组，共21人，其中男8人，女13人，年龄在23～

25岁，平均（24.02±1.07）岁。

对照组：授课教师按照生物医学工程教学大纲和教学计划，对学生进行实践教学授课操作，根据实验大纲的教学目的、实验原理以及实验操作步骤进行教学，学生根据授课内容完成实践操作，评分后，成绩纳入最终期末相应学科总成绩。

实验组：解决目前齐齐哈尔医学院医学生物医学工程医学成像实验教学中存在的相关课程实验不连贯、连续性不强等问题，推行“递进式·一体化”的实验教学培养模

式；以医学影像与生物医学工程中心实验室为依托，进行相关课程的实验教学改革，包括有医学成像系统、医学光学仪器、医学图像处理、医疗设备维修与原理、PACS系统、医用电子仪器、模拟电路、数字电路、电子线路辅助设计等课程，最终进行考核方法改革，建立学生专业实验技能考核与评价体系。

1）完善相关课程的实践教学内容连续性，彼此不孤立，建立“递进式·一体化”的实验教学培养模式。具体内容如下。

①模拟电路和数字电路两门课程，要求实验内容设计上，要满足为后续课程服务，即临床医学工程领域设備研制和设备维修的相关电路及元器件要重点讲授，重点为二极管、三极管、可控硅等元器件的工作原理及故障判断。电子线路辅助设计课程，重点为后续的设备研发改进服务，要求实验设计上要增加综合性、设计性实验内容，培养学生独立设计电路的创新能力。医学图像处理课程实验设计，要侧重医学成像的软件部分，提高学生的软件设计及医学图像后处理能力，学生要结合临床设备实践，掌握临床各机型（GE、SIEMENS、PHILIPS）的图像后处理方法。实验开课方式仍以综合性、设计性实验为主[2]。以上四门课内容由电子学教研室负责。

②医学成像系统内容为四大影像设备的工作原理、设备组成等内容，实验授课模式上，要以前期基础课程为基础，设计电子元器件等模块的故障现象，并进行综合分析。本部分内容要与临床工程实践高度一致。医学光学仪器和医学电子仪器两门课程涉及除医学影像设备外其他的临床设备，这部分设备临床工程工作涉及较多，要求实验设计上要与临床实践相同，在认识相关设备的同时，要与临床设备科联系，掌握设备的常见故障以及需要改进地方，要求实验涉及临床常见的故障现象[3]。医疗设备维修与原理课程，要在医学成像系统、医学光学仪器和医学电子仪器等基础上，进行实验设计延续，即设计临床常见故障现象，让学生根据设备电路图进行综合分析。本部分内容由影像设备与技术学教研室负责。通过本实验设计，最终使专业基础课程为专业课程服务，专业课程为临床工程服务，形成“递进式·一体化”的实验教学培养模式。endprint

2）提高学生实践能力，要求学生利用第五学期寒假，去临床设备维修公司进行顶岗实习，增加设备操作实训。本部分内容由影像设备与技术学教研室负责。

3）提高学生的创新能力，在医学成像领域，要求学生进行创新能力训练，积极参加国家、省级大赛及大赛培训。

实验评价体系 在本部分的实验教学中，建立一整套的培养目标，要求学生能够完成每一部分的实验方案设计，达到培养目标，每个实验是整个实验教学体系中的一个组成部分[4]，要求学生通过实践考核，能够达到医学成像流程中每个环节的具体要求，理论教学和实验教学不脱节，相继进行。

观察指标与评价标准

1）观察指标[4]：观察比较两组学生实验考核成绩、实验课堂教学效果评价、学习能力提高评价，以及对课程的满意程度。

2）评价标准：实验考核成绩满分100分，最终折合成50分，包括实验操作、结果和实验报告等。

统计学方法 采用SPSS20.0统计学软件，实验成绩等正态分布的计量资料采用表示，均数之间比较采用t检验，学生对教学模式的学习能力评价、课堂教学的效果以及满意程度等计数资料采取χ2检验，以P<0.05有统计学意义。

3 结果

医学成像教学体系主要是各科目教师通过采用对实验项目整合、逐步递进方式，进而实现成像部分一体化的实验教学体系，即上一个科目为下一科目的实验教学打下坚实学习基础，并且为专业学科提供服务，建立适合齐齐哈尔医学院生物医学工程医学成像的“递进式·一体化”的实验教学培养模式，实现每个实验在整个体系中的连续性。

两组学生的理论及实验课考核最终成绩对比 如表1所示，实验组考核的实验课程理论成绩、实验操作成绩均显著高于对照组（t=10.562、11.856，P=0.001、0.000），差别显著，具有统计学意义（P<0.05）。实验组学生的综合考核成绩均显著高于对照组学生（P<0.05），证实了医学成像教学体系，基础课程为后续课程设计实验项目，有利于学生的学习，能够显著提高学生的实践动手能力。

两组学生对课堂教学效果的评价 如表2所示，实验组学生在同教师互动、课堂注意力、时间合理性以及课堂气氛等方面均显著优于对照组学生（t=16.596、10.108、12.263、18.059，P=0.000），差别显著，具有统计学意义（P<

0.05）。

两组学生对学习能力提高的评价对比 如表3所示，实验组学生的主动学习能力、独立思考能力、解决问题能力以及创新能力等方面均显著优于对照组（t=12.563、13.059、14.729、14.899，P=0.000），差别显著，具有统计学意义（P<0.05），表明本套教学模式可以很好地培养学生的自主动手能力、解决问题能力以及思维创新能力。

两组实习生对教学模式的满意程度对比 如表4所示，对照组学生对教学模式满意共14例，满意度为71.43%；实验组学生对教学模式满意共41例，满意度为95.35%。两组差别显著（χ2=11.389，P=0.000），具有统计学意义（P<

0.05），证实了学生对医学成像教学体系满意程度较高，大多数学生可以接受此教学体系。

学生顶岗实习及参加国赛情况 截至目前，齐齐哈尔医学院已经向哈尔滨凯汇源医疗器械公司选派多名学生进行顶岗实践训练，学生运用课堂所学，结合实际情况，完成相应设备维护。在医学成像领域大学生创新能力培养方面，生物医学专业学生在第三届全国医疗产业发展与创新大奖赛上，报送的“智能数字化X线机系统——面向基层医院模拟X光机改造”项目获得创新大奖，两次在黑龙江省彩格杯工业设计大赛中获得三等奖，并且三人在彩格工业设计有限公司中进行大赛培训。

学生参加的顶岗实习情况，能够和实际相结合，能够运用所学，极大提高了动手操作能力。学生能够延续课堂教师讲授内容，在临床设备中实践操作，增加了医学成像知识的系统性。学生参加国赛情况，是对齐齐哈尔医学院生物医学工程专业人才培养质量的集中检验，锻炼了学生应用理论解决实际问题的能力，培养了學生的团队协作精神；同时提升了齐齐哈尔医学院生物医学工程专业在全国医疗卫生企业中的影响力，开创了学生进行科技创新创业活动的新局面。

4 结语

“递进式·一体化”的医学成像实验教学培养体系，能够显著增强学生的实践授课效果，提高学生的动手能力和实践操作能力，并且能够和临床工程生产实践和全国大赛相结合，提高学生的设备研发和常见临床设备维护能力，适合在生物医学工程专业学生培养中推广应用。

参考文献

[1]楼盛华，戴文战，叶秉良.基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J].高等理科教育，2008（3）：109-113.

[2]骆清铭，朱丹，曾绍群，等.生物医学光子学特色方向本科教学体系建设初探：以华中科技大学为个案[J].高等工程教育研究，2008（4）：106-109，145.

[3]李天钢，马春排，李自毅.生物医学工程创新实验室建设和实践教学改革[J].实验室研究与探索，2008（7）：21-22，46.

[4]马春排，李天钢，李自毅，等.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验室研究与探索，2010（4）：103-105，122.endprint