基于图像的网络数据库在医学影像教学中的应用评价

张菁，王秋霞，陈浪

网络时代的到来改变了人们的社会生活方式，也使得大学教育越来越趋向网络化。然而，网络学习资源是网络化教育的基石，网络学习资源的构建就成为了教育改革的基础。目前，“翻转课堂” “慕课”的兴起，使得教与学都迫切需要一些“精简” “情境化” “案例型” “便于应用”的资源来满足多方面的应用需求[1-2]。医学影像学课程是一门联系基础与临床的桥梁学科，它是以病理生理为基础，根据图像来进行疾病诊断的学科，具有形象、直观的特点，其主要组成部分和重要的知识载体均为图像。无论是影像专业医学生或非影像专业的医学生，医学影像诊断学都是非常重要的一门科目。然而，由于课本及教师幻灯片图片的有限，无法满足施教对象迫切希望接触更多图像的需求。随着网络时代电子教材的迅速发展，使得基于图像的医学影像学学习越来越依托于网络，也使得网络教学资源在医学影像学教学中占据着越来越重要的地位。如今高校一系列的教学改革，均在大力推动由原来的“被动学习”转化为“主动学习”，这就需要施教者提供获取快捷精简的教学资源，着眼于医学影像学，即为更多的“典型清晰”的图片，以及内容丰富、材料齐全的案例[3]。因此，本研究旨在探讨医学影像学教学改革新模式，在以某重点医学院校构建的多维度医学影像学网络数据库的基础上，将该数据资料引入医学生课程教学中，以促进教学内容和教学模式的不断改革，开发构建具有“更新快捷、查阅方便”的图像网络数据库，以期达到提高教学效果和教学质量的目的。

1 对象与方法

1.1 研究对象

以某重点医学院校学生影像教学课程为案例，从该院校2017年开设医学影像学专业课程的教学班级中，随机抽取两个大班的学生共359人为研究对象，将两个班分别随机分为对照组和实验组，其中对照组(177人)教学过程中采用图片幻灯结合传统胶片，进行单张典型图片教学，不使用医学影像学网络数据库；实验组(182人)使用网络数据库进行教学实践。

1.2 构建基于图像的网络数据库

1.2.1 构建方法在该医学院构建的多维度医学影像学网络数据库中，提取该校附属医院经过病理证实和符合临床诊断标准的具有教学价值的X线图像、CT图像和MRI图像，涉及137种病种。参照人民卫生出版社《医学影像诊断学(第3版)》的章节安排，构建具有树形目录结构的医学影像学分类图。内容以典型病例为主，按照从系统-病种-疾病的分类模式建库。以肺部真菌感染为例，按照呼吸系统-肺部感染-肺部真菌感染的方法建库，每种疾病基本要求同时具有X线、CT、MRI的图像，图像质量要求清晰，并于图像上标注典型征象，部分病例创建动画演示。同时，建立未标注的原始图像库以便教师用于其他教学方式时进行编辑。将归类好的影像图片导入到影像存档及传输系统(picture archiving and communication system，PACS)中。联合应用PACS和动态服务器网页(active server pages，ASP)作为数据库解决方案；以开放式数据库连接(open database connectivity，ODBC)作为访问方式；Internet Information Server(IIS)作为Web服务器承载和管理站点。

1.2.2 数据库的应用建成后的数据库对每一个病种、病例及图像，都有相应的文字描述、解释部分。每一个病种都有疾病概述。每一个病种下的各个病例则提供该病例患者的基本信息、临床表现、影像图像说明、手术病理信息、影像鉴别诊断。另外，每个病例影像均配有临床诊断报告，利于学生学习医学影像学诊断报告的书写。每个影像均为高清图像，将会标注各个征象，同时提供各个征象的定义、病理影像联系，及“异病同征”的疾病鉴别。上述内容按树形目录结构整合，以网页的形式进行共享。且配合VBScript程序和SQL查询语句提供交互式检索功能。每个病例都形成一个完整的临床案例，结合电子病历，模拟学生实习时接触的诊疗情景，内容虽精简但饱满充实。同时，每个案例都相对独立，方便应用于各种教学方式。

1.3 评价方法

以不记名填写调查问卷的方式进行教学效果的评价，总共发放359份调查问卷，收回有效问卷359份。调查内容包括：读片形式是否直观、片源是否清晰典型、教学方式是否系统、对指导实践是否有针对性、对完成学习目标是否有效率上的提升，每项赋予满分20分的分值，以分值大小衡量项目的正向效益。比较每个项目得分在两组学生间的差异。以学生参加理论和实践(阅片)的能力考核成绩评价教学效果，两项总分均为100分，分别比较两组学生在同一项目中的得分情况。

1.4 统计学方法

使用IBM SPSS 24.0软件处理数据。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验；检验水准α取0.05。

2 结果

2.1 调查对象基本情况

调查对象中，所有学生均为该院校同年级入学学生，两组学生在年龄、性别分布情况及入学成绩方面，差异均无统计学意义(P>0.05)，两组学生具有可比性。

2.2 两组学生对影像教学效果的评价

本调查数据显示，在学科教学结束后，两组学生对影像学教学效果的评价中，对读片形式是否直观、片源是否清晰典型、教学方式是否系统、对指导实践是否有针对性、对完成学习目标是否有效率上的提升等5个项目的得分上，实验组均高于对照组，且差异具有统计学意义(均P<0.05)。见表1。

项目对照组实验组P值读片形式是否直观(20分)16.41±1.3318.37±2.24<0.001片源是否清晰典型(20分)16.33±2.6318.56±2.42<0.001教学方式是否系统(20分)17.02±2.7619.45±2.51<0.001对指导实践是否有针对性(20分)17.14±3.1219.01±2.97<0.001对完成学习目标是否有效率上的提升(20分)18.07±1.9419.68±2.07<0.001

2.3 两组学生影像专业能力考核成绩比较

本研究显示，教学结束后，通考试及考核，两组学生的医学影像学理论考试和实践考核两项成绩中，实验组成绩均高于对照组，且差异具有统计学意义(均P<0.05)。见表2。

考核项目对照组实验组P值理论能力80.36±21.3785.92±13.410.003实践能力79.33±19.7884.37±15.250.007

3 讨论

本研究课题组在前期教改实践中，曾探索过影像存档及传输系统的应用[4]，但由于随着教学任务的增长、PACS系统对硬件设备要求日益增高，而且只能在特定网络下运行，导致学习场所和学习时长的供需矛盾突出。网络数据库依托于因特网，学生随时随地可以利用上网工具(电脑、手机、平板电脑等)进行学习，不再受空间、时间与硬件配置的限制。这样，学生在学习理论、临床实习过程中遇到影像学问题，可随时进行查阅，促进学习能动性，使得学生能够理论结合实际，强化知识结构，满足个性需求。同时，网络数据库面向教师，提供未标注的原图，便于教师制作教学资料，方便快捷，易于获取，减轻教学负担。此外，教改小组调研到多所院校正在进行的“慕课(massive open online courses，MOOC)” “翻转课堂(flipped classroom)”和跨平台互联网应用系统等教学模式改革[5-10]。慕课即大型开放式网络课程，学习内容可通过网页让学习者随时接触，以适应数以千计的不同学习者的个性需求[6-7]。而部分学校在MOOC的基础上，实施“翻转课堂”的教学方法，将在线学习与离线学习结合起来，即要求学生课下观看网络视频课程，完成相应的学习项目，课堂上则主要与教师进行互动，解决在线与离线时所遇到的问题[5，8，10]。翻转课堂重新调整课堂内外的时间：课堂外，学生自主规划及掌握学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式；课堂内的宝贵时间，学生能够更专注于学习中的问题解决，从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息，教师能有更多的时间与每个人交流，解答知识的疑难点[11]。这两种教学模式将学习的决定权从教师转移给学生，使得学生主动性增加，学习更加灵活、参与度更强。然而，这两种教改方法都依赖于网络，以教学视频为载体，这就需要教师们制作“短小精悍” “教学信息清晰明确”的小视频[6，9]。教改过程中建立了基于图像的网络数据库，能满足教师制作符合教改要求的小视频的使用需求，每一个病例都可以作为一个小视频的素材，具有“精简” “情境化” “案例型”的特征。数据库中的每一个病种均有详尽的疾病概述，尤其是从医学影像学的知识结构背景联系到病理[12]，有助于学生对影像学方面的吸收与理解，符合教学信息清晰明确的要求。同时，实践过程中数据库的网络化使之易于获得，未标注的原始图像也便于教师深度创作使得视频更具吸引力，满足了“便于应用”的要求。所建立的基于图像的网络数据库相当于新型的教科书，在教学过程中具有强大的实用性，既可应用于传统教学，也可促进新型教学方式的实施。具体表现为：实现了影像学教学资源库的收录更新和影像学教学资源库的查询调阅，为远程视频化教学和远程科学化考核奠定了基础。

本研究调查结果显示，应用基于图像的网络数据库教学，相较于传统教学方式，有更好的实践教学效果，在读片形式、片源清晰典型、教学方式系统化、指导实践针对性、完成目标效率性方面均有显著的提升。同时，实验组的学生理论和实践考核成绩均优于对照组，表明该方法可促进理论和实践的结合，同时提升知识的系统掌握和综合运用分析问题能力。若今后能借助云平台的优势[13]，推动该系统化的发展，将使教与学的目标达成更具效力。

当然，网络数据库尚在试行阶段，尚存在一定的不足与漏洞，比如针对普遍性问题和重难点问题未设置研讨模块，致使倾向于施教者的“一言堂”，未来将对其进行分期修缮和更新，使得该系统能越来越好地发挥作用。