虚拟仿真实验联合PACS 系统在医学影像学实践教学中的应用与思考

刘艳龙，李晓艳

（内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特 010110）

传统医学影像学教学采用以PPT 讲授为主的LBL 模式，教师系统讲解各个系统的检查技术、正常和病变的影像表现。该教学模式仍以教师为中心，学习医学影像学知识仍然以记忆性学习为主，难以激发学生学习兴趣和学习热情。Eli Tumba Tshibwabwa 等研究发现学生亲自动手操作时对超声基础知识的认知水平较传统教学模式下有显著提高[1]。由于影像设备价格昂贵并具有辐射性，国内医学院校学生很难亲自动手进行实体操作，导致传统医学影像学教学只注重理论教学，而忽视临床实践教学。现代“互联网+教育”强调以学生为中心，医学影像学教学急需探索“互联网+影像学教学”新模式，培养理论知识扎实、实践能力强、综合素质高的应用型人才[2]。

近年来，随着互联网技术、大数据挖掘技术、计算机图像技术、图像识别技术和虚拟仿真技术的不断发展，大量医学院校探索并尝试使用PACS（Picture Archiving and Communication System，PACS）系统和虚拟仿真实验辅助进行医学影像学实践教学。

1 虚拟仿真实验在医学影像学实践教学的应用价值分析

医学影像学是医学、计算机图像学、物理学等的交叉学科，由于影像学设备结构、成像原理、图像数据采集和处理等知识较为抽象、复杂，需要学生具备较高的工科逻辑思维能力和抽象能力，对于医学生来说理解较为困难[3]。虚拟仿真技术通过三维动画真实呈现临床场景，模拟影像学设备，学生可以通过鼠标、VR 眼镜和手柄等模拟操作影像学设备，掌握影像学设备的操作流程、检测技术和图像处理技术等。实验内容更加贴近真实环境，有助于激发学生兴趣，弥补传统教学中学生对影像学设备及原理认识的不足，提高学生动手能力。

此外，国内大量教师将以问题为导向的PBL 教学模式和以临床案例为导向的CBL 教学模式融入医学影像学教学过程[4-5]。基于PBL 和CBL 教学模式，学生的医学影像学理论成绩和实践成绩均高于传统教学模式下的学生成绩。虚拟仿真技术可以真实模拟和呈现整个案例场景，更好地实现CBL 教学将学习者置身于临床案例以及PBL 教学将学习者置身于问题情景的教学目的。教师选取合适的临床案例，在虚拟仿真实验过程中融入解剖学、病理学、诊断学等内容，让学生将医学影像学理论知识与其他学科紧密联系，帮助学生切身感受疾病的发展和诊断过程，逐步培养学生的临床思维，加深学生对医学影像学理论知识的理解和认识，提高学生的自主学习能力和临床思维能力。

2 PACS 系统在医学影像学教学的应用价值分析

传统医学影像学教学和虚拟仿真实验均是按病例、常规检查、影像检查和诊断等顺序，从纵向角度、临床诊断思维角度进行教学。但是医学影像学具有不同疾病呈现相同影像图像、相同疾病呈现不同影像图像的特点。对于基础较为薄弱的学生来说，纵向教学模式不利于学生对临床影像资料的归纳和总结，也不利于提升学生的读片诊断能力[6]。PACS 系统可以将海量的影像图像及病例报告信息以数字化的形式分类存储于服务器中，教师可以根据不同的教学任务，每次从PACS 系统中选取适量的影像学资料供学生学习。学生通过系统查看影像图像资料、病例信息和临床诊断结果，还可以通过系统对病变部位进行测量和分析，有助于学生对不同病例的影像表现进行归纳总结，提高学生的读片诊断能力[7]。学生还可以利用PACS 系统对一些患者的影像学变化进行追踪学习，以激发自身的求知欲。

3 虚拟仿真实验联合PACS 系统的医学影像学实践教学设计

充分研究分析PACS 系统和虚拟仿真实验的实践教学特点，我校尝试构建基于虚拟仿真实验联合PACS 系统的医学影像学实践教学模式，在传统理论课教学的基础上，增加线上虚拟仿真实验和PACS 系统实验教学，以提高学生的实践能力、阅片能力，建立临床思维。

教学设计步骤：（1）教师按照教学大纲内容讲授每个章节的理论知识要点，使学生对系统疾病的影像学特征及诊断形成初步概念。（2）教师挑选与理论内容相对应的典型病例供学生进行线下学习，学生通过实验了解真实的临床操作过程，通过实际操作使学生逐渐将医学影像学理论知识和实践相融合。（3）教师根据学生虚拟仿真实验的操作情况和课上学习情况，从PACS 系统中挑选相关的影像资料供学生进行深入对比学习。（4）通过PACS 系统进行考试，学生填写实验报告并反馈给带教教师。（5）教师根据实验报告情况对影像资料的重点和细节进行讲解。

讲述CT 成像原理、设备性能、检测方法、检查安全性和图像特点等内容时，学生要首先学习理论知识，再通过我校国家级虚拟仿真平台，完成教师布置的相应的CT 成像原理虚拟仿真实验教学软件学习，完成对虚拟患者的CT 检查操作，全面了解临床影像工作的各个环节内容，引导学生深入思考CT 成像原理和检测技术，进而将CT 成像原理等理论知识与实践相结合。

当教师讲述完某一系统疾病的检查技术、正常影像表现、病变表现等理论知识后，学生需在课下完成教师挑选的对应疾病案例的虚拟仿真实验。每个虚拟仿真实验都以真实的病例为驱动，把医学影像学内容融入有意义的问题情景当中，学生可在问诊、一般检查、病理检查、影像检查和诊断等整个临床操作过程中逐步形成临床思维。

为让学生对某一系统疾病有全面理解，教师通过PACS 系统挑选多个疾病案例以供学生进一步学习，学生在学习案例的过程中对相同的疾病案例影像图像进行归纳总结，快速、扎实地掌握各个系统疾病的影像学表现，更加系统、全面地认识疾病的影像学特征、临床表现以及临床诊断。

学习结束后，教师还可以挑选一些病例通过PACS 系统进行考试，学生根据患者影像资料和临床病例信息填写实验病例报告。教师总结学生的虚拟仿真实验操作情况和考试结果，及时掌握学生学习情况，对重点、难点内容进行详细指导。

4 结语

在传统理论课教学的基础上，增加线上虚拟仿真实验和PACS 系统实验教学，通过纵向+横向的教学模式全面提高学生的实践能力。今后还需要教师做好大量前期教学准备工作，包括选择或研发针对医学影像学实践教学的虚拟仿真软件，以及通过PACS 系统筛选合适的医学影像学案例辅助理论教学，进一步提升医学影像学教学质量，提升学生的实践能力和综合素质。