人工智能趋势下医学影像学课程的改革与探索

吴 昊 汪 燕 安 娜 徐 霖（通讯作者）

（湖北医药学院生物医学工程学院医学影像学教研室，湖北 十堰 442000）

人工智能技术的发展，逐步改变了人类的工作和生活方式［1-2］。特别是智能医学不断成熟，它将代替人类做单调重复性工作，医生节省了时间和精力投入到创造性工作中去，可以极大地提高工作效率［3］。同时人工智能技术在改变医疗手段的过程中，也给医学教育带来了巨大的改变，使学习逐步进入了智能化、精准化、个性化的时代［4-5］。高校作为服务我国经济发展的重要力量，也是科技创新的主要阵地［6］，因此当今高校的医学影像教育需要拥抱智能时代之变迁，主动培养掌握人工智能的复合型医学影像人才［7-8］。

一、人工智能趋势下医学影像人才的新要求

（一）牢固掌握基础知识

医学影像学课程注重培养学生的影像诊断能力，强调临床症状和影像图片的分析，在人工智能的背景下，学生需要掌握研究这些医疗大数据的分析方法，找出其内在的规律并进行深入挖掘。只有具备宽厚的基础知识和扎实的专业知识，学生才能积极应对信息时代的机遇与挑战，在激增的数据背后挖掘到隐藏的许多重要信息，实现从点到面的个人能力提升，从而综合运用专业知识和人工智能技术开展临床医学服务等工作。

（二）具备多学科交叉分析问题能力

医学影像学是一门综合性的学科，教学内容十分广泛，主要包括DR、CT、MRI、PET、B超，涉及理学、工学、生物学及医学的交叉，人工智能技术的发展又将医学影像诊断拓展到计算机图形学领域，单一知识面的学习，学生容易陷入“只知其然，不知所以然”的困境。大数据时代背景对医师综合素质提出了更高的要求，学生应当具备多学科交叉能力，通过不同学科之间的交叉学习渗透，提升医学临床思维和问题分析能力。

（三）具有崇高医学人文素养

伴随社会的发展与进步，人民群众在就医过程中的维权意识正在逐步增强，同时对医院医疗服务的期望值也越来越高。医患关系是医疗实践活动中最根本的人际关系，崇高的医学人文素养有助于医患之间的信任重建以及矛盾纠纷的顺利化解，不但能够维护医患双方的合法权益，而且可以塑造自身的良好社会形象，共同营造和谐的医患关系。

二、传统医学影像学教学方式存在的问题

传统的教学模式以教师作为教学活动的中心，通过对理论知识和操作技能的讲解来传授知识。这种教学方法容易形成教师的单方面灌输，而忽略了学生主观学习的能动性［9］。一方面，在教学内容上，教师所用教材较为陈旧，教学设备单一，同现代所使用的新型影像学设备存在较大的差异。虽然包含了医学影像学相关内容，但重点内容又不够详细，学生只能大概了解不同疾病的医学影像图像特征，没有形成直观的认识，缺乏实际操作经验和临床诊断能力。在成绩评定时，主要依靠学生的笔试成绩和课堂表现，造成注重书本知识而忽略实践、注重记忆而忽视能力培养的负面效果，出现临床与理论脱节的现象。另一方面，信息化浪潮不断影响着每一位医学生价值观的形成，传统的医学影像教学注重岗位胜任力的培养，在人文领域的课程设置存在着不足，同时医学生对医学人文课程的认可度不高。

三、人工智能趋势下医学影像学课程的改革方法

（一）丰富人工智能教学内容

人工智能理论教学引领着实践教学的方向，而实践教学又反馈更新人工智能理论，二者之间相辅相成。高校应当积极建设本校的人工智能教学资源，通过与科研院所、医院、设备厂家对接实现学生的联合培养，通过人工智能与医学影像的融合案例研究，使医学人才培养的目标与医药卫生事业发展需求有效衔接。在医学影像教学课程设计中，教师应当主动增加人工智能理论的教学内容，实现各类课程与人工智能理论的有机结合，如在医学成像系统、医学影像诊断学等课程中贯穿着智能医学图像处理、深度学习与医学大数据挖掘等方法，使学生在学习专业课程知识的同时，了解和掌握智能医学行业未来的发展趋势，成为具有前瞻性的知识储备丰富的创新人才。

（二）发展智能教学模式

传统教学模式已不能满足现代教育的发展和建设科技强国的需求，发展智能医学影像教育模式是时代发展的必然趋势。在教学方法中，高校教师应当合理应用人工智能技术，培养学生的自主学习能力，实现教学中心从“教师”到“学生”的转变。例如在新冠疫情防控期间，人工智能学习平台的建设，教师可以通过虚拟网络助手指导学生在网上发掘更多的视频资源，灵活运用案例式、辩论式、体验式等创新的教学方式，一系列慕课、微课、翻转课堂等教学资料被采纳，便于学生进行自主学习，打破了传统教学的时空限制，学生可以随时随地方便快捷地获取知识。在教学过程中，教师应当发挥人工智能技术的优势，对影像专业知识和教育资源进行整合和优化，特别是医学影像的知识点非常复杂，而且图像呈现为碎片化，传统的教学模式难以同步展示同一疾病的X线、CT、MRI及超声图片资料，不利于学生全面掌握疾病的影像资料与鉴别诊断。以人工智能技术为基础分类整理构建以“器官系统为中心”的多层次影像病例图谱，通过实例、视频、声像等多种展现形式模拟不同疾病患者的实际情况，对比分析多种不同设备的成像原理和图像特征，从而实现实践与理论的有机结合。在教学评价上，合理应用人工智能教学平台，分阶段对学生的学习情况进行收集、评价、总结，帮助发现学生学习课程知识的不足之处，进而实现个性化教学，提升学生的学习效率。

（三）加强学科基础教学

医学影像技术的发展日新月异，学生拥有丰厚的基础理论，才会在未来的工作中展现出更强的可塑性。因此教师要在课程设置、教学内容、教学时数等方面重视学科基础教育，将基础课程教学与本学科的专业需要相结合，同时着眼于社会的共同需求和长远发展，除了讲授医学影像的专业知识外，也要适当增加理科基础知识，例如加强高等数学和计算机原理及应用等课程建设，还应根据学生的发展方向，提供物理、化学等选修课程。在素质拓展方面，教师应当引导学生通过参加主题沙龙、研讨会、学术讲座、科研论坛等形式，为基础学科的发展与多学科交叉融合营造良好的学术氛围，培养学生的个人学术素养，从而发展成为综合素质突出的复合型人才。

（四）开展科研技能综合能力培养

科学研究推动医学技术的飞速发展，高校作为学术发源与传承的主要阵地，应当注重增强学生的创新意识。学院通过开设医学英语等课程的学习，在培养模式上与国际医学生接轨，为学生将来走向国际化舞台开辟道路。教师在完善临床研究课程时，需要注重临床实践与科研思路的结合，在教学过程中始终贯穿着科研技能培训，强化循证医学思维训练，融合数理统计学的应用研究，积极组织学生参加科研学术讲座、申报创新创业等项目。鼓励学生在完成临床实习工作的同时，从临床中发掘有价值的研究课题，培养学生的临床观察、分析、总结以及解决问题的能力。

（五）注重人文价值观塑造

医学人文教育对于培养高素质医学人才起到了至关重要的作用。教师不仅需要渊博的学术知识，更应该以坚定的理想信念言传身教，充分发挥“社会主义核心价值观”的引领作用，激发医学生主观学习的热情和树立正确的职业道德观，从而到达润物无声的协同育人效应。在学科建设过程中，教师应当在课程教案设计、教学大纲修订、教材编审选用等教学活动中，深度挖掘课程的思想政治元素，将专业知识的显性教育与人文价值的隐性教育相结合，形成相互支撑的课程内容建设，着力培养学生崇高的医学人文精神。

四、小结

医学影像与人工智能技术的结合被认为是新时代最有发展前景的研究方向之一，同时高等教育领域已成为人工智能的重要应用场景分支，因此高等医学院校影像教师应当及时更新教育理念，主动迎接人工智能技术带来的挑战与机遇，以人工智能技术作为支点，改善医学专业人才培养方案，拓展医学生的综合素质，使其有能力拼搏在新时代医学发展的浪潮之中。