基于PBL模式利用X线球管焦点实验讲授PACS系统

□孔 宇 王 良 张万强 李新春

PACS是图像存档及通信系统(Picture Archive and Communication System)的缩写。PACS是现代医学影像的重要支撑环节，它对医学图像进行存档、检索、传送、处理、显示、复制以及打印功能保证了医院工作中医学图像的顺利传递和使用，目前PACS系统在各大医院中都是不可缺少的重要部分。鉴于PACS的重要性，许多学者已经在PACS系统与教学工作相结合方面做了许多研究[1～5]，通过提高学生用PACS的能力，满足用人单位的要求。但是我们在《医学影像成像原理》课程中有关PACS章节时发现学生并没有真正理解PACS系统的重要性，由于网络知识的缺乏所以对于PACS系统的网络结构是一知半解。为了更好地使学生理解PACS的重要性，利用PBL教学模式引导学生主动地探索PACS系统。在解决问题的同时还能提升学生思考的能力。

一、PBL教学模式

加拿大麦克马斯特大学在1969年首次将基于问题的学习方法(Problem based learning-PBL)引入医学培训课程。它是一种以学生为中心的教学方法，不同于教师对一个主题进行演讲，然后讨论实际应用的传统的教学方法。在PBL中，学生根据现实生活中遇到的问题或者教师设定的问题来学习如何解决问题。相较于传统教学方法，PBL已被证明是一种更有效的学习方法，并有帮助学生发展批判性思维、沟通和团队合作能力的优势[6]。虽然从字面上看，似乎教师的工作量要低于传统的教学模式，但实际上教师的工作量有增无减，甚至于成倍上升。

PBL教学方法由3大部分，7步组成，如图1所示。第一部分是教师课前准备。这一部分是PBL正常开展的基础，可以说将“台上一分钟台下十年功”这句话淋漓尽致地体现了出来。首先教师要深入了解教材，归纳总结出本节课的知识点，并且梳理与这些知识点相关的前期内容。然后综合上述信息提出适合学生思考的问题，提前向学生发问。

图1 PBL教学法步骤示意图

PBL课程的顺利进行通常需要一个先决条件，即学生可以在课堂之外独立学习与每个PBL问题相关的知识，并且可以方便地对学生进行分组，在小组内部学生可以便捷地分享信息。这是一个曾经严重影响PBL课程开展的因素，但由于新冠疫情大量开展的线上教学而得到大大缓解。我们采用线上教学资源可以事先向学生提供指导、准备材料以及与问题相关的内容。因此，学生们是在教师提供的关键信息地引导下，开始信息的前期收集和分享工作，并提出相应的解决方案，从而保证学生在前期知识准备时保持正确方向。同时也有助于让学生了解教师在PBL课程中所提出问题和相关前导知识的掌握。通过前期充分的准备，课堂时间可以有充足的时间进行关于问题的小组讨论。每节课结束前一定要有教师和学生的归纳性总结，我们认为教师给出的明确反馈有助于学生反思自己的决定和今后学习能力的提升，这也有助于增强学生们工作后终身学习能力的提高。

二、基于PBL模式利用X线球管焦点实验讲授PACS系统过程

对于如何讲授PACS系统，我们对前期授课的经验进行了总结。通常PACS系统在《医学影像成像原理》课程最后一章讲解。由于PACS系统知识体系相对独立，又在最后讲解，学生不够重视相关内容。为了保证教学工作的顺利开展，我们调整了教学内容的授课顺序，将PACS系统教学由学期末提前到学期初进行，紧接着模拟X线成像章节后进行讲授，在讲解PACS系统的同时还为后续的数字图像处理的知识讲解进行了铺垫。

(一)利用X线球管焦点实验讲授PACS系统所需知识结构梳理。在讲述PACS系统之前，学生们已经掌握了如下知识：一是如何进行X线球管焦点极限分辨力的测量原理[7,8]、测量原则以及对应到X线球管焦点面上长方向和宽方向的的极限分辨力的计算方法。二是学生们已经了解如何通过观片灯对胶片进行观察和测量。并会利用公式计算X线球管焦点极限分辨力。

但是学生们对PACS系统缺乏知识储备，需要提供以下信息：一是PACS系统的基本概念，结构，发展史等。二是向学生们提供我校PACS教学系统结构图，如图2所示。从图中可以看出，PACS教学系统拥有48个实验工位，并且DR实验室的设备也接入了PACS系统。PACS服务器放置在远端学校中心机房，完全模拟了医院的布置方式。三是PACS系统具备的常用图像处理功能。例如，PACS系统本身提供ROI值、长度、角度、面积等数据的测量，以及标注、注释功能。

(二)根据实际情况提出问题。学校每个行政班的人数在70人左右，X线球管焦点极限分辨力实验需要分组进行，每组6～7人，对于DR的X线球管焦点极限分辨力测量实验。因此，向学生提出：“如何才能提高实验效率，确保在2小时内保证全班70名同学均完成极限分辨力实验。”

图2 PACS教学系统结构图

(三)学生课前准备。利用课程云平台，按照宿舍进行分组，共有11组。将有关X线球管焦点极限分辨力实验的有关指导、PACS基本内容、PACS网络架构以及PACS系统操作指南等事先发送给学生，并将实际问题发送给学生，要求学生们根据自己的想法提出解决方案并在小组内进行讨论。学生课前准备期间可以对于资料中不理解的内容与教师交流。

(四)课上授课与总结。课堂上每组同学都陈述了本组的结论并对实验步骤进行说明。从各组对解决的问题的方法大致可以分为3类：一是有2组同学认为可以通过提高单个学生操作速度，合理的安排学生进入和离开实验室的路径顺序，减少冲突。可以在规定的时间内完成实验，并且给出了时间计算结果。二是有3组学生提出充分利用实验室中观片灯数量，每次打印3张胶片，每2～3个学生就可以利用一张胶片和一个观片灯，也给出了所需时间的推算结果。三是另外6组学生都提到了是否可以使用PACS系统将图像传到计算机上直接观看和测量。

教师在最后的总结中对第三种方法给予肯定，并且对PACS教学系统结构图进行详细的讲解，加深学生PACS系统的理解。并在随后课堂演示中说明DR如何将图像传递到PACS系统中，以及PACS系统中各项常见功能如何使用。最后要求同学们再次总结如何使用PACS系统完成X线球管焦点极限分辨力实验。

三、结语

PACS系统在现代医学影像中处于基础地位，没有PACS系统就谈不上现代医学影像，采用PBL模式讲授PACS让学生们充分了解PACS系统的重要性。通过我们的教学实践发现，授课知识点前移，并将其实验与有关X线球管焦点的相关实验合并进行，不但加深了学生对PACS系统的理解，同时还在培养学生PACS系统的操作能力的同时大幅提高了X线球管焦点的相关实验的效率，对教学效率和教学质量的提高都起到了促进作用。