組織學數字切片庫的構建及其在實驗教學中的應用

◆張國棟陳建華沈岳良陳偉燕樓航芳

(1.浙江中醫藥大學基礎醫學院人體解剖學教研室;2.浙江大學醫學院附屬婦產科醫院;3.浙江大學醫學院)

組織學數字切片庫的構建及其在實驗教學中的應用

◆張國棟1陳建華2沈岳良3陳偉燕1樓航芳1

(1.浙江中醫藥大學基礎醫學院人體解剖學教研室;2.浙江大學醫學院附屬婦產科醫院;3.浙江大學醫學院)

《組織學與胚胎學》作為醫學的一門重要的基本學科，著重從形態學的角度闡述細胞、組織、器官的構成和特點，實驗教學是理論教學的重要補充和擴展，對學生的知識理解和掌握起重要作用。因此，實驗教學在組織學教學中有重要作用，更是處于教學模式轉換的前沿。傳統的組織學實驗教學以玻璃切片作為載體通過顯微鏡觀察，能有效地將人體器官的微觀結構呈現在師生面前。但是，該模式目前也面臨著諸多難題。例如:

(1)組織切片容易破碎，需要耗費大量資金反復購買，有些珍貴的數量稀少的切片因破碎而無法使用。

(2)組織切片無法長期完好的保存，長時間的和空氣接觸氧化會導致染色褪色以至于無法辨認組織細胞的結構。

(3)使用切片觀察和教學時無法及時準確地找到想要尋找的組織細胞。數字切片是現代數字技術與傳統光學顯微鏡的有機結合，它包含了玻璃切片上的所有組織結構的信息，數字切片(超大空間、高分辨率圖片)可以在電腦上任意的放大和縮小，并可以觀測到相對應的玻璃切片上的任何一個位置，也可以將局部內容放大到5倍、10倍、20倍、40倍來觀察，如同在顯微鏡上的放大縮小一樣。

一、組織學切片庫的構建

1.組織學切片的篩選

根據《組織學與胚胎學實驗指導》教材里相關的實驗內容，分別選取示教切片和學生觀察切片作為數字化切片庫的母板，按照組織器官標本明確，結構完整、染色清晰的條件選取合適的切片標本。

2.數字切片的制作

我們使用數字切片掃描裝置(NanoZoomer Digital Pathology簡稱“NDP”)由日本濱松光子學株式會社研發生產，儀器型號為C10730。該系統包括全自動顯微鏡掃描系統，TDI－CCD探測相機，掃描控制系統和瀏覽軟件NDP view。該系統可以對組織學切片進行一次多片、高速TDI掃描，并且能夠還原組織切片真實的色彩和較高的分辨率，相應的掃描控制軟件能夠對圖片進行無縫拼接和處理，儲存并建立切片庫數據。利用該系統，我們能夠建立各種器官組織切片的數字信息并且按照一定的組織結構進行分類管理和使用。

二、實驗教學中的應用

1.研究對象和方法

2010級臨床醫學本科和中醫七年制以及口腔醫學專業的一半班級約141人用傳統玻片進行示教和觀看(傳統教學組)，而剩余的2010級臨床醫學本科和中醫七年制以及口腔醫學專業另一半班級的122人則采用數字化切片教學并輔助切片鏡下觀察。兩組學生在課后均要提交相同命題的實驗報告。

2.數字化切片的教學

教師利用NDP view軟件將數字化切片庫里的切片根據不同放大倍數，依次呈現給學生進行示教講解，學生也可以通過網絡調用教師電腦里的數字切片進行觀察學習。

3.檢測指標

(1)示教時間。同一個老師用相同的教學內容分別先后對不同的兩組進行示教所需要的時間，除以切片數得出每張切片所需示教時間。

(2)實驗報告成績。每次實驗結束之后提交實驗報告得出的成績的平均值，每次的滿分成績均以100分計算。

(3)實驗考試成績。期末實驗考試得出的成績，累計觀察10張切片，每張以10分計。

(4)問卷調查學生對實驗課的學習情況及意見。調查學生對組織學閱片的興趣度、難易度以及實驗教學的滿意度等情況。

4.統計學分析

采用SPSS V13.0軟件進行分析，對計數資料組間比較采用卡方檢驗。

三、結果

采用組織學數字化切片進行示教后，教師平均示教切片的時間由7min減少到5min。學生的實驗報告成績和實驗考試成績均有所提高。問卷調查共收到傳統教學組121份，實驗教學組113份。學生對實驗興趣度加大(P＜0.05)，對實驗教學滿意度升高(P＜0.05)，見表1。

表1 數字化切片對組織學實驗課程的影響

四、討論

構建組織學數字切片庫，采用數字化切片應用于組織學實驗教學以后帶來如下的改觀:

(1)數字化切片完全存儲于計算機或網絡服務器端，只要不刪除原始文件即可隨意調用瀏覽，不存在切片破碎無法觀察使用等問題。

(2)數字化切片理論上可以永久保存，并且很容易進行無限數量的備份復制。防止出現切片破碎和褪色等問題。

(3)使用數字化切片可以實現切片后處理，如標注功能、定量分析等，能夠及時準確的找到所需要的組織細胞結構。

(4)數字切片庫建立以后方便教師的今后的備課、交流討論以及學生的實驗考試，可結合應用軟件系統，進行管理和遠程教學等活動。

總之，將組織學數字切片庫應用于實驗教學中，我們取得了較為良好的效果。今后我們將從整合數字切片庫資源應用于網絡平臺的共享和遠程數字化教學等方面進行有益的探索和研究。

［1］蘇紅星，宋愛利，董小黎.形態學實驗教學改革的研究和探索［J］.中華醫學教育雜志，2006，26(6):85－86.

［2］冉令杰，陸敏，郭麗梅.基于顯微數碼互動實驗室的病理學教學新模式的構建［J］.中華醫學教育雜志，2009，29(6):34－35.

［3］李冬梅，姚根有，王玲玲.網絡環境下醫學數字切片庫的構建與應用探索［J］.解剖學雜志，2010，33(2):268－269.

浙江中醫藥大學濱江學院教改課題，項目編號:17311011。