虛擬切片在病理學各論教學中的應用

摘要：為了適應高等院校教學改革和培養高素質醫學應用型人才的需要，湖北民族學院醫學院在病理理論教學中不斷創新與改進教學方法，利用虛擬切片和臨床病例討論進行病理學各論教學。調查結果顯示：大部分同學愿意接受虛擬技術學習病理改變，可以提高學習興趣，培養臨床思維能力，并且有望將虛擬切片技術應用到其他教學中。

關鍵詞：虛擬切片；病理學各論教學；應用

1997年，美國馬里蘭大學計算機科學系和馬里蘭巴爾的莫約翰霍普金斯醫院病理系第一次描述虛擬顯微鏡系統，應用該系統可以掃描、存儲和閱覽數字切片，經過十余年的發展和完善，虛擬顯微鏡系統已廣泛應用于醫學教學、病理診斷及遠程會診、切片存檔、科學研究、圖像分析等方面[1]。我校與Motic合作建立的形態學數碼切片網站正在籌備中，目前還需進一步完善。

1教學實施及效果評價

試驗實施對象為2009級影像診斷專業學生46人，按照教學計劃要求病理學總學時為80學時，理論與實驗課為1：1。學期教學實施下來取得了很好的效果，評價如下：

1.1發揮顯微數碼互動系統的優勢 顯微數碼互動教學是以\"數字網絡顯微互動教室\"為依托，把多媒體教室、顯微數碼互動教室和語音教室有機結合在一起，實現了多媒體電化教學、智能控制、師生多項互動交流等多項功能，實現了信息資源的共享[2]。病理學是一門實踐性很強的學科，因此我們非常注重理論與實驗相結合的教學方法，特別是在影像學專業學生的教學中，通過借助先進的顯微數碼互動系統，利用我們的虛擬標本庫及切片資料，及部分臨床影像診斷病例，幫助學生更直觀的掌握理論知識，而且通過臨床病例討論訓練學生臨床思維，提高病理理論教學質量。病理總論內容結束后，各論教學中借助醫學院實驗示范中心形態學實驗室，這里每臺顯微鏡同時配備一臺計算機，每個教室可容納40人上課，共四個教室，教師通過教師端軟件講授，并可以同時查看學生對切片的學習情況，與學生進行實時交流。老師在講授同時，學生可以直接在電腦上觀察圖像的變化，加強了學習興趣及病變觀察的直觀性，這樣既提高了學習效率，也節省了學習時間，課后學生也可以利用網上資源自行登陸學習。

1.2利用虛擬病理切片庫教學

1.2.1虛擬實驗室的建設 虛擬資源的獲取：\"大體解剖標本\"以臨床附屬民大醫院及學校現有的實體標本為模板，用專業單反相機以30°為單位旋轉連續攝取12張高清照片，應用Flash CS4軟件制成動態的360°旋轉標本顯示，既可以看整體，也可以局部放大，觀看細節，每幅圖片配以文字及語音形式的病變特點的描述，并且還有臨床病例聯系，制作出虛擬大體標本庫供學生直觀地觀看肉眼病變。目前我們的資源還有限，因此不能在學生中普遍開展應用。優質資源的共建共享和應用也是教育信息化的核心，是教育部《2003～2007年教育振興行動計劃》中的重點工程之一[3]。有調查顯示96.32%學生認為使用虛擬實驗室很有幫助，開發虛擬實驗室很有必要[4]。

1.2.2虛擬切片的制備 \"虛擬切片\"是Micro Bright Field開發的virtual microscopy技術為基礎，進行圖片制作，是全組織切片的高倍率數字圖像，是虛擬顯微鏡系統的核心內容[5]。我們則利用附屬醫院病理科采集的大量典型臨床病例的玻璃切片，將其轉化為數字切片圖像。方法為首先利用全自動顯微鏡在低倍鏡下對切片進行X和Y軸的連續掃描，并且在Z軸進行自動聚焦，安裝在顯微鏡上的高像素數碼相機對事業進行連續拍照，從而得到玻璃切片的一系列圖像。然后由該系統自帶的軟件對圖像中的各種噪聲、失真等現象進行校正，獲得的每張圖像都是切片的一個局部，再由軟件對這些局部圖像進行無縫拼接，組成一張完整切片的數碼圖像，這些圖像不僅包含了切片的全部信息，還允許在不同的放大倍數下對切片的各個部分進行觀察，最后由圖像壓縮軟件和存儲軟件對圖像進行壓縮和存儲[6]。我們將一些典型疾病的病理玻璃切片做成虛擬切片，讓學生在課堂上觀察，這樣可以讓學生更直觀的學習病變特點，并且我們還結合臨床疾病特點予以講述，讓學生參與其中，真正做到理論聯系實際。有問卷調查反饋顯示，虛擬切片可提供高質量的圖像，并解決學生學習過程中出現的很多問題[7]。這與我們的調查結果基本一致，我們實踐證明，利用虛擬切片和臨床病例討論相結合的方式，95.65%（44/46）的學生認為這樣更容易掌握理論內容，并且提高了實驗課的教學質量。

1.3結合病理標本引入以臨床病例為導向以問題討論為基礎的CPBL教學模式 醫學院病理學教學組是省級精品教學團隊，承擔著附屬醫院大量病理解剖和法醫病理診斷工作，同時聯合醫院影像學教學組成員，制備出臨床常見典型疾病案例的教學資料，CPBL教學法強調從病例分析著手，緊密結合臨床，引導學生查閱資料，深入討論疾病的病理改變、臨床影像學診斷和治療等方面，這樣學生既可以直觀了解人體器官病變特點，也可以抽象觀察到病變器官的影像學變化， 97.83%（45/46）的學生認為大大提高了臨床學習興趣，并且培養了影像專業診斷能力和綜合分析能力，達到了真正的教學目的。

在教學過程中，結合教學計劃要求及本章重難點內容選擇臨床常見病例，提出問題，引導學生收集信息，利用醫學基礎理論知識和影像、病理理論知識綜合分析病例，得出明確診斷，組織實施學生討論，再進行集體評價反饋。盡量做到教學方式多樣化，教學內容縱向、橫向對比學習，理論上研究疾病的病因、發病機制、病理改變及轉歸預后，而不是單單是形態學的觀察。比如：胃潰瘍一節講授中，主要介紹臨床發病情況、病因、發病機制、臨床表現，輔助檢查如胃鏡、X線鋇餐、活體組織檢查等，介紹疾病并發癥及預后情況，輔以臨床典型病例分析，這樣下來幾乎所有同學都能充分理解和掌握該疾病的全部內容，通過此方法可以提高學生學習興趣，引導學生積極思考問題，挖掘自主學習的潛能，并且培養了臨床診斷和綜合利用知識的能力。

1.4 病理各論教學的重要性 病理學各論又稱系統病理學，是闡明各種疾病的病因、病變及其發生發展的特殊規律，研究其與臨床表現的關系及其對疾病防治的意義。因此各論教學更注重實踐，注重與臨床的密切聯系，我們在影像診斷專業中采用虛擬切片結合臨床病例討論進行理論教學，目的是突出這一專業的應用性，提高本專業學生的臨床診斷水平，實踐證明該教學法確實取得了明顯的效果。

2討論

2.1虛擬切片優勢 虛擬切片技術實現了傳統顯微鏡切片數字化，理想的虛擬切片在質量上和分辨率上與真實的病理標本沒有明顯差異，普通教學玻璃切片在制作和使用過程中易損耗，需要不斷補充更新，不易永久保存，數量有限，并且結構典型的標本不易獲得等因素均限制了實驗教學的發展。與傳統標本庫相比，虛擬實驗室標本量大，病變典型，且與臨床實際病例密切相關，隨時更新，這也有助于提高學生學習興趣。虛擬顯微鏡有利于培養學生的實際動手能力和觀察能力；有利于促進遠程教學的資源整合和共享；有利于增強遠程學習中的互動與交流；有利于提高學生學習知識的效率[8]。這在很多方面已經形成共識。

2.2不足之處 虛擬切片講授要求教師有較高的專業素質，能熟練掌握每一張切片的觀察內容，準確快速的找到典型結構，因此我們的病理教師都是有豐富的臨床病理診斷經驗，但是師資相對匱乏也是目前存在的問題，因此利用虛擬切片技術授課還在使用階段，不能在所有學生中大規模普及。

我們認為在講授病理學各論理論知識時，同步配備典型病例的大體標本、虛擬切片及臨床影像資料等內容，方可做到真正理論與實踐結合，對于提高教學質量、培養臨床應用型人才等方面均具有重大意義。相信在不久的將來，虛擬切片技術可以取代傳統顯微鏡[9]，我們還將其應用于組織胚胎學、法醫病理學等形態學科的教學及臨床病理診斷、遠程會診中。

參考文獻：

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編輯/申磊