數字切片在病理學實驗教學中的應用

楊繼華，郭鳳英

（寧夏醫科大學，寧夏 銀川 750004）

數字切片在病理學實驗教學中的應用

楊繼華，郭鳳英

（寧夏醫科大學，寧夏 銀川 750004）

切片教學是病理學實驗教學的主要手段，有利于培養學生的學習興趣，提高病理學實驗教學質量和效率。

數字切片；病理學；實驗教學

病理學是一門實踐性很強的醫學基礎課程，切片教學是病理學實驗教學的主要手段。切片教學是理論和實踐相互聯系的主要方法，也是培養學生動手能力的有效途徑[1]。傳統的病理學切片教學局限性已凸顯，玻璃切片在標本來源、制作、保存以及質地方面都存在缺陷，同時使學生的學習和交流時間、空間受到限制。為此，利用現代高新技術手段，建立病理學數字切片庫，提高病理學實驗教學效果勢在必行。

1 傳統切片教學現狀

目前，病理學實驗教學多以各種病變組織的玻璃切片為教學工具，雖然能夠滿足教學大綱規定的相關內容要求，但在具體教學中存在較大的局限性[2]，主要表現在：

（1）玻璃切片不易保存。制作和使用過程中易破損、褪色。

（2）學生學習不便。學生對切片的觀察必須在實驗室借助顯微鏡才能進行，受時間和空間限制。

（3）切片質量不能保證。教學需求量大、成本高，每張切片的制作質量很難保證，不利于典型結構的觀察和示教。

（4）切片數量有限。一些標本材料少，不能大量制作切片，只能作為示教切片，影響學生學習和交流。

（5）不利于學生自主學習。在實驗教學中，學生參照圖譜在顯微鏡下觀察玻璃切片，尋找典型結構，但是，更多學生不能自主進行典型結構的觀察與學習。

2 數字切片的特點

（1）高清晰度的數字切片不依賴于顯微鏡，而是利用相應的圖像瀏覽軟件進行觀察，不受時間和空間的限制，實驗室全天候開放，可滿足學生個性化學習方式的需求，使得學習更加便利有效。

（2）可以永久保存和使用，節約儲存空間，管理方便。

（3）包括整張切片全視野的信息，圖片清晰，分辨率高，色彩逼真，有利于資源共享。

（4）數字切片的應用既節約了教學消耗，又提高了教學資源的利用率，而且可以不斷補充與更新。

3 病理學數字切片庫建設目標

利用高新技術手段，建設病理學數字切片庫，按照教學章節，進行切片分類以及切片的添加和刪減，滿足教學需要。使用者可以利用相應的圖像瀏覽軟件，選擇切片任意位置，并對切片確定放大或縮小倍數，模擬顯微鏡觀察模式。可以將此切片庫系統安裝在實驗室電腦或教學網站上，學生課內課外，能自主觀察切片，不受時空限制，方便其學習、交流，培養獨立讀片技能[3]。

4 數字切片的制作

我校于2002年投資100多萬元建成了具有國內先進水平的病理學數碼互動實驗室，教學設備配置集數碼顯微鏡、圖像處理系統、數字切片掃描與應用系統于一體。由于互動軟件系統的更新換代，我們目前準備進一步改造和升級，改善系統的穩定性，提高數碼攝像系統的分辨率，對掃描控制系統和瀏覽軟件系統進行升級，為數字切片的制作提供技術平臺。

制作數字切片時，先利用全自動顯微鏡在低倍（4X）物鏡下對玻璃切片進行快速掃描，顯微掃描平臺自動將切片沿X／Y軸方向掃描移動和Z軸方向自動聚焦而得到圖像。在選定掃描區域后，采用40X或100X物鏡進一步掃描，以獲得高分辨率的數字圖像。相應的掃描控制軟件和圖像壓縮與存儲軟件將掃描的切片自動進行無縫拼接和處理，存儲并建立數字切片庫[4]，存儲在計算機或存儲介質中，按不同章節或系統進行分庫保存。

5 數字切片在病理學實驗教學中的作用

5.1 有利于提高學生學習興趣和學習效果

在傳統的病理學實驗教學模式中，學生觀察切片必須要有顯微鏡和玻璃切片，使得學生自主學習效果欠佳。數字切片庫為病理學實驗教學提供了有效工具，教師通過數字切片，指導學生對典型結構局部放大或縮小，方便學生學習。學生更快更好地理解和掌握所學內容，提高了學習效率[4]。此外，教師還可應用數字切片組織實驗討論課，充分發揮學生在教學中的主體作用。

5.2 有利于提高教師備課質量

在傳統備課過程中，教師需要根據教學內容搜集大量的圖片制作實驗教學課件，讓學生在實驗時觀察切片。建立數字切片庫以后，教師備課時，可以直接從數據庫中獲取大量的典型圖片，并且可以根據需要對數字切片進行編輯、標注等[5]，節約了大量時間，使備課更加方便、高效。

5.3 有利于推動教學方法改革

利用玻璃切片教學時，學生只能就實驗室準備的切片進行學習，典型切片較少。數字切片使用方便，操作簡單，經濟實用，顯著提高了教學質量，有力推動了形態學實驗教學改革。例如在病理學實驗課上可以采用分組討論、典型切片對比、案例分析等教學方法[2]。

5.4 有利于推動考試方法改革

傳統的病理學實驗考試以玻璃切片為主，因切片數量和內容的局限，使得考核內容比較片面，同時，還會因玻璃切片差異導致難易程度不一致。采用數字切片進行考試，能夠為學生提供公平、公正的考試環境。可根據考試大綱以及課程目標，全面考核，并及時評價考核內容的分布情況。既可通過對數字切片的編輯、裁剪、標注等處理，設計新穎的題型，公正、全面地考核學生；還可以設計程序，讓學生自己抽選考題，使考試更加方便[6]。

總之，數字切片庫的建立和應用在一定程度上推動了病理學實驗教學改革，提高了學生學習積極性，使考試更加公平、公正。今后，我們還設想將病理大體標本、實習指導全部數字化，并由平面數字技術向三維數字技術發展，全面提高病理學實驗教學質量。

[1]胡忠良.數字切片在病理學教學中的應用[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2010，12（8）：834-835.

[2]王曉潔，曹立宇.數字切片在病理學實驗課教學中的應用[J].安徽醫藥，2011，15（2）：263-264.

[3]陳英華，董為人，俞新華，等.基于網絡的數字組織切片在組織學實驗教學中的應用[J].中國組織化學與細胞化學雜志，2009（18）：454-458.

[4]葉翠芳，李和，楊世明.數字切片在形態學實驗教學中的應用[J].山西醫科大學學報，2008，10（4）：497-498.

[5]帥萍，李保林，肖海，等.數字切片聯合數碼互動系統在病理學實驗教學中的應用[J].贛南醫學院學報，2012，32（5）：734-735.

[6]危曉莉，姚根有，周韌，等.數字切片庫聯合數碼互動改革病理學考試[J].中華病理學雜志，2009，38（9）：647-648.

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1671-1246（2014）01-0040-02