醫學影像物理學教學內容改革*

◆喬麗華 趙瑞斌 吳艷茹 張敬晶 范素軍 孟燕軍 楊海波

醫學影像物理學教學內容改革*

◆喬麗華 趙瑞斌 吳艷茹 張敬晶 范素軍 孟燕軍 楊海波

為滿足當前國內外醫院在影像技術領域迅速發展的要求，醫學影像物理學的教學方法需要從內容上進行改革。在原來教學內容基礎上選擇性增加一些相關科研基礎知識，使教學效果得到改善，學生認知水平得到提高。這種教學內容的改革適應了影像技術的發展，對培養影像技術人才起到重要的作用。

影像物理；X射線；核磁共振；模擬仿真

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.12.097

1　前言

醫學影像物理學課程主要包括X射線、核磁共振、超聲和核醫學四大影像［1］。在其教學改革中，有板書與多媒體結合教學［2］、探究式教學［3］、物理模型教學［4］、PBL （Problem-Based Learning）教學［5］等。每一種教學改革都促進了影像教學的深入發展，使教學過程越來越豐富多彩。但這些教學改革大都是從教學方法或模式上改革，從教學內容上改革的還比較少。本文從教學內容入手，淺談教學改革。

隨著醫學影像技術在臨床越來越重要，需要加深對影像設備原理的認知，這樣才能更好地利用影像設備獲得最佳的影像圖像，為臨床診斷、治療服務。同時，可以培養出具備改進圖像重建算法，根據病人個體化設計序列，研發設備等新型技術人才，以打破高端儀器和設備被外國公司領先的局面［6］。

2　教學內容改革

在這門課程中，教學內容深度改革在四大影像中都有體現，但不是每一部分都增加了繁瑣的數學推導等，而是根據醫院現代影像設備的更新調查，把現在應用最廣的內容加到教學中，使教學深度選擇性增加。下面從四個方面進行闡述。

X射線教學改革 在X射線部分，之前的教學主要包括X射線的物理基礎、模擬X射線影像、數字X射線影像和X-CT這五部分［1］，而現在在教學中增加了ROC曲線的基本原理和制作方法。

之所以增加這部分內容，是因為現在的醫療檢測中，ROC解析已經成為國際公認的比較、評價兩種或兩種以上診斷方法效能差異的客觀標準［7］。所以需要讓學生簡單了解ROC曲線的基本知識，這對以后做不同成像方法效能的比較或數字X射線成像系統后處理參數的作用比較［7］等方面的研究有很大幫助。

在ROC曲線部分，涉及一些數學推導，為了使問題簡化，只涉及ROC曲線的二階求法（五階求法只作為選讀）［7］。

核磁共振教學改革 核磁共振部分涉及微觀物理，本身就很抽象，為了更好地讓學生理解，在教學內容上也做了相應修改。

1）物理模型加理論推導。比如自旋核在靜磁場中的旋進問題，之前只以陀螺在重力場中的旋進為模型，簡化問題的難度；而現在在這種模型的基礎上，加上簡單的理論推導，以X、Y、Z為方向建立三維矩陣，靜磁場B0沿Z軸方向，則BX、BY均為零，根據核磁矩對時間的變化率與磁感應強度的關系，得出核磁矩在X、Y、Z三個方向上的變化規律［7］。從而得到核磁矩在XY平面上投影的絕對值為常數，即核磁矩在XY平面上以固定角頻率轉動，進而引出Larmor Frequency（拉莫爾進動頻率）。

這是在物理模型基礎上做了詳細的數學推導，得出拉莫爾進動頻率。這對學生將來做深層次核磁共振研究有很大幫助。

2）模擬仿真教學。原來的教學方式只是純理論教學，現在教學中增加了模擬仿真教學軟件，這樣可以很好地向學生展示磁共振成像的過程，尤其對K空間的理解起到很好的效果。K空間是虛擬空間，它的每個數據點都是斷層上所有體素貢獻的，與成像的物理空間不直接對應［1］。這種抽象關系，以前只通過語言描述，學生很難理解，現在通過模擬仿真軟件演示K空間先填充幾行時，對應圖像實物輪廓大致出現；再增加一些填充，實物細節逐漸顯示。這樣，學生很快就能理解K空間每個數據點的含義，從而把抽象的知識直觀、生動、簡單地呈現給學生，激發他們的學習熱情。

超聲教學改革 超聲部分主要增加的內容是圖像質量控制方法和臨床診斷強度與安全劑量兩方面知識［7］，這對于優化圖像質量及開拓超聲在醫學領域中的應用范圍起到重要作用［7］。

核醫學教學改革 在核醫學部分增加一些關于放射性藥物的實例及質量控制方法［7］。如現在臨床應用最多的（99mTc）藥物在腦、心肌、腎等不同部位的顯像應用，及這些放射性藥物在應用前質量控制的方法。這對于將來學生在臨床上如何制作放射性藥物及如何正確使用有很大幫助。

通過以上實例，對醫學影像物理學教學內容的改革已經基本完成，并已經投入使用。這種教學改革激發了學生的學習興趣，增強了教學效果，對影像學和影像技術專業學生在學習后續影像設備學及未來的工作和科研等方面奠定了基礎。

3　教師培養

為了更好地完善這次教學改革，教師的培訓工作不可缺少［3］。在籌劃近期教學改革過程中，河北醫科大學多次組織物理教師和醫院臨床教師參加影像教學的培訓會議。這些培訓不但有兄弟院校名師的講解交流，還有影像教學名校考察及教學儀器廠家考察等，對深入了解X射線機、核磁共振儀及超聲實訓儀等教學儀器有很大幫助。

總之，教師培養是教學改革必備的環節，只有深入學習理論原理，才能把知識更準確、生動、形象地傳授給學生。

4　結語

醫學影像物理學是一門熱點學科，要想滿足影像技術的快速發展，學生的認知需要更加深入、廣泛。適當調整教學內容是這次教學改革的重點，盡管已經取得很好的教學效果，但在今后的影像教學中應該還會有很大的改革空間，因此需要在教學中不斷探索、總結，以促進社會醫學的快速發展。■

［1］吉強，洪洋.醫學影像物理學［M］.北京：人民衛生出版社，2010：1-3.

［2］田會，謝雙運，孟燕軍，等.《醫學影像物理學》教學改革探討［J］.河北醫科大學學報，2005（6）：625-626.

［3］丁曉東，王紹武，蓋立平.醫學影像物理學探究性教學探討與實踐［J］.中國醫學物理學雜志，2014（5）：5220-5222.

［4］丁曉東，王紹武，蓋立平.提高醫學影像物理學教學效果的探討［J］.中國醫學物理學雜志，2013（4）：4328-4330.

［5］郭凱，陳琳，胡華碧，等.醫學影像物理學課程教學的研究與實踐［J］.數理醫藥學雜志，2008（5）：637-638.

［6］談泉，邢偉.醫學影像設備的中國專利申請現狀分析［J］.中國醫療器械信息，2013（7）：15-20.

［7］李月卿.醫學影像成像理論［M］.北京：人民衛生出版社，2010：132.

G642

B

1671-489X（2016）12-0097-02

*項目來源：河北省高等學校科學技術研究項目“MnNiCoAl形狀記憶合金的馬氏體相變、零場交換偏置及磁熵變研究”（基金編號：QN2015013）。

作者：喬麗華，河北醫科大學助理講師，研究方向為生物物理學；趙瑞斌、楊海波，河北醫科大學講師，研究方向為醫用物理學；吳艷茹、張敬晶、孟燕軍，河北醫科大學副教授，研究方向為醫用物理學；范素軍，河北醫科大學講師，研究方向為醫用數學（050017）。

*項目來源：河北省高編號：QN2015013）。

作者：喬麗華，河北學；吳艷茹、張敬晶數學（050017）。