生物醫學工程專業醫學成像實驗教學體系的實踐應用

郝利國++李靖宇++楊超++陳大同++穆偉斌++梁明輝++王曉東++劉雅楠

摘 要 通過對齊齊哈爾醫學院生物醫學工程專業醫學成像實驗教學體系進行改革，開拓新型教學模式，構建實踐教學保障體系，提出“遞進式·一體化”的醫學成像實驗教學培養體系，顯著增強學生的實踐授課效果，提高學生的設備研發和常見臨床設備維護能力，適合在生物醫學工程專業學生培養中推廣應用。

關鍵詞 生物醫學工程；醫學成像實驗教學；臨床設備

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0127-03

Practical Application of Experimental Teaching System of Medi-

cal Imaging in Biomedical Engineering//HAO Liguo， LI Jingyu， YANG Chao， CHEN Datong， MU Weibin， LIANG Minghui， WANG

Xiaodong， LIU Yanan

Abstract Reformed the medical imaging experimental teaching sys-tem with biomedical engineering major， opened up a new teaching model， builded a practical teaching security system， put forward the Progressive and Integrated medical imaging experimental teaching system， it can improve the practice of students significantly， can improve the development of student equipment and the maintenance of common clinical equipment， it can be suitable for biomedical engineering students in the promotion of application.

Key words biomedical engineering； medical imaging experimental teaching； clinical equipment

1 前言

生物醫學工程屬于現代醫學和醫學工程技術相互結合的學科。近幾年，我國設置生物醫學工程專業的高校多數為理工科和綜合性院校，只有少數為醫學類院校[1]。前者更加側重工科技能的培養，后者和醫學臨床實踐結合緊密，側重醫療器械實踐。齊齊哈爾醫學院生物工程專業已經辦學五年，在滿足理論教學的同時，注重實踐教學環節，目前正處于不斷探索與實踐中。

醫學成像部分是生物醫學工程專業學生學習的重要內容，涵蓋醫學影像儀器、醫學影像設備維護、醫學圖像處理等各環節[2]，但是目前在醫學成像實驗教學方面尚存在一定問題。本研究通過逐步完善醫學成像實驗教學各單元模塊，力爭為社會培養出“工程素質高、實踐能力強”的應用型專業人才。

2 研究方法

對象與方法 選擇齊齊哈爾醫學院2012—2014屆生物醫學工程的本科生共64名作為研究對象：將2013級和2014

級學生設為實驗組，共43人，其中男14人，女29人，年齡在20～23歲，平均（22.51±1.53）歲；將2012級學生

設為對照組，共21人，其中男8人，女13人，年齡在23～

25歲，平均（24.02±1.07）歲。

對照組：授課教師按照生物醫學工程教學大綱和教學計劃，對學生進行實踐教學授課操作，根據實驗大綱的教學目的、實驗原理以及實驗操作步驟進行教學，學生根據授課內容完成實踐操作，評分后，成績納入最終期末相應學科總成績。

實驗組：解決目前齊齊哈爾醫學院醫學生物醫學工程醫學成像實驗教學中存在的相關課程實驗不連貫、連續性不強等問題，推行“遞進式·一體化”的實驗教學培養模

式；以醫學影像與生物醫學工程中心實驗室為依托，進行相關課程的實驗教學改革，包括有醫學成像系統、醫學光學儀器、醫學圖像處理、醫療設備維修與原理、PACS系統、醫用電子儀器、模擬電路、數字電路、電子線路輔助設計等課程，最終進行考核方法改革，建立學生專業實驗技能考核與評價體系。

1）完善相關課程的實踐教學內容連續性，彼此不孤立，建立“遞進式·一體化”的實驗教學培養模式。具體內容如下。

①模擬電路和數字電路兩門課程，要求實驗內容設計上，要滿足為后續課程服務，即臨床醫學工程領域設備研制和設備維修的相關電路及元器件要重點講授，重點為二極管、三極管、可控硅等元器件的工作原理及故障判斷。電子線路輔助設計課程，重點為后續的設備研發改進服務，要求實驗設計上要增加綜合性、設計性實驗內容，培養學生獨立設計電路的創新能力。醫學圖像處理課程實驗設計，要側重醫學成像的軟件部分，提高學生的軟件設計及醫學圖像后處理能力，學生要結合臨床設備實踐，掌握臨床各機型（GE、SIEMENS、PHILIPS）的圖像后處理方法。實驗開課方式仍以綜合性、設計性實驗為主[2]。以上四門課內容由電子學教研室負責。

②醫學成像系統內容為四大影像設備的工作原理、設備組成等內容，實驗授課模式上，要以前期基礎課程為基礎，設計電子元器件等模塊的故障現象，并進行綜合分析。本部分內容要與臨床工程實踐高度一致。醫學光學儀器和醫學電子儀器兩門課程涉及除醫學影像設備外其他的臨床設備，這部分設備臨床工程工作涉及較多，要求實驗設計上要與臨床實踐相同，在認識相關設備的同時，要與臨床設備科聯系，掌握設備的常見故障以及需要改進地方，要求實驗涉及臨床常見的故障現象[3]。醫療設備維修與原理課程，要在醫學成像系統、醫學光學儀器和醫學電子儀器等基礎上，進行實驗設計延續，即設計臨床常見故障現象，讓學生根據設備電路圖進行綜合分析。本部分內容由影像設備與技術學教研室負責。通過本實驗設計，最終使專業基礎課程為專業課程服務，專業課程為臨床工程服務，形成“遞進式·一體化”的實驗教學培養模式。endprint

2）提高學生實踐能力，要求學生利用第五學期寒假，去臨床設備維修公司進行頂崗實習，增加設備操作實訓。本部分內容由影像設備與技術學教研室負責。

3）提高學生的創新能力，在醫學成像領域，要求學生進行創新能力訓練，積極參加國家、省級大賽及大賽培訓。

實驗評價體系 在本部分的實驗教學中，建立一整套的培養目標，要求學生能夠完成每一部分的實驗方案設計，達到培養目標，每個實驗是整個實驗教學體系中的一個組成部分[4]，要求學生通過實踐考核，能夠達到醫學成像流程中每個環節的具體要求，理論教學和實驗教學不脫節，相繼進行。

觀察指標與評價標準

1）觀察指標[4]：觀察比較兩組學生實驗考核成績、實驗課堂教學效果評價、學習能力提高評價，以及對課程的滿意程度。

2）評價標準：實驗考核成績滿分100分，最終折合成50分，包括實驗操作、結果和實驗報告等。

統計學方法 采用SPSS20.0統計學軟件，實驗成績等正態分布的計量資料采用表示，均數之間比較采用t檢驗，學生對教學模式的學習能力評價、課堂教學的效果以及滿意程度等計數資料采取χ2檢驗，以P<0.05有統計學意義。

3 結果

醫學成像教學體系主要是各科目教師通過采用對實驗項目整合、逐步遞進方式，進而實現成像部分一體化的實驗教學體系，即上一個科目為下一科目的實驗教學打下堅實學習基礎，并且為專業學科提供服務，建立適合齊齊哈爾醫學院生物醫學工程醫學成像的“遞進式·一體化”的實驗教學培養模式，實現每個實驗在整個體系中的連續性。

兩組學生的理論及實驗課考核最終成績對比 如表1所示，實驗組考核的實驗課程理論成績、實驗操作成績均顯著高于對照組（t=10.562、11.856，P=0.001、0.000），差別顯著，具有統計學意義（P<0.05）。實驗組學生的綜合考核成績均顯著高于對照組學生（P<0.05），證實了醫學成像教學體系，基礎課程為后續課程設計實驗項目，有利于學生的學習，能夠顯著提高學生的實踐動手能力。

兩組學生對課堂教學效果的評價 如表2所示，實驗組學生在同教師互動、課堂注意力、時間合理性以及課堂氣氛等方面均顯著優于對照組學生（t=16.596、10.108、12.263、18.059，P=0.000），差別顯著，具有統計學意義（P<

0.05）。

兩組學生對學習能力提高的評價對比 如表3所示，實驗組學生的主動學習能力、獨立思考能力、解決問題能力以及創新能力等方面均顯著優于對照組（t=12.563、13.059、14.729、14.899，P=0.000），差別顯著，具有統計學意義（P<0.05），表明本套教學模式可以很好地培養學生的自主動手能力、解決問題能力以及思維創新能力。

兩組實習生對教學模式的滿意程度對比 如表4所示，對照組學生對教學模式滿意共14例，滿意度為71.43%；實驗組學生對教學模式滿意共41例，滿意度為95.35%。兩組差別顯著（χ2=11.389，P=0.000），具有統計學意義（P<

0.05），證實了學生對醫學成像教學體系滿意程度較高，大多數學生可以接受此教學體系。

學生頂崗實習及參加國賽情況 截至目前，齊齊哈爾醫學院已經向哈爾濱凱匯源醫療器械公司選派多名學生進行頂崗實踐訓練，學生運用課堂所學，結合實際情況，完成相應設備維護。在醫學成像領域大學生創新能力培養方面，生物醫學專業學生在第三屆全國醫療產業發展與創新大獎賽上，報送的“智能數字化X線機系統——面向基層醫院模擬X光機改造”項目獲得創新大獎，兩次在黑龍江省彩格杯工業設計大賽中獲得三等獎，并且三人在彩格工業設計有限公司中進行大賽培訓。

學生參加的頂崗實習情況，能夠和實際相結合，能夠運用所學，極大提高了動手操作能力。學生能夠延續課堂教師講授內容，在臨床設備中實踐操作，增加了醫學成像知識的系統性。學生參加國賽情況，是對齊齊哈爾醫學院生物醫學工程專業人才培養質量的集中檢驗，鍛煉了學生應用理論解決實際問題的能力，培養了學生的團隊協作精神；同時提升了齊齊哈爾醫學院生物醫學工程專業在全國醫療衛生企業中的影響力，開創了學生進行科技創新創業活動的新局面。

4 結語

“遞進式·一體化”的醫學成像實驗教學培養體系，能夠顯著增強學生的實踐授課效果，提高學生的動手能力和實踐操作能力，并且能夠和臨床工程生產實踐和全國大賽相結合，提高學生的設備研發和常見臨床設備維護能力，適合在生物醫學工程專業學生培養中推廣應用。

參考文獻

[1]樓盛華，戴文戰，葉秉良.基于培養創新實踐能力的高校實驗教學體系改革探索[J].高等理科教育，2008（3）：109-113.

[2]駱清銘，朱丹，曾紹群，等.生物醫學光子學特色方向本科教學體系建設初探：以華中科技大學為個案[J].高等工程教育研究，2008（4）：106-109，145.

[3]李天鋼，馬春排，李自毅.生物醫學工程創新實驗室建設和實踐教學改革[J].實驗室研究與探索，2008（7）：21-22，46.

[4]馬春排，李天鋼，李自毅，等.生物醫學工程實踐教學體系的建設[J].實驗室研究與探索，2010（4）：103-105，122.endprint