基于網絡的超聲影像學虛擬學習平臺在超聲教學中的應用

李奧　鄧晶　彭曉靜　杭菁　葉新華　袁藝標

摘要：超聲新技術的快速發展，對超聲教學提出更高的要求。針對傳統超聲教學存在的問題，我們將自主研發的超聲影像學虛擬學習平臺用于醫學影像專業的超聲教學中，探討其在學生自主學習及教師課程教學中的應用效果。

關鍵詞：超聲影像學；虛擬現實；超聲教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0265-02

超聲影像學是一門基礎與臨床緊密結合的綜合學科。近年來超聲新技術的快速發展，如超聲造影、彈性成像、三維超聲、介入超聲及治療超聲等，使超聲已成為臨床診治不可或缺的輔助手段，同時對超聲教學提出了更高的要求。然而，目前醫學院本科超聲教學以教師傳授知識、經驗及技能的教學模式為主，遠遠落后于現代超聲技術的發展，不能滿足超聲人才培養的需要[1]。因此，改進超聲教學方法，豐富教學內容，發揮學生的主觀能動性，激發學生的創造性思維，提升實踐能力，成為超聲教學努力的方向[2]。本教研室前期自主研發了基于網絡的超聲影像學虛擬學習平臺[3]，并將其引入醫學影像專業的超聲教學中，取得了良好的教學效果。

一、超聲影像學虛擬學習平臺簡介

隨著計算機和信息技術的快速發展，以及多媒體仿真和虛擬現實等技術在醫學教育中的應用，醫學教育的傳統觀念和教學模式發生了巨大變革[4]。本教研室結合超聲教學需求，調研學生的學習困惑與興趣，采用軟件工程理念，構建了一個基于校園網并可拓展到公網上的集教學、自學與仿真操作于一體的超聲影像學虛擬自主學習平臺。該平臺包含超聲室漫游、超聲儀器虛擬操作、虛擬人體超聲檢查、超聲虛擬病人庫、在線考核及課程中心等模塊，學生進入模塊進行模擬臨床場景式學習，虛擬操作超聲儀器，訓練超聲檢查技巧，培養臨床思維能力，激發學生對超聲的學習興趣。同時，網絡化的平臺使超聲教學擺脫了常規對患者或標準化病人的依賴以及儀器設備等資源的限制，拓展了學生的學習空間，提高了超聲教學質量和學習效率。

二、平臺應用

1.自主學習。學生通過注冊認證后登錄平臺，即可選擇模塊進行學習。在超聲室漫游模塊中，學生可以在三維空間里進行自主漫游式學習，通過場景的熱區了解相關超聲知識點。如漫游至超聲預約場景，則顯示出超聲檢查流程及相關注意事項，如肝膽胰脾超聲檢查需要空腹、泌尿系超聲檢查需要喝水憋尿、經直腸超聲檢查需要排空大便、介入超聲須完善術前檢查等。漫游至超聲室長廊，能夠看到科室開展的新技術新項目介紹，超聲檢查室內點擊任何設備亦會出現相應說明。新穎的學習方式極大地激發了學生學習興趣，也滿足了學生早接觸臨床實習的需求，對超聲檢查及其臨床應用有個宏觀的認識。進入超聲儀器虛擬操作模塊，有生動形象的三維虛擬仿真圖講解超聲成像相關物理基礎知識，通過視覺感官刺激，彌補理論課教學的晦澀枯燥，加深學習印象。學生還可以虛擬操作超聲儀器，通過點擊儀器各部件了解工作原理，操作各按鈕模擬參數變化，掌握儀器的使用與調節。超聲新技術的日新月異，改變了超聲的臨床功能，現代超聲已由單純的解剖學成像到功能代謝成像，從單純的輔助診斷演變為集多模式超聲診斷、術中評估、介入超聲治療等于一體的多元化學科。

但是超聲教學中的理論課時有限，對新技術不能做到全面介紹，學生很難在較短的時間內掌握內容繁多的超聲知識。鑒于此，我們在模塊中納入了超聲新技術的介紹，如三維超聲、超聲造影、彈性成像等，讓學生充分了解超聲新技術的原理及臨床應用。超聲診斷的準確性與操作者的檢查手法密切相關[5]，因此超聲實踐教學非常重要。它不僅有助于學生更好地理解超聲基礎理論知識，也是培養合格的超聲醫師的迫切需求。在人體超聲檢查模塊中，學生可以在模型人身上練習運用標準掃查方式進行超聲檢查，掌握規范化的操作技巧及超聲偽像的識別。學生還可以選擇標準化患者，如選擇肝硬化患者，系統則首先提示患者的一系列臨床癥狀、體征，指導學生對肝臟進行掃查，并提示掃查的注意點，如肝臟形態、包膜、內部回聲、肝內管道。肝臟檢查結束后，進一步引導學生對其他臟器的觀察，如膽囊有無增大、腹腔內有無積液、脾臟有無增大、有無門脈側枝循環等表現，讓學生對肝硬化的超聲診斷有全面的理解。這種虛擬的平臺，使學生可以不受時間、場所、設備、人為因素等限制，隨時隨地反復練習，提升超聲實踐能力。在線考核模塊提供學生自主測驗，有基礎知識考核，有案例分析，學生可以隨時進行答題，發現學習漏洞，及時彌補，遇到疑難問題可以在平臺上留言，會得到教師的解答。

2.課程教學。CBL教學是以病例為基礎的教學模式，是一種培養和提高學習者解決實際問題能力的較為科學的教學方法[6]，近年來CBL教學逐漸深入超聲教學。超聲學習平臺的虛擬病人庫模塊含有大量的真實案例，是醫院PACS系統中的典型病例經過篩選整理而成，平臺的課程中心模塊則提供了超聲教學PPT及微課，極大地方便了CBL教學。教學中，教師可以指導學生根據病種在平臺中進行查詢，例如搜索“肝細胞癌”，則能查詢出所有在選定時間內的診斷為肝癌的病例。選擇某一病例，學生首先獲得該患者的性別、年齡、臨床癥狀、體征、病史等基本情況，然后教師指導學生觀察患者的超聲圖像，學生進行積極討論，發表自己的診斷意見、診斷依據及鑒別診斷。教師進行點評，隨后提示學生繼續查看此患者其他影像圖片及實驗室檢查結果，讓學生再次發表自己的意見。最終，教師進行總結，并進入平臺的課程中心進行相關知識點的鞏固學習。超聲虛擬學習平臺聯合CBL教學，不僅讓學生多方面、多角度理解疾病，實現了超聲與其他學科的融會貫通學習，積累臨床經驗，更是讓學生在討論中學會同病異影、異病同影的辯證分析，形成正確的超聲診斷思路，培養臨床思維能力。

三、應用效果

在南京醫科大學2013級、2014級五年制醫學影像學專業的超聲教學中引入超聲影像學虛擬學習平臺，并在學生中進行滿意度調查，共發出調查表100份，收回100份，調查表的有效率為100%。這些學生已經或正在接受超聲理論的系統學習，90%以上的學生認為超聲虛擬學習平臺提供了一種新的學習方式。它能夠激發學習興趣，拓展學習空間，有助于對超聲理論知識更好地理解，有助于超聲實踐能力和超聲診斷思維的訓練，加強師生交流，希望在今后的學習中繼續使用。endprint

四、超聲學習平臺展望

超聲影像學的理論性和實踐性都很強。我們自主研發的超聲學習平臺功能強大，不僅可以作為學生自主學習的工具，還可以輔助教學，極大地發揮學生的自主學習能力，激發學生的創造性思維，提升超聲實踐能力，是對傳統理論教學的一個很好的補充，可以有效提高教學效率與教學質量。我們相信通過不斷完善，超聲學習平臺將在超聲教學中發揮越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]張一休，武璽寧，趙峻，等.醫學院超聲教學改革[J].協和醫學雜志，2016，7（4）：319-320.

[2]高靜，李玉宏.醫學影像專業超聲診斷學實習教學改革初探[J].中國繼續醫學教育，2017，9（12）：13-15.

[3]袁藝標，葉新華，黃華興，等.基于網絡的超聲影像學虛擬學習系統的設計[J].教育教學論壇，2016，（52）：94-96.

[4]賈凌云，華揚.血管超聲專業住院醫師規范化培訓策略探討[J].中華醫學教育探索雜志，2015，14（9）：949-952.

[5]盛宏偉，段發紅，肖際東，等.三維虛擬仿真超聲影像教學素材庫的構建及應用[J].中外醫學研究，2013，11（33）：137-138.

[6]王立淑，何文.案例教學法在超聲科住院醫師規范化培訓中的應用[J].繼續醫學教育，2016，30（4）：11-12.

Abstract：The rapid development of ultrasonic technology puts forward higher request for ultrasound teaching. As the existing problem of traditional ultrasound teaching，we introduces a virtual ultrasound imaging learning system into ultrasound teaching of medical imaging specialty and discusses the application effect on students' autonomous learning and classroom teaching.

Key words：ultrasound imaging；virtual reality；ultrasound teachingendprint