數字化標本庫的建設與應用

申現鋒　蘇艷

摘要：隨著信息化的迅速發展，信息技術在醫學教育領域運用也越來越廣泛，近年來數字切片技術在臨床和教學中得到了廣泛應用，而大體標本的數字化應用較少。運用先進的數字化手段將包含患者臨床病例信息的大體標本進行數字化處理，與數字切片融合構建數字化標本庫應用于病理學教學，勢必會成為深化教學改革、提高教學質量及提升學生素質的重要增長點。

關鍵詞：數字化標本庫;信息化教學;高職高專;病理學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2020）04-0-02

病理學是連接基礎醫學與臨床醫學的一門重要的橋梁學科，主要從形態學角度研究疾病的發生、發展及轉化規律，具有很強的直觀性和實踐性。在病理學教學中，觀察病變的形態結構變化是學習病理學、認識疾病最重要的方法，最基本的觀察方法是對標本的肉眼觀察和借助光學顯微鏡的組織學觀察。近年來數字切片技術在臨床和教學中得到了廣泛應用，而大體標本的數字化應用較少。為此筆者在前期充分調研、論證的基礎上，在我校開展了以大體標本數字化為基礎、聯合數字切片為一體的數字化標本庫建設，必將成為信息化教學、深化教學改革的有力

支撐。

一、數字化標本庫的時代需求

隨著信息化技術的飛速發展，移動互聯網的廣泛普及，借助圖像數字化以及數字存儲傳輸技術，將病變器官大體標本、組織切片以及與之相對應的正常器官和組織結構轉化為數字化圖像存儲已成為現實。數字切片（或虛擬切片）因其圖像的高清化、直觀化、便利性等特點，不僅在臨床病理診斷工作實踐中應用越來越廣泛，也在高校病理形態學教學中逐漸得到了普及。與數字切片在各大高校中的廣泛應用不同，大體標本的充分和有效利用明顯不足。以我校為例，自建校以來我校病理教研室根據實際教學需求，先后從各級臨床醫院收集、制作了300余個大體標本，除了數量上仍然不能滿足教學需求外（近年及以后高職高專招生數量在不斷增加），受制于教學過程中大體標本使用的不便性，實際教學中多利用病變的大體圖片進行代替，這就導致病理大體標本沒有被充分利用。相對于鏡下觀察，肉眼觀察可能是臨床工作者今后工作中應用更多的方法，尤其是在學習中缺乏大體觀察的單純組織學觀察不利于學生全面觀察病變的特征。學生不能直接肉眼觀察病變，也就不能將肉眼觀察與鏡下觀察有機結合，勢必影響學生對典型病變的深入理解和掌握，從而大大影響學生對常見疾病本質特征的認知。這種現狀值得我們醫學教育者深思。

大體標本的數字化除了多角度的高清圖像拍攝，更配有教師的精確示教，不僅有利于學生正確的觀察病變特征，還可以大大提高標本使用率和價值，將數字化的大體標本與數字切片融合應用于教學，勢必為信息化教學的充分實施奠定堅實的基礎。

二、數字化標本庫的建設

1.建設目標

首先，數字化標本庫的建設并不是單純的把大體標本進行數字化，而是以大體標本為中心，以臨床病例信息為依托，同時結合相對應的數字切片，最終建立包含完整病例信息的標本庫。實現學生掃描二維碼即可讀取包含疾病信息、病變大體結構、組織學結構的完整疾病資料，從而使學生充分認識疾病的本質特征。

2.實施方法

基本流程是以我校現有的大體標本庫為基礎，收集和編制臨床病例，數字化大體標本和切片，建立網絡空間儲存相應信息，制作并粘貼二維碼。

具體實施計劃為：

第一階段：準備階段。完成文獻資料的收集、整理，進行前期課題研究方案設計，分配任務。

第二階段：收集和編制病例。從我校三所附屬醫院病理科收集合適的臨床病例，結合現有的大體標本進行整理、編制，確保病變與病例資料的一致性。

第三階段：大體標本和切片的數字化。數字化切片其實不是重點，因為很多高校都有比較成熟的方案，只需要適當的予以擴充即可。關鍵問題還是大體標本的數字化。

我校現擁有豐富的學生實習用和陳列室的實體病理大體標本，用這些寶貴的病理實體病理大體標本作為數字標本庫制作的原始模板，再購置一批各大系統典型的病理標本，涵蓋病理學總論和各論，共12個章節的常見疾病。考慮到標本數量太多，我們前期建設重點是篩選出與教學相關的大體標本進行制作。篩選的基本標準是病變要典型、器官結構要清楚、顏色保持較好。基本方法是根據病變部位和病變特點，利用高清數碼相機或攝像機從不同角度拍成高清數碼照片或視頻，通過專業的圖片或視頻處理軟件，剪輯出一個標本的典型高清病變圖像或視頻，對典型的病變特征予以標注或配以視頻講解。后期除了將逐漸擴充標本庫的數量、涵蓋更多疾病外，重點是打造三維病理大體標本數字圖像。通過購置專業的CCD三維大體標本拍攝裝置，使標本立體旋轉 360 度，每隔一定角度拍攝一張全景圖像，利用圖像處理軟件處理圖像，得到三維立體的多方位動態圖像。制作的三維數字病理標本可以連續縮放、多角度觀察、圖片分辨率無損放大并顯示全景導航等，作為構建病理虛擬仿真實驗中心的軟件基礎[1]。

在此基礎上，下一步學校準備將數字化的病理大體標本與我校生命科學館現有的正常大體標本及形態學實驗中心現有的正常與病變組織的數字切片進行對接，屆時將可以實現典型病變的正常結構與病變結構、大體結構與組織結構的對照學習，勢必將大大提高學生對疾病本質的

認知。

第四階段：應用階段。在全面數字化大體標本及組織切片的基礎上，利用網絡儲存空間對各個系統的單一標本信息化數據進行存儲，在所有標本附上相應二維碼進行個體化展示。學生只需用個人終端設備掃描相應的二維碼，即可讀取包含病史、病變大體結構、鏡下結構以及相對應的正常結構的完整疾病資料。

三、數字化標本庫的多場景應用

1.信息化教學的有力保障

將臨床病例資料、病人大體標本圖像或視頻、病理切片進行數字化處理，并與正常的大體結構和組織結構進行對比，應用于病理學信息化教學，可克服傳統課堂中一帶而過的病變講解，學生可以適時的在移動終端中觀察典型病變，高清的大體標本數字圖像可清晰的顯示病變的微細特征，還能將組織器官病理變化的宏觀與微觀有機結合，能提高學生對疾病本質特征的認知，為以后的臨床工作打下堅實的基礎。同時，在充分認知病變結構的基礎上，更有利于學生把握結構變化與臨床表現之間的聯系，從而為醫學生后續的臨床醫學課程學習打下堅實的根基，大大增強其橋梁學科的作用。

2.虛擬仿真實驗教學促進醫學實驗教學改革

以往形態實驗教學，標本的大體觀察要么通過一些不甚清晰的圖片代替，達不到準確有效的大體觀察，要么需要來來回回搬動實體標本，且不說標本沉重、不易搬動，頻繁搬動標本還容易導致福爾馬林液滲漏污染，學生不愛接觸不說，最大的缺點是病變細節不容易觀察。另外對于實驗考核方面，很多學校主要以考核切片辨認為主，就算是觀察標本也往往是普通圖片替代，使大體標本的觀察缺乏實際意義，不利于學生日后的臨床實踐工作。以數字化大體標本庫的建立為基礎構建虛擬仿真實驗教學中心，不僅能充分、真實的展示病變的大體特征，結合高清的數字切片，將進一步拓展醫學實驗教學空間，提升醫學實驗教學的深度與廣度[2]。

3.組建網絡學習空間

與學校現代技術教育協作，將數字化的病理標本庫網絡化，建設專業的網絡學習平臺，通過校園網絡系統，實現計算機、手機等終端設備的訪問學習。數字化標本庫的網絡化不僅有利于開展遠程教育，還可適時開展健康教育的社會化服務，為醫學人才培養與醫療衛生事業發展服務，大大拓寬了標本的應用范圍，提高了標本的利用率和價值。

4.促進學生學習方法的變革

數字化標本庫的建設順應了信息化發展的潮流，學生能隨時隨地通過移動或電腦終端學習，充分發掘碎片化特性，其數字化圖像，不僅高清、真實記錄標本的病變特征，還可以不斷擴充病變的數量，更可以搭配更細致的視頻講解、動畫、微課教學等富媒體載體，帶來了傳統教學媒體所無法比擬的優勢，構建一個信息量大、知識豐富的學習環境，培養了學生數字化學習、自主學習和終身學習能力[3]。

5.最后，大體標本的數字化也有利于某些珍貴教學資源的信息保存

隨著信息化浪潮的迅速延伸、發展，信息技術在醫學教育領域運用也會越來越廣泛，以信息技術為主要手段的信息化教學已成為深化教學改革、提高教學質量及提升學生素質的重要增長點。利用先進的數字化手段，將包含疾病臨床病例信息的大體標本數字化，結合相應病變的典型數字病理切片，構建數字化標本庫，應用于信息化教學，可顯著提高教學質量和效率。

參考文獻

[1]陳冬梅，范姍慧.醫學三維虛擬仿真實驗教學平臺設計的探索[J].科技視界，2019，（33）：99-100.

[2]錢明珠，汪小寶.高校虛擬仿真實驗室建設推動教學變革的研究[J].電腦知識與技術，2019，15（32）：162-164.

[3]郭春榮，蔣嘉燁，陳丹，等.形態學數字實驗室的構建與教學應用[J].中醫藥管理雜志，2018，26（22）：21-22.