人工智能趨勢下醫學影像學課程的改革與探索

吳 昊 汪 燕 安 娜 徐 霖（通訊作者）

（湖北醫藥學院生物醫學工程學院醫學影像學教研室，湖北 十堰 442000）

人工智能技術的發展，逐步改變了人類的工作和生活方式［1-2］。特別是智能醫學不斷成熟，它將代替人類做單調重復性工作，醫生節省了時間和精力投入到創造性工作中去，可以極大地提高工作效率［3］。同時人工智能技術在改變醫療手段的過程中，也給醫學教育帶來了巨大的改變，使學習逐步進入了智能化、精準化、個性化的時代［4-5］。高校作為服務我國經濟發展的重要力量，也是科技創新的主要陣地［6］，因此當今高校的醫學影像教育需要擁抱智能時代之變遷，主動培養掌握人工智能的復合型醫學影像人才［7-8］。

一、人工智能趨勢下醫學影像人才的新要求

（一）牢固掌握基礎知識

醫學影像學課程注重培養學生的影像診斷能力，強調臨床癥狀和影像圖片的分析，在人工智能的背景下，學生需要掌握研究這些醫療大數據的分析方法，找出其內在的規律并進行深入挖掘。只有具備寬厚的基礎知識和扎實的專業知識，學生才能積極應對信息時代的機遇與挑戰，在激增的數據背后挖掘到隱藏的許多重要信息，實現從點到面的個人能力提升，從而綜合運用專業知識和人工智能技術開展臨床醫學服務等工作。

（二）具備多學科交叉分析問題能力

醫學影像學是一門綜合性的學科，教學內容十分廣泛，主要包括DR、CT、MRI、PET、B超，涉及理學、工學、生物學及醫學的交叉，人工智能技術的發展又將醫學影像診斷拓展到計算機圖形學領域，單一知識面的學習，學生容易陷入“只知其然，不知所以然”的困境。大數據時代背景對醫師綜合素質提出了更高的要求，學生應當具備多學科交叉能力，通過不同學科之間的交叉學習滲透，提升醫學臨床思維和問題分析能力。

（三）具有崇高醫學人文素養

伴隨社會的發展與進步，人民群眾在就醫過程中的維權意識正在逐步增強，同時對醫院醫療服務的期望值也越來越高。醫患關系是醫療實踐活動中最根本的人際關系，崇高的醫學人文素養有助于醫患之間的信任重建以及矛盾糾紛的順利化解，不但能夠維護醫患雙方的合法權益，而且可以塑造自身的良好社會形象，共同營造和諧的醫患關系。

二、傳統醫學影像學教學方式存在的問題

傳統的教學模式以教師作為教學活動的中心，通過對理論知識和操作技能的講解來傳授知識。這種教學方法容易形成教師的單方面灌輸，而忽略了學生主觀學習的能動性［9］。一方面，在教學內容上，教師所用教材較為陳舊，教學設備單一，同現代所使用的新型影像學設備存在較大的差異。雖然包含了醫學影像學相關內容，但重點內容又不夠詳細，學生只能大概了解不同疾病的醫學影像圖像特征，沒有形成直觀的認識，缺乏實際操作經驗和臨床診斷能力。在成績評定時，主要依靠學生的筆試成績和課堂表現，造成注重書本知識而忽略實踐、注重記憶而忽視能力培養的負面效果，出現臨床與理論脫節的現象。另一方面，信息化浪潮不斷影響著每一位醫學生價值觀的形成，傳統的醫學影像教學注重崗位勝任力的培養，在人文領域的課程設置存在著不足，同時醫學生對醫學人文課程的認可度不高。

三、人工智能趨勢下醫學影像學課程的改革方法

（一）豐富人工智能教學內容

人工智能理論教學引領著實踐教學的方向，而實踐教學又反饋更新人工智能理論，二者之間相輔相成。高校應當積極建設本校的人工智能教學資源，通過與科研院所、醫院、設備廠家對接實現學生的聯合培養，通過人工智能與醫學影像的融合案例研究，使醫學人才培養的目標與醫藥衛生事業發展需求有效銜接。在醫學影像教學課程設計中，教師應當主動增加人工智能理論的教學內容，實現各類課程與人工智能理論的有機結合，如在醫學成像系統、醫學影像診斷學等課程中貫穿著智能醫學圖像處理、深度學習與醫學大數據挖掘等方法，使學生在學習專業課程知識的同時，了解和掌握智能醫學行業未來的發展趨勢，成為具有前瞻性的知識儲備豐富的創新人才。

（二）發展智能教學模式

傳統教學模式已不能滿足現代教育的發展和建設科技強國的需求，發展智能醫學影像教育模式是時代發展的必然趨勢。在教學方法中，高校教師應當合理應用人工智能技術，培養學生的自主學習能力，實現教學中心從“教師”到“學生”的轉變。例如在新冠疫情防控期間，人工智能學習平臺的建設，教師可以通過虛擬網絡助手指導學生在網上發掘更多的視頻資源，靈活運用案例式、辯論式、體驗式等創新的教學方式，一系列慕課、微課、翻轉課堂等教學資料被采納，便于學生進行自主學習，打破了傳統教學的時空限制，學生可以隨時隨地方便快捷地獲取知識。在教學過程中，教師應當發揮人工智能技術的優勢，對影像專業知識和教育資源進行整合和優化，特別是醫學影像的知識點非常復雜，而且圖像呈現為碎片化，傳統的教學模式難以同步展示同一疾病的X線、CT、MRI及超聲圖片資料，不利于學生全面掌握疾病的影像資料與鑒別診斷。以人工智能技術為基礎分類整理構建以“器官系統為中心”的多層次影像病例圖譜，通過實例、視頻、聲像等多種展現形式模擬不同疾病患者的實際情況，對比分析多種不同設備的成像原理和圖像特征，從而實現實踐與理論的有機結合。在教學評價上，合理應用人工智能教學平臺，分階段對學生的學習情況進行收集、評價、總結，幫助發現學生學習課程知識的不足之處，進而實現個性化教學，提升學生的學習效率。

（三）加強學科基礎教學

醫學影像技術的發展日新月異，學生擁有豐厚的基礎理論，才會在未來的工作中展現出更強的可塑性。因此教師要在課程設置、教學內容、教學時數等方面重視學科基礎教育，將基礎課程教學與本學科的專業需要相結合，同時著眼于社會的共同需求和長遠發展，除了講授醫學影像的專業知識外，也要適當增加理科基礎知識，例如加強高等數學和計算機原理及應用等課程建設，還應根據學生的發展方向，提供物理、化學等選修課程。在素質拓展方面，教師應當引導學生通過參加主題沙龍、研討會、學術講座、科研論壇等形式，為基礎學科的發展與多學科交叉融合營造良好的學術氛圍，培養學生的個人學術素養，從而發展成為綜合素質突出的復合型人才。

（四）開展科研技能綜合能力培養

科學研究推動醫學技術的飛速發展，高校作為學術發源與傳承的主要陣地，應當注重增強學生的創新意識。學院通過開設醫學英語等課程的學習，在培養模式上與國際醫學生接軌，為學生將來走向國際化舞臺開辟道路。教師在完善臨床研究課程時，需要注重臨床實踐與科研思路的結合，在教學過程中始終貫穿著科研技能培訓，強化循證醫學思維訓練，融合數理統計學的應用研究，積極組織學生參加科研學術講座、申報創新創業等項目。鼓勵學生在完成臨床實習工作的同時，從臨床中發掘有價值的研究課題，培養學生的臨床觀察、分析、總結以及解決問題的能力。

（五）注重人文價值觀塑造

醫學人文教育對于培養高素質醫學人才起到了至關重要的作用。教師不僅需要淵博的學術知識，更應該以堅定的理想信念言傳身教，充分發揮“社會主義核心價值觀”的引領作用，激發醫學生主觀學習的熱情和樹立正確的職業道德觀，從而到達潤物無聲的協同育人效應。在學科建設過程中，教師應當在課程教案設計、教學大綱修訂、教材編審選用等教學活動中，深度挖掘課程的思想政治元素，將專業知識的顯性教育與人文價值的隱性教育相結合，形成相互支撐的課程內容建設，著力培養學生崇高的醫學人文精神。

四、小結

醫學影像與人工智能技術的結合被認為是新時代最有發展前景的研究方向之一，同時高等教育領域已成為人工智能的重要應用場景分支，因此高等醫學院校影像教師應當及時更新教育理念，主動迎接人工智能技術帶來的挑戰與機遇，以人工智能技術作為支點，改善醫學專業人才培養方案，拓展醫學生的綜合素質，使其有能力拼搏在新時代醫學發展的浪潮之中。