基于PBL模式利用X線球管焦點實驗講授PACS系統

□孔 宇 王 良 張萬強 李新春

PACS是圖像存檔及通信系統(Picture Archive and Communication System)的縮寫。PACS是現代醫學影像的重要支撐環節，它對醫學圖像進行存檔、檢索、傳送、處理、顯示、復制以及打印功能保證了醫院工作中醫學圖像的順利傳遞和使用，目前PACS系統在各大醫院中都是不可缺少的重要部分。鑒于PACS的重要性，許多學者已經在PACS系統與教學工作相結合方面做了許多研究[1～5]，通過提高學生用PACS的能力，滿足用人單位的要求。但是我們在《醫學影像成像原理》課程中有關PACS章節時發現學生并沒有真正理解PACS系統的重要性，由于網絡知識的缺乏所以對于PACS系統的網絡結構是一知半解。為了更好地使學生理解PACS的重要性，利用PBL教學模式引導學生主動地探索PACS系統。在解決問題的同時還能提升學生思考的能力。

一、PBL教學模式

加拿大麥克馬斯特大學在1969年首次將基于問題的學習方法(Problem based learning-PBL)引入醫學培訓課程。它是一種以學生為中心的教學方法，不同于教師對一個主題進行演講，然后討論實際應用的傳統的教學方法。在PBL中，學生根據現實生活中遇到的問題或者教師設定的問題來學習如何解決問題。相較于傳統教學方法，PBL已被證明是一種更有效的學習方法，并有幫助學生發展批判性思維、溝通和團隊合作能力的優勢[6]。雖然從字面上看，似乎教師的工作量要低于傳統的教學模式，但實際上教師的工作量有增無減，甚至于成倍上升。

PBL教學方法由3大部分，7步組成，如圖1所示。第一部分是教師課前準備。這一部分是PBL正常開展的基礎，可以說將“臺上一分鐘臺下十年功”這句話淋漓盡致地體現了出來。首先教師要深入了解教材，歸納總結出本節課的知識點，并且梳理與這些知識點相關的前期內容。然后綜合上述信息提出適合學生思考的問題，提前向學生發問。

圖1 PBL教學法步驟示意圖

PBL課程的順利進行通常需要一個先決條件，即學生可以在課堂之外獨立學習與每個PBL問題相關的知識，并且可以方便地對學生進行分組，在小組內部學生可以便捷地分享信息。這是一個曾經嚴重影響PBL課程開展的因素，但由于新冠疫情大量開展的線上教學而得到大大緩解。我們采用線上教學資源可以事先向學生提供指導、準備材料以及與問題相關的內容。因此，學生們是在教師提供的關鍵信息地引導下，開始信息的前期收集和分享工作，并提出相應的解決方案，從而保證學生在前期知識準備時保持正確方向。同時也有助于讓學生了解教師在PBL課程中所提出問題和相關前導知識的掌握。通過前期充分的準備，課堂時間可以有充足的時間進行關于問題的小組討論。每節課結束前一定要有教師和學生的歸納性總結，我們認為教師給出的明確反饋有助于學生反思自己的決定和今后學習能力的提升，這也有助于增強學生們工作后終身學習能力的提高。

二、基于PBL模式利用X線球管焦點實驗講授PACS系統過程

對于如何講授PACS系統，我們對前期授課的經驗進行了總結。通常PACS系統在《醫學影像成像原理》課程最后一章講解。由于PACS系統知識體系相對獨立，又在最后講解，學生不夠重視相關內容。為了保證教學工作的順利開展，我們調整了教學內容的授課順序，將PACS系統教學由學期末提前到學期初進行，緊接著模擬X線成像章節后進行講授，在講解PACS系統的同時還為后續的數字圖像處理的知識講解進行了鋪墊。

(一)利用X線球管焦點實驗講授PACS系統所需知識結構梳理。在講述PACS系統之前，學生們已經掌握了如下知識：一是如何進行X線球管焦點極限分辨力的測量原理[7,8]、測量原則以及對應到X線球管焦點面上長方向和寬方向的的極限分辨力的計算方法。二是學生們已經了解如何通過觀片燈對膠片進行觀察和測量。并會利用公式計算X線球管焦點極限分辨力。

但是學生們對PACS系統缺乏知識儲備，需要提供以下信息：一是PACS系統的基本概念，結構，發展史等。二是向學生們提供我校PACS教學系統結構圖，如圖2所示。從圖中可以看出，PACS教學系統擁有48個實驗工位，并且DR實驗室的設備也接入了PACS系統。PACS服務器放置在遠端學校中心機房，完全模擬了醫院的布置方式。三是PACS系統具備的常用圖像處理功能。例如，PACS系統本身提供ROI值、長度、角度、面積等數據的測量，以及標注、注釋功能。

(二)根據實際情況提出問題。學校每個行政班的人數在70人左右，X線球管焦點極限分辨力實驗需要分組進行，每組6～7人，對于DR的X線球管焦點極限分辨力測量實驗。因此，向學生提出：“如何才能提高實驗效率，確保在2小時內保證全班70名同學均完成極限分辨力實驗。”

圖2 PACS教學系統結構圖

(三)學生課前準備。利用課程云平臺，按照宿舍進行分組，共有11組。將有關X線球管焦點極限分辨力實驗的有關指導、PACS基本內容、PACS網絡架構以及PACS系統操作指南等事先發送給學生，并將實際問題發送給學生，要求學生們根據自己的想法提出解決方案并在小組內進行討論。學生課前準備期間可以對于資料中不理解的內容與教師交流。

(四)課上授課與總結。課堂上每組同學都陳述了本組的結論并對實驗步驟進行說明。從各組對解決的問題的方法大致可以分為3類：一是有2組同學認為可以通過提高單個學生操作速度，合理的安排學生進入和離開實驗室的路徑順序，減少沖突?？梢栽谝幎ǖ臅r間內完成實驗，并且給出了時間計算結果。二是有3組學生提出充分利用實驗室中觀片燈數量，每次打印3張膠片，每2～3個學生就可以利用一張膠片和一個觀片燈，也給出了所需時間的推算結果。三是另外6組學生都提到了是否可以使用PACS系統將圖像傳到計算機上直接觀看和測量。

教師在最后的總結中對第三種方法給予肯定，并且對PACS教學系統結構圖進行詳細的講解，加深學生PACS系統的理解。并在隨后課堂演示中說明DR如何將圖像傳遞到PACS系統中，以及PACS系統中各項常見功能如何使用。最后要求同學們再次總結如何使用PACS系統完成X線球管焦點極限分辨力實驗。

三、結語

PACS系統在現代醫學影像中處于基礎地位，沒有PACS系統就談不上現代醫學影像，采用PBL模式講授PACS讓學生們充分了解PACS系統的重要性。通過我們的教學實踐發現，授課知識點前移，并將其實驗與有關X線球管焦點的相關實驗合并進行，不但加深了學生對PACS系統的理解，同時還在培養學生PACS系統的操作能力的同時大幅提高了X線球管焦點的相關實驗的效率，對教學效率和教學質量的提高都起到了促進作用。