虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗在醫學影像技術專科教學中的應用

齊春華 周樹立

［摘? ? ? ? ? ?要］? 目的：分析醫學影像技術專科教學中，虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗的干預效果。方法：選取2019級和2020級醫學影像技術專業58名專科學生，分為兩組。對照組實行傳統教學，觀察組實行虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗教學。結果：較之對照組，觀察組教學質量、考試成績、教學效果等均有提高（P<0.05）。結論：虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗教學方法，效果確切，可以提高教學質量及效果，值得推廣。

［關? ? 鍵? ?詞］? 虛擬仿真軟件；磁共振成像實驗；醫學影像技術；教學質量

［中圖分類號］? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文章編號］? 2096-0603（2023）12-0149-04

磁共振成像技術已成為現代醫學診療不可缺失的檢查手段，醫院與研究機構對于磁共振相關應用技術人才需求正在快速增加[1]。而磁共振成像的原理是影像技術教學中最為重要的科目，所涉及的知識面較廣，且晦澀難懂，成像物理基礎則是基礎抽象量子力學與電磁學的理論，這就需要結合實驗教學方法，提高教學效果，保障教學質量[2]。虛擬仿真軟件具有快速、安全、高效等特點，所以在磁共振成像實驗中，運用虛擬仿真軟件，可以解決教學困境，更好地培養高素質人才[3-4]。但臨床對于該教學的研究較少，尚未明確實際應用效果[5]。對此，本文著重分析虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗干預效果。

一、資料與方法

（一）臨床資料

選擇2019級和2020級醫學影像技術專業58名專科學生，抽簽分為兩組，各29名。對照組男生10名，女生19名，年齡在18～19歲，平均（18.67±0.15）歲；觀察組男生12名，女生17名，年齡在20～21歲，平均（20.31±0.22）歲；資料一致，無差異（P>0.05），可對比。

（二）方法

兩組在教學前需教授虛擬仿真軟件及設備使用方法、成像序列的特點、參數造成的影響、實驗開展的目的、操作流程等，可以將以上內容制成PPT，通過郵箱或微信群發送給學生，讓學生掌握實驗課程期間需要完成的任務，提前做好預習、自學。所有學生的授課教師、課時、教材選擇等均一致。

對照組實行傳統教學，為學生配備2臺小型的磁共振儀器，分為兩組，一組15人，一組14人。首先由教師為學生演示小型磁共振實驗操作，然后每組各指派一名學生代表，一名學生在教師指導下完成操作，另一名學生負責記錄實驗結果，其他學生則觀看演示流程。

觀察組實行虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗教學，將29名學生分為6組，每組4～5名，每人配備一臺計算機，同組鄰座，以便討論問題。采取Minitype MRI Simulator軟件的偽影模塊與成像展開成像序列實驗操作，具體步驟為：①調整好采樣頻率SW、接受帶寬、相位編碼梯度Gy、相位編碼時間Dy、頻率編碼梯度Gx、相位編碼步數NE等，并認真觀察圖像視野的變化情況，總結出以上參數與橫向、縱向視野之間的關系或聯系。②調整好回波時間TE、重復時間TR，查看圖像顯示，總結出TE、TR對于圖像的相關影響，記錄好具體實驗結果。完成實驗操作之后，各小組展開討論，探討出規律。學生可以按照自己的學習情況，繼續探討成像序列的高級序列特點。整個授課以學生討論為主，教師主要負責解答疑惑，或進一步引導學生正確操作實驗，并組織展開討論，掌握實驗流程。若實驗課結束后，學生有任何想法都可以向教師申請再次使用虛擬仿真軟件，滿足基本學習與創新性探索需求，更好地提高思維能力。

兩組學生在課后，有任何疑問或遇到困難都可以在微信群詢問教師，教師也要根據實驗報告中存在的問題，及時反饋給學生。

（三）觀察指標

1.從影像技術教研室題庫中，抽取考核試題，內容包含實驗結果、基礎知識、實驗操作、實驗原理，滿分100分，分值越高越好[6]。

2.采取自制量表，測定教學質量，內容為解決臨床問題、促進團隊協作等，分值0～100分[7]。

3.發放調查問卷表，評估學生的創新思維能力、分析能力、溝通交流能力等，分值0～30分[8]。

4.評定學生對教學的滿意程度，包括專業能力、教學態度等，總分100分，分值越高越好[9]。

5.對比教學效果，包含有助于個人特長發揮、有助于操作水平提升等。

（四）統計學分析

用SPSS 20.0分析數據，計量資料（x±s）、計數資料t檢驗、χ2檢驗對比。P<0.05為差異顯著。

二、結果

（一）考試成績

教學前兩組考試成績對比無差異（P>0.05），教學后觀察組評分均有很大提高（P<0.05）。見文末表1。

（二）教學質量

教學前兩組教學質量比較無差異（P>0.05），教學后觀察組評分有很大提高（P<0.05）。見文末表2。

（三）問卷調查情況

教學前兩組問卷評分對比無差異（P>0.05），教學后觀察組評分有很大提高（P<0.05）。見文末表3。

（四）教學滿意度

教學前兩組滿意度對比無差異（P>0.05），教學后觀察組評分均有很大提高（P<0.05）。見文末表4。

（五）教學效果

兩組相比，觀察組教學效果高于對照組（P<0.05）。見文末表5。

三、討論

醫學影像學處于基礎和臨床的交接地帶，其內容范圍廣泛、豐富，需兼顧學科的縱向、橫向聯系，無法局限化與孤立化[10]。傳統醫學影像教學是從一片一燈逐漸發展到多媒體演示授課，然后到影響見習軟件應用，均圍繞提高學生知識水平與思維能力這一核心目標，但隨著醫學技術的進步，傳統教學手段已無法滿足新形勢的教學需求[11-12]。這是因為醫學影像學屬于橋梁學科，和其他臨床學科存在一定聯系，與臨床學科教學處于相互交叉、融會貫通的狀態，不僅要伴隨醫學生的起步，還需要貫穿到整個臨床學習過程中，單一的教學方法無法達到滿意效果[13-14]。

本結果表明，觀察組教學效果、考試成績、教學質量均高于對照組（P<0.05）。分析原因：從傳統教學實踐來看，學生人數與儀器數量嚴重不匹配，且小型磁共振儀存在較多不足，例如無法實現高端序列、硬件指標低、實驗效率低等，容易影響教學效果。而虛擬仿真技術具有高效、安全、高模擬、高仿真等特點，其中Minitype MRI Simulator軟件是把數據采集的規律以及樣品物理參數、硬件參數、電子線路噪聲規律實行建模，實現和真實設備一樣的虛擬數據采集模塊，之后重新建立圖像，配合操作界面，形成虛擬仿真實驗儀器[15]。相比于小型磁共振實驗儀，具有以下優勢：①虛擬仿真軟件是把MRI經典電磁學理論通過數學公式描述出來，用matlab編程表現出界面，沒有硬件指標限制，功能較多，使用期間無特定條件限制，不需要提前開機預熱，節約上課時間。教學期間如果出現故障，可重啟計算機或者換一臺繼續實驗，以便教學管理[16]。②該軟件不需要龐大硬件配套，可以獲得與大型影像設備相似的結果，且對計算機要求較低，直接拷貝后就能使用，價格低廉，可人手一套，便于教學規范化。以上優點均說明，觀察組教學方法有利于教學質量、教學效果的提升。

本結果表明，觀察組問卷調查評分、教學滿意度均有提高（P<0.05）。分析原因：傳統授教模式存在學生體驗感不強等缺點，而實驗教學的學生參與度高，可以人手一套虛擬仿真軟件，調動學習氛圍。而且虛擬軟件模擬成像的時間較短，重復性強，可以在有限課時內讓學生完成規定內容，還可繼續探索軟件中的高端序列、掃描數字等模塊，這是小型磁共振試驗儀無法滿足的需求。加之虛擬軟件參數是開放的，教學期間可以靈活調整參數水平，觀察參數變化對圖像產生的各種影響，還可以通過設置環境、樣品、指標等參數誤差，模擬臨床實踐中出現的磁共振偽影情況。這就說明，觀察組教學可以增強學生的好奇心，激發學習興趣，從而達到預期效果。

綜上所述，虛擬仿真軟件下的磁共振成像實驗教學方法，效果確切，可以提高教學質量及效果，值得推廣。

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