醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革*

◆喬麗華 趙瑞斌 吳艷茹 張敬晶 范素軍 孟燕軍 楊海波

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革*

◆喬麗華 趙瑞斌 吳艷茹 張敬晶 范素軍 孟燕軍 楊海波

為滿足當(dāng)前國內(nèi)外醫(yī)院在影像技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展的要求，醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)的教學(xué)方法需要從內(nèi)容上進(jìn)行改革。在原來教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上選擇性增加一些相關(guān)科研基礎(chǔ)知識，使教學(xué)效果得到改善，學(xué)生認(rèn)知水平得到提高。這種教學(xué)內(nèi)容的改革適應(yīng)了影像技術(shù)的發(fā)展，對培養(yǎng)影像技術(shù)人才起到重要的作用。

影像物理；X射線；核磁共振；模擬仿真

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.12.097

1　前言

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程主要包括X射線、核磁共振、超聲和核醫(yī)學(xué)四大影像［1］。在其教學(xué)改革中，有板書與多媒體結(jié)合教學(xué)［2］、探究式教學(xué)［3］、物理模型教學(xué)［4］、PBL （Problem-Based Learning）教學(xué)［5］等。每一種教學(xué)改革都促進(jìn)了影像教學(xué)的深入發(fā)展，使教學(xué)過程越來越豐富多彩。但這些教學(xué)改革大都是從教學(xué)方法或模式上改革，從教學(xué)內(nèi)容上改革的還比較少。本文從教學(xué)內(nèi)容入手，淺談教學(xué)改革。

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在臨床越來越重要，需要加深對影像設(shè)備原理的認(rèn)知，這樣才能更好地利用影像設(shè)備獲得最佳的影像圖像，為臨床診斷、治療服務(wù)。同時，可以培養(yǎng)出具備改進(jìn)圖像重建算法，根據(jù)病人個體化設(shè)計序列，研發(fā)設(shè)備等新型技術(shù)人才，以打破高端儀器和設(shè)備被外國公司領(lǐng)先的局面［6］。

2　教學(xué)內(nèi)容改革

在這門課程中，教學(xué)內(nèi)容深度改革在四大影像中都有體現(xiàn)，但不是每一部分都增加了繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)等，而是根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)代影像設(shè)備的更新調(diào)查，把現(xiàn)在應(yīng)用最廣的內(nèi)容加到教學(xué)中，使教學(xué)深度選擇性增加。下面從四個方面進(jìn)行闡述。

X射線教學(xué)改革 在X射線部分，之前的教學(xué)主要包括X射線的物理基礎(chǔ)、模擬X射線影像、數(shù)字X射線影像和X-CT這五部分［1］，而現(xiàn)在在教學(xué)中增加了ROC曲線的基本原理和制作方法。

之所以增加這部分內(nèi)容，是因為現(xiàn)在的醫(yī)療檢測中，ROC解析已經(jīng)成為國際公認(rèn)的比較、評價兩種或兩種以上診斷方法效能差異的客觀標(biāo)準(zhǔn)［7］。所以需要讓學(xué)生簡單了解ROC曲線的基本知識，這對以后做不同成像方法效能的比較或數(shù)字X射線成像系統(tǒng)后處理參數(shù)的作用比較［7］等方面的研究有很大幫助。

在ROC曲線部分，涉及一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)，為了使問題簡化，只涉及ROC曲線的二階求法（五階求法只作為選讀）［7］。

核磁共振教學(xué)改革 核磁共振部分涉及微觀物理，本身就很抽象，為了更好地讓學(xué)生理解，在教學(xué)內(nèi)容上也做了相應(yīng)修改。

1）物理模型加理論推導(dǎo)。比如自旋核在靜磁場中的旋進(jìn)問題，之前只以陀螺在重力場中的旋進(jìn)為模型，簡化問題的難度；而現(xiàn)在在這種模型的基礎(chǔ)上，加上簡單的理論推導(dǎo)，以X、Y、Z為方向建立三維矩陣，靜磁場B0沿Z軸方向，則BX、BY均為零，根據(jù)核磁矩對時間的變化率與磁感應(yīng)強度的關(guān)系，得出核磁矩在X、Y、Z三個方向上的變化規(guī)律［7］。從而得到核磁矩在XY平面上投影的絕對值為常數(shù)，即核磁矩在XY平面上以固定角頻率轉(zhuǎn)動，進(jìn)而引出Larmor Frequency（拉莫爾進(jìn)動頻率）。

這是在物理模型基礎(chǔ)上做了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出拉莫爾進(jìn)動頻率。這對學(xué)生將來做深層次核磁共振研究有很大幫助。

2）模擬仿真教學(xué)。原來的教學(xué)方式只是純理論教學(xué)，現(xiàn)在教學(xué)中增加了模擬仿真教學(xué)軟件，這樣可以很好地向?qū)W生展示磁共振成像的過程，尤其對K空間的理解起到很好的效果。K空間是虛擬空間，它的每個數(shù)據(jù)點都是斷層上所有體素貢獻(xiàn)的，與成像的物理空間不直接對應(yīng)［1］。這種抽象關(guān)系，以前只通過語言描述，學(xué)生很難理解，現(xiàn)在通過模擬仿真軟件演示K空間先填充幾行時，對應(yīng)圖像實物輪廓大致出現(xiàn)；再增加一些填充，實物細(xì)節(jié)逐漸顯示。這樣，學(xué)生很快就能理解K空間每個數(shù)據(jù)點的含義，從而把抽象的知識直觀、生動、簡單地呈現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

超聲教學(xué)改革 超聲部分主要增加的內(nèi)容是圖像質(zhì)量控制方法和臨床診斷強度與安全劑量兩方面知識［7］，這對于優(yōu)化圖像質(zhì)量及開拓超聲在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍起到重要作用［7］。

核醫(yī)學(xué)教學(xué)改革 在核醫(yī)學(xué)部分增加一些關(guān)于放射性藥物的實例及質(zhì)量控制方法［7］。如現(xiàn)在臨床應(yīng)用最多的（99mTc）藥物在腦、心肌、腎等不同部位的顯像應(yīng)用，及這些放射性藥物在應(yīng)用前質(zhì)量控制的方法。這對于將來學(xué)生在臨床上如何制作放射性藥物及如何正確使用有很大幫助。

通過以上實例，對醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革已經(jīng)基本完成，并已經(jīng)投入使用。這種教學(xué)改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了教學(xué)效果，對影像學(xué)和影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)影像設(shè)備學(xué)及未來的工作和科研等方面奠定了基礎(chǔ)。

3　教師培養(yǎng)

為了更好地完善這次教學(xué)改革，教師的培訓(xùn)工作不可缺少［3］。在籌劃近期教學(xué)改革過程中，河北醫(yī)科大學(xué)多次組織物理教師和醫(yī)院臨床教師參加影像教學(xué)的培訓(xùn)會議。這些培訓(xùn)不但有兄弟院校名師的講解交流，還有影像教學(xué)名校考察及教學(xué)儀器廠家考察等，對深入了解X射線機、核磁共振儀及超聲實訓(xùn)儀等教學(xué)儀器有很大幫助。

總之，教師培養(yǎng)是教學(xué)改革必備的環(huán)節(jié)，只有深入學(xué)習(xí)理論原理，才能把知識更準(zhǔn)確、生動、形象地傳授給學(xué)生。

4　結(jié)語

醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)是一門熱點學(xué)科，要想滿足影像技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)生的認(rèn)知需要更加深入、廣泛。適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容是這次教學(xué)改革的重點，盡管已經(jīng)取得很好的教學(xué)效果，但在今后的影像教學(xué)中應(yīng)該還會有很大的改革空間，因此需要在教學(xué)中不斷探索、總結(jié)，以促進(jìn)社會醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展。■

［1］吉強，洪洋.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2010：1-3.

［2］田會，謝雙運，孟燕軍，等.《醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)》教學(xué)改革探討［J］.河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2005（6）：625-626.

［3］丁曉東，王紹武，蓋立平.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)探究性教學(xué)探討與實踐［J］.中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2014（5）：5220-5222.

［4］丁曉東，王紹武，蓋立平.提高醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)教學(xué)效果的探討［J］.中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2013（4）：4328-4330.

［5］郭凱，陳琳，胡華碧，等.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)課程教學(xué)的研究與實踐［J］.數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2008（5）：637-638.

［6］談泉，邢偉.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的中國專利申請現(xiàn)狀分析［J］.中國醫(yī)療器械信息，2013（7）：15-20.

［7］李月卿.醫(yī)學(xué)影像成像理論［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2010：132.

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B

1671-489X（2016）12-0097-02

*項目來源：河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究項目“MnNiCoAl形狀記憶合金的馬氏體相變、零場交換偏置及磁熵變研究”（基金編號：QN2015013）。

作者：喬麗華，河北醫(yī)科大學(xué)助理講師，研究方向為生物物理學(xué)；趙瑞斌、楊海波，河北醫(yī)科大學(xué)講師，研究方向為醫(yī)用物理學(xué)；吳艷茹、張敬晶、孟燕軍，河北醫(yī)科大學(xué)副教授，研究方向為醫(yī)用物理學(xué)；范素軍，河北醫(yī)科大學(xué)講師，研究方向為醫(yī)用數(shù)學(xué)（050017）。

*項目來源：河北省高編號：QN2015013）。

作者：喬麗華，河北學(xué)；吳艷茹、張敬晶數(shù)學(xué)（050017）。