數(shù)字病理教學(xué)平臺在病理實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用

解娜，黃幼生，張藝馨，王敏健，吳文婷，翁陽

（海南醫(yī)學(xué)院病理教研室，海南 海口 571199）

·醫(yī)學(xué)教育·

數(shù)字病理教學(xué)平臺在病理實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用

解娜，黃幼生，張藝馨，王敏健，吳文婷，翁陽

（海南醫(yī)學(xué)院病理教研室，海南 海口 571199）

目的 探討數(shù)字病理教學(xué)平臺在病理實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用效果。方法掃描典型病例數(shù)字切片，制作大體數(shù)字標(biāo)本，構(gòu)建數(shù)字切片、大體標(biāo)本網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。選擇2012級、2013級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)五年制本科學(xué)生為研究對象，均在大學(xué)第五學(xué)期開設(shè)病理學(xué)理論及實(shí)驗教學(xué)，2012級學(xué)生采取傳統(tǒng)玻璃切片實(shí)驗教學(xué)模式(對照組)，而2013級學(xué)生的實(shí)驗課采用數(shù)字切片實(shí)驗教學(xué)及數(shù)字病理網(wǎng)絡(luò)平臺自學(xué)模式(實(shí)驗組)。問卷調(diào)查2013級學(xué)生對數(shù)字病理教學(xué)的滿意程度；統(tǒng)計對照組及實(shí)驗組學(xué)生病理標(biāo)本考核成績，評價兩組教學(xué)效果。結(jié)果問卷調(diào)查顯示，與傳統(tǒng)教學(xué)比較，66.4%～83.2%的實(shí)驗組學(xué)生認(rèn)為采用數(shù)字切片教學(xué)豐富了學(xué)習(xí)方式及學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高了學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效率，有利于學(xué)習(xí)成績的提高。期末病理標(biāo)本考核結(jié)果顯示，實(shí)驗組學(xué)生考試成績[(13.080±1.792)分]明顯優(yōu)于對照組學(xué)生[(12.554±1.463)分，P=0.000]。結(jié)論數(shù)字病理教學(xué)平臺應(yīng)用于實(shí)驗教學(xué)的效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)切片教學(xué)，既豐富了教學(xué)內(nèi)容和方式，又提升了教學(xué)質(zhì)量和效率，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高。

實(shí)驗教學(xué)；病理學(xué)；數(shù)字切片；數(shù)字病理教學(xué)平臺

病理學(xué)作為醫(yī)學(xué)教育中的重要基礎(chǔ)學(xué)科，也是維系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)間緊密聯(lián)系的橋梁學(xué)科。病理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以形態(tài)為基礎(chǔ)，因此在病理學(xué)實(shí)驗課教學(xué)中，對于病變組織在顯微鏡下的形態(tài)認(rèn)識和理解，既是教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。由于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡視野共享、病變定位困難及病變組織HE切片同質(zhì)性差等的局限性，學(xué)生往往對病變形態(tài)學(xué)難以完全掌握。

隨著計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、數(shù)碼高清攝像技術(shù)及相關(guān)醫(yī)學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為各類信息資源的有效整合奠定了基礎(chǔ)[1]。其中數(shù)字切片掃描技術(shù)得到迅速發(fā)展，為傳統(tǒng)病理學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式帶來了全新的變革。學(xué)生只需要通過簡單的鼠標(biāo)操作，就可以在電腦屏幕上全面模擬傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡下的觀察模式，快速而方便地調(diào)取、瀏覽數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字切片，并可以迅速找到病變區(qū)域，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺還可以進(jìn)行隨時隨地得自主學(xué)習(xí)[2]。國外的病理學(xué)實(shí)驗教學(xué)中數(shù)字切片也早已逐步普及[3]。

1 資料與方法

1.1 一般資料 以海南醫(yī)學(xué)院2013級280名臨床本科醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生為實(shí)驗對象(實(shí)驗組)，進(jìn)行數(shù)字切片教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)平臺自學(xué)相結(jié)合教學(xué)，以采用傳統(tǒng)病理玻璃切片教學(xué)的海南醫(yī)學(xué)院2012級303名本科臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生作為對照組。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)字切片的制作 篩選海南醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室已有的典型病理實(shí)驗教學(xué)玻片73張，收集海南醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院臨床典型病例切片59張，應(yīng)用Motic數(shù)字切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字切片的制作，建立適合海南醫(yī)學(xué)院病理教學(xué)的數(shù)字病理切片庫。購買山東易創(chuàng)數(shù)字科技有限公司的病理學(xué)教學(xué)切片庫，彌補(bǔ)我校部分病變類型缺少的不足。

1.2.2 大體數(shù)字標(biāo)本的制作 收集海南醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院病理科臨床新鮮病例及海南醫(yī)學(xué)院病理教研室檔存標(biāo)本共計74例，應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)高清拍照，制作成數(shù)字標(biāo)本庫。購買山東易創(chuàng)數(shù)字科技有限公司3D數(shù)字大體標(biāo)本庫以彌補(bǔ)我校部分典型大體標(biāo)本不足的缺陷。

1.2.3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗平臺的構(gòu)建 將掃描的數(shù)字切片、大體標(biāo)本及相關(guān)臨床病例資料制作成網(wǎng)頁，上傳海南醫(yī)學(xué)院校園網(wǎng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗平臺。平臺包含數(shù)字切片庫、大體標(biāo)本庫、試題庫、臨床病例分析等內(nèi)容，提供學(xué)生預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)使用。

1.3 觀察指標(biāo)與教學(xué)評價

1.3.1 教學(xué)滿意度調(diào)查 2013級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科病理學(xué)實(shí)驗教學(xué)結(jié)束的最后一次復(fù)習(xí)課上發(fā)放調(diào)查問卷，對教學(xué)方式、病理學(xué)的感興趣度、預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)的幫助等方面進(jìn)行調(diào)查。每一項均有3個選項：有效、一般、無效；有效表示學(xué)生對問卷項目的認(rèn)可，無效表示學(xué)生對問卷項目持反對立場，一般表示學(xué)生無傾向性意見，在統(tǒng)計認(rèn)可度時，列入反對立場。

1.3.2 實(shí)驗考核 在實(shí)驗課結(jié)束后兩周內(nèi)進(jìn)行相同模式的標(biāo)本考核，包括大體標(biāo)本觀察、切片標(biāo)本觀察及標(biāo)本相對應(yīng)的理論要點(diǎn)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用兩樣本均數(shù)比較的t檢驗，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 教學(xué)滿意度調(diào)查 數(shù)字病理教學(xué)使用一年后，針對實(shí)驗組進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果顯示，66.4% (186/280)～83.2%(233/280)的實(shí)驗組學(xué)生認(rèn)為數(shù)字切片教學(xué)要優(yōu)于傳統(tǒng)玻璃切片教學(xué)，便于觀察、提問、交流；網(wǎng)絡(luò)數(shù)字病理平臺的構(gòu)建進(jìn)一步方便了學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，豐富了他們學(xué)習(xí)的方式及內(nèi)容，有利于學(xué)習(xí)效率及成績的提高，見表1。

表1 數(shù)字病理教學(xué)效果調(diào)查表(例)

2.2 標(biāo)本考核成績 學(xué)期末，對這兩組學(xué)生的標(biāo)本考核成績進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，實(shí)驗組學(xué)生的標(biāo)本考核成績?yōu)?12.554±1.463)分，明顯優(yōu)于對照組的(13.080±1.792)分，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.632，P=0.000)。

3 討 論

傳統(tǒng)病理實(shí)驗教學(xué)主要以典型病變組織玻璃切片為觀察對象，但實(shí)際應(yīng)用中存在著許多問題[2，4]：(1)學(xué)習(xí)的時間和空間有很大局限性，學(xué)生必須在實(shí)驗室內(nèi)借助顯微鏡才能觀察到切片，無法培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；(2)玻璃切片長時間使用后會部分褪色，影響觀察，并且學(xué)生使用不當(dāng)容易打破，因此需要不斷更新；(3)制備大量玻璃教學(xué)切片，需要耗費(fèi)較多人力、物力、時間，而且每張切片間染色及病變均可能存在差異，質(zhì)量難以保證；(4)大量收集適合教學(xué)需要的典型病理組織切片困難；(5)觀察玻片所用的顯微鏡價格昂貴，且需更新及維護(hù)；(6)學(xué)生在顯微鏡下觀察切片時往往很難準(zhǔn)確、快速找到病變部位，老師現(xiàn)場答疑難以定位，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低下，教學(xué)效果欠佳。

數(shù)字切片(digital slides)又稱虛擬切片(virtual slides)或全視野數(shù)字切片(whole slide image，WSI)，是利用全自動顯微鏡掃描平臺把傳統(tǒng)玻璃切片進(jìn)行高精度的全面掃描，并無縫拼接，生成整張全視野的數(shù)字切片[5]。數(shù)字切片分辨率高，圖像清晰，接近光學(xué)解析度，含有整張玻璃切片的全部信息。在電腦上，用相應(yīng)的圖像瀏覽軟件既可打開，并利用簡單的鼠標(biāo)操作，就可以選擇切片任意位置,進(jìn)行快速視野移動、任意倍率的放大或縮小，或相應(yīng)于光學(xué)顯微鏡的4倍、10倍、20倍、40倍放大，全面模擬了普通光學(xué)顯微鏡觀察，有利于學(xué)生掌握局部和整體的關(guān)系，并且能對感興趣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注。此外，數(shù)字切片無需大量重復(fù)制作教學(xué)玻璃切片,避免教學(xué)組織切片的不斷損耗，減少玻璃切片的管理、儲存和分發(fā)；保存方便，并可將部分少見、罕見病變組織掃描進(jìn)而永久使用，豐富教學(xué)資源庫[6-7]；圖像瀏覽軟件既可以安裝在個人或教學(xué)電腦，也可置于教學(xué)網(wǎng)站上。因此，學(xué)生對切片的觀察可以隨時隨地進(jìn)行，只要有電腦或網(wǎng)絡(luò)即可自主化、個性化學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效率顯著提高。利用數(shù)字切片學(xué)生能迅速找到病變部位、快速的放大與縮小，提高了觀察效率，并可以實(shí)現(xiàn)縱向、橫向比較。

數(shù)字切片庫結(jié)合數(shù)碼互動實(shí)驗室,可進(jìn)一步提高教師和學(xué)生間的交流效率[7-8]。老師可以控制全班計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集體示教及答疑，學(xué)生則可直接通過自己的電腦近距離觀看老師對組織切片的操作觀察過程。而在傳統(tǒng)玻片教學(xué)中，多使用投影大屏幕播放,因距離屏幕較遠(yuǎn)，對細(xì)微結(jié)構(gòu)學(xué)生往往不易觀察清楚。老師可以讓學(xué)生對重要的組織結(jié)構(gòu)及病變特點(diǎn)進(jìn)行截圖、標(biāo)注，學(xué)生也可以將疑惑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注、提出自己的看法和問題，并迅速提交給教師電腦端，老師則可以在計算機(jī)上迅速解答問題；教師可以針對任何一個學(xué)生終端所觀察的目標(biāo)圖像進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對面的講解、示教。老師可隨時監(jiān)控到學(xué)生的觀察進(jìn)度，并將表現(xiàn)好的學(xué)生以“學(xué)生演示”的方式，進(jìn)行全班播放演示。教師也可應(yīng)用數(shù)字切片庫建立相應(yīng)圖像測試系統(tǒng)，便于學(xué)生自檢練習(xí)。

海南醫(yī)學(xué)院在2012年引進(jìn)數(shù)字化切片教學(xué)系統(tǒng)，以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，建成了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)碼互動實(shí)驗室。在此基礎(chǔ)上，病理教研室進(jìn)一步組建了包含數(shù)字切片庫、數(shù)字標(biāo)本庫、試題庫、病例討論等內(nèi)容為一體的數(shù)字病理教學(xué)平臺，為形態(tài)學(xué)實(shí)驗教學(xué)的數(shù)字化教學(xué)改革奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。建立的數(shù)字切片網(wǎng)絡(luò)瀏覽平臺為每張切片進(jìn)行了詳細(xì)的描述及注釋，有利于學(xué)生自學(xué)或復(fù)習(xí)，做到有效地課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)。數(shù)字病理教學(xué)平臺初步構(gòu)建完成后，針對實(shí)驗組進(jìn)行了試探性教學(xué)。調(diào)查問卷結(jié)果顯示實(shí)驗組學(xué)生充分肯定了數(shù)字病理教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，認(rèn)為數(shù)字病理教學(xué)有益于提高他們對病理學(xué)知識的學(xué)習(xí)掌握，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字病理平臺的開放對他們預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)病理知識有很大的作用。與對照組比較，實(shí)驗組病理實(shí)驗標(biāo)本、切片考核成績得到了顯著的提高(P=0.000)，表明數(shù)字切片病理教學(xué)有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

總之，數(shù)字病理教學(xué)平臺的構(gòu)建極大豐富了病理實(shí)驗教學(xué)資源，改善了教學(xué)方式，提高了實(shí)驗課教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生課堂、課外學(xué)習(xí)方式多元化，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提升。

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Application of pathological digital teaching platform in the experimental teaching of pathology.

XIE Na,HUANG You-sheng,ZHANG Yi-xin,WANG Min-jian,WU Wen-ting,WENG Yang.Department of Pathology,Hainan Medical University,Haikou 571199,Hainan,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of pathological digital teaching platform on experimental teaching of pathology.MethodsThe pathological digital teaching platform was established,including the general digital specimen,virtual slides of typical cases and the network learning platform.Then the 2012,2013 grade clinical medical undergraduate students were selected as the research objects,which received pathology course based on traditional teaching mode(control group),pathological digital teaching platform and online independent learning(test group),respective-ly.The rates of satisfaction to experimental pathology teaching,the scores of pathology experimental examination were compared between two groups.ResultsCompared with the control group,66.4%～83.2%students in the test group believed that the digital slides teaching had enriched the learning methods and learning content,improved the learning interest and learning efficiency,and was beneficial to improve their test scores of pathology.The results of specimen examination showed that the scores of the students in the test group were significantly better than that in the control group at the end of term,(13.080±1.792)vs(12.554±1.463),P=0.000.ConclusionThe teaching mode of pathological digital teaching platform benefits students by enhancing their interest of pathology,enriching the teaching content,and improving the efficiency of student learning and achievement.

Experimental teaching;Pathology;Digital slides;Pathological digital teaching platform

R36

C

1003—6350（2016）20—3417—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.20.052

2016-05-08)

海南醫(yī)學(xué)院校級教研課題項目(編號：HYZX201106)

翁陽。E-mail：wengyang01@126.com