腫瘤放射治療仿真實驗室建設與實踐

摘要：腫瘤放射治療學是腫瘤治療學的重要部分，隨著放射治療設備、放射治療技術的不斷發展，放射治療學從理論到實踐都發生了巨大的變化。放射治療虛擬仿真實驗教學更生動直觀的向學生傳遞放射治療知識，提高教學效果，給學生搭建從理論到實踐的橋梁，提高學生自主學習及綜合分析解決問題的能力。

關鍵詞：腫瘤放射治療學；醫學仿真實驗室；教學效果

Abstract：The tumor radiation therapy is an important part of cancer therapeutics， as the continuous development of radiation therapy equipment， radiation therapy technology， the society for therapeutic radiology from theory to practice， great changes have taken place.Radiotherapy virtual simulation experiment teaching is more vivid and intuitive passing radiotherapy knowledge to the students， improve the teaching effect， for students to build a bridge from theory to practice， to improve students' autonomous learning and comprehensive analysis and problem solving skills.

Key words：Tumor radiation therapy； Medical simulation laboratory； Teaching effect

腫瘤放射治療是一門理論與實踐聯系非常緊密的學科，以腫瘤基礎醫學、放射生物學、放射物理學、解剖學、醫學影像學為基礎，既要重視理論知識的掌握，又要勤于實踐[1]。我校作為高等醫學院校，集臨床、教學、科研于一體，為醫學生的基礎及臨床學習提供了優越條件，但是實際的臨床工作非常繁重，學生人數眾多，制約了學生臨床工作的實踐。建立開放式、共享性醫學實驗教學平臺，是實現醫學教學資源集約化的主要途徑[2]。醫學仿真實驗室的建設是腫瘤放射治療實驗教學的一種新的教學體系，可極大地推動實驗教學改革與實驗教學信息化建設，有效提高實驗教學效果。據此，本文結合我校腫瘤放射治療的虛擬仿真實驗室建設及實踐做一探討。

1醫學實驗教學的現狀

目前醫學實驗教學模式大多仍然遵從傳統的醫學實驗教學模式，現有的教學模式都是教師先講解實驗原理和步驟，學生再一步一步照做，學生被動接受很少能夠主動思考，無法培養學生學習的主觀能動性與創造性，也不會激起學生的濃厚興趣，更不會深刻理解掌握教學內容[3]。對于基礎實驗教學，因實驗資源緊張、實驗精密儀器昂貴等生均實驗設備擁有量低，采用示范教學的方法，不利于學生培養。對于臨床的實驗教學，基于臨床的特殊性，學生更多的是在聽和看老師的臨床操作，只有很少的一部分學生可以參與到臨床實踐中來，且幾乎沒有獨立思考及主動完成的機會，因為臨床的操作是不允許絲毫的差錯，這就造成了理論與實際的的脫節。

2醫學仿真實驗室的現狀

虛擬仿真實驗室（The virtual/simu lationlaboratory，VL），主要指在各種計算機系統中通過采用多種虛擬仿真技術實現不同的虛擬實驗環境，使得實驗者能夠在接近真實的實驗環境中，完成預定的實驗項目[4]。目前國內外倡導開放性教學的理念，2008年Dave Cormier教授首先提出了大型開放式網絡課程（Massive open online course，MOOC）的概念[5，6]，因其覆蓋學生面廣，推動自主學習，學習資源非常豐富的特點被大為推廣。醫學虛擬仿真實驗室的建設，以學生為主導，先進行虛擬實驗操作后再進入實際操作，不但能提高實驗效果，還可節約資源，具有安全、開放、共享的特點，目前各醫學院校的仿真實驗室主要有機能學虛擬仿真實驗室、形態學虛擬仿真實驗室、人體解剖學虛擬仿真實驗室、分子生物與免疫學虛擬仿真實驗室、臨床診斷學虛擬仿真實驗室等[7]，但放射治療仿真實驗室欠缺。

3腫瘤放射治療仿真實驗室的建設

3.1軟件硬件設施 紅蜘蛛多媒體網絡教學軟件，教學電子白板，仿真實驗室三維放射治療計劃系統（TreatmentPlanningsystem，TPS），教師用機一臺（帶云儲存功能），仿真實驗室三維放射治療計劃系統學生用機若干臺。

3.2建設的目標 利用交互式全仿真的放療實驗教學平臺，選用醫生工作站軟件模塊進行腫瘤靶區勾畫和相應的正常組織勾畫，選用計劃設計制作模塊進行放療計劃制作、優化、評估。利用教師機、紅蜘蛛教學軟件播放模式演示腫瘤放射治療計劃制作、優化、評估過程及相關技術細節通過本放射治療仿真實驗平臺，學生獲得上機訓練機會，學生自己動手，親自勾畫各個部位靶區以及正常組織器官，進一步熟悉各個部位的解剖結構，進一步了解GTV（Gross Tumor Volume）、CTV（Clinical Target Volume）、PTV（Planning Target Volume）等放療中有關的概念和知識[8]。熟悉計劃的制作、評估、優化等過程，提高了學生的動手能力。放射治療仿真實驗教學平臺為同學們今后閱讀影像圖片、開展放療工作等有很大的引導作用。通過此平臺應用，積累教學、培訓經驗，形成完整的教學內容、教學方法體系。

4腫瘤放射治療仿真實驗室的實踐

4.1實驗原理、實驗內容及方法的講解 首先通過講授及演示的方式對實驗的原理、實驗內容及流程進行講解。

4.2放射治療靶區的勾畫 學生自行從學生用機導入預先存入的CT定位掃描圖像，依次對腫瘤靶區（GTV、CTV、PTV）及正常組織器官進行命名并勾畫。

4.3放射治療計劃的制作 根據當次實驗的內容如三維適形放療（Three Dimensional Conformal Radiation Therapy，3DCRT）或調強放射治療（Intensity-modulated radiation therapyIMRT）的不同[9，10]，制作不同的放療計劃，如進行等中心點選擇，射野方向選擇，射野權重以及擋鉛調整等。

4.4評估 學生利用仿真三維計劃系統提供的等劑量曲線，DVH工具，可以方便直觀地發現所作計劃的優劣，不斷地調整優化計劃。帶教老師提供此例病人計劃的達標的物理評價標準，既是學生計劃設計的目標，也是老師最后對學生計劃制作完成驗收的評分標準。

醫學虛擬仿真實驗室的建設，順應了傳統的醫學教學改革的需要，充分實現了\"教師指導，學生主動學習\"的新模式，提高了學生學習的積極性和提高了學生的臨床實踐能力。特別是放射治療仿真實驗教學平臺為學生閱讀影像圖片、開展放療工作等有很大的引導作用。通過此平臺應用，積累教學、培訓經驗，形成完整的教學內容、教學方法體系。對提高實驗教學質量具有重要意義。

參考文獻：

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