以醫學影像實驗中心為載體培養創新型人才的思考

文/鄭紹輝

2015年，國家明確提出“雙一流”建設總體方案，2017年“雙一流”建設正式實施，“雙一流”的核心是一流的本科教育，一流本科教育的關鍵是創新型人才的培養，而實驗室是創新型人才培養的搖籃[1-2]。徐州醫科大學醫學影像學實驗中心成立于2010年，承載著影像醫學與核醫學、生物醫學工程、影像技術等三個專業的研究生培養任務，承擔著生物醫學工程專業部分本科畢業設計、大學生創新訓練課題等本科生科研任務。如何在現有條件下，提高實驗室的開放效能，加強創新型人才培養，助陣“雙一流”的建設，是我們實驗室面臨的機遇與挑戰。

一、解除桎梏，推動實驗中心發展

（一）更新實驗室制度

緊跟“雙一流”的建設目標，筆者所在學校的辦學規模越來越大，進入實驗室的人越來越多，對實驗室的使用需求與日俱增。盡管經過近三年的快速發展，實驗室的硬件條件已經能滿足學生的基本實驗需求，但是實驗室的管理制度相對滯后，制約實驗室的發展。研究表明，管理制度與運行體系直接影響實驗室的開放效能。從大的方面看，良好的管理體系，能夠協調各個實驗室的良性運轉，較好溝通。從小的方面看，實驗室的學生來自學院內的不同專業，不同的層次，實驗操作技能差別較大。實驗室的和諧有序開放，離不開有效的管理體制。實驗室安全責任、儀器使用、對外開放、損物賠償等制度應該要人性化、愛心化，應該要形成人人是實驗室的主人的意識和氛圍。

（二）增加實驗人員培訓機會

實驗技術人員作為教輔人員，在學校的數量較少，在我們實驗室也只有一名實驗技術老師。從目前來看，實驗技術領域缺少的培訓機會，導致實驗技術老師的實驗技能提高受限，影響實驗的指導質量。開放實驗室的成效很大程度上取決于實驗技術隊伍的水平。提高實驗技術人才素質，引進高端人才，提高實驗室的技術人才整體水平，對實驗室的發展起到促進作用。因此，實行實驗人員教師化管理，增加實驗人員對外學習交流的機會，派送到國家級實驗室進行學習，提高實驗人員的技能，拓寬視野，有利于實驗室整體實驗技術水平的提升。

（三）調動學生的主觀能動性

學生是實驗的主體，沒有學生參與實驗，就談不上實驗創新。學生對實驗室的態度決定實驗創新成敗。目前，學生主要存在以下幾方面的問題：第一，學生注重理論學習，尤其是本科生，唯成績至上，忽視實驗的重要性。尤其是創新性實驗需要學生的主觀參與，主觀能動性決定了實驗的成敗；第二，學生沒能參與實驗室的開放管理，限制了學生參與實驗室管理的積極性。為了調動學生的積極性，積極鼓勵學生申報各類大學生、研究生的課題。每周進行科研匯報，學習交流，學生與學生之間，學生與老師之間自由討論，碰撞火花。不同專業的學生在一起，存在不同的知識背景，能夠互相解決對方的科研難題。

二、 鼓勵研究生參與實驗室開放管理

在日本，實驗室技術老師不足時，會聘任一些具有較高實踐操作能力的聘任制員工。日本的高校會充分發揮學生的主觀能動性，安排部分研究生參與實驗室的管理工作。在歐美一些國家，大量的實驗室工作由研究生承擔，在我國一些非常有名的實驗室里面，甚至沒有一名技術人員管理，運行工作都由研究生承擔。在我們實驗室也進行了研究生參與管理的探索，主要做法是：第一，研究生參與實驗室衛生的管理，規劃公共衛生責任區；第二，研究生發揮“傳，幫，帶”的作用。高年級的學生對儀器的使用較為熟悉，為充分調動研究生參與實驗室管理的積極性，采用“儀器使用負責制”，高年級對整臺儀器的運轉負責。形成高年級掌握儀器的規范化操作，教授低年級的學生儀器用法，研究生指導本科生的實驗室運行機制，這種運行機制對實驗室的良性運轉起到積極的作用。這種運行管理模式有利于創新人才和管理人才的培養。

三、前沿的研究方向，助力創新型人才培養

醫學影像實驗中心是硬件平臺，研究方向是軟件載體，學生的創新培養工作離不開高水準的平臺，更離不開前沿的項目載體。

（一）分子影像介導下的腫瘤精準診療

“診斷要早、治療要精、監測要準”是腫瘤診斷和治療的目標和研究方向。分子影像技術利用與疾病特異性靶點相結合的分子探針作為成像的示蹤劑，將傳統的非特異性物理成像轉變為特異性分子成像，同時獲得被檢組織的形態學及功能信息，為當今醫學影像研究的方向和熱點之一。圍繞分子成像納米探針靈敏性、靶向性、功能性和生物安全性的改善等方面開展系列研究。采用納米材料構建新型腫瘤靶向分子探針，利用光學成像、磁共振成像及多模態成像等技術進行腫瘤相關分子和細胞的體內、外檢測與成像。在開發與制備新型納米材料的基礎上，創新設計和應用多功能腫瘤分子成像納米探針，為進一步在分子水平上對腫瘤進行早期診斷并實現精準治療建立了實驗基礎。

學生都去了科研院校，或者生命科學相關的公司搞研發，有的學生已經做到了技術骨干。

（二）數字人體建模仿真與數字骨科

這一研究的主要方向是重點開展異常步態分析及運動模擬仿真、數字人體建模仿真、數字骨科、基于3D打印的個性化康復輔具開發等方面的研究。為骨科的術前手術規劃，術后康復療效和輔具效果評估提供量化指標和參考依據。

兒童異常步態及足底壓力數據庫的建立：國內主流的三維運動分析系統和足底壓力平板，都是從歐美國家引進的，數據庫里的正常參考值范圍也是歐美國家兒童的步態數據。因為人種、生活習慣、環境以及文化背景的不同，都會與中國孩子步態和足底壓力數據的總體樣本有偏差。用這樣的數據來評價中國孩子的步態功能并不合適。因此，收集并建立中國兒童的步態分析及足底壓力數據庫尤為重要。通過步態分析和足底壓力數據對患者的手術方案提供證據支持，對術后的效果及佩戴輔具的效果進行評價，修正和指導下一步的康復方案制定。

人體步態模擬仿真及肌肉力的評估：肌肉骨骼病變是公共衛生保健系統日益增加的負擔，導致臨床環境中肌肉骨骼分析的需求不斷增加。但現有的肌骨模型模擬存在步驟繁瑣，模擬差異化大，預測重復性差等問題，阻礙了在臨床上的推廣使用。通過探索相對標準化的步態模擬仿真流程，有助于解決此項問題。包括標準化的marker點布局及權重設置，優化算法的選擇與比較、肌肉力的預測與驗證等環節。

參與此方向研究的學生更多的是去公司搞研發生產，如3D打印公司，假肢器械公司等。

（三）醫學影像圖像處理與建模

醫學影像圖像處理與建模是實現影像輔助精準診療的基礎。在醫學圖像的三維重建方面，在數據采集、預處理、三維重建方法優化等方面進行研究，分割提取和重建患者有價值組織器官的三維解剖模型，用于符合DICOM標準的醫療圖像3D建模、可視化和3D打印應用。

不同角度組織器官微觀結構數據采集方法研究：搭建精確調整成像角度的測試平臺。對不同角度組織分幀圖像進行特征點提取，通過辨識不同角度圖像的臨界關系獲得連續的數據集。

參與此方向研究的學生的就業傾向更多是醫療器械公司，做研發，售后等工作。醫學影像實驗中心的培養方向，以學生的就業為導向，助理創新型人才培養，為學生提供更好的就業前景。

四、結語

以人為本，創新育人，實驗中心是平臺，制度是保障。在人性化的實驗管理體系中，以學生為中心，以課題為導向，可以創造性培養人才。在以后的實驗平臺建設中，應多多借鑒國家級平臺的建設經驗，把醫學影像實驗中心平臺建設提高到一個新的臺階，讓創新型人才的培養質量達到一個新的高度。