遠程醫療教育在醫學影像技師培養中的應用
——以醫學影像實驗遠程課程開展為例

四川大學華西醫院 放射科，四川 成都 610041

引言

隨著醫學影像技術的發展，影像圖像數據量大幅增加，各級綜合醫院依托龐大的數據量建立各自的影像數據和病例信息庫，信息庫的建立一方面為大數據的分析和醫療研究提供了基礎，同時作為技師教育培養的重要素材，信息庫提供了必不可少的支撐，隨著信息技術以及5G技術的發展，遠程醫療的也隨之發展，而其中之一的遠程教育也受到越來越大的重視，醫院提供龐大的數據庫，借助互聯網和5G技術，使得影像數據的實時傳輸和顯示得以完成，遠程的觀摩乃至操作成為可能[1-2]。一方面豐富的醫療數據為一線的醫生和技師提供了大量的學習素材和案例分析，為新的人員培養提供了極大的便利性，而遠程醫療提升了這種便捷性，同時也為下級醫院的醫生和技師的培養帶去豐富的素材和病例，解決了因為地域問題而導致的學習和交流困難。

對于醫學影像技師的培養，實踐操作與理論學習具有同樣重要的價值，實驗課是為了解決技師實踐能力以及輔助技師對理論知識的學習和理解的重要課程，隨著醫學影像技術教學的發展，實驗課程的開展方式也越來越豐富。目前，醫學影像技術實驗課程的開設分為三類：① 實體設備實驗課，即使用臨床設備或者小型的教學試驗儀開展實驗教學；② 線下虛擬仿真軟件實驗課程，基于實體設備開發的虛擬仿真軟件開展教學；③ 線上虛擬仿真軟件實驗課，線上虛擬仿真軟件是基于虛擬仿真軟件的基礎進行進一步拓展，在虛擬仿真軟件線下版的基礎上研究開發線上軟件，并結合網絡遠程教學而開展線上實驗教學。今年，由于新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，開設線上遠程教學的課程增多，在不同學科上開展線上遠程教學的適用性及便捷性已有證實[3-4]，但由于實驗課程需要操作的特殊性，遠程教學與理論課程有較大差異，本研究基于遠程醫療中遠程教學實驗課程開設情況進行總結，分析遠程教學實驗課的優勢與缺點，同時對遠程教學以及技師的培養的進行思考。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2015級（54人：男9人，女45人）、2016級（48人：男17人，女31人）和2017級（46人：男22人，女24人）醫學影像技術專業的三個年級的學生，三個年級的學生在校學習專業必修課程內容相同。實驗課開設方式，2015級為線下實體設備；2016級為線下虛擬仿真軟件；2017級為遠程虛擬仿真軟件教學。

1.2 方法與模式

遠程實驗教學模式分為三部分，課前、課中、課后。課前發放學習資料及課程中需要準備的問題，讓學生自行準備，同時將遠程教學中使用到的實驗網站提前注冊準備好，學生可根據資料提前了解課程內容及操作軟件。課中第一部分為針對課前預習情況進行回答，了解學生對課堂內容理解情況；第二部分為介紹實驗軟件，以及實驗中需要涉及的操作及注意事項；第三部分為學生自主操作完成實驗；第四部分對課程進行歸納總結。課后評估以實驗報告和問卷答題為主。課前預習及課后評估由學生自主完成，課堂上對于學生參與學習情況的了解通過回答課前預習問題的參與情況進行分析，另可通過學生對于實驗操作完成情況進行評估，完成實驗后在交流平臺上發布自己的實驗結果數據和圖片來顯示參與情況。課后實驗軟件依舊可以操作，以彌補實驗課程中一部分同學沒有完成實驗或者由于網絡及設備問題沒有及時操作的問題，同時交流平臺也方便學生在操作遇到問題時及時和老師聯系咨詢[5]（圖1）。

圖1 遠程實驗課程模式示意圖

實驗課程內容包括醫學影像磁共振原理分析，如勻場、尋找中心頻率等；磁共振回波序列成像，如自旋回波序列成像、平面回波序列成像等；以及X線成像原理及相關參數對成像的影響（圖2）。

圖2 遠程教育實驗課程網絡虛擬仿真軟件操作平臺

1.3 教學效果評價

教學效果評價采用期末成績和調查問卷分析比較。

1.4 統計分析

成績比較采用SPSS25.0，選擇單因素方差分析，事后兩兩比較采用LSD法。

2 結果

2.1 期末成績

成績比較顯示，線下虛擬仿真與線下實體設備實驗教學期末成績評估，無統計學差異（P=0.096）；線下實體設備與線上遠程虛擬仿真軟件教學期末成績評估，差異有統計學意義（P=0.001）；線下虛擬仿真與線上遠程虛擬仿真教學期末評估，差異無統計學意義（P=0.077＞0.05），見表1。

表1 不同授課模式學生實驗課成績比較

2.2 實驗課程調查問卷

調查問卷顯示，與線下實體設備教學和線下虛擬仿真教學相比較，對于遠程教學，學生認為課程對學習的幫助程度有所提高；對課程的滿意程度有所提高；學生在課前準備的程度有所增加；同時對于課程難度的評價顯示，學生認為難度增加；大部分學生（83.33%）認為線上實驗教學的線上軟件能夠滿足操作要求；調查也顯示網絡對于線上實驗操作有一定的影響（54.76%）（表2）。

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3 討論

3.1 遠程醫療及遠程教育

遠程醫療與傳統醫療模式相比有許多差異，隨著技術和醫療的發展，遠程醫療的服務比例逐漸增加，其中之一的遠程教育比例也在增加[2]，在技師的培養過程中，理論與實踐并重，臨床和實踐并行是未來必不可少的環節，而醫院環境的復雜性以及教育資源的分散決定遠程教育成為一種更加便利的資源方式越來越多地被應用到技師的培養之中，而依托于5G技術的發展，遠程設備操作和遠程的病例分析也逐漸成為可能。

3.2 實驗課程開設方式優缺點

線下實體設備實驗課程優點是可以直接使用臨床設備操作，有助于學生直觀接觸一線，了解臨床真實情況；缺點是由于影像設備大型化，價格昂貴，數量有限，臨床醫院上機實踐課時數量少，同時X線和CT設備輻射因素，實驗教學形式多以單臺設備下的演示性操作和醫院參觀為主，真正動手操作實踐受限，因此影像教學質量難以得到有效的保障[6]。

虛擬仿真實驗教學模式，目前軟件分為兩大類，一類是場景與結構仿真，以模擬臨床設備操作流程和設備結構顯示為主；通過事先存儲于服務器中的案例庫，在實際操作中匹配調用，此種模式在操作擺位和流程教學方面較為形象和逼真，缺點是受限于數據庫內案例數量，同時無法展示成像過程，對于多參數調節成像也存在局限性。另一類虛擬仿真為數值仿真技術，根據成像理論和人體基礎數據進行數值建模，采用虛擬掃描技術掃描樣本數據，真實仿真成像過程，再現真機圖像采集過程，可以多參數調節，形成任意角度和斷面圖像，能夠較好的演示理論知識，缺點在于對教師和學生的理論知識掌握程度要求較高，一些計算量較大的操作對計算機有一定要求[7-8]。

遠程實驗課程，基于虛擬仿真軟件的兩種模式，遠程實驗軟件也可分為兩大類，場景與結構仿真和數值仿真，優點與線下版軟件類似，同時由于場景和結構仿真的部分虛擬仿真軟件數據量不大，開發即為網絡版，可以直接進行遠程實驗教學，但是對于一部分數據量較大的軟件則使用受到限制。數值虛擬仿真軟件因為涉及大量的建模與計算，因而單獨開發的線上軟件功能受到一定限制，能夠完成初級的簡單原理性運算，計算量較大的部分無法完成。

3.3 遠程教學模式的便捷性

課前學生的準備工作，對于課堂內容的了解，使得學生能夠更好的參與課堂討論，在課堂上，線上虛擬軟件的使用不受限于時間和地域，真正滿足每一位學生的使用要求，學習進度不同的學生也不再受限于固定的課程時間，結合網絡交流答疑的便利性，真正最大化調動學生主動學習的程度。多種模式結合的線上教學方式能夠讓學生從不同方面接收并處理信息，結合線上操作的參與，調動起學生接受信息的渠道，促進學習效果的提升[9-11]。

3.4 在實際中遇到的遠程教學的問題及解決辦法

（1）實驗最大程度受限于網絡版軟件的功能，一部分必須的實驗沒有網絡版軟件的支持，容易轉變為線上實驗圖片或者過程演示，學生無法操作，失去實驗課真正意義。

（2）老師對于學生學習情況無法真正做到了解每一位學生的參與情況，參與課程討論和實驗結果分享的同學可能存在一定比例重合，而一部分未參與的學生學習情況無法了解。

（3）網絡問題可能對課程產生影響，同時多人使用網絡版軟件，對軟件服務器有一定要求。

（4）解決此類問題的方法，針對實驗課程內容，聯合公司定向開發部分線上虛擬軟件，對于一部分計算量較大而無法進行線上實驗軟件的課程，由線下軟件或者實體設備補充操作；課堂上盡量鼓勵同學參與討論，積極分享結果，同時輔以課后實驗報告和答題考核作為評估參考。線上軟件不限制使用時間，學生課下同樣可以使用線上軟件完成實驗操作及實驗報告。

3.5 成績及問卷調查分析

成績統計分析顯示，遠程虛擬仿真教學期末成績高于線下實體設備操作的實驗課成績，差異有統計學意義，在于遠程虛擬仿真軟件操作不限制學生操作時間和地域，學生可以在課后練習操作，同時每一位學生都能夠通過線上軟件進行操作，學生自主操作的便捷性促進了學習效果的提升。線上虛擬仿真實驗操作與線下虛擬仿真實驗課程實驗課成績差異無統計學意義，說明線上虛擬仿真實驗課有可行性，但線上軟件對于課程的支持程度會影響到課程的教學效果，因此目前結合線上線下教學，是較為可行和完善的做法；條件滿足的情況下以線下虛擬仿真教學軟件作為教學手段，課前及課后輔以開放形式更強的網絡線上軟件進行操作，同時加強線上軟件的建設，服務于實驗教學。認為課程難度較大的學生比例增加，也提示在教學過程中注重學生實際操作固然重要，但教師的面對面指導對學生而言同樣重要，通過有效的溝通提升學生對于問題的理解和操作的掌握，借助于網絡平臺要達到理想效果還需要多方面思考和努力[12]。

4 結論

信息技術的飛速發展，帶動了醫療領域的發展，遠程醫療的強時效性、弱空間性、高服務性和低消耗性決定了它的適用性以及快速發展的必然性[2]，5G技術的發展也為影像數據實時傳輸帶來了福音，而此便捷性不僅惠及臨床，也為遠程教育提供了巨大的助力。對于技師的培養需要理論與實踐并重，而實驗是實踐的一個環節，對于實驗教學的方式探討，在條件滿足的情況下以線下虛擬仿真實驗教學為主，輔以線上虛擬仿真軟件作為課前預習及課后練習的必備環節，多種教學方式結合，以達到最終實驗教學輔助理論知識的理解，實驗教學輔助操作練習的要求；雖然遠程教學反饋顯示學生對教師滿意度以及對實驗操作的認可度都比較高，但也不能忽略短期內線上遠程教學與線下現場教學之間依舊存在差距[13-14]。線上虛擬仿真軟件以其開放的網絡環境為學習者提供自主學習的資源，學習者可以有效、合理、自主的規劃學習活動；與線下教學最大的不同在于線上教學對學生自主學習的要求更高，學生的自律性很大程度上影響學習的效果[15-16]，而教師的引導不僅僅限于課堂時間，課前課后的多元化交流，也成為課程的一部分。醫學影像技術實驗教學受到越來越大程度的重視，而課程的開展方式也多種多樣，并非單一的線下授課或者單一的線上實驗就能完整的完成整個教學過程，而需要結合各種教學方式的優點，進一步完善實驗教學。

受科技發展影響巨大的醫學影像技術專業需要技師盡快融入和學習更多新的知識，一方面，科技帶來大量不同種類的成像設備和成像方式，為虛擬仿真軟件乃至線上仿真軟件帶來了巨大的數據樣本，為軟件的發展提供了基礎，各類虛擬軟件和線上軟件功能也越來越完善，沉浸式體驗和趣味性與教學相結合也極大的提高了學生學習的積極性，同時5G的發展也為醫學影像的大樣本數據庫的遠程顯示和遠程操作提供了技術支持[17]；另一方面，網絡以及大數據時代也帶來了更豐富的學習方式，傳統的醫學影像教學模式逐漸受到新生教育模式的沖擊，如何借助技術以及網絡的發展實現教學的目的成為新的思考方向[18]，遠程教育的發展以其豐富的資源支持和便捷地開展方式受到青睞，但如何去評估參與學習的技師的學習成效，以及如何提高學習效能和興趣都將是值得繼續探索的方向。