數(shù)字化病理在腫瘤實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

李方正，曹 旭，王建琳

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，山東 青島 266109）

獸醫(yī)病理學(xué)是研究動(dòng)物疾病的原因、發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸規(guī)律以及患病動(dòng)物的物質(zhì)代謝、機(jī)能活動(dòng)和形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的一門(mén)重要基礎(chǔ)學(xué)科，是連接基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)和臨床獸醫(yī)學(xué)的重要橋梁學(xué)科[1]。腫瘤是獸醫(yī)病理學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，且病理組織學(xué)觀(guān)察是臨床腫瘤診斷的金標(biāo)準(zhǔn)[2]。隨著臨床動(dòng)物腫瘤發(fā)生率的不斷增長(zhǎng)，尤其是寵物腫瘤發(fā)生率的增長(zhǎng)，對(duì)腫瘤診斷的需求不斷增加；且臨床腫瘤形態(tài)和特征千變?nèi)f化，腫瘤正確判斷難度較大，故對(duì)腫瘤診斷的技術(shù)要求越來(lái)越高。因此，如何提高學(xué)生對(duì)腫瘤的病理學(xué)診斷能力是目前獸醫(yī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的重要部分。改善和提高腫瘤實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量對(duì)提升學(xué)生的腫瘤病理分析能力具有重要作用，而如何提高腫瘤實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，一直是有待思考和突破的問(wèn)題。

1 腫瘤的病理組織學(xué)觀(guān)察是獸醫(yī)病理學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容

獸醫(yī)病理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要包括動(dòng)物尸體剖檢、大體病理標(biāo)本觀(guān)察和組織病理學(xué)觀(guān)察，其中組織病理學(xué)觀(guān)察是獸醫(yī)病理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要內(nèi)容，是對(duì)動(dòng)物組織細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)變化觀(guān)察的一項(xiàng)重要技能，可直接觀(guān)察動(dòng)物組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞的損傷[3]。此外，組織病理學(xué)觀(guān)察在臨床動(dòng)物疾病診斷和實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物疾病模型建立中發(fā)揮著不可替代的作用，也在新獸藥和獸醫(yī)生物制品研發(fā)過(guò)程中提供不可或缺的技術(shù)支持[4]。

在臨床腫瘤的診斷和治療中，病理組織學(xué)診斷技術(shù)發(fā)揮著無(wú)可替代的作用[5]，它可以準(zhǔn)確判定良性腫瘤和惡性腫瘤、對(duì)腫瘤進(jìn)行鑒別診斷、診斷惡性腫瘤的分級(jí)以及確定腫瘤的分期，還可對(duì)惡性腫瘤分化走向做出判斷，從而為腫瘤的治療方案、評(píng)價(jià)治療效果和判斷預(yù)后等提供重要的依據(jù)[1]。基于此，腫瘤的組織學(xué)觀(guān)察成為病理學(xué)的重要內(nèi)容。

2 傳統(tǒng)教學(xué)方式在腫瘤實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

腫瘤的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以組織切片觀(guān)察為主，腫瘤組織切片是目前唯一的教學(xué)材料，組織切片示教是主要的教學(xué)方式[6]。腫瘤的性質(zhì)不同，其生長(zhǎng)方式和病變特征不同，細(xì)胞的分化程度和異型性不同。通常，惡性腫瘤以浸潤(rùn)性的方式生長(zhǎng)，會(huì)向周?chē)】到M織浸潤(rùn)，故惡性腫瘤組織的周?chē)鸁o(wú)明顯邊界，而良性腫瘤通常以膨脹性的方式生長(zhǎng)，其周?chē)邪ぐ@是辨別良性和惡性腫瘤的重要依據(jù)之一，故顯微鏡下能否觀(guān)察到包膜或浸潤(rùn)是腫瘤正確診斷的要點(diǎn)之一。腫瘤組織的病理判讀不是局部采集圖片能完成的，需要對(duì)全組織進(jìn)行觀(guān)察來(lái)判讀，腫瘤組織與周?chē)】到M織的關(guān)系尤為重要。傳統(tǒng)的組織學(xué)教學(xué)方式以教師用連接顯微鏡的電腦進(jìn)行投屏示教，顯微鏡下，即使低倍鏡下觀(guān)察，看到的視野范圍有限，不一定能完整看到腫瘤組織的邊界，故給腫瘤的教學(xué)診斷帶來(lái)一定的難度。

腫瘤細(xì)胞的異型性是辨別良性與惡性腫瘤的根本依據(jù)。腫瘤細(xì)胞異型性主要表現(xiàn)在細(xì)胞大小、形態(tài)等方面，這需要清晰的觀(guān)察其形態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)判定，故將腫瘤病理組織圖片清晰地傳遞給學(xué)生，并進(jìn)行正確的解讀是腫瘤教學(xué)的關(guān)鍵。細(xì)胞的清晰程度不僅決定于組織切片的制作質(zhì)量，還決定于顯微鏡的放大倍數(shù)、顯微鏡鏡頭及投影儀的清晰程度等。而傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡最大放大倍數(shù)為400 倍，且鏡頭和投影儀的清晰程度受到使用壽命的影響，故在教學(xué)過(guò)程中常常由于放大倍數(shù)的限制及顯微鏡與投影儀的使用時(shí)間等影響投影質(zhì)量，從而影響學(xué)生對(duì)腫瘤細(xì)胞異型性的觀(guān)察。

3 數(shù)字化病理信息采集的優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)（全組織成像系統(tǒng)）與傳統(tǒng)光學(xué)放大裝置（顯微鏡）有機(jī)結(jié)合應(yīng)用于病理學(xué)領(lǐng)域形成了數(shù)字化病理。目前，數(shù)字化病理在教學(xué)方面的突出作用體現(xiàn)在數(shù)字標(biāo)本的制備和應(yīng)用。隨著數(shù)字化病理的發(fā)展，特別是全組織掃描技術(shù)和數(shù)字病理實(shí)驗(yàn)室的建立，不僅為病理學(xué)的教學(xué)提供了方便，而且提高了教學(xué)效果，尤其對(duì)于缺乏用于教學(xué)的大體標(biāo)本和典型切片的醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)校具有較大的幫助[7]。

3.1 病理組織切片數(shù)字化結(jié)果易保存

全組織掃描顯微鏡具備傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，全組織掃描技術(shù)可以將組織切片數(shù)字化，對(duì)珍貴或不易保存的病理組織切片永久保存，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)組織切片在使用中的易碎缺點(diǎn)，節(jié)省保存空間，具有易于攜帶的優(yōu)點(diǎn)等。

3.2 數(shù)字化病理信息方便線(xiàn)上教學(xué)

全組織掃描顯微鏡掃描后的數(shù)字圖片，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程的線(xiàn)上教學(xué)[8]。數(shù)字圖片可通過(guò)常見(jiàn)的會(huì)議或教學(xué)軟件，如騰訊會(huì)議等呈現(xiàn)給學(xué)生，并可同時(shí)運(yùn)行多學(xué)生終端[9]，不受顯微鏡下的視野限制，同時(shí)可根據(jù)播放需要隨意擴(kuò)大和縮小，不僅可以縮小到全組織觀(guān)察，也可放大到單個(gè)細(xì)胞清晰可見(jiàn)的狀態(tài)，特別適合腫瘤的組織學(xué)觀(guān)察。目前腫瘤的遠(yuǎn)程會(huì)診即以該形式進(jìn)行交流和探討，使得病理醫(yī)生的探討不受空間和顯微鏡的限制。

3.3 組織信息采集準(zhǔn)確清晰

全組織掃描技術(shù)的結(jié)果是超高清晰度的全信息圖像，圖像高質(zhì)量、高分辨率，保證了每次分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。掃描顯微鏡可以對(duì)切片上的整個(gè)組織進(jìn)行完整信息采集，在觀(guān)察過(guò)程中可根據(jù)需要準(zhǔn)確對(duì)病變目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行放大或縮小，能夠有效解決低倍鏡和高倍鏡之間切換時(shí)聚焦光線(xiàn)對(duì)成像的影響，從而使得成像結(jié)果光線(xiàn)亮度統(tǒng)一，清晰度、分辨率均高于普通光學(xué)顯微鏡。此外，掃描顯微鏡具備自動(dòng)聚焦掃描功能，對(duì)玻片上的全組織整體掃描結(jié)果十分準(zhǔn)確與清晰。

4 數(shù)字化病理在腫瘤教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

近年來(lái)，受新冠疫情影響，線(xiàn)上教學(xué)成為大、中、小學(xué)校的重要教學(xué)方式。通過(guò)采集數(shù)字化標(biāo)本信息并結(jié)合騰訊會(huì)議等進(jìn)行腫瘤組織學(xué)的教學(xué)，不僅可克服疫情帶來(lái)的地域影響，還可提高腫瘤組織觀(guān)察教學(xué)的質(zhì)量與效率。本校在2022年線(xiàn)上教學(xué)期間，采用該教學(xué)方法對(duì)個(gè)別班級(jí)進(jìn)行腫瘤組織學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生對(duì)腫瘤組織與健康組織交界處的判斷掌握較好，且組織數(shù)字圖片可在課后隨時(shí)進(jìn)行查看與復(fù)習(xí)。該教學(xué)方式在保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)度的同時(shí)，取得了良好的教學(xué)效果。但這種教學(xué)方式也存在一定缺點(diǎn)，例如，教師在講授期間無(wú)法對(duì)班級(jí)全部學(xué)生進(jìn)行管理、師生的交流沒(méi)有線(xiàn)下方便、課程受網(wǎng)絡(luò)等因素的影響等，這些存在的缺點(diǎn)也是所有線(xiàn)上課程面臨的問(wèn)題，隨著線(xiàn)上教學(xué)的成熟將會(huì)逐漸解決。

腫瘤標(biāo)本數(shù)字化并結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用于獸醫(yī)病理學(xué)腫瘤的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，構(gòu)建數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和相應(yīng)教學(xué)模式，可改善和提高獸醫(yī)病理學(xué)腫瘤實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)的動(dòng)物醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)人才服務(wù)，同時(shí)也為組織學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的網(wǎng)上教學(xué)提供基礎(chǔ)。