医学影像技术专业虚拟仿真实验室的建设思考

涂珮琪

根据医学影像技术专业的人才培养目标，要求毕业生熟悉掌握各类医学影像设备检查实践技能。实践技能的培养由于经费限制和学校实验场地限制，而多要在医院进行，由此带来了种种弊端。利用虚拟仿真技术在计算机上真实模拟出价格高昂的各类大型医学影像设备，能在校园机房中轻松实现，弥补实验场地受限等缺陷。本文依据中山大学新华学院建设医学影像技术专业虚拟仿真实验室的建设过程提出思考。

随着我国国家建设的高速发展，医疗卫生行业对医学技术类学科人才的需求持续上升，医学技术学科以病人病理生理资料的采集、评估、诊断、非药物和手术治疗的措施、方式方法为研究对象。随着医学技术所需专业知识的增加以及专业分工的细化，医学技术教育发展有着广阔的前景。医学影像技术作为多学科交叉融合典型代表，是医学技术的重要方向及前沿引领技术，伴随着我国医学、科学技术飞速进步助推着医学影像技术呈现井喷式的快速发展。如今大部分医学影像技术专业设立在高职院校下，只有少部分本科院校开设此专业，但是社会对人才的学历要求呈逐渐上升的趋势，许多一线城市对医学影像技术专业人才的学历早已在本科之上，如今社会面临着医学影像技术专业人才紧缺的局面。中山大学新华学院（以下简称：本校）响应国家号召，培养医学影像技术专业人才，不仅抓住了机遇也带来了挑战。

1 医学影像技术专业建设虚拟仿真实验室的必要性

1.1 虚拟仿真技术的概念

虚拟仿真也称为仿真技术或模拟技术。它是用一个虚拟系统模仿一个真实系统的技术，通过虚拟创建能够让人体验虚拟世界的计算机系统。这个系统可以再现真实现实世界，也可以是一个虚拟构想的世界。它可以让用户借助视听觉和触觉等多种感官与虚拟世界进行交互沟通，也就是说它是以仿真的方式给用户创造一个三维虚拟世界，并能够实时反映实体对象变化与相互作用。

近年来，我国大力发展虚拟仿真技术，建设多个国家级虚拟仿真教学中心。从 2013 年教育部启动虚拟仿真实验教学中心建设开 始，目前已批准建立了三批次共 300 个国家级虚拟仿真实 验教学中心，覆盖了全国 27 个省（自治区、直辖市）以及军队。300 个国家级虚拟仿真实验教学中心分布在193 所普通本科院校。

1.2 医学影像技术专业人才培养目标

本校对医学影像技术专业的学生主要是往应用型人才方向培养。需全面发展德智体美劳，适应我国医药卫生事业不断发展需要，拥有终身学习、科学思维、善于实践、敢于创新、沟通交流和社会适应等综合能力，掌握一定的医学理论与基本技能，掌握医学影像学的相关基础知识，具有利用医学影像学技术解决基本的临床实际问题的能力，能在医疗卫生单位从事医学成像、介入放射学以及相关工作的应用型人才。

医学影像技术专业学生通过学习基础医学、医学影像学的基础知识与基本原理，通过医学影像学检查技术的基本操作技能训练，需要掌握一定的基础医学、临床医学基础知识;掌握医学影像学的相关运用与知识;掌握现代影像学设备及成像的原理;熟练掌握医学影像学检查方法;了解影像设备的发展趋势;熟悉有关放射防护的方针、政策和方法;掌握科学研究的基本方法;了解与医学相关的人文科学知识;了解影像医学的各专业分支的理论前沿和发展动态。

医学影像技术专业要求毕业生熟悉医学影像学检查实践技能，熟练掌握常规放射学、CT、MRI、超声学、核医学、介入放射学及放疗技术等的操作技能，熟悉影像学设备的日常维护及常见问题处理。以上技能需长期熟悉操作以及拆装医学影像设备才能练成，而医学影像设备经常伴随着价格高昂、占地面积大、存放场地特殊等性质，使得通常无法采购放置在校园内，即使去医院见习也只能走马观花。此专业办学四年以来，传统的课堂教学，教师表示对于机器的内部结构和详细的操作方法难以做到形象讲解，学生表示只靠课堂教学难以深刻理解，更多还是需要实践实习。可见在此专业教学中不可拘泥于传统教学方法，更要勇于寻找新思维高科技的教学手段。

1.3 虚拟仿真实验在医学影像技术专业教学中的优势

如今虚拟仿真技术已广泛应用于医疗卫生行业，例如药学、基础医学、预防医学、检验医学、护理学等，可有效地协助医生制定更全面的诊疗方案。现时国内在医学影像技术范畴中的虚拟仿真技术已日渐成熟，将虚拟仿真技术实验有机结合到医学影像技术专业本科教学中，采用虚拟代替复杂实物，取代传统的实验操作的方式，可弥补许多传统教学无法达到的效果：取代昂贵的大型医学影像设备，可大幅减少实验教学设备的经费预算;可避免有强辐射设备放置实验室而带来的环评风险;可避免学生在医院见习影响正常医疗工作的缺陷;可避免学生在医院中因操作不当损坏仪器设备的风险;可避免学生在医院因操作不当仪器设备而受伤的风险;可实现学生一人一终端的学习方式，弥补在医院见习中十几人围着一台设备而看不清的缺陷;降低学生在前往医院见习过程中的意外机率。医院是个不容错误的神圣的场所，然而医院也是医学影像技术专业培养人才的重要场所，我们在培养人才的过程中，错误在所难免，但我们必须竭尽所能地减少错误。新形式的虚拟仿真实验教学可有效激发学生的学习兴趣，让学生轻松安全的完成实践学习。刘宁[2020]等人在虚拟教学法在医学影像技术教学应用中的研究显示，采用虚实结合教学方式的学生比传统教学方式的学生考试成绩更高，教学满意度也更高。由此可见，将虚拟仿真技术实验加入到医学影像技术专业人才培养方案中，是切实可行的方法，不仅可以降低教学成本、有效提高教学效率，还可以提升教学效果。

1.4 医学影像技术虚拟仿真实验平台

目前，应用于影像技术人才培养的仿真实验平台主要分为两大类：一类是场景与结构仿真。这种方式适用于流程与设备结构的教学，相应的图像是通过事先存储于服务器中的案例库，然后再调用的模式，此种模式在操作摆位与流程教学方面形象且逼真。另一类为数值模拟技术，在医学影像技术中的应用为医学影像成像原理与技术仿真，它起源于20世纪50年代，最早用于气相流体模拟以及核弹爆炸实验模拟等，随着计算机技术的发展，已经扩展到力学、电磁学等多个领域。

在本校的医学影像技术专业虚拟仿真实验室的建设过程中，经过多方屡次论证，根据专业人才培养方案，结合现时成熟的虚拟仿真技术，初期建设中首先采取上述第一类仿真实验平台，配置如下表的若干个虚拟仿真教学软件：

医学影像技术学科下的三个虚拟操作实验教学软件以目前医院常见的三大医疗影像设备为原型，软件内详细模拟了每种类型设备从晨检开机到病人摆位再到检查结束的操作方法，给学生形象地展示了一名医学影像技术人员的工作流程，让学生真正踏进医院机房前就对流程有充分的认识，减少犯错误的机会。

医学影像设备学科下的两个设备拆装部件认知虚拟仿真教学软件采用了较为经典的两种医疗影像设备，软件中分别详细展示了DR与CT整台设备的各个部件，可将每个部件单独显示出来进行360度旋转查看，有助于提高学生对设备的深刻认知。

虚拟仿真教学软件必不可少的是考核模块，若缺乏有效的考核方式，则无法掌握学生的学习效果。以上每个软件中都带有考核模式，教师制定好考核的设备及人体部位发送到学生端，学生的每步操作，后台自动记录错误的步骤以及最终的分数发送給教师，教师也可返回给学生，让学生根据错误加深记忆，让学习效果发挥到最大。

2 结语

虚拟仿真技术作为国家近年来大力发展的计算机技术之一，其作为桥梁有机地结合了医学技术类学科与高等教育。虚拟仿真实验教学具备很多传统教学没有的优势，但也存在无法取代传统教学的方面，高校合理地安排传统教学与虚拟教学，弥补了医学影像技术专业在实现实践技能中的种种困难，使得教学效果发挥到最大化。

（作者单位：中山大学新华学院）