放疗软件联合仿真实验室在放射肿瘤学教学中的应用

皈燕 谢力

随着对恶性肿瘤诊治的关注和重视，肿瘤学科迅速发展，放射肿瘤学是肿瘤学重要的组成部分。因恶性肿瘤患者人数众多，为满足临床需求，很多医院加大对肿瘤学科的建设，对肿瘤专业特别是放射肿瘤专业人才的需求增大[1-2]。放射肿瘤学是一门对理论知识及操作技能均要求较高的综合学科，具有学科专业性强、涉猎面广、技术更新快、学科交叉性强等特点[3-5]，传统单一教学已经不能满足培养高质量、全面型放射肿瘤专业人才，为适应医学教学的发展和满足学员学习的需求，教学改革势在必行。下面就川北医学院附属医院肿瘤科放射治疗培训基地（以下简称“本基地”）利用“互联网+”背景下精准云放疗软件联合虚拟仿真实验教学在放射肿瘤人才培养中的教学模式改革探索做一介绍。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019 年12 月—2020 年12 月在本基地培训的专业型研究生、规范化住院医师培训学员共40 名。对照组年龄24～32 岁，平均（26.1±2.8）岁，男生9 名，女生11 名，观察组年龄22～33 岁，平均（25.6±2.3）岁，男生9名，女生11名，两组一般资料差异无统计学意义（P＞0.05）。所有研究对象对本研究均知情理解并同意。

1.2 方法

1.2.1 师资条件

由具备副教授及以上职称、有放射肿瘤学教学10年以上教龄的教师参与授课。

1.2.2 教材及参考资料基础教材及参考教材均选用国家卫生和计划生育委员会住院医师规范化培训规划教材。

1.2.3 教学硬件及软件

电脑、千兆网络交换机、NAS 云端存储服务器、精准云放疗TM操作系统、全域画靶工具ARPlannner、移动端（靶区、计划）审核系统、自动计划系统mdaccAutoPlan®。交互式全仿真放疗实验教学平台：红蜘蛛多媒体网络教学软件，教学电子白板，仿真实验室三维放射治疗计划系统（treatment planning system，TPS），教师用机一台（带云储存功能），仿真实验室三维放射治疗计划系统学生用机。

1.2.4 教学方法

研究对象随机分为两组，每组20 名学生。经本人同意后，A 组（观察组）为精准云放疗软件联合虚拟仿真实验室教学组，B 组（对照组）为传统教学组。两组基础教材均相同，均选取第四章胸部肿瘤第二节“食管癌”章节为授课内容。

A 组（观察组）理论课采用精准云放疗软件教师在线授课的方式授课，授课内容可回放，实践教学以食管癌临床真实病例为教学对象，采用放射治疗虚拟仿真实验室教学（包括靶区勾画及计划制作），学生用实验室学生用机利用TPS 系统勾画靶区设计放疗计划，完成后提交系统自动评分。

B 组（对照组）理论课采用传统教学方式授课，利用PPT 展示内容，包括讲授、举例、答疑等方式，实践教学以教师演示勾画靶区做放疗计划，学生观看的方式。

1.3 观察指标

1.3.1 教学评估

考核成绩内容包含理论测试、临床技能及靶区勾画三部分，总分300 分。理论知识主要为肿瘤专科知识，涉及选择、简答与论述三种题型，满分100 分；临床技能主要为接诊患者后病史采集、体格检查、医患沟通与病例书写三部分，满分100 分；靶区勾画部分为食管癌放疗病例进行靶区勾画及计划设计，包括靶区、正常组织的勾画、剂量的设计、危及器官剂量限定，满分100 分。观察组与对照组采用相同考核制度，且考试内容、评分标准与阅卷教师保持一致。

1.3.2 问卷调查

考核结束后学生须填写调查问卷。包括：教学重点的掌握、教学难点的理解、教学方式的适应、临床工作适应能力、临床逻辑思维能力、归纳分析能力、交叉学科知识掌握、操作技能掌握、学习兴趣（对放射肿瘤学）、对教学方式改革评价（互联网及仿真实验室教学的探索兴趣），每项10 分，按10 点量表由1 分到10 分让培训对象自评，问卷满分100 分。克朗巴赫系数0.823，内容效度系数0.829。

1.4 统计学分析

统计分析采用SPSS 20.0 统计学软件对数据进行分析。计数资料用（n，%）表示，采用χ2检验；计量资料用（）表示，采用t检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组学员考核成绩对比

观察组学员理论测试、临床技能及靶区勾画三部分成绩和总成绩均高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组学员考核成绩比较（分，）

表1 两组学员考核成绩比较（分，）

2.2 两组成员问卷调查结果

两组问卷调查满意率比较，观察组在教学重点的掌握、教学难点的理解、教学方式的适应、临床工作适应能力、临床逻辑思维能力、归纳分析能力、交叉学科知识掌握、操作技能掌握、学习兴趣（对放射肿瘤学）、对教学方式改革评价（互联网及仿真实验室教学的探索兴趣）单项平均分和总分平均分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组问卷调查满意率比较（分，）

表2 两组问卷调查满意率比较（分，）

3 讨论

3.1 “放射肿瘤学”教学模式改革，对培养肿瘤放疗专科医生培养的意义

放射肿瘤学的教学课程设计包括理论知识和实践基础，课程内容涵盖肿瘤学基础和临床、影像学、病理学、分子生物学、放射物理学、放射生物学等多门学科，理论知识内容繁多且抽象，实践基础专业性强需专业软件和操作设备，传统的教师讲授演示学生被动学习的方式已经不能满足教学需求，亟待进行教学模式改革[6-7]。如何在教学中更好地向学生传递知识，将抽象化知识转化为具体，将复杂化为简单，提高教学的生动性和直观性，已成为放射肿瘤学教学的热点[8-9]。目前报道的放射肿瘤学教学模式改革的方法及融入的新的教学形式包括以授课为基础的教学法（lecture based learning，LBL）结合以问题为导向的教学法（problem-based learning，PBL）、LBL 结合基于案例学习教学法（ease-based learning，CBL）、PBL 结合CBL、LBL 结合多学科协作（multiple disciplinary team，MDT）教学法、慕课研讨会教学法、翻转课堂教学法、临床路径法、三明治教学法等[10]。本科毕业后再教育包括研究生培养、住院医师规范化培养、进修等方式，是培养放射肿瘤学专科医生的重要途径，在肿瘤学专科医生终身教学中起承上启下的重要作用，故在该阶段的系统教学质量和成果关系到培训出的肿瘤放疗专科医生质量和水平。灵活高效、适应学科发展、满足学员学习需求的教学模式，对培养肿瘤放疗专科医生意义重大。

3.2 肿瘤放射治疗虚拟仿真实验室教学对放射肿瘤学临床实践能力教学的意义

本基地承担大量放射肿瘤学住院医师规范化培训、肿瘤专科医师进修培训、肿瘤学专业研究生临床技能培训等任务，但日常教学学员临床实践和操作需放疗专用设备和软件，该设备和软件首先要满足临床治疗，且涉及患者治疗安全而不能完全满足学员操作需求。建立开放式、共享性医学实验教学平台，是实现医学教学资源集约化的主要途径[11-12]。我科联合上海梦之路数字科技公司自主研发肿瘤放射治疗虚拟仿真实验室（the virtual/simulation laboratory，VL）是获得国家专利的特色性教学项目[13-15]。通过放射治疗仿真实验室平台，学员可以根据真实的病例进行系统学习及实践，利用仿真实验室三维放射治疗计划系统（treatment planning system，TPS）学员 可以同时进行靶区勾画、正常组织勾画、放疗计划设计、计划评估等，教师根据物理参数、评分标准进行实时审核和指导，放射治疗仿真实验室真实验室的建设，顺应了传统的医学教学改革的需要，充分实现了“教师指导，学生主动学习”的新模式，提高了学生学习的积极性和提高了学生的临床实践能力。虚拟仿真实验室的开放和应用不占临床工作时间，学员可根据自己时间灵活学习，该平台为学生学习阅读影像图片、开展放疗工作等有很大的引导作用。教学培训中心可通过此平台应用，积累教学培训经验，形成完整的教学内容、教学方法体系，并且可以根据反馈结果进行不断的操作流程修订，对提高实验教学质量也具有重要意义。

3.3 精准云放疗系统联合放射治疗仿真实验室教学在放射肿瘤学人才培养中的实践和体会

精准云放疗系统是“基于‘互联网+’的肿瘤放疗”新型服务模式[16-17]，该系统软件集专家远程会诊、放疗质控、系统培训等一体，可以利用该软件以交互式教学、线上MDT、建立反馈教学群等方式进行放射肿瘤学教学，该教学的方式的特点是学生学习不受时间、地点的限制，可通过互联网利用该软件线上学习并与授课教师实时互动，可自主选择时间对授课内容回放学习，可通过反馈教学群提出问题与教师、同学讨论感兴趣问题。本研究就精准云放疗软件联合虚拟仿真实验室教学对比传统教学方法进行对比研究，研究结果显示观察组理论测试、临床技能及靶区勾画三部分平均分和总成绩平均分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），精准云放疗系统在教学中的应用让学员能够以教材内容为基础结合软件系统的线上教学功能，对疾病的理论知识更加灵活、透彻的理解，遇到未掌握的内容通过回放、与教师线上交流、课后反馈群讨论的方式再次进行学习和理解，故观察组理论和技能操作成绩优于观察组。观察组靶区勾画考核项目平均分明显优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），观察组实践教学在虚拟仿真实验室进行，学员每人一个台学习用机，学员可以根据典型食管癌病例，结合临床实验室、影像、病理等相关检查，模拟诊治全过程，可以自己勾画靶区和计划设计，勾画过程是临床思维思辨过程和对靶区勾画原则再记忆过程，勾画后设计计划提交后系统自动计分，学员可再次修改，此过程是自我发现错误再修正过程和学习效果自我评估过程，能更有效地刺激学习者的能动性，从而培养学习者独立思考、勇于探索的学习习惯。本研究两组问卷调查的满意率比较显示，精准云放疗软件联合放射治疗虚拟仿真实验室教学模式在教学重点的掌握、教学难点的理解、教学方式的适应、临床工作适应能力、临床逻辑思维能力、归纳分析能力、交叉学科知识掌握、操作技能掌握、学习兴趣（对放射肿瘤学）、对教学方式改革评价（互联网及仿真实验室教学的探索兴趣）得分均高于对照组，特别是对交叉学科知识掌握、实际操作技能掌握、对肿瘤学专业的学习兴趣、对教学方式改革评价几方面显示出明显优势。分析原因：（1）学员获取知识的来源不再是单一传授为主，而是倾向探索型主动学习，更需要高效、快捷、方便传播的知识，互联网理念融合发展，有机地将科技、教育、医疗等领域结合，信息化时代获取知识多元化。（2）学员主观能动性更强，教学方式革新深入教育全过程，观察组教学方式顺应教学改革理念和趋势。

精准云放疗软件联合放射治疗虚拟仿真实验室教学模式为放射肿瘤专科人才培养提供了新的教学模式，顺应了医学教学改革的发展，充分实现了“灵活、高效、便捷、多元化教学”的新模式，提高了学生学习的积极性和临床实践能力。重视教学模式革新和发展，不断提高放射肿瘤学教学质量，促进学科发展的可持续性和专业性，对培养高质量放射肿瘤学专业人才意义重大。