虚拟仿真软件下的磁共振成像实验在医学影像技术专科教学中的应用

齐春华 周树立

［摘           要］  目的：分析医学影像技术专科教学中，虚拟仿真软件下的磁共振成像实验的干预效果。方法：选取2019级和2020级医学影像技术专业58名专科学生，分为两组。对照组实行传统教学，观察组实行虚拟仿真软件下的磁共振成像实验教学。结果：较之对照组，观察组教学质量、考试成绩、教学效果等均有提高（P<0.05）。结论：虚拟仿真软件下的磁共振成像实验教学方法，效果确切，可以提高教学质量及效果，值得推广。

［关    键   词］  虚拟仿真软件；磁共振成像实验；医学影像技术；教学质量

［中图分类号］  G712                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2023）12-0149-04

磁共振成像技术已成为现代医学诊疗不可缺失的检查手段，医院与研究机构对于磁共振相关应用技术人才需求正在快速增加[1]。而磁共振成像的原理是影像技术教学中最为重要的科目，所涉及的知识面较广，且晦涩难懂，成像物理基础则是基础抽象量子力学与电磁学的理论，这就需要结合实验教学方法，提高教学效果，保障教学质量[2]。虚拟仿真软件具有快速、安全、高效等特点，所以在磁共振成像实验中，运用虚拟仿真软件，可以解决教学困境，更好地培养高素质人才[3-4]。但临床对于该教学的研究较少，尚未明确实际应用效果[5]。对此，本文着重分析虚拟仿真软件下的磁共振成像实验干预效果。

一、资料与方法

（一）临床资料

选择2019级和2020级医学影像技术专业58名专科学生，抽签分为两组，各29名。对照组男生10名，女生19名，年龄在18～19岁，平均（18.67±0.15）岁；观察组男生12名，女生17名，年龄在20～21岁，平均（20.31±0.22）岁；资料一致，无差异（P>0.05），可对比。

（二）方法

两组在教学前需教授虚拟仿真软件及设备使用方法、成像序列的特点、参数造成的影响、实验开展的目的、操作流程等，可以将以上内容制成PPT，通过邮箱或微信群发送给学生，让学生掌握实验课程期间需要完成的任务，提前做好预习、自学。所有学生的授课教师、课时、教材选择等均一致。

对照组实行传统教学，为学生配备2台小型的磁共振仪器，分为两组，一组15人，一组14人。首先由教师为学生演示小型磁共振实验操作，然后每组各指派一名学生代表，一名学生在教师指导下完成操作，另一名学生负责记录实验结果，其他学生则观看演示流程。

观察组实行虚拟仿真软件下的磁共振成像实验教学，将29名学生分为6组，每组4～5名，每人配备一台计算机，同组邻座，以便讨论问题。采取Minitype MRI Simulator软件的伪影模块与成像展开成像序列实验操作，具体步骤为：①调整好采样频率SW、接受带宽、相位编码梯度Gy、相位编码时间Dy、频率编码梯度Gx、相位编码步数NE等，并认真观察图像视野的变化情况，总结出以上参数与横向、纵向视野之间的关系或联系。②调整好回波时间TE、重复时间TR，查看图像显示，总结出TE、TR对于图像的相关影响，记录好具体实验结果。完成实验操作之后，各小组展开讨论，探讨出规律。学生可以按照自己的学习情况，继续探讨成像序列的高级序列特点。整个授课以学生讨论为主，教师主要负责解答疑惑，或进一步引导学生正确操作实验，并组织展开讨论，掌握实验流程。若实验课结束后，学生有任何想法都可以向教师申请再次使用虚拟仿真软件，满足基本学习与创新性探索需求，更好地提高思维能力。

两组学生在课后，有任何疑问或遇到困难都可以在微信群询问教师，教师也要根据实验报告中存在的问题，及时反馈给学生。

（三）观察指标

1.从影像技术教研室题库中，抽取考核试题，内容包含实验结果、基础知识、实验操作、实验原理，满分100分，分值越高越好[6]。

2.采取自制量表，测定教学质量，内容为解决临床问题、促进团队协作等，分值0～100分[7]。

3.发放调查问卷表，评估学生的创新思维能力、分析能力、沟通交流能力等，分值0～30分[8]。

4.评定学生对教学的满意程度，包括专业能力、教学态度等，总分100分，分值越高越好[9]。

5.对比教学效果，包含有助于个人特长发挥、有助于操作水平提升等。

（四）统计学分析

用SPSS 20.0分析数据，计量资料（x±s）、计数资料t检验、χ2检验对比。P<0.05为差异显著。

二、结果

（一）考试成绩

教学前两组考试成绩对比无差异（P>0.05），教学后观察组评分均有很大提高（P<0.05）。见文末表1。

（二）教学质量

教学前两组教学質量比较无差异（P>0.05），教学后观察组评分有很大提高（P<0.05）。见文末表2。

（三）问卷调查情况

教学前两组问卷评分对比无差异（P>0.05），教学后观察组评分有很大提高（P<0.05）。见文末表3。

（四）教学满意度

教学前两组满意度对比无差异（P>0.05），教学后观察组评分均有很大提高（P<0.05）。见文末表4。

（五）教学效果

两组相比，观察组教学效果高于对照组（P<0.05）。见文末表5。

三、讨论

医学影像学处于基础和临床的交接地带，其内容范围广泛、丰富，需兼顾学科的纵向、横向联系，无法局限化与孤立化[10]。传统医学影像教学是从一片一灯逐渐发展到多媒体演示授课，然后到影响见习软件应用，均围绕提高学生知识水平与思维能力这一核心目标，但随着医学技术的进步，传统教学手段已无法满足新形势的教学需求[11-12]。这是因为医学影像学属于桥梁学科，和其他临床学科存在一定联系，与临床学科教学处于相互交叉、融会贯通的状态，不仅要伴随医学生的起步，还需要贯穿到整个临床学习过程中，单一的教学方法无法达到满意效果[13-14]。

本结果表明，观察组教学效果、考试成绩、教学质量均高于对照组（P<0.05）。分析原因：从传统教学实践来看，学生人数与仪器数量严重不匹配，且小型磁共振仪存在较多不足，例如无法实现高端序列、硬件指标低、实验效率低等，容易影响教学效果。而虚拟仿真技术具有高效、安全、高模拟、高仿真等特点，其中Minitype MRI Simulator软件是把数据采集的规律以及样品物理参数、硬件参数、电子线路噪声规律实行建模，实现和真实设备一样的虚拟数据采集模块，之后重新建立图像，配合操作界面，形成虚拟仿真实验仪器[15]。相比于小型磁共振实验仪，具有以下优势：①虚拟仿真软件是把MRI经典电磁学理论通过数学公式描述出来，用matlab编程表现出界面，没有硬件指标限制，功能较多，使用期间无特定条件限制，不需要提前開机预热，节约上课时间。教学期间如果出现故障，可重启计算机或者换一台继续实验，以便教学管理[16]。②该软件不需要庞大硬件配套，可以获得与大型影像设备相似的结果，且对计算机要求较低，直接拷贝后就能使用，价格低廉，可人手一套，便于教学规范化。以上优点均说明，观察组教学方法有利于教学质量、教学效果的提升。

本结果表明，观察组问卷调查评分、教学满意度均有提高（P<0.05）。分析原因：传统授教模式存在学生体验感不强等缺点，而实验教学的学生参与度高，可以人手一套虚拟仿真软件，调动学习氛围。而且虚拟软件模拟成像的时间较短，重复性强，可以在有限课时内让学生完成规定内容，还可继续探索软件中的高端序列、扫描数字等模块，这是小型磁共振试验仪无法满足的需求。加之虚拟软件参数是开放的，教学期间可以灵活调整参数水平，观察参数变化对图像产生的各种影响，还可以通过设置环境、样品、指标等参数误差，模拟临床实践中出现的磁共振伪影情况。这就说明，观察组教学可以增强学生的好奇心，激发学习兴趣，从而达到预期效果。

综上所述，虚拟仿真软件下的磁共振成像实验教学方法，效果确切，可以提高教学质量及效果，值得推广。

参考文献：

［1］冯蕾，孟海伟，林祥涛，等.断层解剖与医学影像学整合课程的教学初探［J］.解剖学杂志，2021，44（1）：256-256.

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［13］李琦，朱丹，吕发金.基于整合教学的医学本科生神经影像教学初探［J］.放射学实践，2019，34（9）：1049-1051.

［14］陈兵，李鹏，吕秀玲，等.医学影像学专业学位硕士研究生多维度教学改革探讨［J］.实用放射学杂志，2021，37（11）：1914-1915.

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