数字化病理在肿瘤实验教学中的应用

李方正，曹 旭，王建琳

（青岛农业大学动物医学院，山东 青岛 266109）

兽医病理学是研究动物疾病的原因、发生、发展和转归规律以及患病动物的物质代谢、机能活动和形态结构变化的一门重要基础学科，是连接基础兽医学和临床兽医学的重要桥梁学科[1]。肿瘤是兽医病理学教学的重要内容，且病理组织学观察是临床肿瘤诊断的金标准[2]。随着临床动物肿瘤发生率的不断增长，尤其是宠物肿瘤发生率的增长，对肿瘤诊断的需求不断增加；且临床肿瘤形态和特征千变万化，肿瘤正确判断难度较大，故对肿瘤诊断的技术要求越来越高。因此，如何提高学生对肿瘤的病理学诊断能力是目前兽医专业人才培养的重要部分。改善和提高肿瘤实验课程教学质量对提升学生的肿瘤病理分析能力具有重要作用，而如何提高肿瘤实验的教学质量，一直是有待思考和突破的问题。

1 肿瘤的病理组织学观察是兽医病理学教学中的重要内容

兽医病理学的实验教学内容主要包括动物尸体剖检、大体病理标本观察和组织病理学观察，其中组织病理学观察是兽医病理学实验课程的重要内容，是对动物组织细胞形态结构变化观察的一项重要技能，可直接观察动物组织结构和细胞的损伤[3]。此外，组织病理学观察在临床动物疾病诊断和实验室动物疾病模型建立中发挥着不可替代的作用，也在新兽药和兽医生物制品研发过程中提供不可或缺的技术支持[4]。

在临床肿瘤的诊断和治疗中，病理组织学诊断技术发挥着无可替代的作用[5]，它可以准确判定良性肿瘤和恶性肿瘤、对肿瘤进行鉴别诊断、诊断恶性肿瘤的分级以及确定肿瘤的分期，还可对恶性肿瘤分化走向做出判断，从而为肿瘤的治疗方案、评价治疗效果和判断预后等提供重要的依据[1]。基于此，肿瘤的组织学观察成为病理学的重要内容。

2 传统教学方式在肿瘤实验教学中存在的问题

肿瘤的实验教学中，以组织切片观察为主，肿瘤组织切片是目前唯一的教学材料，组织切片示教是主要的教学方式[6]。肿瘤的性质不同，其生长方式和病变特征不同，细胞的分化程度和异型性不同。通常，恶性肿瘤以浸润性的方式生长，会向周围健康组织浸润，故恶性肿瘤组织的周围无明显边界，而良性肿瘤通常以膨胀性的方式生长，其周围有包膜包裹，这是辨别良性和恶性肿瘤的重要依据之一，故显微镜下能否观察到包膜或浸润是肿瘤正确诊断的要点之一。肿瘤组织的病理判读不是局部采集图片能完成的，需要对全组织进行观察来判读，肿瘤组织与周围健康组织的关系尤为重要。传统的组织学教学方式以教师用连接显微镜的电脑进行投屏示教，显微镜下，即使低倍镜下观察，看到的视野范围有限，不一定能完整看到肿瘤组织的边界，故给肿瘤的教学诊断带来一定的难度。

肿瘤细胞的异型性是辨别良性与恶性肿瘤的根本依据。肿瘤细胞异型性主要表现在细胞大小、形态等方面，这需要清晰的观察其形态结构来判定，故将肿瘤病理组织图片清晰地传递给学生，并进行正确的解读是肿瘤教学的关键。细胞的清晰程度不仅决定于组织切片的制作质量，还决定于显微镜的放大倍数、显微镜镜头及投影仪的清晰程度等。而传统的光学显微镜最大放大倍数为400 倍，且镜头和投影仪的清晰程度受到使用寿命的影响，故在教学过程中常常由于放大倍数的限制及显微镜与投影仪的使用时间等影响投影质量，从而影响学生对肿瘤细胞异型性的观察。

3 数字化病理信息采集的优点

随着科学技术的发展，现代数字系统（全组织成像系统）与传统光学放大装置（显微镜）有机结合应用于病理学领域形成了数字化病理。目前，数字化病理在教学方面的突出作用体现在数字标本的制备和应用。随着数字化病理的发展，特别是全组织扫描技术和数字病理实验室的建立，不仅为病理学的教学提供了方便，而且提高了教学效果，尤其对于缺乏用于教学的大体标本和典型切片的医学类专业学校具有较大的帮助[7]。

3.1 病理组织切片数字化结果易保存

全组织扫描显微镜具备传统光学显微镜所无法比拟的优势，全组织扫描技术可以将组织切片数字化，对珍贵或不易保存的病理组织切片永久保存，同时也避免了传统组织切片在使用中的易碎缺点，节省保存空间，具有易于携带的优点等。

3.2 数字化病理信息方便线上教学

全组织扫描显微镜扫描后的数字图片，可实现实验课程的线上教学[8]。数字图片可通过常见的会议或教学软件，如腾讯会议等呈现给学生，并可同时运行多学生终端[9]，不受显微镜下的视野限制，同时可根据播放需要随意扩大和缩小，不仅可以缩小到全组织观察，也可放大到单个细胞清晰可见的状态，特别适合肿瘤的组织学观察。目前肿瘤的远程会诊即以该形式进行交流和探讨，使得病理医生的探讨不受空间和显微镜的限制。

3.3 组织信息采集准确清晰

全组织扫描技术的结果是超高清晰度的全信息图像，图像高质量、高分辨率，保证了每次分析数据的准确性。扫描显微镜可以对切片上的整个组织进行完整信息采集，在观察过程中可根据需要准确对病变目标区域进行放大或缩小，能够有效解决低倍镜和高倍镜之间切换时聚焦光线对成像的影响，从而使得成像结果光线亮度统一，清晰度、分辨率均高于普通光学显微镜。此外，扫描显微镜具备自动聚焦扫描功能，对玻片上的全组织整体扫描结果十分准确与清晰。

4 数字化病理在肿瘤教学实践中的应用

近年来，受新冠疫情影响，线上教学成为大、中、小学校的重要教学方式。通过采集数字化标本信息并结合腾讯会议等进行肿瘤组织学的教学，不仅可克服疫情带来的地域影响，还可提高肿瘤组织观察教学的质量与效率。本校在2022年线上教学期间，采用该教学方法对个别班级进行肿瘤组织学的实验教学，学生对肿瘤组织与健康组织交界处的判断掌握较好，且组织数字图片可在课后随时进行查看与复习。该教学方式在保证学生实验课程进度的同时，取得了良好的教学效果。但这种教学方式也存在一定缺点，例如，教师在讲授期间无法对班级全部学生进行管理、师生的交流没有线下方便、课程受网络等因素的影响等，这些存在的缺点也是所有线上课程面临的问题，随着线上教学的成熟将会逐渐解决。

肿瘤标本数字化并结合现代化技术应用于兽医病理学肿瘤的实验教学中，构建数字化的实验教学资源和相应教学模式，可改善和提高兽医病理学肿瘤实验课程的教学质量，为培养具有扎实理论基础的动物医学专业人才服务，同时也为组织学相关实验课程的网上教学提供基础。