三维影像后处理可视化教学法在影像技术专业学生教学中的应用

宋赣军 董泽天 徐高强 刘军委

随着医学技术不断发展，医学影像技术逐渐成熟，在对临床疾病进行筛查、诊断、预后判断及疗效观察时，医学影像都发挥着重要的作用[1]。医学影像技术对理论与实践相结合要求较高，学生难以通过理论知识获取相关经验[2]。传统影像教学法应用广泛，难以促进教学质量的提高，学生对知识点的掌握不彻底，课堂互动性较低[3]。采用三维影像后处理可视化教学法，可以创建一个三维影像后处理可视化平台，将临床技能教学与科研思维训练有机整合，提高学习互动性，帮助学生全面掌握影像学知识[4]。本研究对90 名影像技术专业学生进行分析，深入探讨了三维影像后处理可视化教学法在影像技术专业教学中所产生的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021 年10 月—2022 年3 月遵义医科大学影像技术专业共计45 名学生作为对照组，其中男25 名，女20 名，年龄18～22 岁，平均（20.04±1.08）岁。选取2022 年4 月—2022 年9 月共计45 名学生作为研究组，研究组男26 名，女19 名，年龄18～21 岁，平均（20.06±0.92）岁。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

纳入标准：在影像技术专业学习；学历均为本科；对本研究知情同意。排除标准：非全日制学历者；既往接受郭培训者。

1.2 方法

对照组采用传统影像教学法，教师使用投影仪和观灯片对影像设备的原理、扫描操作规范、图像后处理等进行讲解，教师作为课堂主体，及时对学生疑问进行解答。

研究组采用三维影像后处理可视化教学法，具体如下：（1）搭建三维影像后处理可视化平台。教师利用最新配置的多模态影像技术培训操作平台，训练学生临床技能和科研能力，确保每名教师和学生都有独立的工作站，在教师讲解的同时学生在线实时独立操作，通过远程连接培训系统和医学影像系统（picture archiving and communication systems，PACS）系统实现数据实时传输功能，对影像数据进行浏览、整理和分析，同时执行多种影像后处理功能，包括三维图像融合、三维图像配准，以及根据不同需求进行图像分割和人工智能模型训练等内容。（2）专业知识教学。教师提前整理授课章节的课堂资料和案例，提前至少1 天发到学生群，让学生在课前先自主学习，查阅相关资料并整理不理解的知识点。教师在课堂中讲解影像学技术，并使用三维影像后处理平台指导学生深入探讨影像检查方法、影像学表现等相关知识，帮助其充分理解成像原理以及规范的图像后处理等内容。这种方式能够激发学生的主动性，促进其积极参与课堂教学，同时将平台的科研功能运用至教学中，启发学生的科研思维。学生可以通过PACS 系统在课后查阅图像资料，结合自身在课堂上学到的内容，巩固理解，提升知识水平。

两组均学习1 个月，共16 课时，每课时40 min。

1.3 观察指标

1.3.1 考核成绩

教学1 个月后，教师使用影像技术专业题库中的试题对学生进行基础理论考核；由2 名及以上教学老师对学生的临床技能操作进行考核，每项得分为100 分。

1.3.2 自主学习能力

在教学前和教学1 个月后，运用自主学习能力测评量表[5]评价学生自主学习能力。该评价工具包含5 个维度，分别是学习信念（5～25 分）、自我动机（6～30 分）、自我监测及调节（8～40 分）、获取及处理信息（4～20分）、交流合作能力（9～45 分）。得分越高则说明学生的自主学习能力更强。

1.3.3 批判思维能力

使用批判性思维能力测评量表-中文版（critical thinking disposition inventory-Chinese version，CTDI-CV）[6]对两组进行教学前和教学后1 个月的评估。该评估工具包括7 个维度，分别为分析能力、求知欲、系统化能力、寻找真相、开放思想、认知成熟度、批判性思维能力信心，每个维度分值60 分。评价指标中，得分越高代表学生的批判性思维能力越强。

1.3.4 问卷调查结果

采用自行设计的调查问卷，信度系数为0.879，内容包括课堂活跃度、激发学习兴趣、专业知识掌握度、临床科研思维拓展、分析解决问题能力5 个方面，每个方面分值为4 分，学生通过自身上课情况进行评分，得分越高则学生学习能力越高。

1.3.5 教学满意度

通过不记名投票的方法对教学满意度进行评价，选项有非常满意、比较满意、一般满意、不满意。总满意度=（非常满意+比较满意）/总人数×100%。

1.4 统计学方法

采用SPSS 29.0 统计学软件进行数据分析，计量资料采用（）表示，组间比较采用两独立样本t检验，对计数资料采用n（%）表示，组间比较采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组考核成绩比较

教学1 个月后，研究组的考核成绩（基础理论、临床技能操作）高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 研究组、对照组考核成绩比较（分，）

表1 研究组、对照组考核成绩比较（分，）

2.2 两组自主学习能力比较

教学前，两组自主学习能力比较差异无统计学意义（P＞05）。教学1 个月后，两组自主学习能力评分均有所提高，且研究组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 研究组、对照组自主学习能力比较（分，）

表2 研究组、对照组自主学习能力比较（分，）

2.3 两组批判思维能力比较

教学前，两组CTDI-CV 评分比较差异无统计学意义（P＞0.05）。教学1 个月后，两组CTDI-CV 评分均有所提高，且研究组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 研究组、对照组批判性思维能力比较（分，）

表3 研究组、对照组批判性思维能力比较（分，）

2.4 两组问卷调查结果比较

研究组课堂活跃度、激发学习兴趣、专业知识掌握度、临床科研思维拓展、分析解决问题能力评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 研究组、对照组问卷调查结果比较（分，）

表4 研究组、对照组问卷调查结果比较（分，）

2.5 两组教学满意度比较

研究组教学满意度高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表5。

表5 研究组、对照组教学满意度比较[名（%）]

3 讨论

影像技术是一种放射性物质成像、广泛应用于疾病诊断的技术，在各级医疗机构中，影像技术都发挥着重要的作用[7]。医学影像技术依赖于医学影像仪器，通过图像显示结果来辅助疾病诊断，它能够以更加形象的方式展示疾病的发展情况。然而，影像学技术中的图像后处理过程较为复杂，学生难以掌握理解。随着影像技术的不断发展，医学影像技术中各种仪器设备及检查方法也在不断更新。因此，影像技术专业学生在学习过程中不仅需要掌握医学影像设备的基础知识，还需要将专业理论知识和实践操作相结合起来，从而使学生充分掌握图像后处理方法[8-9]。

传统影像教学法主要是由教师对学生进行单向灌输，学生在学习过程中存在较大的被动性，难以将理论知识和临床实践相结合，教学质量较低，学生难以充分掌握理论知识[10-11]。三维影像后处理可视化教学法通过搭建教学平台，使学生能更好地掌握专业知识，激发了学生的学习兴趣，且这种教学模式能够清晰展示影像细节，还能够对图像进行后处理操作，提高学生的学习质量，提升学生的学习积极性[12-13]。

本研究结果显示，与对照组相比，研究组在考核成绩（基础理论、临床技能操作）上得分更高（P＜0.05）。究其原因，三维影像后处理可视化教学法能够提升学生的学习能力，将课本中的基础知识与影像学特点相结合，进而增强学生处理图像的能力。此外，学生课后自行查阅影像学技术方面的资料，有助于提高他们的考核成绩[14-15]。本研究中，研究组自主学习能力评分与对照组相比，研究组自我动机、学习信念、自我监测及调节、交流合作能力、获取及处理信息）更高（P＜0.05）。究其原因，三维影像后处理可视化教学法能够让学生提前学习，通过教师的指导，能够进行主动思考和独立操作，培养学生独立思考的能力，进一步提升其分析和解决问题的能力，发挥学生的学习潜能，激发学习兴趣，提高学生自主学习能力[16-17]。

本研究中，与对照组相比，研究组CTDI-CV 评分指标中分析能力、求知欲、系统化能力、寻找真相、开放思想、认知成熟度、批判性思维能力信心的得分均更高（P＜0.05）。三维影像后处理可视化教学法允许学生实时观察教师的操作，从而充分掌握影像学技术的实际操作内容，激发他们的求知欲望。通过使用三维影像，学生可以全方位地学习影像技术，并自行解决自身存在的知识盲点，从而潜移默化地提高分析问题的能力，从而有助于学生形成批判思维[18-19]。与对照组相比，研究组在活跃度、激发学习兴趣、专业知识掌握度、临床科研思维拓展、分析解决问题能力方面得分均更高（P＜0.05）。三维影像后处理可视化教学法能够将学生作为教学主体，调动其学习积极性，在教学过程中，在教学过程中，使学生充分了解图像扫描和图像后处理等操作方法，有助于他们更深入地掌握成像原理[20-21]。研究组的教学满意度高于对照组（P＜0.05）。三维影像后处理可视化教学法能够让学生在短时间内掌握大部分知识，将实践与理论相结合，确保教学质量的提高，同时避免学生对学习产生枯燥感，激发学生的学习兴趣，从而提高教学满意度[22]。

综上所述，三维影像后处理可视化教学法可提高影像技术专业学生考核成绩，提升自主学习能力及批判思维能力，激发学习兴趣、拓展临床科研思维，提高教学满意度。