医学影像物理学课程教学的研究与实践

 作者：郭凯 陈琳 胡华碧 魏冀 马慧
【摘要】  针对《医学影像物 理学 》课程教学中的诸多问题,采取相应的教学策略以力争实现较好的教学效果。
【关键词】  影像物理 教学 策略
　 现代 医学影像技术是现代医学的支柱。现代医学影像学不但以其高技术和工程化的鲜明特点展示了它自身在现代医学研究和临床诊断中所具有的优势和无可替代的作用,也以其日益深入的影像理论研究,层出不穷的影像革新技术,迅速扩展的临床应用领域,使相关专业的教学人员愈益感到搞好教学工作的重要性和紧迫性。医学影像物理是高等医学院校医学影像专业的一门基础课,其内容是医学影像仪器设备所涉及的物理学方面的基础理论知识及医学影像诊断中的物理现象,其任务是为学生深刻理解医学影像的物理原理与成像过程,评价、控制医学影像质量,分析、挖掘医学影像蕴藏的生物信息提供必要的物理学知识,给后继课的学生及将来所从事的医学影像工作打好基础。如何在有限的课时内,使理工知识非常薄弱的医学生有较大收获,是摆在教师面前的难题。下面根据笔者多年从事医学成像技术和医学影像物理学的教学实践,分几方面谈谈。
　　1 《医学影像物理学》课程在教学中面临的问题
　　1.1 汇集多门学科，内容抽象复杂。四大影像技术溶合了物理学、数学、 电子 学、 计算 机、 生物学和医学等多门学科。授课对象是未来医学影像诊断医生,医学生在物理、数学、电子等学科的基础很薄弱。但医学影像物理学中要涉及到许多这方面的知识。比如,讲授X?CT、MRI、彩超成像原理时要遇到δ函数、卷积、自相关函数等工程数学知识。核磁共振原理及成像原理一章中, 涉及到量子力学及原子核物理，磁矩、角动量、进动、梯度磁场等物理概念以及高频脉冲、频谱分析、调制解调、A/ D、D/ A、滤波、显像、快速傅立叶变换等微电子技术的基本知识均知之甚少,甚至闻所未闻。
　　1.2 学生的畏难情绪。医科院校的学生由于中学物理基础较差，学习属于物理范畴一类的课程常有畏难情绪。大部分学生在困难和压力面前表现出了畏难情绪,学习积极性和主动性受到挫伤,在预习、听课、复习、习题等多个学习环节上与教师配合的力度打了较大的折扣,大大增加了任课教师的教学难度。
　　1.3 师资力量要求高。《医学影像物理学》的教学任务大都由医用物理教研室的老师承担。但是《医用物理学》和《医学影像物理学》两门课程的专业性质差别很大，前者是公共基础课，后者为专业基础课。医学影像物理学是医学物理学的一个重要分支,是物理学、信息学和医学之间交叉和融合的学科。这就要求老师要有较高的物理专业知识,具备一定的医学知识。
　　2 《医学影像物理学》课程教学策略的研究与实践
针对《医学影像物理学》课程在教学中面临的诸多问题,我们在已有条件下积极开展教学研究与实践,设立以下几方面的教学策略并开展相应的教学活动。
　　2.1 要恰当地把握教材的深度,讲解尽可能的做到深入浅出、通俗易懂，避开复杂的数学推理。如:在“X?CT原理”的“图像重建数学原理”一节中, 从狄拉克函数和卷积算法的引入, 到图像重建的付里叶变换法和滤波反投影法, 整个成像过程我们尽可能运用图解法取代繁杂的积分运算及变化过程。 如果用傅立叶变换讲CT 、MR I 成像原理, 难度很大, 因为学生所学的高等数学知识有限。我们摸索出了如何讲解CT 、MR I 成像原理的方法, 即联立方程法和反投影法。这两种方法不用复杂的高等数学, 学生能够听得明白,能够很好掌握CT 、MR I 成像原理。MR I 成像原理中用到的傅立叶变换、磁矩、角动量、进动、梯度磁场等物理概念以及高频脉冲、频谱分析、调制解调、A/ D、D/ A、滤波、显像、快速傅立叶变换等微电子技术的基本知识是采用定量分析与定性分析相结合,以定性分析为主的教学策略。对课程教学中必须具备而学生又一无所知的数学、物理、电子学等方面的基础知识、基本概念和基本理论,用通俗易懂的定性分析给学生补课,以达到在保持课程内容基本不被割裂的前提下,绕开难度大的系统数学推导,确保学生能定性地理解授课内容的目的。
　　2.2 应用多媒体系统。根据生 理学 观点，人获取的外界事物信息80%～90%是通过眼睛输入的，用直观的图象反映的信息更易为人所接受。多媒体课件能使抽象的物理知识，陌生的医学知识在教学过程中给学生以直观，生动具体的图象再现。如自旋核的旋进，讲解时以陀螺的运动为例一边图示一边推导，使抽象的公式形象化、具体化，降低了学生理解的难度，增强了学生的信心和兴趣。在“MRI成像原理”一章中,我们用FLASH将原子核受激励，驰豫等重点内容制作成多媒体。我们还下载了大量的医学影像照片，小电影等供学生学习 参考 。
　　2.3 注重实验实习。实验是本学科的必要组成部分。在教学中, 如果只讲医学影像技术中的基本原理、基本理论是比较抽象的, 学生不易理解和接受,更谈不上今后的应用。开设实验有助于学生能力和素质的培养。由于实验设备昂贵,具有放射性,为了培养高素质的学生，可以建立一套 计算 机仿真物理实验教学系统,如建立局域网，安装运行仿真物理实验软件《大学物理仿真实验210FOR INDOWS》,该软件包含20多个物理实验项目, 可选取其中部分相关实验如: 核磁共振实验、G?M 计数管和核衰变的统计 规律 、 塞曼效应和 电子 自旋共振实验等。由于经费、技术等原因,目前我校尚未开设医学影像物理学实验。为了弥补不足,我们与 医院 影像科室的联合, 多次组织学生到附属医院相关科室实习,请超声、CT、核磁共振、SPECT等临床诊断教师及技术人员给学生当场讲解仪器的原理，操作方法及诊断等，让学生了解理论知识在临床医学中的具体应用, 使学生加深对理论知识的理解。
　　2.4 教师的专业素质是保证教学质量的关键。正如前面所述,医学影像物理学是门综合学科,也是一门新型学科。许多知识与技术对教师也是崭新课题。为了教好学生,自己首先要抓紧学习,更新知识。教师的继续 教育 也是必不可少的,可进行短期培训,到研究机构、大学、医院学习或深入实际工作一段时间,以便更好的胜任医学影像物理学的教学。
　　2.5 建立激励机制提高学生的学习主动性及积极性。人的潜能是无限的，但必须在一定的条件刺激下，才能释放出来。兴趣是最好的老师。
　　3 小结
对《医学影像物理学》的教学,要不断摸索，不断 总结 经验，逐步改进教学方法和手段，努力提高学生学习的积极性，才能取得好的教学效果。
【参考 文献 】
　1 张泽宝. 医学影像物理学. 人民卫生出版社,2005.

　　2 徐跃，梁碧玲. 医用影像设备学. 人民卫生出版社，2002.

　　3 朱翠玲,赵斌,吴恩惠.  现代 医学影像学工程与临床.山东 科学 技术出版社,2000.