新冠疫情下医学影像设备的虚拟仿真实验项目建设

目的 针对医学影像设备特点建设虚拟仿真实验项目,以适应新冠疫情下的实验教学.方法 根据医学影像设备的成像原理,完全用数学公式来阐述各种图像信号的产生过程、数据采集过程以及图像重建过程,再将各种实验项目和规律现象,系统集成并运行在网络上.结果 开发出和CT设备相关的6个虚拟仿真实验项目,基本包含了CT设备相关的实验内容,...     

虚拟切割及其在医学影像中的应用

本文首先介绍了中科院自动化所人工智能实验室开发的三维医学图像处理与分析系统，包括图像预处理、虚拟切割、三维面显示、三维体显示和手术模拟等功能，接下来介绍了虚拟切割的算法和功能，最后给出了实验的结果。     

基于通信模式的虚拟程控X线机的设计与实现

目的:为了解决程控X线机在教学和实验中存在的设备费用高、体积大等缺点,提出开发虚拟程控X线机的方案.方法:以VB和SQL数据库为平台,利用上位机ActiveX控件开发虚拟X线机操作台,完成曝光参数的设定与显示、曝光过程、器官程序摄影等功能,同时设计下位机系统完成旋转阳极启动及延时、灯丝预热和曝光过程.上位机与下位机以通讯方式完成数据和命令的传送.结果:该虚拟X线机不但功能齐全而且费用低、使用方便.结论:对于其它医学仪器的虚拟设计,该方案具有重要的参考价值.     

仿真手术刀在虚拟外科手术系统中的应用与研究

目的设计了一种基于手术刀的虚拟外科手术系统,培训外科实习医生熟悉并体验外科手术的过程。方法符合外科医生实际操作习惯设计仿真外科手术系统专用的手术刀,完成各种结构设计、三维定位跟踪、力反馈选型,设计配套软件系统,使其提供逼真的三维虚拟场景。结果在所建立的虚拟手术台上所做的虚拟切割实验表明,该虚拟外科手术系统使操作者体验到真实做手术的感觉,完全可用于外科医生的培训当中,使得受训者获得逼真的手术教学效果。结论利用这种仿真手术刀进行虚拟外科手术系统的解决方案,并构建了一个虚拟手术台,为训练外科实习医生熟练使用手术刀提供了一个方便快捷的途径。     

虚拟仿真实验教学平台在系统解剖学教学中的应用

目的 改进解剖学教学方法,探讨虚拟仿真实验教学平台在系统解剖学中的应用。 方法 利用腾讯问卷平台开展“关于如何学习系统解剖学的调查问卷”。以某校2017级临床、护理、全科、影像4个专业各2个班共400人作为研究对象开展对照研究,试验组在实验教学中采用虚拟仿真实验教学平台辅助教学,对照组未利用虚拟仿真实验教学平台。教学效果采用理论、实验考试和学生对教学模式的满意度问卷调查进行评估。 结果 试验组的理论成绩、实验成绩和总成绩均高于对照组,差异具有统计学意义（P<0.05）。从各组对应的班级看,相同专业试验组的理论成绩、实验成绩和总成绩均高于对照组,差异具有统计学意义（P<0.05）。各班理论成绩和实验成绩之间存在着显著的正相关线性关系（R²=0.97,P<0.05）。试验组对教学效果各项指标的满意度在81.00%～93.00%之间,均高于对照组,两组之间的差异具有统计学意义（P<0.05）。 结论 虚拟仿真实验教学平台的应用能够有效提高系统解剖学教学质量。     

医学影像仿真人体模型及其临床应用

仿真人体模型是根据人体参数,用与人体组织具有相同或相近散射和吸收系数的“组织等效材料”制成的具有骨骼、肌肉、脏器的人体模型。它包括数字化虚拟人体模型、物理实体模型和二者结合的物理数学模型等3种类型。仿真体模在临床工作中应用广泛,可用于确定CT扫描方式及最佳扫描方案、优化患者的辐射剂量、设备评价及质量控制以及用于血管成像和对比剂注射方案研究。仿真体模模拟人体参数能避免不必要的辐射危害,未来在CT图像质控、设备评价、方案研究等方面前景十分可观。     

医学影像学专业《医学影像电子学》教学改革探讨

目的：医学影像学专业的《医学影像电子学》是从电子电路的分析、设计、仿真与调试出发,面向医学影像设备操作、安装与维修,开发与设计而设置的。文章针对这门课程实践性高的特点,鉴于目前的教学现状,提出了理论教学和实验教学的改革方法。方法：课程设置了理论教学,实验教学,课程设计,电子技术实训四个教学环节。应用计算机多媒体技术、网络技术、计算机辅助教学,自主开发研制了与教材相配套的多媒体教学课件实现《医学影像电子学》理论教学,增加了课程综合设计这一考核方式。将传统的硬件电子学实验与利用计算机软件进行的仿真实验有机地结合起来方法进行《医学影像电子学》实验教学。结果：实验教学采用软件与硬件相结合的的实验方式,精心设计了针对性和实用性较强的10个学习情境,3个综合实训项目,保证了实验教学质量充实了课程教学资源,激发了学生学习兴趣和创造性思维能力,提高了教学质量。结论：实践证明,《医学影像电子学》教学方法的改革得到了学生的认可,减轻了实验课时少、实验室条件紧张等困难,为实验过程延伸到理论课堂和课后创造了有利的条件。这种教学改革值得在其它院校《医学影像电子学》教学中进行推广。     

多媒体在医学影像技术教学中的应用

本文论述了近些年多媒体在医学影像技术教学中的应用:阐述了多媒体在医学影像技术教学中的优势与不足,以及如何进一步发挥多媒体教学的优势.     

虚拟仿真实验在生理实验教学中的应用

目的 评价生理学虚拟仿真实验的教学效果.方法 2020年春季学期,北京大学医学部生理学的实验课全部采用线上虚拟仿真实验,并在实验结束后以"问卷星"调查问卷的方式对教学效果进行调查.结果 278份调查问卷的分析结果 表明:基于网络平台的生理虚拟仿真实验提高了学生的学习兴趣,促进了理论教学与实验教学的融合,并有利于培养学生...     

基础医学虚拟仿真实验教学资源建设研究与应用实践

基础医学虚拟仿真实验教学资源建设已经成为现代医学教育的重要组成部分,也是提高医学教育质量的有效手段之一.本文分析了基础医学虚拟仿真实验教学资源建设与应用的意义和背景,概述了虚拟仿真实验教学资源建设虚拟内容和应用效果,探讨了虚拟仿真实验教学资源建设和应用未来发展.基础医学虚拟仿真实验教学资源建设可以为学生提供更加丰富、真实、有效的医学实验教学体验,促进医学教育改革和创新.     

基于数值仿真的医学影像技术实验教学探索

该文提出基于数值仿真的医学影像技术实验教学模式,其中数据采集和处理过程全部用数学公式进行表达,再程序化实现,即完全用数值仿真的方式来描述全部成像过程,并进行可视化和实时交互。实践表明该教学模式可实现清晰、精确、科学定量的教学,还可以根据学生学习情况自主对实验内容进行调整和设计,丰富了医学影像技术实验教学的交互性和自主性。     

基于静态图像的互动虚拟现实技术在医学物理学教学中的应用研究

目的:探讨基于静态图像的互动虚拟现实技术在医学物理学教学中的应用及其作用。方法:分析互动虚拟现实技术在医学物理学教学中应用的必要性,阐述互动虚拟现实技术的特点及其在相关教学过程中的应用优势,以软件VRObjectWorx为开发工具,介绍互动虚拟仪器设备展示实例的制作方法及其在医学物理学教学中的应用。结果:基于静态图像的互动虚拟现实技术可以灵活运用于现代化医疗设备展示、实验仪器设备的展示以及立体空间的构建与展示等相关医学物理学教学内容。结论:将互动虚拟现实技术应用于教学过程,可极大地改变传统教学观念和思维方式,突破教学难点,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,加深学生对相应教学内容的理解和掌握,使教学过程更具有科学性,具有广阔的发展和应用前景。     

Web-Based Immersive Virtual Patient Simulators: Positive Effect on Clinical Reasoning in Medical Education

Background

Clinical reasoning is based on the declarative and procedural knowledge of workflows in clinical medicine. Educational approaches such as problem-based learning or mannequin simulators support learning of procedural knowledge. Immersive patient simulators (IPSs) go one step further as they allow an illusionary immersion into a synthetic world. Students can freely navigate an avatar through a three-dimensional environment, interact with the virtual surroundings, and treat virtual patients. By playful learning with IPS, medical workflows can be repetitively trained and internalized. As there are only a few university-driven IPS with a profound amount of medical knowledge available, we developed a university-based IPS framework. Our simulator is free to use and combines a high degree of immersion with in-depth medical content. By adding disease-specific content modules, the simulator framework can be expanded depending on the curricular demands. However, these new educational tools compete with the traditional teaching

Objective

It was our aim to develop an educational content module that teaches clinical and therapeutic workflows in surgical oncology. Furthermore, we wanted to examine how the use of this module affects student performance.

Methods

The new module was based on the declarative and procedural learning targets of the official German medical examination regulations. The module was added to our custom-made IPS named ALICE (Artificial Learning Interface for Clinical Education). ALICE was evaluated on 62 third-year students.

Results

Students showed a high degree of motivation when using the simulator as most of them had fun using it. ALICE showed positive impact on clinical reasoning as there was a significant improvement in determining the correct therapy after using the simulator. ALICE positively impacted the rise in declarative knowledge as there was improvement in answering multiple-choice questions before and after simulator use.

Conclusions

ALICE has a positive effect on knowledge gain and raises students’ motivation. It is a suitable tool for supporting clinical education in the blended learning context.     

医学影像物理学的课程教学策略及实践

目的:寻找符合医学影像物理学课程特点的教学策略,并在实践中不断丰富其内涵。方法:通过分析医学影像物理学本身的知识特点和专业特征,结合教学中所面临主要具体问题,提出自己的教学策略和实践内容,包括:深度和广度平衡化教学、多样化教学、结合创新项目教学、拓展教学等等教学策略。结果:学生的学习兴趣有所增加,厌学情绪有所减少,学习积极性和主动性有所增强,教师也更容易完成相应的教学任务和对教学过程的组织。结论:近年的教学实践表明,本文所介绍的课程教学策略,切实可行,效果明显,具有一定的借鉴意义。     

Learning in a Virtual World: Experience With Using Second Life for Medical Education

Background

Virtual worlds are rapidly becoming part of the educational technology landscape. Second Life (SL) is one of the best known of these environments. Although the potential of SL has been noted for health professions education, a search of the world’s literature and of the World Wide Web revealed a limited number of formal applications of SL for this purpose and minimal evaluation of educational outcomes. Similarly, the use of virtual worlds for continuing health professional development appears to be largely unreported.

Methods

We designed and delivered a pilot postgraduate medical education program in the virtual world, Second Life. Our objectives were to: (1) explore the potential of a virtual world for delivering continuing medical education (CME) designed for physicians; (2) determine possible instructional designs using SL for CME; (3) understand the limitations of SL for CME; (4) understand the barriers, solutions, and costs associated with using SL, including required training; and (5) measure participant learning outcomes and feedback. We trained and enrolled 14 primary care physicians in an hour-long, highly interactive event in SL on the topic of type 2 diabetes. Participants completed surveys to measure change in confidence and performance on test cases to assess learning. The post survey also assessed participants’ attitudes toward the virtual learning environment.

Results

Of the 14 participant physicians, 12 rated the course experience, 10 completed the pre and post confidence surveys, and 10 completed both the pre and post case studies. On a seven-point Likert scale (1, strongly disagree to 7, strongly agree), participants’ mean reported confidence increased from pre to post SL event with respect to: selecting insulin for patients with type 2 diabetes (pre = 4.9 to post = 6.5, P= .002); initiating insulin (pre = 5.0 to post = 6.2, P= .02); and adjusting insulin dosing (pre = 5.2 to post = 6.2, P= .02). On test cases, the percent of participants providing a correct insulin initiation plan increased from 60% (6 of 10) pre to 90% (9 of 10) post (P= .2), and the percent of participants providing correct initiation of mealtime insulin increased from 40% (4 of 10) pre to 80% (8 of 10) post (P= .09). All participants (12 of 12) agreed that this experience in SL was an effective method of medical education, that the virtual world approach to CME was superior to other methods of online CME, that they would enroll in another such event in SL, and that they would recommend that their colleagues participate in an SL CME course. Only 17% (2 of 12) disagreed with the statement that this potential Second Life method of CME is superior to face-to-face CME.

Conclusions

The results of this pilot suggest that virtual worlds offer the potential of a new medical education pedagogy to enhance learning outcomes beyond that provided by more traditional online or face-to-face postgraduate professional development activities. Obvious potential exists for application of these methods at the medical school and residency levels as well.     

医学影像质量控制及保证检测设备综述

本文对研发医学影像质量控制及保证检测设备的必要性、国内外检测设备的现状、以及我们将来要开展的工作进行了综合评述.首先阐述了开展医学影像质量控制及保证工作的必要性,以及目前国内外医学影像质量控制和质量保证工作的开展情况.结合目前医学影像质量控制及保证检测设备的现状,预测其未来的发展情况.提出我国国产检测设备研制和开发任务重点与发展模式.     

医学影像物理学探究性教学探讨与实践

目的：开展探究性教学是医学影像物理学教学改革的一个重要内容。探究性教学可以激发学生主动探究学习,在学习和思考中使思维得以提升,其根本目的是培养医学生的创新能力。在当下的医学影像物理学教学中,教学模式仍以传统的接受性教学为主,忽略了课程教学的培养目标和医学生心理发展的特点,因此,实现医学影像物理学教学方式由接受性向探究性教学方式转变,探讨与开展探究性教学就具有极其重要的现实意义。方法：通过对医学影像物理学教学研究进展的回顾,结合我校教学的实际,分析了医学影像物理学实施探究性教学模式的必要性,探索了医学影像物理学探究性教学的设计原则,并将探究性教学过程分为3个实施步骤,阐述了各步骤的设计策略及实施方法,并用教学实例加以说明。结果：探讨了在医学影像物理学教学中开展探究性教学的原则、步骤与方法。结论：探究性教学极大地提高了学生的学习兴趣、独立思考问题和动手能力。但是探究性教学还存在着耗时长、部分学生不适应等问题,需要在教学过程中进一步完善。     

《医学影像物理》中学生的创新性能力的培养

培养学生的创新性能力对提高高校教学质量、培养创新人才具有深远的现实意义。将培养学生的创新性能力融人到学校教育中是时代发展和社会进步的需要,也是高校教师的责任。创新性能力的培养可以促进学生的学习积极性,使学生自主掌握文献查阅的方法,培养学生的基本操作技能,扎实的研究基础,增强学生的独立思考意识。本文结合医学院《医学影像物理》课程教学的现状,分别从理论课程和实验课程两个方面来探讨在讲授《医学影像物理学》这门课中如何培养学生的创新性能力的途径。在理论课程中,最重要的是培养学生的学习兴趣、独立学习和归纳的能力,采用开展课题的讨论方式来扩展学生的知识面。在实验课程中,让学生独立提出设计思路和实验步骤,将被动的“要我做什么”变为主动的“我要做什么”．并且注重理论和实验相结合。这样不仅有助于医学生们感受、理解知识,培养实践能力、创业精神等,同时也有助于提高教师的教学水平,做到“教”、“学”相长,取得双赢的效果。