虛擬實(shí)驗(yàn)室在核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

　　摘 要 具體闡述虛擬實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵、在實(shí)際教學(xué)運(yùn)用中的利與弊。虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)將是今后核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革重要方向，值得推廣。
　　關(guān)鍵詞 核醫(yī)學(xué)；虛擬實(shí)驗(yàn)室；教學(xué)改革
　　中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1671-489X（2016）24-0061-02
　　Application of Virtual Laboratory in Experiment Teaching of Nuclear Medicine//TAO Shaoneng， HUANG He
　　Abstract The article elaborates the conception of virtual laboratory， in the actual teaching use of the advantages and disadvantages. Vir-tual laboratory construction will be the important direction of future nuclear medicine experiment teaching reform， is worth promoting.
　　Key words nuclear medicine； virtual laboratory； teaching reform
　　1 引言
　　核醫(yī)學(xué)是一門研究核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用及其理論的學(xué)科，或者說是用放射性核素診斷、治療疾病和進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究的醫(yī)學(xué)學(xué)科。核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課在核醫(yī)學(xué)教學(xué)中扮演著重要的作用，實(shí)驗(yàn)可以將所學(xué)理論知識與實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合，對學(xué)生更加深刻地理解理論教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情具有重要的作用；同時能提高學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生觀察事物和解決問題的能力。因此，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是核醫(yī)學(xué)教學(xué)不可分割的一部分。
　　但是在目前的高等醫(yī)學(xué)院校核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中也存在許多問題，如何提高核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平，是當(dāng)前高等醫(yī)學(xué)院校核醫(yī)學(xué)教學(xué)中重要的研究課題。近年來，隨著計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室成為一個很好的選擇[1]。
　　2 核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問題
　　核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容包括核素顯像、功能測定、放射性核素治療和體外分析，這些方面的內(nèi)容都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，這些技能是臨床醫(yī)學(xué)生必須掌握的基本技能。從核醫(yī)學(xué)涉及的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課跨度大，涉及影像和臨床檢驗(yàn)等多種臨床技術(shù)。同時，放射性核素對人體會產(chǎn)生危害，由于學(xué)生對放射性的畏懼心理[2]，導(dǎo)致部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上不愿動手，這給核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)帶來較大的困難。另外，在我國高等醫(yī)學(xué)院校，核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)幾乎都存在教學(xué)課時較少，教學(xué)手段單一，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足，學(xué)生對其認(rèn)識不足，有些實(shí)驗(yàn)需要的大型醫(yī)療設(shè)備不足等問題。
　　3 核醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建及其作用
　　何謂虛擬實(shí)驗(yàn)室 虛擬實(shí)驗(yàn)室（Virtual laboratory）由美國的威廉·沃爾夫在1989年首先提出，是由計算機(jī)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在計算機(jī)上構(gòu)建一個可視化的三維環(huán)境，操作人員通過相應(yīng)設(shè)備對虛擬的目標(biāo)進(jìn)行操控，從而產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境相近的體驗(yàn)[3]。它具有成本低、效率高、功能全、協(xié)作性等特點(diǎn)[4]。
　　核醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建 結(jié)合核醫(yī)學(xué)教學(xué)目的、教學(xué)要求，利用3D、VRML、HTML、Max等軟件制作出與核醫(yī)學(xué)相關(guān)模型，將SPECT、PET/CT、放射免疫分析儀等數(shù)據(jù)導(dǎo)入相應(yīng)軟件中，模擬出實(shí)驗(yàn)場地、設(shè)備、儀器和各種所需要的試劑藥品，結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求，開發(fā)出虛擬實(shí)驗(yàn)室。通過三維仿真建模技術(shù)，可將核醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室分為體外分析、核素顯像、功能測定、放射性核素治療等幾個模塊，使學(xué)生能夠更加方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，從多種角度觀察、操作和學(xué)習(xí)，更加深入地投入所學(xué)知識中。
　　虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用
　　1）避免了放射性輻射的危害。核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)都要使用放射性同位素，這是它區(qū)別于其他臨床學(xué)科實(shí)驗(yàn)的一個顯著特點(diǎn)。因此，核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)幾乎都是放射性實(shí)驗(yàn)，所用的放射源多數(shù)是開放性的，對操作者的放射性輻射是不可避免的，可以造成對機(jī)體的確定性和隨機(jī)性效應(yīng)，存在較大的安全隱患[5]。虛擬實(shí)驗(yàn)室為仿真實(shí)驗(yàn)室，提供了等同于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，但是不接觸放射源，避免了放射性輻射。
　　2）增強(qiáng)了教學(xué)效果。相對于傳統(tǒng)教學(xué)，虛擬實(shí)驗(yàn)室可以將實(shí)驗(yàn)過程中的圖像、文字、動畫和聲音等各因素融為一體，因而具有智能性、仿真性、趣味性、隨意性、多樣性等特點(diǎn)[6]。這些特點(diǎn)使虛擬實(shí)驗(yàn)室有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立解決問題的思維能力[7]，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)了教學(xué)效果。
　　3）降低實(shí)驗(yàn)室成本。隨著高等教育進(jìn)入大眾化教育，高校大學(xué)生數(shù)量急劇增加，所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備、試劑、藥品和教學(xué)人員等教學(xué)資源不足的問題逐漸顯現(xiàn)出來。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以提供學(xué)生利用電腦進(jìn)行操作，獲得實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感受，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不變，但是大大降低實(shí)驗(yàn)成本。另外，虛擬實(shí)驗(yàn)室還可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源共享，避免大型醫(yī)療儀器的重復(fù)購置，節(jié)約了教學(xué)資本[8]。
　　虛擬實(shí)驗(yàn)室的局限 雖然虛擬實(shí)驗(yàn)室有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際教學(xué)過程中尚不能完全取代真實(shí)實(shí)驗(yàn)。原因在于：
　　1）虛擬實(shí)驗(yàn)室是通過計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)操作，無法鍛煉學(xué)生真正的動手能力；
　　2）真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中有許多干擾因素和一些無法解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)，這是虛擬實(shí)驗(yàn)無法模擬的；
　　3）虛擬實(shí)驗(yàn)對教師有較高的計算機(jī)專業(yè)要求，而醫(yī)學(xué)高等院校教師一般在這方面的專業(yè)知識較薄弱，這是當(dāng)前醫(yī)學(xué)高等院校亟待解決的問題；
　　4）虛擬實(shí)驗(yàn)一般是一人完成，不利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。
　　4 結(jié)語
　　虛擬實(shí)驗(yàn)室作為一種新興的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)無可比擬的一些優(yōu)勢，擁有廣闊的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外多所大學(xué)將虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，成為近年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個熱點(diǎn)。但是，虛擬實(shí)驗(yàn)室與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比較，仍有一些弊端。實(shí)踐證明，在核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室具有重要意義，符合核醫(yī)學(xué)教學(xué)改革方向，必將為核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高發(fā)揮重要作用，在實(shí)際應(yīng)用中要揚(yáng)長避短，使其更好地為實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。
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