虚拟仪器技术在医学影像实验课程中的应用及研究:医学影像技术考研

　　摘要： 在科学技术的不断发展的情况下，逐渐兴起的虚拟仪器技术在我国教育体系中的地位越来越高。本文探讨了该技术在医学影像实验教学中的应用，构建了一个仿真的医学影像技术实验环境，采取人机交互方式实施实验，具有创新性、交互性、智能性、仿真性、开放性和可扩展性等优点。在增强影像技术实验教学效果、提高学生学习兴趣、培养学生操作技能和思维能力等方面取得显著效果。
　　Abstract: Along with the development of science and technology, the arisen virtual instrument technology in our country plays a significant role in education system. This paper discusses the application of virtual instrument technology in medical imaging experiment teaching, constructs a simulated medical imaging technology experiment environment. It takes the man-machine interactive way, and has innovative, alternation, aptitude, simulation, openness and expansibility, etc. It achieves positive result in improving experimental teaching effect, improving students" interest in study, and fostering students" skills and thinking ability.
　　关键词： 虚拟仪器技术；医学影像技术；课程评价；虚拟实验
　　Key words: virtual instrument technology；medical imaging technology；curriculum evaluation；virtual experiment
　　中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0232-02
　　1 概述
　　随着现代医学实验课程的不断发展，传统的医学仪器实验由于场地、维护费用等现实条件的限制，大部分医学院校的实验教学资源都比较匮乏，使得医学实验教学不得不寻求更新的更符合时代要求的实验手段。虚拟仪器技术即在计算机技术、数据库技术与网络技术等支撑下，架构支持真实实验环境的虚拟实验平台。虚拟实验平台形成了一个虚拟环境，在这种环境中进行操作、控制、分析、观察和实验，同时控制真实的实验环境。这一技术有许多的优点，如交互性很灵活、对硬件资源要求不复杂，更简易，因此在实验教学中广泛应用，成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。而信息技术与学科整合，正是立足于时代的高度。虚拟仪器技术与课程整合，与传统的教学模式不同，在丰富学科知识、优化学生认知、优化课堂教学结构等方面影响比较大。
　　近年来，在医学类高职院校实验实践教学中，非常强调学生的实际操作和动手能力，所以基于虚拟仪器的实验教学更突出了其优势，因而该技术在医学高职院校的实验教学中得到了进一步发展和完善。
　　2 医学影像技术传统教学的缺陷
　　板书教学是医学影像传统教学模式，学生在实验室动手操作实验。医学影像实验教学在学生获取专业知识时具有极大的重要性。它在使学生深入理解理论知识、形成职业岗位能力等方面起到许多积极的作用。传统的实验教学并不完善，还有不少的不足。由于大型影像设备昂贵，验耗材较多，综合性实验和开放性实验无法或很少实现。实验资源有限，不能做到人手一机，分组过大，难以反复训练，造成实验教学难以达到预期效果，严重阻碍了学生能动性和实践能力的培养。
　　3 医学影像虚拟实验的设计和优势
　　医学影像技术专业要求学生能够操作大型的影像设备，如CT、MRI等，这些设备价格昂贵，体积庞大，操作使用复杂，需要学生长时间练习操作。一般院校很难满足这些大型设备的教学使用需要，而虚拟仪器技术可以解决和克服这一难题。我们学院和徐州医学院合作，利用计算机仿真、数据库、图像处理、虚拟实现和三维重建等编程技术对现有的影像设备实验教学进行改革，开发了系列化大型医学影像设备CT、MRI、PET-CT仿真操作训练系统。仿真当今主流CT、MRI、PET-CT扫描工作站的常规操作，不需要设备主机，形成相应的仿真工作站，模仿真实CT、MRI、PET-CT扫描工作站的操作流程；从而实现不需要投入大型设备，就能做到学生人手一机进行操作训练，满足学生学习和掌握大型医疗设备扫描操作基本技术的需求。
　　3.1 虚拟实验的设计理念 在现代信息技术的协助下，将其与传统教学手段结合起来，创建一个模拟的、开放的学习环境，逐步添加新的学习内容。让学生能够自主开放地学习影像技术，可自由选择实验内容，反复操作演练，将个性化学习体现的淋漓尽致。医学影像虚拟实验在解决难以反复训练的困难中发挥了重要的作用。
　　3.2 虚拟实验的设计思路 利用计算机技术、数据库、图像处理、虚拟现实和三维重建技术，采用Dreamweaver、Flash、.asp, SQL Server完成影像设备医工综合学习网站的设计，形成大型医疗设备仿真训练系统。如仿真CT扫描工作站的常规操作，做到全真模拟当今主流CT扫描工作站的工作流程，定位图像的扫描采用动态出现的方式，与真实CT模式相似，扫描图像与CT机扫描出现方式一样，使用户如同使用真实CT。同时具有强大的图像显示与处理的功能，图像源于CT，界面设计采用与真实CT界面同样的方式，使用户身临其境，在真实CT与本系统之间转换变化感觉不大。