譚小華 肖 玲 潘愛華 黃 河 伍趕球△

(中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院, 1 形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心, 2 組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室, 長(zhǎng)沙 410013)

在我國(guó)高等醫(yī)學(xué)院校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)(組織學(xué)胚胎學(xué)、病理解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)等) 實(shí)驗(yàn)室課程實(shí)施的教學(xué)方法，傳統(tǒng)上是通過經(jīng)典的光學(xué)顯微鏡對(duì)組織器官玻璃切片和標(biāo)本進(jìn)行觀察學(xué)習(xí)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，在形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，顯微數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)給顯微鏡下的微觀世界教學(xué)帶來(lái)了一些變革，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享，但這種共享的教學(xué)模式僅局限在實(shí)驗(yàn)室，不能充分滿足學(xué)生主體地位和創(chuàng)造性的發(fā)揮。而數(shù)字虛擬切片克服了顯微數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)固有的缺陷，它是一種不依賴實(shí)驗(yàn)室顯微鏡而能學(xué)習(xí)觀察標(biāo)本切片的教學(xué)手段, 給傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)全新模式，突破了顯微互動(dòng)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的局限性。

數(shù)字虛擬切片又稱虛擬切片[1], 是指利用全自動(dòng)顯微鏡掃描平臺(tái)把整張玻璃片上的組織結(jié)構(gòu)全視野高分辨率掃描后，無(wú)縫拼接成1幅巨型的數(shù)字化圖片。在形態(tài)學(xué)如組織學(xué)、病理學(xué)和病原生物學(xué)等實(shí)習(xí)課中，通過數(shù)字虛擬切片軟件系統(tǒng)中的1個(gè)縮略導(dǎo)航圖就可以指導(dǎo)學(xué)生看到圖像的全貌和當(dāng)前所在的位置。引導(dǎo)學(xué)生點(diǎn)擊典型結(jié)構(gòu)區(qū)局部; 亦可按標(biāo)注方式導(dǎo)航瀏覽切片，更快、更好地理解和掌握切片的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率。

筆者還把數(shù)字虛擬切片應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)討論課中，教師將重點(diǎn)難點(diǎn)的數(shù)字虛擬切片作為疑難標(biāo)本，附加一些文字問題，作為討論的內(nèi)容，學(xué)生之間以協(xié)作伙伴的關(guān)系相互交流和借鑒，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。

通過建立數(shù)字虛擬切片庫(kù)，教師可積累大量教學(xué)素材用于教學(xué)中制作PowerPoint[2]。此外，這些圖片是動(dòng)態(tài)的，可以像衛(wèi)星地圖一樣先顯示全貌，再逐步放大，能夠更好地顯示局部和整體的關(guān)系，教師的課件可不拘泥于PowerPoint 格式，可以直接用數(shù)字虛擬切片瀏覽軟件，在課堂上向?qū)W生展示切片，并對(duì)其進(jìn)行編輯、標(biāo)注和旁白。

1 云盤共享

Motic virtual microscope 數(shù)字虛擬切片掃描和應(yīng)用系統(tǒng)，其數(shù)字虛擬切片存儲(chǔ)在電腦服務(wù)器上，配置相應(yīng)的終端顯示器，由于終端顯示器數(shù)量和場(chǎng)地的限制，每到切片復(fù)習(xí)時(shí)，嚴(yán)重供不應(yīng)求。如通過刻盤或U盤拷貝分享數(shù)字虛擬切片時(shí)，U盤病毒在高校非常普遍，嚴(yán)重危及數(shù)字虛擬切片掃描系統(tǒng)的安全。

云盤[3]是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)工具，通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶免費(fèi)提供信息的儲(chǔ)存、讀取和下載等服務(wù)。具有安全穩(wěn)定、海量存儲(chǔ)和輕松共享等特點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)體磁盤來(lái)說，用戶不需要把儲(chǔ)存重要資料的實(shí)體磁盤帶在身上，卻一樣可以通過網(wǎng)絡(luò)，輕松從云盤讀取或分享自己所存儲(chǔ)的信息，目前利用云盤分享教學(xué)內(nèi)容的院校相對(duì)較少。

筆者將數(shù)字虛擬切片上傳至云盤，設(shè)置分享，將會(huì)自動(dòng)生成1個(gè)分享鏈接和提取碼(如果用手機(jī)設(shè)置共享，則只有網(wǎng)址，省去提取碼的輸入，該鏈接可制作成二維碼，更方便通過掃描二維碼共享)，分發(fā)給相關(guān)人員如學(xué)生或教師，數(shù)字虛擬切片可以不受時(shí)間和空間的限制，學(xué)生或教師可以很方便地遠(yuǎn)程下載數(shù)字虛擬切片至本地電腦上，在安裝有數(shù)字虛擬切片瀏覽器的電腦上就能讀取數(shù)字虛擬切片進(jìn)行學(xué)習(xí)。該辦法在未增加任何成本的情況下，就實(shí)現(xiàn)了全校每年1 000多名學(xué)生在自己的電腦上完成切片學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)效果，同時(shí)也解決了U盤病毒在分享數(shù)字虛擬切片對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)的安全危害問題。

2 與智能手機(jī)對(duì)接

智能手機(jī)具有普及率高、交互性強(qiáng)和移動(dòng)方便等優(yōu)勢(shì)[4]，但數(shù)字虛擬切片信息量極大，通常每張切片約200 M，且圖片只能用其專用的圖片瀏覽器才可以打開觀察，不能直接在智能手機(jī)上看圖。如果要在智能手機(jī)上觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)，通常采用的辦法是截取目標(biāo)區(qū)域即感興趣區(qū)域(ROI)特定放大倍數(shù)的圖像，存儲(chǔ)為JPG格式，再轉(zhuǎn)入智能手機(jī)觀察。此圖片就像通常的照片，大小通常為30 ～500 K，信息量有限，不太適合觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系。

Motic virtual microscope 數(shù)字虛擬切片掃描與應(yīng)用系統(tǒng)的圖片瀏覽器，用其服務(wù)器版本在存儲(chǔ)ROI時(shí)，能夠包括ROI不同放大倍數(shù)的信息，甚至也可以把整張數(shù)字虛擬切片存儲(chǔ)為JPG格式，但其圖像文件特別大，如果轉(zhuǎn)入智能手機(jī)，很難打開或打開速度極慢。為此，筆者不斷地摸索，選取的ROI圖像最終的文件大小在1～10 M, 打開該圖像只需3～5 s，而>10 M的圖像，打開需要幾分鐘甚至十幾分鐘，或者會(huì)出現(xiàn)閃退的現(xiàn)象。觀察圖像時(shí)， 需要通過手機(jī)助手下載并安裝免費(fèi)軟件Viewpics或者Fast Image Viewer，對(duì)觀察超大圖片有很好的效果，其觀察區(qū)域(視域)更大，更有利于顯示關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系，而用手機(jī)自帶配置的看圖軟件觀察，則微細(xì)圖像不清晰。

通過上述探索，筆者把數(shù)字虛擬切片系統(tǒng)與智能手機(jī)對(duì)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了重要顯微結(jié)構(gòu)的移動(dòng)學(xué)習(xí)。該辦法對(duì)于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)如腎小球、致密斑、近曲小管和遠(yuǎn)曲小管等以及示教片如運(yùn)動(dòng)終板等的虛擬學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)非常方便。

3 數(shù)字虛擬切片的思考

數(shù)字虛擬切片給傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)教學(xué)帶來(lái)了全新的模式，并且可以避免一些不合格的切片，如切片上未切到需要觀察的結(jié)構(gòu)、切片褪色等對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)困惑。通過精選質(zhì)量?jī)?yōu)良的組織玻片掃描，構(gòu)建精準(zhǔn)的數(shù)字虛擬切片庫(kù)，是實(shí)施數(shù)字虛擬切片教學(xué)的關(guān)鍵基礎(chǔ)資源。在教學(xué)過程中，有必要讓學(xué)生了解玻璃切片的制作過程、數(shù)字虛擬切片的掃描過程，以加深學(xué)生對(duì)標(biāo)本來(lái)源的理解。比如讓學(xué)生參與血涂片的制備，并親眼見證數(shù)字虛擬切片的掃描成像過程，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本學(xué)科系統(tǒng)知識(shí)的認(rèn)知和理解。通過云盤分享和借助于智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)，有助于進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字虛擬切片教學(xué)，并有望提升基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[5-6]。此外，數(shù)字虛擬切片也為臨床診斷、病理遠(yuǎn)程會(huì)診、科學(xué)研究等提供了有效工具和交流平臺(tái)[7]。