雷建鋒 趙媛媛

（首都醫(yī)科大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室，北京100069）

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)研究的重要組成部分，通常應(yīng)用人類疾病動(dòng)物模型研究人類疾病的發(fā)生、發(fā)展及防治。目前，大鼠、小鼠仍然是常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，在疾病動(dòng)物模型制備中應(yīng)用廣泛。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，小動(dòng)物專用影像技術(shù)有了顯著進(jìn)展、專用設(shè)備性能得到較大提升，使得該技術(shù)在生命科學(xué)等領(lǐng)域的研究得到了越來越多的應(yīng)用［1］。

應(yīng)用于科學(xué)研究的活體小動(dòng)物影像技術(shù)主要包括磁共振成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描成像、放射性核素成像、光學(xué)成像和超聲成像等。我校于2009年建立了小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像研究平臺(tái)，陸續(xù)購(gòu)置多臺(tái)小動(dòng)物活體成像的儀器設(shè)備，為我校和其他科研單位提供了小動(dòng)物影像公共科研服務(wù)。從2011年開始在研究生的《現(xiàn)代分析儀器在生物醫(yī)學(xué)研究的應(yīng)用》課程中增加了“小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)”，隨著儀器設(shè)備的不斷到位，科研工作的陸續(xù)開展，教學(xué)內(nèi)容也隨之不斷豐富和完善。

結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們對(duì)教學(xué)目標(biāo)和意義、理論課程內(nèi)容設(shè)置及師資建設(shè)等進(jìn)行總結(jié)和探討，并對(duì)目前制約教學(xué)有效開展的因素——實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教材等提出了改進(jìn)設(shè)想，以期提高教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，同時(shí)希望能給同行提供參考和借鑒。

1 小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)教學(xué)的意義和目標(biāo)

小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是基于臨床診斷影像設(shè)備發(fā)展起來的、專用于小動(dòng)物的成像裝置，這些影像設(shè)備對(duì)小動(dòng)物進(jìn)行活體狀態(tài)下的功能及解剖實(shí)時(shí)成像，從而獲得體內(nèi)結(jié)構(gòu)及解剖學(xué)信息，同時(shí)還可以對(duì)細(xì)胞和分子水平的生物學(xué)過程進(jìn)行成像，進(jìn)行定性和定量研究［2］。

與臨床醫(yī)學(xué)影像技術(shù)相比，小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)有比較大的不同：首先，其成像對(duì)象的體積、重量與人體比起來相差很多，成像體素小，需要較高的空間分辨率，成像技術(shù)有較大不同；其次，需要滿足動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)格要求［3］，如成像時(shí)需要將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體溫、呼吸等生理參數(shù)控制在一定范圍，既保持機(jī)體處于一定的穩(wěn)定狀態(tài)，又要盡量接近清醒狀態(tài)的生理參數(shù)［4］，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和技能要求有很大不同；再次，科學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成像可以采用更加豐富的參數(shù)和條件等等?？蒲泄ぷ髡呖梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮脱芯糠椒ㄟx擇一種影像技術(shù)或多種技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)、連續(xù)、無創(chuàng)、敏感、原位”地進(jìn)行生理代謝功能的縱向生物醫(yī)學(xué)研究，提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的效率；同時(shí)可以對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)跟蹤成像，避免個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，極大提升了實(shí)驗(yàn)研究水平［5］。小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)作為多個(gè)學(xué)科綜合發(fā)展的成果，已經(jīng)成為生命科學(xué)研究中新興的、不可或缺的有力工具。

醫(yī)學(xué)院校研究生是生命科學(xué)領(lǐng)域中科研一線執(zhí)行者和科研發(fā)展的后備力量，因此在醫(yī)學(xué)院校開展此類教學(xué)是十分重要和有意義的。

選修《現(xiàn)代分析儀器在生物醫(yī)學(xué)研究的應(yīng)用》課程的學(xué)生包括基礎(chǔ)和臨床各個(gè)專業(yè)的碩士生和博士生，對(duì)課程學(xué)習(xí)有著極大的興趣，教師也希望盡量多地將知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生；但該課程包含儀器及技術(shù)種類繁多，分給“小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)”教學(xué)課時(shí)較為有限。知識(shí)無限、時(shí)間精力有限，學(xué)生現(xiàn)在掌握知識(shí)點(diǎn)的多少與其將來是否能在科學(xué)研究中應(yīng)用該技術(shù)不存在直接關(guān)系。為了適應(yīng)不同層次和專業(yè)學(xué)生的實(shí)際需求，設(shè)置該技術(shù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)——讓學(xué)生了解小動(dòng)物影像技術(shù)的基礎(chǔ)及前沿應(yīng)用，初步掌握小動(dòng)物影像技術(shù)的理論原理，了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，為以后的研究或技術(shù)工作增加理論知識(shí)和技術(shù)能力的儲(chǔ)備［6］。

2 探索科學(xué)的教學(xué)方法

2.1 理論教學(xué)注重知識(shí)的擴(kuò)展，原理融入應(yīng)用

小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是多個(gè)學(xué)科交叉和融合技術(shù)，以醫(yī)學(xué)影像技術(shù)為主線，融合了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，其應(yīng)用性、實(shí)踐性和技術(shù)性強(qiáng)。要系統(tǒng)地掌握該技術(shù)，需要具備基本的理論知識(shí)，避免知其然不知其所以然。

對(duì)于醫(yī)學(xué)院校研究生來說，已經(jīng)具備上述除醫(yī)學(xué)圖像處理之外的其他知識(shí)儲(chǔ)備。醫(yī)學(xué)圖像處理是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的重要組成部分，在醫(yī)學(xué)影像實(shí)踐中通過影像系統(tǒng)獲得圖像僅僅只是完成了第一步，必須通過醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)才能從獲得的影像中提取出有用的數(shù)據(jù)和信息，如Micro CT中的骨小梁分析、Micro MRI功能成像中的參數(shù)提取和分析等。學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的較全面的理解和掌握。因此，在理論教學(xué)中，我們先把醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)作為背景知識(shí)進(jìn)行講授［7］。之后，理論教學(xué)按照技術(shù)涉及的儀器逐個(gè)進(jìn)行講授。在各儀器模塊中，我們首先介紹小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)與相應(yīng)的臨床醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的比較，兩者在硬件設(shè)備、成像技術(shù)等方面存在較大的不同。如在Micro MRI的授課中，回顧基本原理后，介紹Micro MRI和臨床MRI的不同：Micro MRI成像磁場(chǎng)強(qiáng)度更高、兩者的成像口徑不同；輔助設(shè)備上Micro MRI需要用到麻醉機(jī)、恒溫水浴、生理參數(shù)監(jiān)控等；Micro MRI成像序列和參數(shù)更加豐富以及多種研究手段的結(jié)合等等。之后將教學(xué)重點(diǎn)落實(shí)在這一技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域、前沿的研究進(jìn)展上，擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面、開闊視野，為今后課題研究打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)因“儀”制宜，多方法互融互補(bǔ)

對(duì)于應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)的技術(shù)類課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是加深理論聯(lián)系實(shí)際能力、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力的過程，也是鍛煉解決問題、培養(yǎng)綜合分析能力的過程。但是小動(dòng)物影像設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作規(guī)程多，價(jià)值高、數(shù)量少，涉及強(qiáng)磁場(chǎng)和輻射危險(xiǎn)、實(shí)驗(yàn)條件限制多等，批量化、規(guī)范化、規(guī)?；膶?shí)驗(yàn)教學(xué)一直沒有得到有效開展［8］。目前我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師演示、學(xué)生觀摩的方式進(jìn)行，學(xué)生只能對(duì)儀器設(shè)備的基本組成構(gòu)造、操作技能和常規(guī)應(yīng)用初步了解。學(xué)生參與感較差，進(jìn)行的思考較少，因此教學(xué)效果不佳。

為了更好地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們針對(duì)目前存在的問題提出以下改進(jìn)設(shè)想：小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分利用我校醫(yī)學(xué)影像研究平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，因“儀”制宜，采用多種方式結(jié)合，以滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐需求。

2.2.1 基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重多利用現(xiàn)代化的多媒體技術(shù)，通過動(dòng)畫、視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等手段將這些實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效率［9］。

2.2.2 多種形式進(jìn)行補(bǔ)充

（1）儀器使用培訓(xùn)

醫(yī)學(xué)影像平臺(tái)作為公共科研服務(wù)平臺(tái)，定期開展儀器使用培訓(xùn)［10］。培訓(xùn)按照設(shè)備開展，參加學(xué)生數(shù)量少，教師能夠比較詳細(xì)的介紹成像技術(shù)、并結(jié)合應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于有進(jìn)一步學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生，可以鼓勵(lì)其參加。

（2）設(shè)備助管

大型儀器在開放共享的過程中，需要吸納研究生作為儀器助管，參與到大型儀器設(shè)備的管理、維護(hù)、日常測(cè)試等的工作中，讓其更好地掌握各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和先進(jìn)應(yīng)用［11］。

（3）開放課題

大型儀器設(shè)備的功能多，工作中需要隨著科研需求不斷開發(fā)其功能。平臺(tái)可以根據(jù)本身發(fā)展的需求，設(shè)置一些與設(shè)備功能開發(fā)相關(guān)的開放課題，吸納一些專業(yè)相關(guān)度高、能力強(qiáng)的研究生參與其中，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力的同時(shí)，對(duì)平臺(tái)的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用。

3 教材及師資建設(shè)

3.1 教材建設(shè)

在教材選用方面，選用難易程度適合、專業(yè)匹配高、體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的教材能夠極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)作為發(fā)展迅速的新興技術(shù)，可供選擇的教材較少?，F(xiàn)有的影像學(xué)教材，多為人體影像學(xué)技術(shù)；即使涉及到小動(dòng)物影像技術(shù)，所占篇幅有限，針對(duì)性不強(qiáng)；有些以動(dòng)物影像命名的教材，針對(duì)的是獸醫(yī)工作者，內(nèi)容為動(dòng)物疾病診斷和治療相關(guān)。因此在目前教學(xué)中，沒有指定教材，采用的是課堂教學(xué)內(nèi)容為主、以參考書目為輔的方式。雖然達(dá)到一定的教學(xué)效果，但是缺乏教材難免會(huì)導(dǎo)致填鴨式的教學(xué)，影響學(xué)習(xí)的效果。

為了提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到較好的教學(xué)效果，我們將根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以不同小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像技術(shù)為章節(jié)，按照成像原理、儀器設(shè)備及成像技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用為順序編寫參考教材。在教材的編寫中除了注重基礎(chǔ)知識(shí)深入淺出的介紹，更要注重加入發(fā)展動(dòng)態(tài)、新理論、新方法和發(fā)展動(dòng)態(tài)、應(yīng)用成果，偏重廣度以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，切合教學(xué)目標(biāo)，方便學(xué)生的使用［12］。

同時(shí)，為了滿足學(xué)有余力、有興趣的學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，可以給學(xué)生提供一些參考書目，如申寶忠的《分子影像學(xué)》、黃鋼的《影像核醫(yī)學(xué)與分子影像》等。學(xué)生可以在課后自己拾遺補(bǔ)缺，鞏固所學(xué)，提高學(xué)習(xí)興趣。

3.2 師資建設(shè)

理論和實(shí)踐相結(jié)合，是學(xué)習(xí)和掌握任何科學(xué)與技術(shù)的基本原則。傳統(tǒng)教學(xué)中，理論課和實(shí)驗(yàn)課由不同教師擔(dān)任。理論教師理論水平高、分析能力強(qiáng)，負(fù)責(zé)理論教授；實(shí)驗(yàn)教師熟知設(shè)備性能和使用操作，負(fù)責(zé)講解操作過程和解決操作問題。小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的技術(shù)性和應(yīng)用性較強(qiáng)，采用上述教學(xué)方法，理論教師和實(shí)驗(yàn)教師各自發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一些問題，如不同教師教學(xué)方法不同，學(xué)生要適應(yīng)不同的教學(xué)方法和風(fēng)格；會(huì)產(chǎn)生理論和實(shí)踐割裂的現(xiàn)象，即脫離實(shí)際講理論和原理，實(shí)驗(yàn)中碰到問題不能結(jié)合理論原理進(jìn)行闡釋等。

隨著科學(xué)研究的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的素質(zhì)和水平得到了很大的提高［13］。醫(yī)學(xué)影像研究平臺(tái)作為科研公共服務(wù)平臺(tái)，其工作人員擁有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力，在技術(shù)實(shí)踐中對(duì)技術(shù)原理有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)，有著較強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力。通過培養(yǎng)其授課技巧和課堂組織等教師崗前培訓(xùn)的能力，由他們來承擔(dān)基本理論和實(shí)驗(yàn)技能的傳授，將能夠極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力。同時(shí)，作為課程有益的補(bǔ)充，聘請(qǐng)?jiān)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的專家開展技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用講座，結(jié)合其科學(xué)研究，將本領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法和前沿領(lǐng)域的應(yīng)用介紹給學(xué)生，拓寬學(xué)生思路和視野。通過這種內(nèi)部培養(yǎng)和外部聘請(qǐng)相結(jié)合的方式的組建師資隊(duì)伍，可以極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了課程的系統(tǒng)性和效率，達(dá)到了良好的授課效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前，我校不同專業(yè)和層次的學(xué)生開設(shè)了現(xiàn)代分析儀器類類課程。小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)作為其中重要的組成部分，在教學(xué)中要關(guān)注不同學(xué)生對(duì)于課程掌握的側(cè)重點(diǎn)，有的放矢地設(shè)定合理的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方法，讓各類學(xué)生都學(xué)到“有用”的知識(shí)，不僅能調(diào)動(dòng)各專業(yè)學(xué)生對(duì)于小動(dòng)物影像技術(shù)學(xué)習(xí)興趣，更為學(xué)生將來的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

此外，“小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)”目前是作為此類課程的一個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué)，該課程還包含形態(tài)學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)等5個(gè)研究領(lǐng)域的大型儀器，知識(shí)多、范圍廣，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，只能通學(xué)而不能精學(xué)。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求，在將來?xiàng)l件許可的條件下，應(yīng)推進(jìn)以該門課程作為前提，按照研究領(lǐng)域分類開設(shè)多個(gè)小而精的細(xì)分課程［14］，學(xué)生可以按照自己的興趣和研究方向選修相關(guān)課程，這樣一方面學(xué)生可以集中精力，另一方面，這些細(xì)分課程的選課人數(shù)少，可以小班教學(xué)，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。在這樣的細(xì)分課程中，課時(shí)數(shù)會(huì)增加，更要注重增加實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)、拓展多種實(shí)踐方式，為學(xué)生創(chuàng)造更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，增強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

以上我們對(duì)小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)教學(xué)的多方面進(jìn)行了總結(jié)和探討。雖然目前的教學(xué)正常開展并達(dá)到一定的教學(xué)效果，但仍有很多方面需要完善和改進(jìn)。相信在大家共同努力下，小動(dòng)物醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)教學(xué)將能夠像該學(xué)科的發(fā)展一樣不斷提高。