背景與痛點(diǎn)

作為醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、物理和工程高度交叉融合的科技前沿，磁共振成像技術(shù)已成為技術(shù)含量和附加值最高的一類(lèi)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，是當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像的研究熱點(diǎn)，對(duì)具備實(shí)踐能力的跨專(zhuān)業(yè)人才需求非常迫切。

而這類(lèi)的技術(shù)教學(xué)非常講究理論與實(shí)踐結(jié)合，單純的理論講授和書(shū)本文字描述難以讓學(xué)生理解復(fù)雜的原理，同時(shí)面臨著儀器成本高、醫(yī)院醫(yī)療資源緊缺以及醫(yī)學(xué)倫理道德等問(wèn)題，學(xué)生無(wú)法自由地實(shí)現(xiàn)自主操作實(shí)驗(yàn)，因此，磁共振成像技術(shù)成為了醫(yī)學(xué)院校教學(xué)的一大痛點(diǎn)。

解決方案：設(shè)計(jì)原則

針對(duì)這些難點(diǎn)，恒點(diǎn)與江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院共同開(kāi)發(fā)磁共振成像檢查技術(shù)虛擬仿真系統(tǒng)，為類(lèi)似教學(xué)的瓶頸突破提供了一份優(yōu)質(zhì)范例。

仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)兼具高階性、創(chuàng)新性。以“虛實(shí)結(jié)合，能實(shí)不虛，以虛補(bǔ)實(shí)”為原則，將虛擬仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用于新醫(yī)科人才培養(yǎng)中，將書(shū)本上扁平的文字描述的磁共振原理，用生動(dòng)的3D動(dòng)畫(huà)立體地呈現(xiàn)出來(lái)，大幅降低學(xué)生理解知識(shí)的難度，可為學(xué)生提供直觀可靠的虛擬教學(xué)環(huán)境。

解決方案：設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

基于高仿真的每個(gè)檢查步驟，包括填寫(xiě)患者登記頁(yè)面、選擇部位及序列、成像參數(shù)設(shè)置、查看圖像、查看圖像診斷報(bào)告和打印膠片等流程，且每個(gè)成像序列掃描時(shí)自帶原MRI設(shè)備的序列聲音，使學(xué)習(xí)者身臨其境。通過(guò)動(dòng)畫(huà)和語(yǔ)音提醒加深學(xué)生的記憶和理解，提高課堂效率。

根據(jù)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生出發(fā)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)磁共振成像原理時(shí)的難點(diǎn)與興趣點(diǎn)，設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)包含基礎(chǔ)認(rèn)知、MRI動(dòng)態(tài)操作訓(xùn)練、案例操作與考核三個(gè)模塊。

磁共振成像原理和序列應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)解決了實(shí)驗(yàn)耗材和搭建困難的問(wèn)題，通過(guò)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和原料，讓學(xué)生在不消耗實(shí)驗(yàn)儀器的情況下，直觀地、創(chuàng)造性地、創(chuàng)新性地體驗(yàn)各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

磁共振成像原理和序列應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)避免了安全教學(xué)隱患的問(wèn)題。由于磁共振的特殊性，教學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作有一定安全隱患，可能會(huì)對(duì)身體造成損害。而虛擬教學(xué)則降低了試錯(cuò)成本，提升了教學(xué)的安全性。

系統(tǒng)能夠支持多用戶(hù)在線實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)，教學(xué)演示可以在平臺(tái)上反復(fù)使用，并且用戶(hù)能夠共享教學(xué)資源，突破時(shí)空限制，擴(kuò)大教學(xué)范圍，大大提升教學(xué)便利性。

檢查技術(shù)模塊實(shí)現(xiàn)全流程操作實(shí)訓(xùn)，考核模塊支持客觀評(píng)分，及時(shí)提供成績(jī)報(bào)告單并給出失分原因分析，及時(shí)反饋錯(cuò)誤點(diǎn)，有利于學(xué)生及時(shí)鞏固提高。

此外，這套系統(tǒng)具備設(shè)計(jì)和改進(jìn)或使用維護(hù)的基本能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程以及為與影像相關(guān)的醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)的研發(fā)打下必要的基礎(chǔ)。

展望

隨著頭戴式顯示器、觸控手套成本的降低，交互方式更加多樣，學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中能獲取的感知維度越來(lái)越豐富。在未來(lái)，我們或許可以在元宇宙中自由探索，用各種工具、材料做任何能想到的實(shí)驗(yàn)，甚至進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)低成本的創(chuàng)新。