常玲玲，黃 勇，趙曉民，童德文

（西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，陜西楊凌 712100）

0 引言

隨著當(dāng)前數(shù)字化切片技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化病理切片已被廣泛運(yùn)用到醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)和科研中，對(duì)病理教學(xué)模式改革及提升病理學(xué)科水平發(fā)揮了積極的推動(dòng)作用。數(shù)字化切片又稱虛擬切片，是通過數(shù)字化切片掃描儀將玻璃切片上的圖像轉(zhuǎn)化為高精度、全視野、動(dòng)態(tài)化的數(shù)字圖像，完整而真實(shí)的保存了玻璃切片上的全部信息。切片觀察者不需要使用顯微鏡，只需面對(duì)電腦利用專業(yè)圖像瀏覽軟件即可觀察和分析切片上的圖像，就好像把顯微鏡下真實(shí)觀察到的視野挪到電腦屏幕上一樣［1-2］。

動(dòng)物病理學(xué)是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)在其中發(fā)揮著不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容主要是學(xué)習(xí)觀察病理組織切片，加深對(duì)理論教學(xué)中所涉及的各種病理變化的理解。因此，切片的數(shù)量及質(zhì)量是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的關(guān)鍵，然而其本身固有的一些缺陷成為了動(dòng)物病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量向前發(fā)展的瓶頸。數(shù)字化切片技術(shù)的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)玻璃切片的固有弊端，為動(dòng)物病理學(xué)教學(xué)的全新改革帶來機(jī)遇，為實(shí)現(xiàn)教學(xué)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化帶來希望，為推動(dòng)我國(guó)動(dòng)物病理學(xué)教學(xué)水平與國(guó)際接軌帶來動(dòng)力［3-4］。本文通過探究數(shù)字化切片在動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，以期有效提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果。

1 動(dòng)物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

動(dòng)物病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是借助顯微鏡觀察病理組織切片標(biāo)本，掌握典型的病理組織變化的形態(tài)特征，進(jìn)而加深對(duì)理論知識(shí)的理解。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心內(nèi)容是觀察病理組織切片。目前，本課程的教學(xué)手段主要是通過對(duì)具有典型病變特征的組織切片進(jìn)行觀察和繪圖，從而掌握基本的病理變化及各系統(tǒng)器官病變特點(diǎn)。我院的動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直使用傳統(tǒng)玻璃組織切片，而玻璃組織切片本身固有的一些缺陷給教學(xué)帶來了諸多困擾：①玻璃切片易碎裂，而且其制作過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，每張切片的質(zhì)量難以保障，影響切片圖像的恒定性，導(dǎo)致切片質(zhì)量參差不齊，影響學(xué)生對(duì)典型病變的尋找和觀察。②年代久遠(yuǎn)的切片，會(huì)出現(xiàn)褪色，而且很難再找到制作這些切片所用的大體標(biāo)本或蠟塊，所以一旦被損壞或丟失，不能進(jìn)行補(bǔ)充，導(dǎo)致部分切片數(shù)量不足，只能多名學(xué)生輪流觀看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增多的學(xué)生數(shù)量的需求。③玻璃切片不能被學(xué)生帶出教室，課下無法反復(fù)觀察切片，對(duì)切片圖像記憶不深，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課切片考試中成績(jī)不理想，影響教學(xué)質(zhì)量。綜上可見，一張張傳統(tǒng)玻璃切片是動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要載體，它承載著整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的圖像信息，但其局限性給教學(xué)帶來的不便感到有些束手無策，因此亟須一種方法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充和完善，以有效提高動(dòng)物病理解剖學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

與傳統(tǒng)玻璃切片相比，數(shù)字化切片具有多種優(yōu)勢(shì)：①數(shù)字化切片圖像清晰度高，色彩鮮明，可以永久保存玻璃切片的圖像信息，徹底解決了玻璃切片不足、丟失、損耗等固有缺陷，為教學(xué)資源的質(zhì)量提供根本保障。②數(shù)字化切片打破了時(shí)間和空間上的限制，學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用電腦、平板、手機(jī)等電子設(shè)備登錄校園網(wǎng)觀察切片。③數(shù)字切片猶如衛(wèi)星地圖，給人以一種全景導(dǎo)航式的視覺體驗(yàn)，老師可以引導(dǎo)學(xué)生直觀地尋找和講解典型病變的形態(tài)特征，為教學(xué)提供了便捷性和趣味性，同時(shí)也有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。④數(shù)字切片可以復(fù)制拷貝，學(xué)生可以在自己電腦上進(jìn)行切片觀察和學(xué)習(xí)，為課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和考前準(zhǔn)備提供了資料。數(shù)字化切片的這些優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)院校的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取得了令人滿意的教學(xué)效果［5-6］，也為實(shí)現(xiàn)動(dòng)物病理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的目標(biāo)開創(chuàng)了條件。

2 數(shù)字化切片在動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

借鑒國(guó)內(nèi)外其他高校應(yīng)用數(shù)字化病理切片教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)［2，5-9］，對(duì)動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了改革，具體內(nèi)容包括玻璃切片的篩選和搜集，建立數(shù)字化切片庫(kù)，數(shù)字化切片庫(kù)在動(dòng)物病理學(xué)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用及教學(xué)效果的跟蹤評(píng)價(jià)等。

2.1 數(shù)字化病理切片庫(kù)的建立

目前，我院購(gòu)置了一臺(tái)Leica 數(shù)字切片掃描儀，為制作數(shù)字化切片搭建了良好的平臺(tái)。同時(shí)，我院具備Motic數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可容納一個(gè)班級(jí)30 多名同學(xué)每人使用一臺(tái)顯微鏡和一個(gè)電腦終端觀察切片。2014 年我校動(dòng)物醫(yī)學(xué)院依托多媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，以電腦終端和移動(dòng)終端為平臺(tái)、建成校內(nèi)全天候、不受時(shí)空限制的共享動(dòng)物醫(yī)學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，這些條件為建立病理數(shù)字化切片提供了強(qiáng)有力的硬件設(shè)施。根據(jù)動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱，從已有的教學(xué)切片中精心挑選出病變典型、顏色鮮艷的玻璃切片，同時(shí)從教研室積累的病例中篩選出具有典型病變的病料尤其腫瘤切片如犬乳腺癌、犬肥大細(xì)胞瘤等制成教學(xué)切片，篩選出的50 余張玻璃切片內(nèi)容涵蓋基本病理學(xué)和各系統(tǒng)器官病變。

利用我院平臺(tái)上的數(shù)字切片掃描儀［見圖1（a）］，將篩選整理的玻璃切片轉(zhuǎn)成數(shù)字化切片。具體方法是將對(duì)整張玻璃切片進(jìn)行掃描、命名和保存，掃描生成的圖像可通過軟件Image Scope 在不同放大倍數(shù)（2 ×、4 ×、8 ×、10 ×、20 ×、40 ×）下進(jìn)行瀏覽觀察，并在1 ×～40 ×倍數(shù)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)連續(xù)變倍閱片［見圖1（b）］；同時(shí)利用Image Scope軟件分別在低、中、高倍下對(duì)掃描圖像中的典型病變區(qū)域截圖，以tiff 格式輸出生成圖片，然后對(duì)每張圖片中的典型病變標(biāo)注和文字描述［見圖1（c）］。最后，將數(shù)字化切片按照教學(xué)大綱章節(jié)分類、編號(hào)，打包上傳至Motic 數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，初步建成數(shù)字化病理切片庫(kù)，應(yīng)用于動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)大三年級(jí)的本科生教學(xué)。在后續(xù)的教學(xué)和科研工作中，如果遇到典型病理切片，將其按照上述操作方法繼續(xù)填充到數(shù)據(jù)庫(kù)［9-14］。

圖1 數(shù)字化病理切片的制作

2.2 基于數(shù)字化切片教學(xué)過程的實(shí)施

以往的動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師講解完后學(xué)生觀察切片并對(duì)典型區(qū)域繪圖。但發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生觀察切片時(shí)僅僅是為了完成一幅典型病變區(qū)域的繪圖，甚至不少同學(xué)整節(jié)課都鎖定在一個(gè)視野上，對(duì)切片中的其他病變并不關(guān)心，也不會(huì)主動(dòng)將光鏡下變化與眼觀變化聯(lián)系起來，更不會(huì)深入思考病變背后的原因，這種情況導(dǎo)致學(xué)生對(duì)切片的理解只見樹木，不見森林。另外，觀察病理切片需要清楚正常的組織學(xué)結(jié)構(gòu)特征，然而同學(xué)們很少預(yù)習(xí)有關(guān)組織胚胎學(xué)知識(shí)，課堂上分不清楚哪些是正常結(jié)構(gòu)，哪些是病變，一定程度上影響他們觀察病理切片的興趣。為了激發(fā)學(xué)生觀察、尋找病變的興趣，最大限度地讓學(xué)生更為主動(dòng)地去觀察切片中千姿百態(tài)的病理形態(tài)學(xué)變化，充分利用數(shù)字化切片優(yōu)勢(shì)，嘗試建立一種以臨床案例為導(dǎo)向觀察病理切片的教學(xué)模式，即學(xué)生將切片觀察和臨床病例相結(jié)合，將以往課堂上觀察的組織病理學(xué)變化與病因、大體剖檢變化聯(lián)系起來，基于以上考慮，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了重新整合。

課前將預(yù)習(xí)內(nèi)容包括數(shù)字化切片、病例資料、大體剖檢圖片及思考題發(fā)送給學(xué)生，讓他們帶著問題預(yù)習(xí)切片，標(biāo)出典型病變并進(jìn)行文字描述。例如，在學(xué)習(xí)觀察出血時(shí)，由于該教學(xué)片是取自豬瘟淋巴結(jié)病料，其典型特征是淋巴結(jié)周邊出血，切面似大理石花紋，具有一定的診斷意義，將豬瘟臨床癥狀、大體剖檢圖片提供給學(xué)生，思考問題是淋巴結(jié)出血的病變區(qū)在哪里？為什么會(huì)出現(xiàn)在那里？同時(shí)驅(qū)使他們提前預(yù)習(xí)一下淋巴結(jié)正常組織學(xué)結(jié)構(gòu)。

課堂學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生利用數(shù)字化切片自主學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)病例中出現(xiàn)的典型病變非常感興趣，但是他們尚未涉及太多專業(yè)知識(shí)，對(duì)病變的辨識(shí)和理解有難度，一定程度上影響了學(xué)生高漲的學(xué)習(xí)熱情。為了解決這一問題，嘗試以課堂討論的形式理解病理變化，課堂上不要求學(xué)生繪圖，將更多時(shí)間用于分析討論。學(xué)生以小組形式進(jìn)行討論，每組推薦代表講解預(yù)習(xí)時(shí)觀察到的病變及遇到的疑難問題，組員進(jìn)行補(bǔ)充，教師評(píng)價(jià)學(xué)生表現(xiàn)，補(bǔ)充完善授課內(nèi)容，提煉知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行課堂總結(jié)。學(xué)生在討論中充分發(fā)揮能動(dòng)性，極大調(diào)動(dòng)了同學(xué)們觀察病理切片的興趣。

2.3 教學(xué)效果評(píng)測(cè)

為了評(píng)價(jià)數(shù)字化切片對(duì)教學(xué)改革的效果，①通過隨堂測(cè)驗(yàn)對(duì)課堂學(xué)習(xí)效果進(jìn)行直接評(píng)價(jià)，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)典型病變的辨識(shí)和文字描述能力。由于本課程共安排了15 次試驗(yàn)，隨著觀察病理變化種類的增多，很容易將幾種病變相混淆，如充血和出血，肉芽腫和肉芽組織，為此將相關(guān)病理圖片進(jìn)行考核提問，發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)都能對(duì)答如流，而且很多能說出該圖出自于哪一張教學(xué)切片。②通過期末測(cè)試結(jié)果與前幾屆進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化切片教學(xué)班級(jí)與往屆傳統(tǒng)玻璃切片教學(xué)班級(jí)相比，考試及格率和90 分以上人數(shù)明顯增多，60 分以下人數(shù)明顯減少。實(shí)踐表明，基于數(shù)字化切片進(jìn)行的教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

積極推動(dòng)我國(guó)動(dòng)物病理學(xué)教學(xué)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，并最終與國(guó)際接軌，是動(dòng)物病理學(xué)青年教師的責(zé)任與追求?；跀?shù)字化切片技術(shù)對(duì)動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全新性改革充分調(diào)動(dòng)教師和學(xué)生雙方的積極性，激發(fā)了學(xué)生對(duì)病理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。另外，數(shù)字切片庫(kù)的建立確保了人人都可以隨時(shí)瀏覽觀察圖像，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，真正實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地都可以打開切片觀察到典型病理學(xué)變化，為本科生、研究生及科研人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程交流提供了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，極大地促進(jìn)了我院教學(xué)和科研的發(fā)展。

當(dāng)然，數(shù)字化切片也有其不足之處，比如數(shù)字化切片的觀察只需要一個(gè)安裝有瀏覽軟件的電子設(shè)備，完全擺脫了顯微鏡和玻璃切片，但是長(zhǎng)期依賴電子設(shè)備觀察切片容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)顯微鏡的使用操作生疏，對(duì)玻璃切片的制作方法失去興趣；數(shù)字化切片已將典型病變區(qū)域標(biāo)注清楚，學(xué)生只是被動(dòng)的接受知識(shí)，體會(huì)不到自己在顯微鏡下尋找到病變的樂趣，容易出現(xiàn)對(duì)組織病理學(xué)變化的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足的情況［15-16］。

總而言之，數(shù)字化切片技術(shù)的出現(xiàn)，給動(dòng)物病理解剖學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式帶來全新的變革，打破了傳統(tǒng)玻璃切片制約實(shí)驗(yàn)教學(xué)向前發(fā)展的瓶頸，不僅節(jié)約教學(xué)資源，而且使病理切片觀察和學(xué)習(xí)得以直觀、方便地進(jìn)行，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效性、互動(dòng)性和趣味性，有力促進(jìn)了動(dòng)物病理解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化。但針對(duì)它所存在的缺點(diǎn)，也應(yīng)采取應(yīng)對(duì)措施，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮數(shù)字化切片的優(yōu)勢(shì)，合理利用教學(xué)資源，不斷推動(dòng)我國(guó)動(dòng)物病理學(xué)教學(xué)事業(yè)向前發(fā)展。