摘要：本文首先分析了醫(yī)學(xué)圖像處理課程的特點(diǎn)，針對(duì)目前醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)中所面臨的問(wèn)題，提出以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法改革。簡(jiǎn)要介紹了以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法的基本特征，闡述了以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法的課程安排、問(wèn)題設(shè)計(jì)和具體組織實(shí)施方法等。實(shí)踐表明，該方法能更有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生的資料查找能力和實(shí)踐能力，也能更好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
　　關(guān)鍵詞：以問(wèn)題為導(dǎo)向 醫(yī)學(xué)圖像處理 PBL
　　醫(yī)學(xué)圖像處理是一門講述如何運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法利用計(jì)算機(jī)對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行處理的課程，它在生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷與臨床治療等方面都起著重要的作用，是培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的一門重要學(xué)科。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的日益成熟以及各種各樣的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在醫(yī)院中的廣泛使用，醫(yī)院每天都獲取大量人體內(nèi)部組織圖像。樊代明院士來(lái)我校講座曾經(jīng)半開玩笑地說(shuō)過(guò)，他曾經(jīng)帶了一個(gè)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)下鄉(xiāng)，結(jié)果沒(méi)有了這些影像設(shè)備這些醫(yī)生到了鄉(xiāng)下都不會(huì)看病了。因此如何對(duì)這些醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行有效的處理與分析，具有重大的社會(huì)效益和廣泛的應(yīng)用前景。目前越來(lái)越多的醫(yī)學(xué)院校已開始開設(shè)醫(yī)學(xué)圖像處理這門課，本文將從醫(yī)學(xué)圖像處理課程的特點(diǎn)、目前教學(xué)所面臨的問(wèn)題以及以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法等幾個(gè)方面進(jìn)行探討。
　　一、醫(yī)學(xué)圖像處理課程的特點(diǎn)
　　醫(yī)學(xué)圖像處理是以數(shù)字圖像處理為基礎(chǔ)，結(jié)合醫(yī)學(xué)院校的特點(diǎn)和教學(xué)要求，以醫(yī)學(xué)影像為處理方向，開展的一門課程。醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)的基本要求是：了解醫(yī)學(xué)圖像的基本特點(diǎn)和圖像處理的基本概念，掌握醫(yī)學(xué)圖像處理和分析的基本原理及方法，能夠利用計(jì)算機(jī)完成各種醫(yī)學(xué)圖像處理，包括醫(yī)學(xué)圖像的增強(qiáng)、分割、配準(zhǔn)、三維重建和三維可視化。該課程具有以下特點(diǎn)：
　　1.多學(xué)科交叉
　　醫(yī)學(xué)圖像處理涉及醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、數(shù)字信號(hào)處理、生物生理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。課程內(nèi)容廣泛，各學(xué)科之間的交叉、滲透，對(duì)教學(xué)和實(shí)踐均提出了較高的要求，學(xué)生較難理解相關(guān)知識(shí)和技術(shù) [1]，尤其是醫(yī)學(xué)院校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理中各種算法的理解更加困難。
　　2.理論和實(shí)踐并重
　　醫(yī)學(xué)圖像處理的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是建立在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)之上的，每一實(shí)現(xiàn)方法都有嚴(yán)格抽象的理論基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)圖像處理的實(shí)現(xiàn)又是建立計(jì)算機(jī)編程實(shí)踐的基礎(chǔ)上的，醫(yī)學(xué)圖像處理的算法最終要在計(jì)算機(jī)上編程實(shí)現(xiàn)。只有通過(guò)計(jì)算機(jī)編程才能使相關(guān)醫(yī)學(xué)圖像處理理論得以驗(yàn)證，進(jìn)而得到應(yīng)用。因此，理論和實(shí)踐相結(jié)合是醫(yī)學(xué)圖像處理研究與教學(xué)的關(guān)鍵，既要注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，同時(shí)又要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)編程恰恰是醫(yī)學(xué)院校學(xué)生普遍的弱項(xiàng)，多數(shù)學(xué)生都沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)過(guò)編程語(yǔ)言。但是該課程的理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)， 尤其強(qiáng)調(diào)編程實(shí)踐，因此該課程起點(diǎn)高、難度大，對(duì)任課老師和學(xué)生都提出了比較高的要求[2]。
　　二、目前教學(xué)所面臨的問(wèn)題
　　我校目前有醫(yī)學(xué)影像和信息管理與信息系統(tǒng)兩個(gè)專業(yè)開設(shè)了醫(yī)學(xué)圖像處理這門課。醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的學(xué)生對(duì)各種醫(yī)學(xué)圖像的特點(diǎn)比較清楚，但是醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的學(xué)生在先導(dǎo)課程中只學(xué)過(guò)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和Visual Foxpro兩門計(jì)算機(jī)課程，他們普遍編程基礎(chǔ)弱，面對(duì)各種醫(yī)學(xué)圖像處理算法就像讀天書一樣。而信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、c++、java等計(jì)算機(jī)課程，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課上也接觸過(guò)Matlab編程，編程對(duì)他們來(lái)說(shuō)問(wèn)題不是很大，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理各種算法的接受能力也比醫(yī)學(xué)影像專業(yè)學(xué)生強(qiáng)，但是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生在先導(dǎo)課程中沒(méi)有學(xué)過(guò)醫(yī)學(xué)影像學(xué)等課程，他們對(duì)各種醫(yī)學(xué)圖像的特點(diǎn)不夠清楚。為了能順利開展醫(yī)學(xué)圖像處理這門課程，結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)于醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的學(xué)生，我們通常在醫(yī)學(xué)圖像處理課程的前幾節(jié)課給學(xué)生補(bǔ)習(xí)一些Matlab編程的內(nèi)容，而對(duì)于信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生則給他們補(bǔ)習(xí)幾種常見(jiàn)的醫(yī)學(xué)成像比如X射線、CT、MRI、超聲、PET等，讓學(xué)生熟悉它們各自成像的特點(diǎn)。根據(jù)多年的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，即便如此，學(xué)生往往在醫(yī)學(xué)圖像處理前半部分課程還聽(tīng)的比較認(rèn)真，但到后面面對(duì)鋪天蓋地的各種醫(yī)學(xué)圖像處理算法，大多數(shù)學(xué)生都招架不住了，僅有極少數(shù)學(xué)生能跟上老師的節(jié)奏。 盡管老師在講臺(tái)上講的很辛苦，但是學(xué)生收獲不多。究其原因，并不是學(xué)生不想學(xué)，學(xué)生前面聽(tīng)課也挺認(rèn)真的；也并不是老師講的不好，老師講的滿頭大汗、口干舌燥。只是面對(duì)大量醫(yī)學(xué)圖像處理算法的填鴨式灌輸，學(xué)生逐漸變麻木了，以至于越落越遠(yuǎn)。因此醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法必須改，化被動(dòng)為主動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，開展以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法改革。
　　三、以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)方法
　　以問(wèn)題為導(dǎo)向（Problem-Based Learning，PBL）是以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，其特點(diǎn)在于在教師的指導(dǎo)下，將學(xué)生放在主體地位，通過(guò)小組討論的方式，以某一具體案例或問(wèn)題為中心的展開討論，在具體的案例討論過(guò)程中不斷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題” [3]。為了解決問(wèn)題，學(xué)生需要分工合作積極主動(dòng)地去查找各種資料，包括課本中的各種醫(yī)學(xué)圖像處理算法。通過(guò)交流討論，不僅可以促使一些懶惰的學(xué)生也要主動(dòng)去查資料，而且通過(guò)學(xué)生間分享學(xué)習(xí)成果，也使一些學(xué)習(xí)差的學(xué)生不知覺(jué)中得到幫助。以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題解決為中心、多種學(xué)習(xí)途徑相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)小組成員間交流合作。為了解決問(wèn)題促使學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)各種醫(yī)學(xué)圖像處理算法，積極地開展小組討論，從而達(dá)到學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。
　　1.課程安排及問(wèn)題設(shè)計(jì)
　　為了更好地開展以問(wèn)題為導(dǎo)向的醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)，我們初步將醫(yī)學(xué)圖像處理內(nèi)容分為三部分[4]：一是醫(yī)學(xué)圖像處理基礎(chǔ)部分，包括醫(yī)學(xué)圖像處理的發(fā)展歷史、課程特點(diǎn)、研究?jī)?nèi)容以及臨床中實(shí)際應(yīng)用例子，這部分主要有老師來(lái)講解，目的是把學(xué)生領(lǐng)進(jìn)門，讓學(xué)生了解圖像處理的特點(diǎn)，明白數(shù)字圖像是可以處理的，并通過(guò)一些真實(shí)的應(yīng)用例子調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于影像專業(yè)的學(xué)生還要給學(xué)生補(bǔ)充一些Matlab編程方面的知識(shí)。醫(yī)學(xué)影像的各種成像技術(shù)對(duì)于醫(yī)學(xué)影像專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)更是他們的長(zhǎng)處，應(yīng)該讓學(xué)生在講臺(tái)上充分展現(xiàn)出來(lái)，以增強(qiáng)他們的自信心；而信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生對(duì)于醫(yī)學(xué)成像技術(shù)則比較陌生，則可以引導(dǎo)學(xué)生分組去查資料，通過(guò)分組展示和老師補(bǔ)充來(lái)完成這部分的學(xué)習(xí)。二是醫(yī)學(xué)圖像處理主要內(nèi)容部分，包括圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像分割等。這部分需要老師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合自己的科研設(shè)計(jì)合適的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分組去查資料，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作去解決這些問(wèn)題。第三部分為醫(yī)學(xué)圖像處理的高級(jí)內(nèi)容，包括醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)融合和醫(yī)學(xué)圖像三維重建部分。這部分讓學(xué)生去實(shí)現(xiàn)會(huì)有些難度，但可以讓每組學(xué)生針對(duì)某一問(wèn)題查資料以課程論文的形式提交他們的成果，如果能實(shí)現(xiàn)出來(lái)或者課程論文寫的比較好，則可以在平時(shí)成績(jī)等方面給與他們適當(dāng)鼓勵(lì)，也可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

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