組織學(xué)數(shù)字切片庫的構(gòu)建及其在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

◆張國棟陳建華沈岳良陳偉燕樓航芳

(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院;3.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院)

組織學(xué)數(shù)字切片庫的構(gòu)建及其在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

◆張國棟1陳建華2沈岳良3陳偉燕1樓航芳1

(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院;3.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院)

《組織學(xué)與胚胎學(xué)》作為醫(yī)學(xué)的一門重要的基本學(xué)科，著重從形態(tài)學(xué)的角度闡述細(xì)胞、組織、器官的構(gòu)成和特點，實驗教學(xué)是理論教學(xué)的重要補充和擴展，對學(xué)生的知識理解和掌握起重要作用。因此，實驗教學(xué)在組織學(xué)教學(xué)中有重要作用，更是處于教學(xué)模式轉(zhuǎn)換的前沿。傳統(tǒng)的組織學(xué)實驗教學(xué)以玻璃切片作為載體通過顯微鏡觀察，能有效地將人體器官的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在師生面前。但是，該模式目前也面臨著諸多難題。例如:

(1)組織切片容易破碎，需要耗費大量資金反復(fù)購買，有些珍貴的數(shù)量稀少的切片因破碎而無法使用。

(2)組織切片無法長期完好的保存，長時間的和空氣接觸氧化會導(dǎo)致染色褪色以至于無法辨認(rèn)組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。

(3)使用切片觀察和教學(xué)時無法及時準(zhǔn)確地找到想要尋找的組織細(xì)胞。數(shù)字切片是現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的有機結(jié)合，它包含了玻璃切片上的所有組織結(jié)構(gòu)的信息，數(shù)字切片(超大空間、高分辨率圖片)可以在電腦上任意的放大和縮小，并可以觀測到相對應(yīng)的玻璃切片上的任何一個位置，也可以將局部內(nèi)容放大到5倍、10倍、20倍、40倍來觀察，如同在顯微鏡上的放大縮小一樣。

一、組織學(xué)切片庫的構(gòu)建

1.組織學(xué)切片的篩選

根據(jù)《組織學(xué)與胚胎學(xué)實驗指導(dǎo)》教材里相關(guān)的實驗內(nèi)容，分別選取示教切片和學(xué)生觀察切片作為數(shù)字化切片庫的母板，按照組織器官標(biāo)本明確，結(jié)構(gòu)完整、染色清晰的條件選取合適的切片標(biāo)本。

2.數(shù)字切片的制作

我們使用數(shù)字切片掃描裝置(NanoZoomer Digital Pathology簡稱“NDP”)由日本濱松光子學(xué)株式會社研發(fā)生產(chǎn)，儀器型號為C10730。該系統(tǒng)包括全自動顯微鏡掃描系統(tǒng)，TDI－CCD探測相機，掃描控制系統(tǒng)和瀏覽軟件NDP view。該系統(tǒng)可以對組織學(xué)切片進行一次多片、高速TDI掃描，并且能夠還原組織切片真實的色彩和較高的分辨率，相應(yīng)的掃描控制軟件能夠?qū)D片進行無縫拼接和處理，儲存并建立切片庫數(shù)據(jù)。利用該系統(tǒng)，我們能夠建立各種器官組織切片的數(shù)字信息并且按照一定的組織結(jié)構(gòu)進行分類管理和使用。

二、實驗教學(xué)中的應(yīng)用

1.研究對象和方法

2010級臨床醫(yī)學(xué)本科和中醫(yī)七年制以及口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)的一半班級約141人用傳統(tǒng)玻片進行示教和觀看(傳統(tǒng)教學(xué)組)，而剩余的2010級臨床醫(yī)學(xué)本科和中醫(yī)七年制以及口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)另一半班級的122人則采用數(shù)字化切片教學(xué)并輔助切片鏡下觀察。兩組學(xué)生在課后均要提交相同命題的實驗報告。

2.數(shù)字化切片的教學(xué)

教師利用NDP view軟件將數(shù)字化切片庫里的切片根據(jù)不同放大倍數(shù)，依次呈現(xiàn)給學(xué)生進行示教講解，學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用教師電腦里的數(shù)字切片進行觀察學(xué)習(xí)。

3.檢測指標(biāo)

(1)示教時間。同一個老師用相同的教學(xué)內(nèi)容分別先后對不同的兩組進行示教所需要的時間，除以切片數(shù)得出每張切片所需示教時間。

(2)實驗報告成績。每次實驗結(jié)束之后提交實驗報告得出的成績的平均值，每次的滿分成績均以100分計算。

(3)實驗考試成績。期末實驗考試得出的成績，累計觀察10張切片，每張以10分計。

(4)問卷調(diào)查學(xué)生對實驗課的學(xué)習(xí)情況及意見。調(diào)查學(xué)生對組織學(xué)閱片的興趣度、難易度以及實驗教學(xué)的滿意度等情況。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS V13.0軟件進行分析，對計數(shù)資料組間比較采用卡方檢驗。

三、結(jié)果

采用組織學(xué)數(shù)字化切片進行示教后，教師平均示教切片的時間由7min減少到5min。學(xué)生的實驗報告成績和實驗考試成績均有所提高。問卷調(diào)查共收到傳統(tǒng)教學(xué)組121份，實驗教學(xué)組113份。學(xué)生對實驗興趣度加大(P＜0.05)，對實驗教學(xué)滿意度升高(P＜0.05)，見表1。

表1 數(shù)字化切片對組織學(xué)實驗課程的影響

四、討論

構(gòu)建組織學(xué)數(shù)字切片庫，采用數(shù)字化切片應(yīng)用于組織學(xué)實驗教學(xué)以后帶來如下的改觀:

(1)數(shù)字化切片完全存儲于計算機或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端，只要不刪除原始文件即可隨意調(diào)用瀏覽，不存在切片破碎無法觀察使用等問題。

(2)數(shù)字化切片理論上可以永久保存，并且很容易進行無限數(shù)量的備份復(fù)制。防止出現(xiàn)切片破碎和褪色等問題。

(3)使用數(shù)字化切片可以實現(xiàn)切片后處理，如標(biāo)注功能、定量分析等，能夠及時準(zhǔn)確的找到所需要的組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

(4)數(shù)字切片庫建立以后方便教師的今后的備課、交流討論以及學(xué)生的實驗考試，可結(jié)合應(yīng)用軟件系統(tǒng)，進行管理和遠(yuǎn)程教學(xué)等活動。

總之，將組織學(xué)數(shù)字切片庫應(yīng)用于實驗教學(xué)中，我們?nèi)〉昧溯^為良好的效果。今后我們將從整合數(shù)字切片庫資源應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)平臺的共享和遠(yuǎn)程數(shù)字化教學(xué)等方面進行有益的探索和研究。

［1］蘇紅星，宋愛利，董小黎.形態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革的研究和探索［J］.中華醫(yī)學(xué)教育雜志，2006，26(6):85－86.

［2］冉令杰，陸敏，郭麗梅.基于顯微數(shù)碼互動實驗室的病理學(xué)教學(xué)新模式的構(gòu)建［J］.中華醫(yī)學(xué)教育雜志，2009，29(6):34－35.

［3］李冬梅，姚根有，王玲玲.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下醫(yī)學(xué)數(shù)字切片庫的構(gòu)建與應(yīng)用探索［J］.解剖學(xué)雜志，2010，33(2):268－269.

浙江中醫(yī)藥大學(xué)濱江學(xué)院教改課題，項目編號:17311011。