混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在超聲醫(yī)學(xué)課程中的應(yīng)用

鞠筱潔 劉國宏

【摘 要】超聲醫(yī)學(xué)在我國醫(yī)學(xué)上具有重要的地位，其已經(jīng)有了60 多年的發(fā)展歷史，主要應(yīng)用在疾病的預(yù)防、診斷以及治療中，取得了良好的應(yīng)用效果。但是，從我國的超聲醫(yī)學(xué)的課程來看，多數(shù)學(xué)校安排的課時數(shù)量不夠充足，理論和實(shí)踐缺少密切聯(lián)系，所以，難以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，無法取得良好的教學(xué)成果?；旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展能有效彌補(bǔ)超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)的弊端，為學(xué)生提供良好幫助，在現(xiàn)實(shí)場景中創(chuàng)設(shè)虛擬場景信息，增加學(xué)生的體驗(yàn)感，因此，高校應(yīng)將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在超聲醫(yī)學(xué)課程教學(xué)中，提高教學(xué)質(zhì)量。本文從混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在超聲醫(yī)學(xué)課程中的應(yīng)用策略進(jìn)行簡單分析。

【關(guān)鍵詞】混合現(xiàn)實(shí)技術(shù);超聲醫(yī)學(xué)課程;應(yīng)用策略

引言：

隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，我國出現(xiàn)了各種各樣的高科技手段，比如虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)，我國多個領(lǐng)域都將其應(yīng)用在自己的發(fā)展中，對于高校的醫(yī)學(xué)課程教學(xué)來說為了帶給學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)，也應(yīng)將其應(yīng)用在日常教學(xué)中。從超聲醫(yī)學(xué)課程教學(xué)來看，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)超聲醫(yī)學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)的理論知識，還應(yīng)掌握其相關(guān)操作技能，從而才能保證自己掌握的技術(shù)能為醫(yī)學(xué)行業(yè)服務(wù)。從目前我國臨床醫(yī)學(xué)上超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展來看，其不僅僅是輔助檢查，還承擔(dān)了診斷與治療的重任，所以其在臨床醫(yī)學(xué)上的地位在不斷提高。目前我國掌握的超聲診斷技術(shù)多種多樣，主要包括M型法、B型法、A型法以及多普勒超聲法，為人們的看病治療提供了眾多便利條件。為了培養(yǎng)出高質(zhì)量的超聲醫(yī)學(xué)人才，高校應(yīng)將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在日常教學(xué)中[1]。

1混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)涵

此技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們在計(jì)算機(jī)上建立圖形影像從而構(gòu)建出一個虛擬模型，用戶通過佩戴一種特殊眼鏡，就能在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中看見虛擬場景，將其聯(lián)系在一起，所以，人們在使用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)時，可以將自己與現(xiàn)實(shí)世界、虛擬世界進(jìn)行緊密聯(lián)系，使用戶獲得最真實(shí)的體驗(yàn)感受。

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有以下幾個特點(diǎn)：①精準(zhǔn)匹配，將現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物體和虛擬模型中的物體進(jìn)行精準(zhǔn)匹配;②虛實(shí)結(jié)合，將現(xiàn)實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境進(jìn)行緊密結(jié)合;③實(shí)時交互，用戶通過使用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以和現(xiàn)實(shí)環(huán)境、虛擬環(huán)境進(jìn)行有效交互，為用戶帶來沉浸式體驗(yàn)感受[2]?；旌霞夹g(shù)作為一種新興的技術(shù)手段，在我國醫(yī)療、軍事、娛樂、教育等各個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，并促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

2目前我國超聲醫(yī)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1缺少充足的教學(xué)課時，無法為學(xué)生進(jìn)行深入講解

超聲醫(yī)學(xué)涵蓋的內(nèi)容比較廣泛，包括了聲學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等多種學(xué)科的內(nèi)容，將高于可聽聲頻率的聲學(xué)技術(shù)的應(yīng)用作為自己的研究對象，主要包括超聲診斷學(xué)、生物醫(yī)超聲治療學(xué)等內(nèi)容，由此可見超聲醫(yī)學(xué)課程充分體現(xiàn)了醫(yī)、理、工相結(jié)合的主要特點(diǎn)，所以，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多。但是，從目前我國超聲醫(yī)學(xué)安排的課程來看，課時量有限，一般為6學(xué)時左右，學(xué)生在學(xué)習(xí)時只能簡單的學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)知識，無法提升自己的專業(yè)素養(yǎng)。由于超聲設(shè)備的構(gòu)成十分復(fù)雜，包含了數(shù)據(jù)采集、圖像處理等內(nèi)容，如果學(xué)生沒有較強(qiáng)的空間想象能力以及思維能力，就很難系統(tǒng)的掌握超聲醫(yī)學(xué)的相關(guān)知識[3]。

2.2理論與實(shí)踐缺少密切聯(lián)系，無法提高學(xué)生的實(shí)操能力

隨著社會的不斷進(jìn)步、科技的快速發(fā)展，我國大量機(jī)械設(shè)備都在朝著智能化方向發(fā)展，超聲醫(yī)學(xué)設(shè)備也是如此。由于超聲醫(yī)學(xué)的相關(guān)設(shè)備價格昂貴，學(xué)校的辦學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，部分學(xué)校無法購買先進(jìn)的超聲醫(yī)學(xué)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的超聲醫(yī)學(xué)設(shè)備比較陳舊，無法滿足學(xué)生實(shí)踐的要求，從而降低了學(xué)生的實(shí)操能力。為了加深學(xué)生對先進(jìn)超聲設(shè)備的了解，教師通常利用多媒體為學(xué)生展示一些靜態(tài)圖片，對其工作原理以及使用方法進(jìn)行簡單說明，但是，由于學(xué)生無法進(jìn)行動手操作，從而無法提高學(xué)生的實(shí)操能力，學(xué)生在步入工作崗位后，還需要大量時間學(xué)習(xí)超聲設(shè)備操作，不利于我國醫(yī)學(xué)的發(fā)展[4]。

3在超聲醫(yī)學(xué)教學(xué)中利用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效策略

3.1使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建虛擬課堂

為了解決超聲醫(yī)學(xué)課程課時數(shù)量較少的弊端，高?？梢岳锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建虛擬課堂。不同地區(qū)的學(xué)生可以通過使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入虛擬教室，進(jìn)行可視聽的學(xué)習(xí)。學(xué)生以及教師在虛擬課堂中學(xué)習(xí)時可以做到以下幾點(diǎn)：①可以將教師的現(xiàn)場形象實(shí)時傳送到客戶端，進(jìn)行判別、跟蹤，以三維立體的狀態(tài)呈現(xiàn)在學(xué)生眼前。②教師在講課過程中可以自主控制虛擬場景以及課件，比如：教師可以進(jìn)行課件播放，根據(jù)呈現(xiàn)結(jié)果調(diào)整屏幕比例。③不同地區(qū)的學(xué)生和教師可以進(jìn)行實(shí)時交流，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中的困惑。④為教師呈現(xiàn)智能化、多元化教具，教師在教學(xué)時，可以使用電子白板功能為學(xué)生講解。⑤具有良好的課程記錄功能，對于教師來說，其可以通過觀看回放提高自己的教學(xué)技術(shù)，對于學(xué)生來說，其可以通過觀看回放答疑解惑、補(bǔ)充筆記[5]。由此可見，使用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能解決超聲醫(yī)學(xué)課程課時少的問題，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2使用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室

部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室無法滿足學(xué)生實(shí)踐的要求，從而無法提高學(xué)生的實(shí)操能力，為了有效解決這一問題。教師可以利用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，將超聲醫(yī)學(xué)相關(guān)設(shè)備以3D立體形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，其可以利用其講解相關(guān)理論知識，使理論學(xué)習(xí)變得更加形象、生動。除此之外，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，可以進(jìn)行動物模型操作以及各種分子生物基本操作，既能避免動物資源的浪費(fèi)，還能有效提高學(xué)生的實(shí)操能力[6]。利用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，提供實(shí)踐操作的場地，既能讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用在實(shí)踐中，不斷提高自己的實(shí)操能力，還能讓學(xué)生吸取經(jīng)驗(yàn)，避免在現(xiàn)實(shí)操作中由于操作錯誤引發(fā)各種風(fēng)險。

結(jié)語：

綜上所述，超聲醫(yī)學(xué)技術(shù)是醫(yī)療行業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，運(yùn)用此技術(shù)能為疾病的預(yù)防、診斷、治療帶來重大幫助。為了增加我國超聲醫(yī)學(xué)人才的儲備數(shù)量，相關(guān)院校應(yīng)提高對超聲醫(yī)學(xué)課程的重視程度，將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)中，既能使學(xué)生的理論課程學(xué)習(xí)變得生動、形象，同時還能為其提供實(shí)驗(yàn)操作場地，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)，從而不斷提高自己的實(shí)踐操作能力。

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基金項(xiàng)目：

《MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究》2021年度職業(yè)教育改革創(chuàng)新專項(xiàng)課題（HBKC217068）