磁共振成像MRI虛擬仿真實驗是華中科技大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：磁共振成像MRI虛擬仿真實驗
- 課程負責人：趙元弟
- 建設院校：華中科技大學
- 授課教師：王國平、曾紹群、朱丹、付玲
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
磁共振成像MRI作為當前最為複雜的醫學影像技術之一，在臨床診療方面發揮著重要作用。磁共振成像涉及電磁學、量子力學、高等數學等眾多學科，從核磁共振現象的發現到成像技術的成熟，經歷幾十年時間，共6次摘得諾貝爾獎，涉及物理、化學、生理學或醫學三個領域，足以說明磁共振成像技術科技含金量，代表著21世紀醫學影像診斷設備和技術發展的最高水平之一。
生物醫學工程是運用工程學原理和方法解決生物醫學問題，提高人類健康水平的綜合性學科。醫學影像技術是生物醫學工程學科重要的方向之一，在全國百餘家建設有生物醫學工程本科專業的高校中，大多數設定有相關課程，如我校生物醫學工程本科專業即開設有《醫學影像系統原理》課程，湖北科技學院生物醫學工程專業開設有《醫學影像儀器》等課程，在這些課程中磁共振成像系統均為教學重點和難點。此類課程與醫科院校的醫學影像學本科專業開設的相關課程主要區別在於，前者更偏重成像原理方法、儀器構造的講解。並且，為了讓學生對磁共振成像等醫學影像系統有直觀認識，生物醫學工程專業的實踐教學環節—生產實習也多將醫院的影像科(或設備科、醫療器材科等)作為實習基地，組織學生前往學習。
在以往教學過程，我們發現由於磁共振成像設備結構複雜，涉及學科領域眾多，關鍵知識點範圍廣且均較為抽象，而生物醫學工程專業學生相應領域知識掌握程度不夠，無法深刻理解相關知識的精髓，這使得學生在有限學時內很難掌握相應的知識點；在講解設備結構時，儘管內容相對具體，但學生仍然缺乏感性認識，而且由於該設備體積巨大、價格昂貴，絕大多數學校教學實驗室難以配備磁共振成像設備。對於在醫院影像科開展的生產實習，通常由老師帶隊，學生一起集中參觀，由影像科醫生進行相關介紹。然而，由於醫院醫療任務繁重，磁共振成像設備基本滿負荷運轉，並且醫生對於設備往往知其然而不知其所以然，無法系統介紹磁共振成像設備的全貌，學生也根本不可能親自動手操作，更不可能拆解設備，整個教學過程如走馬觀花，學生最後也只了解到設備的皮毛。
在教育信息化背景下，虛擬仿真實驗已廣泛套用於各學科領域的教學活動中。虛擬仿真實驗依託網際網路、多媒體、人機互動等信息技術, 結合教學內容構建仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，可使學生在開放、自主、互動的環境中身臨其境地開展實際教學環節中難以實現的學習活動。因此，開發磁共振成像虛擬仿真系統，將有助於學生隨時隨地先開展磁共振成像系統原理的學習和虛擬操作，強化學生對磁共振成像原理和技術內涵的深度理解；同時可克服醫學磁共振成像成像系統價格昂貴、無法獲取、無法拆解的局限性，同時也避免實地操作的危險性，彌補實踐教學時間的不足。通過虛擬實驗鍛鍊學生綜合套用知識的能力、自主學習能力、分析解決問題能力和動手實踐能力，進一步提升學生綜合素養和創新創業能力。
教學目標
(1)使學生掌握磁共振成像的基本原理、技術及方法；
(2)使學生熟悉磁共振成像設備的基本組成、結構及各部分功能，熟悉設備操作過程，理解各成像參數對成像效果的影響，理解臨床分子造影劑對成像效果的影響；理解醫學圖像與人工智慧結合的基本原理；
