1. 磁共振影像技术发展迅速,前景价值可观,是医学影像发展一大热点方向。
近年来,各种人体成像设备成为技术含量和附加值最高的一类医学影像设备,特别是磁共振影像技术已成为支持发展脑科学与神经教育学、医学影像、智能医学工程、纳米医学、大数据生物信息等重要学科领域的新技术和新途径;磁共振成像当前显示脑功能的物质和思想运动过程最重要的可视化工具,比其他方法更加直观而可靠地观测到大脑工作时的情况,是探索脑科学的最重要工具之一;如何掌握磁共振成像核心技术和前沿应用,将坚定的理想信念、高尚的道德情操和突出的创新思维等要素植入教学项目,让学生通过此虚拟仿真系统,能够系统地掌握专业基础知识,不断学习适应发展,能够在生物医学工程及相关领域从事科学研究、技术开发和管理等工作,为国家重大医疗设备国产化做出贡献,也为国家双一流生物医学工程学科中的脑与学习科学,生物医学大数据,智能医学工程等重点发展方向,培养出具有家国情怀和国际视野的担当引领未来和造福人类的人才。
2. 医学成像课程为核心主干课程,是理论型和实践性都很强的综合型课程
《医学成像系统》是生物医学工程的核心主干课程, 磁共振成像部分是本课程的重点,通过本课程的教学使学生了解和掌握主要医学成像设备的基本工作原理、成像的基本机制,实现的基本技术以及实际应用,为今后设计、改进、使用、创新和发展医学成像设备打下基础。本课程实施系列改革,尝试全英文教学和实验,探索更加适应双一流高校国际化教学和科研建设的教学模式,通过“以学生为发展中心” 和 “沉浸式”“项目式”的教学设计理念,完全克服了真实实验难以实现、成本高昂、时空限制等方面原因,真正实现了通过提供具有良好沉浸感、临场感、交互感、轻松感、满足感的虚拟仿真实验场景,创造真实的学习体验,激发学生参与实验的兴趣,有效促进学生多学科、多专业、多课程知识点的融会贯通和能力的塑造。
3. 由于磁共振设备昂贵、医疗资源宝贵等一系列因素,相关实验教学必须依托虚拟仿真技术展开。
由于本课程是理论型和实践性都很强的综合型课程, 但是,实践教学存在以下不利因素:
(1) 相关的大型医学成像设备如磁共振设备价格昂贵,单机造价上千万元,机器的日常维护也需要100万以上的成本,实验成本高,大多数高校也没有此设备,故很难实现一人一机,开展教学实验;
(2) 受制于医学伦理及临床诊疗规范,学生无法在真实人体上进行反复操练,不利于理论和实践的结合以及批判型和创新思维的建立;
(3) 仿真系统实验的建设,避免了本课程纸上谈兵的不足,使学生不仅可以在虚拟的环境中“身临其境”地学习成像知识,还可以亲手操作虚拟磁共振扫描,将理论和实践紧密结合,从而加深对相关知识点的理解,此外,还可以进一步将在虚拟扫描中积累的关于序列应用的经验,运用到未来的高级序列设计和应用中。
因此,针对磁共振成像原理和序列应用开发的虚拟仿真实验,对于建立磁共振成像原理的感性认知、在虚拟应用中反复实践,加深理解相关的重点方法和技术、完善综合从理论到应用的思维具有非常重要的意义。