肿瘤放射治疗仿真实验室建设与实践

摘要：肿瘤放射治疗学是肿瘤治疗学的重要部分，随着放射治疗设备、放射治疗技术的不断发展，放射治疗学从理论到实践都发生了巨大的变化。放射治疗虚拟仿真实验教学更生动直观的向学生传递放射治疗知识，提高教学效果，给学生搭建从理论到实践的桥梁，提高学生自主学习及综合分析解决问题的能力。

关键词：肿瘤放射治疗学；医学仿真实验室；教学效果

Abstract：The tumor radiation therapy is an important part of cancer therapeutics， as the continuous development of radiation therapy equipment， radiation therapy technology， the society for therapeutic radiology from theory to practice， great changes have taken place.Radiotherapy virtual simulation experiment teaching is more vivid and intuitive passing radiotherapy knowledge to the students， improve the teaching effect， for students to build a bridge from theory to practice， to improve students' autonomous learning and comprehensive analysis and problem solving skills.

Key words：Tumor radiation therapy； Medical simulation laboratory； Teaching effect

肿瘤放射治疗是一门理论与实践联系非常紧密的学科，以肿瘤基础医学、放射生物学、放射物理学、解剖学、医学影像学为基础，既要重视理论知识的掌握，又要勤于实践[1]。我校作为高等医学院校，集临床、教学、科研于一体，为医学生的基础及临床学习提供了优越条件，但是实际的临床工作非常繁重，学生人数众多，制约了学生临床工作的实践。建立开放式、共享性医学实验教学平台，是实现医学教学资源集约化的主要途径[2]。医学仿真实验室的建设是肿瘤放射治疗实验教学的一种新的教学体系，可极大地推动实验教学改革与实验教学信息化建设，有效提高实验教学效果。据此，本文结合我校肿瘤放射治疗的虚拟仿真实验室建设及实践做一探讨。

1医学实验教学的现状

目前医学实验教学模式大多仍然遵从传统的医学实验教学模式，现有的教学模式都是教师先讲解实验原理和步骤，学生再一步一步照做，学生被动接受很少能够主动思考，无法培养学生学习的主观能动性与创造性，也不会激起学生的浓厚兴趣，更不会深刻理解掌握教学内容[3]。对于基础实验教学，因实验资源紧张、实验精密仪器昂贵等生均实验设备拥有量低，采用示范教学的方法，不利于学生培养。对于临床的实验教学，基于临床的特殊性，学生更多的是在听和看老师的临床操作，只有很少的一部分学生可以参与到临床实践中来，且几乎没有独立思考及主动完成的机会，因为临床的操作是不允许丝毫的差错，这就造成了理论与实际的的脱节。

2医学仿真实验室的现状

虚拟仿真实验室（The virtual/simu lationlaboratory，VL），主要指在各种计算机系统中通过采用多种虚拟仿真技术实现不同的虚拟实验环境，使得实验者能够在接近真实的实验环境中，完成预定的实验项目[4]。目前国内外倡导开放性教学的理念，2008年Dave Cormier教授首先提出了大型开放式网络课程（Massive open online course，MOOC）的概念[5，6]，因其覆盖学生面广，推动自主学习，学习资源非常丰富的特点被大为推广。医学虚拟仿真实验室的建设，以学生为主导，先进行虚拟实验操作后再进入实际操作，不但能提高实验效果，还可节约资源，具有安全、开放、共享的特点，目前各医学院校的仿真实验室主要有机能学虚拟仿真实验室、形态学虚拟仿真实验室、人体解剖学虚拟仿真实验室、分子生物与免疫学虚拟仿真实验室、临床诊断学虚拟仿真实验室等[7]，但放射治疗仿真实验室欠缺。

3肿瘤放射治疗仿真实验室的建设

3.1软件硬件设施 红蜘蛛多媒体网络教学软件，教学电子白板，仿真实验室三维放射治疗计划系统（TreatmentPlanningsystem，TPS），教师用机一台（带云储存功能），仿真实验室三维放射治疗计划系统学生用机若干台。

3.2建设的目标 利用交互式全仿真的放疗实验教学平台，选用医生工作站软件模块进行肿瘤靶区勾画和相应的正常组织勾画，选用计划设计制作模块进行放疗计划制作、优化、评估。利用教师机、红蜘蛛教学软件播放模式演示肿瘤放射治疗计划制作、优化、评估过程及相关技术细节通过本放射治疗仿真实验平台，学生获得上机训练机会，学生自己动手，亲自勾画各个部位靶区以及正常组织器官，进一步熟悉各个部位的解剖结构，进一步了解GTV（Gross Tumor Volume）、CTV（Clinical Target Volume）、PTV（Planning Target Volume）等放疗中有关的概念和知识[8]。熟悉计划的制作、评估、优化等过程，提高了学生的动手能力。放射治疗仿真实验教学平台为同学们今后阅读影像图片、开展放疗工作等有很大的引导作用。通过此平台应用，积累教学、培训经验，形成完整的教学内容、教学方法体系。

4肿瘤放射治疗仿真实验室的实践

4.1实验原理、实验内容及方法的讲解 首先通过讲授及演示的方式对实验的原理、实验内容及流程进行讲解。

4.2放射治疗靶区的勾画 学生自行从学生用机导入预先存入的CT定位扫描图像，依次对肿瘤靶区（GTV、CTV、PTV）及正常组织器官进行命名并勾画。

4.3放射治疗计划的制作 根据当次实验的内容如三维适形放疗（Three Dimensional Conformal Radiation Therapy，3DCRT）或调强放射治疗（Intensity-modulated radiation therapyIMRT）的不同[9，10]，制作不同的放疗计划，如进行等中心点选择，射野方向选择，射野权重以及挡铅调整等。

4.4评估 学生利用仿真三维计划系统提供的等剂量曲线，DVH工具，可以方便直观地发现所作计划的优劣，不断地调整优化计划。带教老师提供此例病人计划的达标的物理评价标准，既是学生计划设计的目标，也是老师最后对学生计划制作完成验收的评分标准。

医学虚拟仿真实验室的建设，顺应了传统的医学教学改革的需要，充分实现了"教师指导，学生主动学习"的新模式，提高了学生学习的积极性和提高了学生的临床实践能力。特别是放射治疗仿真实验教学平台为学生阅读影像图片、开展放疗工作等有很大的引导作用。通过此平台应用，积累教学、培训经验，形成完整的教学内容、教学方法体系。对提高实验教学质量具有重要意义。

参考文献：

[1]石梅.肿瘤放射治疗学新进展与发展设想[J].医学杂志，2010，35（05）：481-484.

[2]孟晓明，贾宝洋.多媒体教学在肿瘤放射治疗学教学中的应用体会[J].现代预防医学，2012，39（1）：263-264.

[3]李光辉，陈正堂.综合性教学医院肿瘤放射治疗学实习带教的特点和体会[J].西北医学教育，2010，18（06）：1243-1245.

[4]李春艳，易烨.虚拟仿真实验室的建设与实验教学的改革[J].中国管理信息化，2014，17（24）：114-115.

[5]黄坪，李红松，潘克俭，等.基于MOOC的医学虚拟仿真实验室建设探讨[J].实验技术与管理，2014，31（12）：104-106.

[6]Perry S， Bridges SM， Burrow MF. A review of the use of simulation in dental education[J]. Simul Healthc，2015，10（1）：31-37.

[7]王燕，车敏，楚慧媛.中医院校建设基础医学虚拟仿真实验教学中心的探索与实践[J].甘肃中医学院学报，2015，32（02）：94-96.

[8]Yong Xin，Jia-yang Wang，Liang Li，et al.Dosimetric Verification for Primary Focal Hypermetabolism of Nasopharyngeal Carcinomal Patients Treated with Dynamic Intensity-modulated Radiation Therapy[J].Asian Pacific Jourrnal of Cancer Prevention，2012，13：985-989.

[9]Kwang-Ho Cheong，Sei-Kwon Kang，MeYeon Lee，et al.Evaluation of delivered monitor unit accuracy of gate step and shoot IMRT using a two-dimensional detector array[J].Med. Phys.2010，37（3）：1146-1151.

[10]LuciantD，Wolfsberger，Matthew Wagar，et al.Angular dose dependency of MatriXX TM and itscalibration[J].Journal of applied clinical medical physics，2010，11（1）：241-251.编辑/孙杰