1、虚拟病理切片在病理学实验教学中的应用与评价钟本土(杭州师范大学基础医学部，浙江 杭州 310036) 摘要 文章分析了在病理学实验教学中病理切片资源短缺的成因和对实验教学的影响、虚拟切片在实验教学中的应用及其优点、虚拟病理切片应用中存在的问题及对策；虚拟病理切片的应用可以弥补病理切片的短缺，在病理学实验教学中以玻璃病理切片与虚拟病理切片的观察相结合，可提高病理学实验教学的质量和效率。关键词 虚拟病理切片 病理实验教学 病理切片 病理学是一门重要的医学基础学科，主要从形态学角度研究疾病发生、发展和转化的规律，具有很强的直观性和实践性，因此实验教学在病理教学中具有极其重要的地位 1，而病理切片的观
2、察则是实验教学的主要内容，它不但是验证病理学理论的重要手段，而且也是培养学生观察与动手能力的有效途径。但是，病理教学切片资源日益短缺，目前已经成为医学院校提高病理学实验教学质量的瓶颈。然而，随着虚拟切片技术的应用，虚拟病理切片的问世，使得传统的病理切片观察方法有了可替代的途径。我校近年来在实验教学中运用虚拟病理切片与玻璃病理切片显微镜观察相结合，取得了较好的教学效果，现对虚拟病理切片在教学中应用进行总结与分析，以期在今后的教学中更好地应用虚拟切片来提高实验教学质量。1 病理教学切片资源的短缺已经成为制约病理学实验教学质量提高的瓶颈由于病理教学切片制作的材料病变典型的病理组织来源日益短缺，使得病
3、理教学切片品种和数量逐渐减少，不能满足实验教学的需要，有的教学切片因数量少只能几人合用一张、有的只有数张，只能由学生观察改为示教、有的使用年限已过，切片褪色影响观察，但因得不到及时补充而勉强继续使用，病理切片匮乏成为大多数医学院校病理学实验教学中遇到的难题，影响了病理学实验教学的正常开展。这一问题的主要原因有：1.1 病理尸体剖验稀少，病理切片来源缺乏 一个国家病理尸检率的高低往往可以反映其文明进步的程度，世界上不少文明先进国家的尸检率达到 90%以上，有的国家在法律中对尸检作了明文规定。由于传统观念的影响，我国的尸检率还很低，国内病人死亡后很少进行病理尸体解剖与检验，除非有医疗纠纷或有法医方
4、面的问题，一般在医院死亡的病人很少有进行病理尸体解剖的，而病理教学切片的主要来源是病理尸体检验的器官和组织，即使有个别病例进行了病理尸体解剖，若病变不典型也不能作为病理教学切片使用，必须是病变典型的病理尸体解剖的组织才能制作病理教学切片，因此就成了病理教学切片资源的短缺和匮乏的主要原因。1.2 病理教学切片的使用有一定的寿命 病理教学切片超过一定的使用年限后，切片会褪色，以常用的 HE 染色的切片为例，一般使用效果最佳的时间大约为 5 至 10 年，使用时间过长，切片就会不同程度的褪色，尤其是染细胞核的苏木素更易褪色，褪色后的切片细胞结构模糊，影响显微镜下的观察效果。同时，在使用切片会有一定的
5、消耗，如学生实验中不小心打破切片，也使得可以使用的病理教学切片数量逐年减少。1.3 随着医学科学的发展和医疗技术的进步有一些常见疾病罕见有死亡病例 病理教学切片主要来源是通过病理尸检获得的器官和组织，而有些常见疾病如伤寒、肺炎、和细菌性痢疾等，由于医疗技术和手段的进步，很少有引起死亡的病例，即使有极少数重症病例死亡了，也不一定进行尸体剖验；即使进行了病理解剖如病变不典型还是不能作为病理实验教学的材料，病理切片资源来源稀少可见一斑。而这些常见疾病的病理学是病理学理论与实验教学的重要内容，给相应的实验教学就带来不少的困难。1.4 高校扩招后医学专业的学生数量急剧膨胀，实验室建设相对滞后，病理教学切
6、片数量不足，难以满足扩招人数众多的医学生进行病理学实验的需要。2 虚拟病理切片在病理学实验教学中的应用及其优点2.1 虚拟病理切片在实验教学的应用 虚拟病理切片是将玻璃的病理切片转化为数字化的切片图像,这过程中涉及显微摄影、计算机图像处理等技术，其中关键在图像的摄取、拼接、压缩、储存、传输等过程2。数字切片扫描系统主要由自动显微镜、数码摄像头、自动图像扫描采集软件、切片数字浏览器和计算机组成。系统通过计算机控制自动显微镜移动，对观察到的组织切片进行全自动聚集扫描，逐幅自动采集数字化显微图像，高精度多视野无缝隙自动拼图，自动拼接成一幅定态的数字图像3。这张数字切片就成为虚拟病理切片。在扫描过程中
7、多数情况下无需人工干预，从切片传递、选择图像区域、对焦、成像、文件合成等一系列操作完全由计算机控制自动完成。而且，可以进行多层切片扫描，形成三维虚拟切片，便于多层次、多截面观察。专用的浏览软件安装操作非常方便，无需任何特殊培训，在目前主流配置的 PC 即可使用。数字切片完全符合传统玻璃切片显微观察的功能，切片完整信息，全视野，高分辩率，从肉眼观察，接近光学解析度；可以选择切片任意位置进行不同倍率的放大或缩小，如同光学显微镜下观察模式，为光学放大、缩小不会产生图像失真3。虚拟病理切片在教学中的应用主要有两种形式：一是在实验课堂中与光学显微镜观察同步进行，学生可以两者对照着观看。有的病理切片玻璃切
8、片数量较少，不能人手一张的情况下，可利用虚拟病理切片代替玻璃切片进行病变观察，能取得同样的观察效果；二是学生可以复制虚拟病理切片至学生自己的电脑，在安装相应的浏览软件后，学生可在课外时间进行病理切片的观察学习，就好比是为学生建立了一个虚拟病理切片实验室，能收到很好的效果。2.2 虚拟病理切片的优点和特色2.2.1 虚拟病理切片的应用不受时间和空间的限制 传统的病理教学切片观察必须具备病理切片和光学显微镜两大要素，因此，目前病理实验教学大都是将切片发给学生在显微镜下观察；部分院校配备数码显微互动系统的实验室，在实验过程中，师生之间可共享图像，并还可利用交互语音系统进行交流，充分实现师生互动，为病
9、理学实验教学提供了高效的教学手段4。但以上两种教学模式的前提是要求所有的学生同时在同一间实验室里上课。虚拟病理切片的出现，可以事先将大量的切片数字化存入硬盘中，每个学生可以使用计算机独立的查看数据库里的任何虚拟病理切片。看图软件能提供各种大小的放大倍数。运用相应的专用浏览软件进行病理切片的组织图像观察，对切片的视野可进行任意调节和移动。对放大倍数可在 1.25X100X 之间任意选择。学生可以自己决定使用时间和地点来进行实习。现在大多数学生拥有电脑，且电脑硬盘也足够存储虚拟病理切片，课外使用已经无障碍。学生可以根据自己的时间表来安排时间进行虚拟切片的观察与学习。2.2. 2 虚拟病理切片可以任
10、意复制，不受切片数量限制 传统的病理切片是病变组织制作成的玻璃片，每台显微镜一张，如 30 人一个班级,必须要有 30 张切片才能满足学生实验的需要，如果只有 15 张病理切片的话，只能两个学生合用，交换观察。而虚拟病理切片只需一张典型病理教学切片进行扫描即可复制成多张虚拟病理切片，供多台电脑使用。对于有些病理切片来源困难，切片数量稀少的品种，如流脑、急性肾炎、风湿性心肌炎等，你只要拥有一张病变典型、切片制作与染色精良的玻璃切片就可进行虚拟切片扫描，解决病理教学切片短缺的局面。因此，虚拟切片可以弥补玻璃切片的短缺，成为学生对病变显微观察的一个有效的替代途径。2.2.3 虚拟病理切片可在网络上建
11、立数据库，学生可利用网络课堂进行病理切片的观察和学习。3 虚拟病理切片应用存在的问题与对策3.1 虚拟病理切片应用存在的主要问题 3.1.1 切片扫描仪的的价格较为昂贵，进口的需要人民币一百几十万，对多数医学院的病理教研室来说是一笔宠大开支，购买会有一定的困难，且单纯应用于教学切片扫描会造成教学资源的闲置与浪费。3.1.2 必须要有一张病变典型、制作精良、染色优良、切片厚薄适当的玻璃病理切片，才能扫描出理想的虚拟病理切片来供实验教学使用，否则，则巧妇难为无米之炊。良好的玻璃病理切片是获得良好的虚拟病理切片的前提。3.1.3 虚拟病理切片只能用观察，而且是电脑中虚拟的，如果只用虚拟病理切片而不用
12、光学显微镜观察病理切片，学生缺少显微镜操作与观察的机会，对学生的动手能力培养会产生不利影响，同时对病理切片缺乏真实的、直接的感性认识。因此从某种意义上说虚拟病理切片只能作为病理学实验手段的辅助和补充，不能完全替代传统的病理学实验。3.1.4 部分经济困难学生还没有拥有电脑，对他们来说运用虚拟病理切片还存在不便和困难。3.2 解决虚拟病理切片应用存在问题的对策3.2.1 资源共享，降低应用成本 对于暂时无法购买切片扫描仪的学校来说，可以借用已经拥有切片扫描仪的院校的切片扫描仪对本校病理学实验室的病理教学切片进行扫描，酌情给对方支付一定的费用，这样既节省了自身的经费开支，又降低了拥有切片扫描仪的学
13、校的仪器运行成本，应该是一种双赢的结果。3.2.2 相互交换病理切片，互通有无，构筑系统的典型的虚拟病理切片 对于有些目前来说来源稀少但又是病理学实验教学所必须的病理切片，例如细菌性痢疾、流脑、大叶性肺炎等，各医学院校之间可互通有无，相互协作，进行交换，然后对病变典型的切片进行扫描后形成系统的虚拟病理教学切片的数据库。3.2.3 对病理学实验不能单独依赖于虚拟病理切片，必须与光学显微镜观察病理组织切片为主，虚拟病理切片作为对照和辅助手段，在实验课内以病理切片的显微镜观察为主，虚拟切片可作为对照观察；在课外以虚拟病理切片观察以复习巩固，这样既为学生的课余学习提供一个空间，又不对学生的动手能力产生
14、不良影响。对于一些来源很稀缺的数量很少的病理教学切片则可以通过扫描形成虚拟病理切片来代替病理切片，作为实验教学的有效补充。3.2.4 由于部分学生尚无个人电脑，可以通过定时在课外开放病理切片实验室，为这部分学生提供课余时间学习和观察虚拟病理切片的机会。参考文献1 卓丽娟.病理学教学初探J.山西医科大学学报：基础医学教育版，2006，8（2）：130-1322吴波，周晓军.虚拟病理切片及其应用J.临床实验病理杂志，2008，23（3）358-3593李冬梅，姚根有，等.网络环境下医学数字切片库的构建与应用探索J.解剖学杂志，2010，33（2）268-2694王 洋，高 丽，等.Motic 数码
15、显微互动实验系统在病理学实验教学中的应用J.西北医学教育，2008，16（5）930-931Application and evaluation of virtual pathological slide in pathology experiment teachingZhong Bentu（Basic Medicine Department,Hangzhou Normal University,Hangzhou,Zheyiang 310036）Abstract：The paper analysis the reason and effects on pathology experiment
16、teaching of pathological slides shortage, also the advantage of virtual pathological slides application, its disadvantage and ways to overcome. The virtual pathological slides make up the shortage of conventional ones and help improving experiment teaching quality and efficiency while being observed together with glass pathology slides.Key words：virtual pathological slide；pathology experiment teaching ；pathological slide作者简介：钟本土，男，副教授，学士，研究方向：肿瘤病理学基金项目：本项目受杭州师范大学第七批教改基金资助
