MRI設備結構虛擬仿真教學
國家虛擬仿真教學政策
2019年在教高〔2019〕8號文件 《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》中提出從2019年到2021年，完成4000門左右國家級線上一流課程（國家精品在線開放課程）、4000門左右國家級線下一流課程、6000門左右國家級線上線下混合式一流課程、1500門左右國家虛擬仿真實驗教學一流課程、1000門左右國家級社會實踐一流課程認定工作。其中1500門左右的國家虛擬仿真實驗教學一流課程是在原有1000門左右虛擬仿真實驗項目數(shù)量基礎上增加500門。
教育部官網(wǎng)發(fā)布了關于印發(fā)《2019年教育信息化和網(wǎng)絡安全工作要點》的通知。該文件指出，“實施好教育信息化‘奮進之筆’，加快推動教育信息化升級，積極推進”互聯(lián)網(wǎng)+教育“，堅持高質(zhì)量發(fā)展，以教育信息化支撐和引領教育現(xiàn)代化?！钡谒拇慰萍几锩彤a(chǎn)業(yè)變革讓我們大學教育面臨實驗教學、實訓教學和實習教學走向問題。
以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中全會精神，按照黨中央、國務院決策部署，落實立德樹人根本任務，把醫(yī)學教育擺在關系教育和衛(wèi)生健康事業(yè)優(yōu)先發(fā)展的重要地位，立足基本國情，以服務需求為導向，以新醫(yī)科建設為抓手，著力創(chuàng)新體制機制，分類培養(yǎng)研究型、復合型和應用型人才，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為推進健康中國建設、保障人民健康提供強有力的人才保障。
MRI設備結構教學痛點
傳統(tǒng)醫(yī)學影像課程主要是講授式，醫(yī)學影像學實踐教學中大部分實驗項目是高投入、高危險和難實現(xiàn)的教學模式。醫(yī)學影像設備的高投入：包括 x 線設備、超聲設備、磁共振設備、CT 設備等。大部分醫(yī)學院校用于教學的影像設備是從醫(yī)院淘汰下來的。由于老化過時，這些設備只能用于講解基礎的設備原理、影像技術的擺位等，學生接觸不到較為高端的圖像后處理部分。
目前，影像設備不斷智能化，更新迭代頻繁，臨床設備不適合原理教學體積大、價格昂貴，臺套數(shù)有限系統(tǒng)龐大、封閉使用條件限制多。比如，剛剛入門的實習生在進行MRI設備使用時，多是借助平面以及書本資料在腦海中“熟背”過程，對磁體工作原理以及內(nèi)部結構無法深入感知。
MRI設備結構虛擬仿真實驗
基于醫(yī)學影像教學痛點問題，醫(yī)影智能聯(lián)合濱州醫(yī)學院共同研發(fā)MRI設備結構虛擬仿真系統(tǒng)，成功解決了上述問題，該項目依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，包括MRI設備結構9個實驗，從磁共振成像系統(tǒng)認知、磁體系統(tǒng)的結構與功能、梯度系統(tǒng)的結構與功能、射頻系統(tǒng)結構與功能、主控計算機和圖像顯示系統(tǒng)、配套保障系統(tǒng)與功能、場地規(guī)劃與機房設計、設備的安裝與調(diào)試、MRI設備的使用與維護進行實驗操作。
1、磁共振成像系統(tǒng)認知
操作間、磁體間和設備間是建立完整磁共振系統(tǒng)必不可少的三個房間。通過仿真模擬三個房間的設備結構，進行場景布局、結構認真，并設置磁共振成像設備組件房間安放實驗，方便進一步了解以及檢測。
磁體系統(tǒng)是MRI設備的重要組成部分，它是產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定主磁場的硬件，其中超導磁體的內(nèi)部結構非常復雜，制作工藝要求高，內(nèi)部結構很難拆分學習，通過實驗，對超導線圈、低溫恒溫器、絕熱層、磁體冷卻系統(tǒng)、底座、液氦加注口、氣體出口、緊急制動開關及電流引線等組成部分學習。
梯度系統(tǒng)是指與梯度磁場相關的電路單元，是MRI設備的核心部件之一。梯度系統(tǒng)為MRI設備提供滿足特定需求、可快速切換的梯度場，主要對MR信號進行空間編碼，并可對主磁場的非均勻性進行校正。梯度系統(tǒng)由梯度線圈、梯度控制器（GCU）、數(shù)模轉換器（DAC）、梯度功率放大器（GPA）和梯度冷卻系統(tǒng)等部分組成。
磁共振成像設備的射頻系統(tǒng)，包括射頻脈沖發(fā)射系統(tǒng)和射頻信號接收系統(tǒng)兩部分。射頻脈沖發(fā)射系統(tǒng)實施射頻激勵，根據(jù)不同掃描序列的要求編排組合并發(fā)射各種翻轉角的射頻脈沖。射頻信號接收系統(tǒng)接收和處理成像區(qū)域內(nèi)氫質(zhì)子的射頻信號（MR信號）。
主控計算機系統(tǒng)由主控計算機、控制面板、主控圖像顯示器、輔助信息顯示器（顯示受檢者心電呼吸及電生理信號和信息）、圖像硬拷貝輸出設備（激光相機）、網(wǎng)絡適配器以及譜儀系統(tǒng)的接口部件等組成。主控計算機系統(tǒng)主要是控制用戶與MRI設備之間的通信，并通過掃描軟件來滿足醫(yī)生和影像技師的需求。
磁體的配套保障系統(tǒng)主要包括配電系統(tǒng)、溫控冷卻系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安全和監(jiān)測系統(tǒng)。
MRI成像設備的場地規(guī)劃和機房設計對于MRI成像設備的安裝、調(diào)試、運行起著至關重要的作用，是能夠順利安裝設備、穩(wěn)定運行和使用設備的前提。
MRI設備的安裝是一項龐大的工程。在完成房屋結構的改造、電源、空調(diào)、冷水機等輔助設備的安裝后，才能進行MRI設備的安裝與調(diào)試。場地準備完善后，開箱驗貨無誤，再次檢查并確認設備間配電柜電源、電源線、保護地線和中線。
MRI設備影像學檢查操作方式進行違禁物品的檢測，然后安裝系統(tǒng)掃描程序進行操作，以醫(yī)學影像技師的角色，接待患者，完成MRI掃描。
設備使用完畢按照操作步驟對設備進行定期清潔，測量并記錄設備的液氦液面及磁體壓力，進行故障排查及維修保養(yǎng)。
山東醫(yī)影智能科技有限公司專注于“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)學影像”技術的研發(fā)，擁有強大的技術核心團隊，自主研發(fā)醫(yī)學影像虛擬仿真系統(tǒng)、影像云平臺、醫(yī)學影像人工智能學習系統(tǒng)等產(chǎn)品，擁有多項軟件著作權，公司秉承多元開放的理念，為客戶提供最優(yōu)的醫(yī)學影像智能化實驗室解決方案。#沉浸式虛擬仿真系統(tǒng)#
MRI設備結構虛擬仿真優(yōu)勢
仿真度高：在實驗中仿真再現(xiàn)了場地規(guī)劃、機房設計、設備安裝與調(diào)試以及設備的操作，可從認知、實踐與應用多方面體驗和學習MRI設備學、結構功能等相關知識。
理論聯(lián)系實際：檢查室的場景設計符合醫(yī)院影像科布局，室內(nèi)設備配套、防護措施齊全，能讓學生真實感受醫(yī)院工作環(huán)境、注意事項等，并有相關的多種類狀況進行實戰(zhàn)模擬操作、考核和訓練，本教學系統(tǒng)具有隨堂測評功能，且能實現(xiàn)實驗報告自動生成與導出。
前景廣闊：虛擬現(xiàn)實業(yè)務形態(tài)豐富，產(chǎn)業(yè)潛力大、社會效益強，以虛擬現(xiàn)實為代表的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢待發(fā)，虛擬經(jīng)濟與實體經(jīng)濟的結合，將給人們生產(chǎn)方式和生活方式帶來革命性變化。
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