张 岳,唐年亚
(南阳医学高等专科学校,河南 南阳 473000)
随着“互联网+医疗健康”服务体系的健全,医疗互联网技术的应用,借助计算机网络远程医疗不再受时间、空间等因素的限制,可以服务更多患者。2019—2020学年,受新冠肺炎疫情影响,根据教育部、河南省教育厅和我校关于疫情防控工作的最新要求,响应“停课不停学,停课不停教”号召,线上教学几乎覆盖所有学科,医学教育也应将互联网、人工智能与医疗健康服务相融合,为医学线上实践教学服务。课题组教师开阔思维,分析疫情期间教学遇到的问题,改变传统教学模式,应用“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”,通过钉钉直播和学习通平台开展中医诊断学舌诊线上实践教学,探索“互联网+”模式在医学实践教学中的应用效果,为“健康中国”战略的实施打下坚实基础。
受新冠肺炎疫情影响学生无法返校,导致教学环境发生变化,对实践教学提出新的挑战。教师无法面对面教学、手把手指导,无法在训练中及时获取学生的反馈信息,由师生双向互动变为线上教师单向输出,对学生练不练,学生怎么练,练后会不会,学后能不能用等难以监测[1]。由于缺少实践教学设备、物品等,因此无法保证技能训练效果,而由理论到临床的无缝对接更是无从谈起。
舌诊属于中医四诊中的望诊,望舌是通过查看舌质和舌苔的形态、色泽、润燥等方面的变化判定病情的一种独特诊法,是中医诊断和分析病情的重要方式。中医属于经验医学,较难实现客观量化,中医理论书籍多为描述性文字,中医诊断学舌诊实践教学中,对于如正常舌象“淡红舌,薄白苔”如何描述;如何理解淡红,其与浅红、暗红有哪些区别;薄白中薄的程度以及如何区分微白与乳白、米白,成为教学难点。虽然中医理论本身较完备,但由于其很难客观量化,造成不同中医医生受主观意识、个人经验以及诊断环境的影响,对中医理论的理解存在分歧,使得中医诊断更多依赖医生个人经验,这也阻碍了中医的发展和普及,无法让更多患者享受中医的便利。
传统舌诊无需借助复杂的诊断仪器,只需观察患者的舌象即可获取相关信息,具有成本低、效果好的特点。但传统舌诊受时间、空间等因素限制,患者必须在诊室,诊断结果易受外部因素如光线、医生经验等干扰,且接诊人数有限。随着健康意识的不断增强,人们希望能随时随地进行健康监测和疾病分析,传统舌诊无法满足这一需要。
传统舌象仪虽然实现了从舌诊主观化到客观化的过渡,但因其价格昂贵、体积过大难以携带、升级繁琐等缺点而不被广泛应用[2]。除教学及科研单位使用,大部分使用者不会购买舌象仪;舌象仪体积大,便携性差,只能放置在固定场所,无法物尽其用;传统舌象仪致命的缺点是系统升级繁琐,无法及时更新程序,使用者无法享受升级后的诊断服务。
舌体、面部和唇部颜色相近,易混淆。根据舌图像分割特点,采用分水岭算法(将面部与舌分割、唇与舌分割获得舌象的初始轮廓)和Snake算法相结合(舌图像轮廓相似,可收敛目标物体至真实轮廓)的分割算法,满足舌图像分割要求。
舌色是舌诊中最重要的特征,通过舌色可获取有价值的诊断信息,了解机体失调甚至病理变化。舌象颜色受光源色温与显色性影响,照明光源、摄像头、使用者等均可造成舌象颜色失真。采用灰度世界算法进行舌象校正,模拟人眼借助计算机处理原始图像,去除环境因素的干扰,还原舌象颜色,实现照片颜色一致性。
舌象包含舌质与舌苔两部分。舌质由舌的肌肉组织构成;舌苔是舌表面附着的一层苔状物,由脱落的角化上皮、唾液、食物碎屑、细菌及渗出的细胞等组成。根据中医理论,察舌质主要观察舌形、舌态、舌的色泽及荣枯等,测知正气盛衰和病邪性质;察舌苔主要观察苔色、苔质,了解病邪深浅与胃气存亡。使用SVM算法对舌象颜色进行分类,提取舌质、舌苔属性,通过观察舌质、舌苔的变化对疾病进行诊断。
中医辨证论治要求在提取舌象属性的基础上,结合临床症状进行诊断。利用Allegrograph软件建立中医知识库,结合舌象属性与临床症状,通过中医舌诊辨证算法,对症状赋以权重进行推断,确定证型,给出诊疗方案。
本系统的运行、完善、使用需要搭建服务器和客户端。构建服务器程序与客户端程序,服务器有环境搭建、接口实现、缓存实现、诊断实现功能;客户端有舌象拍摄、舌象上传、症状选择、诊断展示等功能。服务器程序构建在事件驱动的Node.js环境中,增加Redis使系统实现高速缓存,提升数据库读写性能。
选取2019级中医专业学生为研究对象,分为对照组(106人)和实验组(107人)。两组学生在年龄、性别、基础知识掌握程度等方面比较无显著性差异(P>0.05),由同一位教师授课。
对照组采用学习通+钉钉直播(网络面对面授课)平台方式教学;实验组采用学习通+钉钉直播(网络面对面授课)+“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”教学。
量化教学指标,加强线上课堂管理,保证实践教学质量。学生线上总评成绩由形成性评价成绩和终结性评价成绩两部分构成。其中形成性评价(课前、课中、课后)成绩占总成绩的85%,以网络教学平台提供的数据和成绩为主要依据;终结性评价(线上考核)成绩占总成绩的15%,以学生该项目线上考核成绩为主要依据,见表1。
表1 舌诊线上实践教学量化指标
根据教学内容特点选择教学模式,鉴于舌诊不需要借助实验仪器和设备,且“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”能够打破时间和空间限制,故舌诊实践教学全程可在线上完成(见表2)。
表2 实验组舌诊线上实践教学模式
实验组线上教学步骤:(1)课前自学:教师在学习通平台建立班课,针对本次教学内容上传相关PPT、视频,展示望舌的内容、步骤和注意事项,发布课前测试题;学生观看PPT、视频,完成课前习题,进行预习,对舌诊形成初步印象。(2)课上讲授:利用钉钉直播平台授课,重在理论讲解。分析课前测试结果和学生自学情况,针对性讲解、纠错;讲授学生无法通过自学掌握的正常及异常舌象,变抽象为具体,通过案例教学法、观察对比法加深学生理解和记忆。(3)虚拟练习:使用“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”,采用情景模拟教学,学生自主采集舌象,观察舌质和舌苔的形态、色泽、润燥等并进行分析,判断机体健康情况。(4)师生互动:教师使用钉钉直播连麦功能,选取典型案例进行课堂讨论,采用角色扮演法,由学生扮演医生、患者,教师点评。(5)线上考核:通过线上考核检验教学效果。(6)提交实验报告:书写操作流程,进行课后反思。
对照组大部分线上教学环节与实验组相同,缺少虚拟训练环节。
教学效果评价分为学生主观评价和教师客观评价。学生主观评价采用问卷调查的方式。课题组共发放学生问卷213份,回收有效问卷213份,回收率为100.0%。调查结果显示,使用“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”后,实验组学习兴趣、自学能力、感性认识、分析能力、动手能力明显优于对照组(P<0.01)。教师客观评价采用线上考核方式,学生通过钉钉直播连麦,现场操作,回答问题并进行考核。实验组考核成绩明显优于对照组(P<0.01),见表3。
表3 两组线上实践教学效果比较
舌象能客观反映人体气血盛衰、病位深浅、病邪性质、病情进展、转归和预后。在中医辨证论治过程中,舌诊是必不可少的环节。舌诊客观化是信息技术发展和医疗互联网技术的必然要求。“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”作为现代化舌诊工具,将舌诊图像客观量化,通过舌图像分割,将观察位置准确定位在舌体;通过舌象颜色校正,排除舌象颜色偏差的影响因素,还原舌象本身的颜色,避免误诊;通过对舌象颜色进行分类,提取舌质、舌苔属性,区分二者,便于临床分析;建立中医知识库,通过中医舌诊辨证算法,结合舌象属性与临床症状,进行推断,确定证型,给出诊疗方案。本系统使中医舌诊理论更加精准,避免主观化引起的分歧,有助于指导临床、教学和科研工作,推动资源共享,普及中医知识,让更多患者享受中医带来的便利。
“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”操作方便,只需从手机端打开系统即可使用,消除了传统舌诊受时间、空间等因素的限制,患者不必在医院等候,可随时随地接受诊疗服务,节省时间,节约医疗支出,改善就医体验,且能最大限度地保证诊断结果客观化。本系统有助于各类人群随时随地进行健康监测和疾病分析,满足人们的健康需求,扩大了服务范围,为实施“健康中国”战略奠定基础。
“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”将实践场地搬到了互联网,打破了舌诊必须在实训室教学的限制,弥补了舌诊线上实践教学“只能讲、不能练”的不足,帮助学生系统、形象、全面地理解舌诊。学生在家采集舌象进行分析和判断,对比系统给出的推理结果,评价学习效果。研究显示,实验组在学习兴趣、自学能力、感性认识、分析能力、动手能力和考核成绩方面都明显优于对照组。该系统具有自主探究、参与交互的优点,使学习更加简单、有效,达到学思结合、知行合一的目的,教学效果良好。
虽然“互联网+手机端中医舌诊疾病分析系统”使用的是开放式网络环境,能解决线上舌诊实践教学存在的问题,满足不同人群随时随地进行舌诊的需求。但我们要认识到,中医理论体系的核心是整体观和辨证论治,无论舌诊客观化的技术发展到何种水平,其提供的舌象信息都是片面的,不能替代中医四诊合参获得的全面、综合的信息。随着科学技术的发展,舌诊客观化的研究也会达到更高水平[3],针对望、闻、问、切的客观化研究逐步成熟,未来希望能将各种诊断方法进行整合,形成综合信息采集、提取和分析的中医诊断仪器,实现中医临床诊疗定量化、定性化。