耗散結構理論下核醫(yī)學教育論文

1、耗散結構理論下核醫(yī)學教育論文 一、核醫(yī)學的發(fā)展與教育 核醫(yī)學是將核技術應用于生命和疾病轉化規(guī)律研究，進行疾病診治的一門綜合性交叉學科。上世紀90年代中期以前，核醫(yī)學影像設備僅為掃描機、γ相機，嚴重制約了核醫(yī)學的發(fā)展。至90年代中后期，隨著單光子發(fā)射型計算機斷層成像技術（spect）和正電子發(fā)射型計算機斷層成像技術（pet）在我國的逐漸開展，核醫(yī)學學科得到了快速發(fā)展，使醫(yī)學影像診斷從單一解剖成像發(fā)展為解剖成像和功能成像的融合。2002年引進了首臺petct之后，我國的核醫(yī)學進入了快速成長時期，至2012年大陸地區(qū)共有162臺petct（pet），498臺spect，加之各種新型放射性

2、標記探針的出現(xiàn)，使核醫(yī)學發(fā)展進入了分子影像學的新階段，在腫瘤個體化治療、心血管以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診治等方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。然而，在核醫(yī)學發(fā)展呈現(xiàn)良好勢頭的同時，也表現(xiàn)出明顯的不均衡性。以國內(nèi)已有的petct為例，每臺價值均在千萬元以上，但利用率相差巨大。統(tǒng)計資料表明2008年petct單機最高檢查量是最低者的75倍，即使是同類醫(yī)療單位、同種機型、相似工作條件，檢查例數(shù)也相差3倍以上。從年醫(yī)療收入這一量化指標來看，2009年所調查的599個進行核醫(yī)學診療的科室中，占全院年醫(yī)療收入比例不足1者達5119。這些數(shù)據(jù)提示，核醫(yī)學大型設備的閑置情況嚴重，新的核醫(yī)學技術未能充分發(fā)揮其在疾病診治中的優(yōu)勢，

3、造成該現(xiàn)象的原因是多方面的，但核醫(yī)學專業(yè)人員和臨床醫(yī)生對核醫(yī)學知識的認知度、接受度不足是其中的重要原因，反映出核醫(yī)學教育方面存在明顯不足。核醫(yī)學教育可分為兩個部分，即高等醫(yī)學院校中的核醫(yī)學課程教學、核醫(yī)學專業(yè)人員及臨床醫(yī)生的核醫(yī)學繼續(xù)教育。目前核醫(yī)學課程為臨床醫(yī)學本科專業(yè)的必修課，通常采用傳統(tǒng)教學模式，以教師講授核醫(yī)學教材為主，而核醫(yī)學繼續(xù)教育多通過短期繼教班培訓的形式進行。然而，現(xiàn)階段這兩方面的核醫(yī)學教育均存在較大的缺陷。首先，傳統(tǒng)教學模式造成了核醫(yī)學教育中的各種不足：教材內(nèi)容相對陳舊無法適應學科的快速發(fā)展；教師側重于本專業(yè)知識講授，而相關專業(yè)知識欠缺；學科內(nèi)容廣泛、信息量巨大，但學時數(shù)嚴重

4、不足等。其次，對于核醫(yī)學專業(yè)人員和臨床醫(yī)生，由于時間和工作的關系，已很難再接受較為系統(tǒng)的核醫(yī)學教育，對最新的發(fā)展成果知之甚少，即使專業(yè)人員所接受的繼續(xù)教育體系也較為支離凌亂，并對相關學科的知識了解不多，難以形成有效的知識更新。因此，如何加強核醫(yī)學教育，使醫(yī)學生在今后的臨床工作中，臨床醫(yī)生在日常的醫(yī)療實踐中，能夠自覺應用有關的核醫(yī)學知識，已成為提高核醫(yī)學技術應用，進一步推動學科發(fā)展的重要命題。 二、耗散結構理論與教育 耗散結構理論是1969年由俄國物理化學家伊里亞•普里戈金（ilyaprigogine）在熵定律的基礎上所提出，并因此榮獲1977年的諾貝爾化學獎。最初這一理論主要是表述和

5、解釋自然科學領域中的復雜現(xiàn)象，經(jīng)過長期的發(fā)展和完善后，耗散結構理論已成為一種復雜性科學，其理論核心與方法原理具有普遍的適用性。所謂耗散結構是指特定、非線性的開放系統(tǒng)，在遠離平衡態(tài)時，通過不斷與外界交換物質和能量，使內(nèi)部因素突破一定閾值，進而產(chǎn)生漲落，導致系統(tǒng)內(nèi)部從原有的混沌無序狀態(tài)轉變?yōu)樵跁r間、空間以及功能上的有序狀態(tài)。這種新的、穩(wěn)定的宏觀有序結構，必須通過持續(xù)不斷地與外界進行物質和能量的交換才能維持。耗散結構理論的核心在于將宏觀系統(tǒng)分為孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)，按照系統(tǒng)所處的不同狀態(tài)分為平衡態(tài)、衡態(tài)和遠離平衡態(tài)。其中孤立系統(tǒng)由于不與外界環(huán)境發(fā)生交換作用，在經(jīng)過較長的時間后，系統(tǒng)內(nèi)部的紊亂

6、程度（熵）增加，從而使系統(tǒng)處于無序和混沌、并失去活力的平衡態(tài)。當系統(tǒng)具有一定的開放程度，但程度不高時，內(nèi)部要素的變化較為緩和，相互間呈線性作用，則不會產(chǎn)生新的系統(tǒng)，即為衡態(tài)。只有當系統(tǒng)高度開放，并且持續(xù)與外界環(huán)境進行相互交換，不斷引進負熵，使內(nèi)部要素或子系統(tǒng)通過非線性相互作用，產(chǎn)生協(xié)同和相干，突破一定的閾值，使系統(tǒng)處于遠離平衡態(tài)，則臨界點附近的系統(tǒng)內(nèi)部微小的擾動或偏離（漲落），可能被放大，形成巨漲落，從而引起整個系統(tǒng)宏觀上的突變，導致原有無序結構被打破，產(chǎn)生有序的、富有活力的新結構。上個世紀80年代興起的復雜性科學，為研究教育問題提供了新的方法和視角，復雜視野下的教育研究有助于從整體上把握教育

7、系統(tǒng)的復雜性，進而分析和歸納出有效的對策，指導教育決策，進行各項具體的教育實踐活動。作為復雜性科學的一種，耗散結構理論被廣泛應用于高等教育各領域的研究工作，在高等教育管理和實踐等方面具有重要的指導意義，并且也被用于指導醫(yī)學各學科的教學工作。 三、耗散結構理論視野下的核醫(yī)學教育 核醫(yī)學為綜合程度和復雜性極高的醫(yī)學學科，其內(nèi)容涉及核物理學、核電子學、計算機科學、化學以及相關的生物學和醫(yī)學知識，并且正如前述，近十年來核醫(yī)學學科發(fā)展迅速，專業(yè)知識更新加快，這對核醫(yī)學教育提出了嚴峻挑戰(zhàn)。從耗散結構的角度分析，核醫(yī)學是核技術在生命科學和醫(yī)學中的應用，一方面學科范圍具有完整性，另一方面其發(fā)展過程又是核技術與

8、醫(yī)學各學科不斷交融的結果。十多年來，由于生物醫(yī)學工程和藥學的進步及分子生物學技術的發(fā)展，研發(fā)出許多重要的靶向藥物，用放射性核素標記后作為分子探針用于核醫(yī)學顯像，產(chǎn)生了核醫(yī)學分子影像學。另一方面，現(xiàn)階段核醫(yī)學發(fā)展也來源于臨床各學科對疾病規(guī)律更為深入的了解，并且隨著時間推移，認識程度變得更為真實和清晰，促進了核醫(yī)學的技術進步。這要求核醫(yī)學教育在傳授知識的過程中，必須不斷吸收和消化這些發(fā)展成果，因此，核醫(yī)學教育本質是一種開放系統(tǒng)，需從外界持續(xù)引起負熵，使之達到遠離平衡態(tài)，才能構成新的、穩(wěn)定有序的教育結構。具體而言，系統(tǒng)內(nèi)部的所有成員不僅要求其掌握核醫(yī)學技術的基本原理，也必須及時了解核醫(yī)學發(fā)展過程中的

9、新成果，不僅要求熟悉核醫(yī)學的有關知識，也必須及時掌握相關臨床學科對疾病認識過程中的新觀點。近年來核醫(yī)學教材內(nèi)容的補充和更新加快，繼續(xù)教育得到一定的加強，但核醫(yī)學教育的矛盾依然存在，技術應用不足的困境未得到根本改善。2012年中華核醫(yī)學會的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，與2009年比較，由于petct數(shù)目的增加（2010年為133臺），檢查病例總數(shù)提高了9842，但主要局限在腫瘤顯像（2012年占總數(shù)的774，2010年為743）和健康體檢（2012年占總數(shù)的163，2010年為181）方面，在心血管顯像（2012年占總數(shù)的06，2010年為09）、神經(jīng)系統(tǒng)顯像（2012年占總數(shù)的31，2010年為37）及

10、其他顯像（2012年占總數(shù)的26，2010年為30）方面應用較少，spect的應用情況類似，而現(xiàn)代核醫(yī)學影像幾乎涵蓋人體所有器官系統(tǒng)，這表明大型設備利用的局限性并未能得到根本改善。從耗散結構理論分析，當前核醫(yī)學教育這一復雜系統(tǒng)仍然處于衡態(tài)，各要素之間為緩和的線性作用，未能實現(xiàn)有效的漲落突破，從而不能形成新的、有序的教育結構，反映到核醫(yī)學學科這一更大的系統(tǒng)上，其構成未出現(xiàn)明顯的改變和調整。 四、從耗散結構理論 尋找改善核醫(yī)學教育的對策耗散結構理論認為要實現(xiàn)系統(tǒng)突破，形成新的有序結構，系統(tǒng)的開放性、遠離平衡態(tài)、非線性作用和漲落導致有序是耗散結構形成的必要條件，缺一不可。其含義為：系統(tǒng)須具有高度的開

11、放性；只有當系統(tǒng)處于遠離平衡態(tài)，才有可能通過漲落突破進入新的有序結構；非線性的相互作用不是各要素的簡單疊加，而是通過相互耦合形成整體效應，造成協(xié)同和放大，進而發(fā)生突變，達到新的有序結構；開放系統(tǒng)的突變是形成新結構的根本原因，在臨界點附近的漲落一旦超越特定閾值，系統(tǒng)就可能出現(xiàn)宏觀上的有序結構。核醫(yī)學教育系統(tǒng)中，教育者、受教育者（包括醫(yī)學生、核醫(yī)學專業(yè)人員以及臨床醫(yī)生）、教材和教學模式均為系統(tǒng)內(nèi)部要素，可根據(jù)耗散結構理論的基本原理，分析和制定相應的解決方案。 （一）定期組織教師培訓 作為核醫(yī)學教學中的主體之一，教師應具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和廣泛的臨床知識，對核醫(yī)學和各主要相關學科的發(fā)展成果（如計算機、

12、網(wǎng)絡、影像醫(yī)學以及臨床內(nèi)、外科等）有一定程度的了解和掌握。因此，應定期組織教師培訓，邀請核醫(yī)學及相關學科的專家共同授課，不要僅局限于核醫(yī)學專業(yè)知識的提高，也應注重相關學科知識的更新。 （二）針對不同階段的教育目標和目的，應采用不同的教育方法 在本科教學中，由于學生之前從未或極少接觸核醫(yī)學知識，因此，應著重加強核醫(yī)學基礎知識的傳授，同時在教學過程中，需注意與相關學科知識的結合。在課程安排上，核醫(yī)學教學可考慮在影像診斷學課程之后，與內(nèi)科學和外科學等臨床學科同時開課；在講授過程中，注意結合學生已掌握的臨床知識和醫(yī)學影像知識進行。這樣可使學生在學習疾病定義、發(fā)病機制和診治方法的同時，更好地理解核醫(yī)學技

13、術在臨床中的作用及優(yōu)勢。對于核醫(yī)學繼續(xù)教育，則應形成定期、有序和有效的繼續(xù)教育模式，持續(xù)引入核醫(yī)學技術的最新進展，圍繞這一教學中心，可邀請核醫(yī)學及相關學科的教師和專家講授，并與本科階段的核醫(yī)學課程教學銜接，同時，建立較為完整的學習效果評價體系。 （三）充分發(fā)揮輔助教材的作用 教材是核醫(yī)學教育體系的重要一環(huán)，核醫(yī)學本科教材的出版周期通常為4年，相對于學科的快速發(fā)展則顯得較為滯后，且核醫(yī)學教材更側重于基礎性、通識性和專業(yè)性，最新進展的內(nèi)容不足。為彌補這種欠缺，可通過編撰輔助教材加以補充，輔助教材應側重于核醫(yī)學的新進展、與相關學科的融合性、在臨床診治中的應用和優(yōu)勢。這種輔助教材除可以作為本科教學的補

14、充外，也可以用于繼續(xù)教育。 （四）在課堂教學中引入現(xiàn)代教育技術，提高教學效率 近年來，由于受教學改革和課程整合的影響，臨床醫(yī)學專業(yè)本科生的核醫(yī)學課時數(shù)大量壓縮，理論教學時數(shù)多為27學時，少數(shù)僅為18學時。而在繼續(xù)教育方面，核醫(yī)學專業(yè)人員和臨床醫(yī)生由于工作時間的限制，難以有大量時間進行學習。為解決教育時間的限制，需改變傳統(tǒng)的教學模式，在課堂教學中引入現(xiàn)代教育技術。具體而言，在本科教學中以課堂教學為主，輔以網(wǎng)絡視頻公開課教學，以補充和完善學生的核醫(yī)學知識。在繼續(xù)教育過程中，可利用慕課（massiveopenonlinecourse，mooc）平臺，創(chuàng)建核醫(yī)學慕課課程，每次課時以1520分鐘為宜，這既能夠及時進行教學內(nèi)容的更新，也可使專業(yè)人員和臨床醫(yī)生靈活掌握學習時間，進