整合Eclipse治疗计划系统与IMAIOS e-Anatomy的放射治疗CT断层解剖教学干预：一项单组前后测试试点研究

《Radiography》：Enhancing CT anatomy learning in radiotherapy education using Eclipse treatment planning system and IMAIOS e-anatomy: A pilot study

　　

引言：准确解读横断面计算机断层扫描（computed tomography, CT）解剖是治疗性放射摄影（therapeutic radiography）实践的基础，支撑放射治疗计划与验证。新兴证据提示，三维教育技术较传统教学方法可能增强解剖学习。本试点研究评估在放射治疗教育中将Varian Eclipse治疗计划系统（treatment planning system, TPS）作为解剖学习工具并与IMAIOS e-Anatomy联合使用的影响。方法：在某大学放射治疗与肿瘤学项目中，对一年级学生（n = 18）开展准实验单组前测/后测研究。使用Eclipse TPS和IMAIOS e-Anatomy的解剖教学补充现有课程。采用40项问卷在基线（T1）、干预后5周（T2）和干预后3个月（T3）评估CT解剖知识。使用改编的技术接受模型（Technology Acceptance Model, TAM）问卷评估学生对IMAIOS e-Anatomy的感知。结果：16名学生完成所有知识评估。平均知识得分从T1的37.03（SD = 7.32）升至T2的60.78（SD = 12.99），并在T3保持较高（58.44，SD = 12.31）。知识得分随时间显著改善（F(2,30) = 52.70，p < .001，partial η² = 0.778），T1与T2及T1与T3之间均显著改善（均p < .001），而T2与T3之间差异不显著（p = .42）。学生报告了感知有用性、信心、参与度和继续使用IMAIOS e-Anatomy的意向。结论：整合Eclipse TPS与IMAIOS e-Anatomy与CT解剖知识改善相关，且增益在三个月随访时维持。学生报告高参与度及对临床实践的准备感。联合Eclipse TPS与IMAIOS e-Anatomy可能支持治疗性放射摄影中临床相关解剖教育。实践意义：放射治疗软件与交互式解剖工具可能支持学习者信心和放射治疗实践准备，但仍需更大规模研究进一步评估。

论文主体解读：研究背景方面，横断面CT解剖的准确解读是放射治疗及治疗性放射摄影实践的核心，涉及CT模拟定位、治疗计划、轮廓勾画、治疗实施与验证等环节，并与患者安全、治疗准确性和疗效相关。Health and Care Professions Council（HCPC）要求治疗性放射摄影人员具备全面的区域解剖和横断面解剖知识，以支撑图像解读、自主决策及先进放射治疗技术的安全使用。传统一年级教学主要依赖二维图谱、教科书插图和讲授式图像，评估集中于二维标注与识别；但Chytas et al. (2024)的范畴综述提示，多模式断面解剖教学，尤其纳入三维方法，可能改善学习结果，三维可视化和图像分割活动可能增强解剖理解、空间推理和图像解释能力。基于此，研究人员评估将Varian Eclipse治疗计划系统（treatment planning system, TPS）与IMAIOS e-Anatomy联合整合对一年级放射治疗与肿瘤学本科生横断面CT解剖知识及其临床相关技能应用的影响，并考察学生满意度、参与度和技术接受度。
关键技术方法方面，研究采用准实验单组前测/后测设计，参与者作为自身对照；样本来源为单中心大学（Ulster University）BSc (Hons) Radiotherapy and Oncology一年级2025–26 intake队列，n = 18，16名完成全部知识评估。干预嵌入必修解剖与生理模块第8–12周，共5周：IMAIOS e-Anatomy互动工作坊2次，采用匿名胸部CT、小组协作、多平面导航与标注；Eclipse TPS轮廓勾画教学2次，每工作站1名学生，使用匿名右侧乳腺癌CT数据集，依据ESTRO共识指南勾画心脏和双肺。评估工具包括40项CT解剖知识问卷（T1、T2、T3）和改编17项TAM/TAM2问卷（T2），并进行历史队列模块考试中8道胸部断层解剖题目的描述性比较；统计分析包括Shapiro–Wilk检验、Mauchly检验、重复测量方差分析（analysis of variance, ANOVA）、Bonferroni校正两两比较及Cronbach's α（内部一致性系数）。
研究结果中，人口学信息（Demographic Information）显示，18名一年级学生同意参与；多数为18–19岁（94.5%），女性占77.8%，先前完成A-level Biology者占72.2%，其他生物学相关资格者占16.7%，无相关资格者占11.1%。对知识的影响（Impact on Knowledge）通过40项问卷纵向评估，提示干预后知识得分上升。描述性统计（Descriptive statistics）显示，2名学生未完成全部三次知识问卷，采用列表删除后最终纳入16名（完成率88.9%）；T1平均知识得分为37.03（标准差（standard deviation, SD）= 7.32），T2升至60.78（SD = 12.99），T3为58.44（SD = 12.31）。重复测量方差分析（Repeated-measures ANOVA）显示，Shapiro–Wilk检验提示差值分布未显著偏离正态（均p > .05），Mauchly检验满足球形假设（W = 0.987，p = 0.913）；时间对知识得分有显著影响，F(2,30) = 52.70，p < .001，partial η² = 0.778；多项式对比显示显著线性趋势F(1,15) = 79.28，p < .001及显著二次趋势F(1,15) = 31.43，p < .001；Bonferroni校正两两比较显示T1至T2（p < .001）和T1至T3（p < .001）显著提高，T2与T3差异不显著（p = .42）。同部分还进行了历史队列比较：模块考试中8道胸部横断面解剖题占模块总分10%，正确回答平均百分比由干预前队列58.4%（n = 13）升至干预后队列73.1%（n = 18），绝对提高14.7个百分点；因基于题目层面聚合数据而非个体学生分数，仅作描述性补充。改编TAM/TAM2教育技术问卷（Adapted TAM/TAM2 Questionnaire for Educational Technology Evaluation）由18名（100%）学生完成，各多条目量表Cronbach's α为0.70–0.96；感知有用性条目同意率为94–100%，教师影响条目同意率为94–100%，同伴影响中39%（n = 7）报告不确定；全部参与者同意IMAIOS e-Anatomy有助于专业发展和临床实习准备，94%（n = 17）同意其增加CT横断面解剖信心、学习有趣且具参与性并提高学习动机，89%（n = 16）认为易于使用，83%（n = 15）在模块中定期使用，全部希望继续使用。开放式问题反馈（open-ended questions）显示，学生最常报告的益处为解剖结构可视化改善（n = 7；39%），包括跨不同成像平面观察结构，17%（n = 3）报告对CT横断面解剖理解改善，33%（n = 6）报告互动学习，11%（n = 2）报告对放射治疗流程认识增加；50%（n = 9）未报告限制，报告挑战者主要涉及导航和可用性（n = 6；33%），包括定位标签、解释图像层面和在不同解剖视图间导航，17%（n = 3）认为识别结构耗时，6%（n = 1）报告偶发技术故障；5条进一步评论为正向，涉及学习 usefulness、持续自主学习和更多课堂整合建议。
讨论部分总结：该试点研究评估将Eclipse与IMAIOS e-Anatomy整合到一年级放射治疗与肿瘤学本科生横断面CT解剖教学中的效果。关键发现为CT解剖知识自基线至干预后5周显著提高，并在3个月随访时仍显著高于基线，提示知识保持；这与Wang et al. (2024)和Ramos-Bossini et al. (2024)关于三维可视化和多模式解剖教育改善学习结果的证据一致，但Eclipse与IMAIOS e-Anatomy各自贡献无法确定。历史队列比较提供附加支持，但因未控制学术能力、动机或先前知识，应谨慎解释。干预强调真实临床学习，Eclipse使学生进行放射治疗相关轮廓勾画并熟悉临床实习所用软件，可能连接课堂解剖知识与临床实践；但未评估后续临床表现。改编TAM问卷显示IMAIOS e-Anatomy接受度高，学生认为其有用、易用、具参与性且与未来实践相关；感知有用性是技术采纳的已知预测因素，但开放反馈提示初用时仍有具体困难，提示简短暂导可能有益；IMAIOS e-Anatomy由平台提供方免费提供，其他机构实施需考虑许可成本和机构资源。信心、感知专业发展和临床实习准备均为自报感知而非客观能力，但对新手学习者仍属重要教育结果。研究局限包括单组前后测试无对照组、单中心小样本、组合使用两种技术无法评估各自贡献、知识问卷未经正式心理测量验证、部分TAM条目Cronbach's α很高提示可能条目冗余、三次使用同一40项问卷可能产生测试或练习效应、随访仅3个月。研究结论翻译：本试点研究的结果提供了初步证据，表明将三维解剖教学技术整合到治疗性放射摄影教育中，可能增强横断面解剖知识、支持临床相关学习并取得较高的学生接受度。真实放射治疗软件与交互式解剖可视化的结合，在培养当代放射治疗实践所需的解剖理解方面显示出前景。仍需采用更大样本、对照研究设计和更长随访的进一步研究，以确立有效性并确定其对临床能力和专业发展的影响。