以文生图扩散模型赋能病理学实习教学创新实践

摘要：病理学实习教学是医学教育中的关键环节，但目前却存在切片标本获取难，教学模式单一等诸多问题，难以满足学生全面学习的需求。而文生图扩散模型技术作为一种新的AI教学工具，可根据教师输入的关键词随机生成海量的病理图像，从而达到多样的教学目的。本文通过分析传统病理实习教学的局限，阐述文生图扩散模型技术的基本原理和优势，以及在实习教学中应用时需注意的问题，为病理学实习教学的改革创新提供新的思路和方法。

关键词：病理学；实习；教学；文生图扩散模型

引言

病理学是连接基础医学与临床医学的桥梁学科，包括理论教学与实习教学两个部分。其中，病理学实习教学能够帮助学生把理论知识和真实切片的病理改变结合起来，加深对疾病发生机制、病理变化的理解，培养灵活的临床思维和扎实的实践能力。然而，实习教学中由于病理材料的来源不定、数量稀少，且切片制作过程复杂，因此在教学中难以对学生进行针对训练，极大的降低了教学效果。但随着现代科学技术的飞速发展，AI技术在教育教学中的应用越加广泛，故通过文生图扩散模型获得大量数字病理切片图像成为病理学教学创新发展的新思路。

1.传统病理学实习教学的现状和局限

病理学实习教学中，切片标本是最重要也最难获取的教学资源。由于疾病种类，患者数量，伦理等的限制，以及病理切片需要经过固定、脱水、包埋等复杂步骤，教学切片的数量匮乏，并不能满足更为全面的教学需求。特别是一些罕见病或者特殊病理类型的切片更是难以获得。同时，切片标本易损坏不易保存，导致在实习课教学过程中可用以示教和学生观察的标本类型和数量受到局限，难以全面覆盖病理学知识体系【1】。尽管，我们对具有典型病变的切片进行了全切片扫描，构建了数字化病理切片库。但它毕竟是标准的数字图片，不具有多样性，学生们在观察真实组织切片的时候，就会产生各种问题。此外，在课后测中有限的读图题使学生通过刷题而获得高分，教师无法正确评价学生的读片程度。

病理学实习课的主要目的是让学生通过光镜观察具体的切片标本从而了解人体各系统主要病变的特点以及临床诊断要点，以期能与理论课的知识结合形成清楚的脉络体系，使学生更好的掌握所学知识。然而目前的病理实习教学主要是以教师为主体，学生处于被动状态，借助板书，电脑共享，口授等形式将知识点详细的灌输给学生，再让他们自己去观察切片标本【2】。长此以往，这样的教学方式减少了学生们学习的积极性和主动性，不利于病理学综合水平的提高。

2.文生图扩散模型的原理

2022年是人工智能生成内容的元年，文生图技术是它的一个重要分支。随着Midjourney和Stable Diffusion的成功，AI绘画以假乱真的程度，让人惊叹不已。文生图扩散模型是一个非常庞大的深度学习模型，包括前向扩散和反向去噪两个过程。前向过程又称扩散过程，即对原始图像不断加入高斯噪声使其生成模糊图像直至最后形成一个不再扩散的稳定图像；反向去噪过程即通过选定的参数模型实现去噪恢复图像的原始状态。所需的扩散模型建立之后，通过对大量图像-文本的学习，建立起文本语义与图像特征的匹配关系，从而能够根据输入的提示词生成对应的图像【3】。

3.文生图扩散模型的优势

采用文生图的技术，AI模型根据教师输入的提示词随机生成海量的病理数字切片图像，从而能够有效的解决病理实习教学资源获取难的问题，极大的丰富教学素材。文生图扩散模型可以根据输入的提示词快速生成各种数字切片图像，对于罕见病、特殊病理现象切片的教学有巨大的优势，涵盖了不同疾病阶段、病理类型，由此克服虚拟数字切片病变固定、单一的缺陷，以满足多种教学场景。为日常教学提供更为广泛的学习资源，可加深学生对疾病多样性的认识。它还能提高实习课教学的趣味性，文生图扩散模型生成的数字切片图像可随着输入文本的改变而改变，学生可以根据自己知识掌握的情况调整提示词观查病理切片的变化，自主探索病理知识，增强课堂参与感。

传统的实习课教学面向的是全部学生，然而每个学生的学习进度和掌理解能力不同，并不能很好的实现个性化教学。这一模型可按照学生自己的理解输入文本生成其通俗易懂的切片图像，获得针对性的解释。基础薄弱的同学可以选择简单切片图像，逐步深入；能力强的学生可以自行探索复杂的病理现象，实施因材施教，满足不同学生群体的需求。

4.文生图扩散模型在应用中需注意的问题

人工智能技术在教育教学中带来便利的同时也相继的带来了一些不可忽视的问题【4】。文生图扩散模型可以快速获得大量数字切片图像，但其准确性还有待提高，实际应用过程中可能出现与真实病理情况不一致的问题。临床的病理图像受到多种因素的影响，如染色方法差异，取片过程损坏等，这些现实因素并不能被模型完全复刻，在实习教学中过度依赖文生图扩散模型有可能使得在面对实际临床病理切片标本时感到陌生，影响临床疾病的诊断。

文生图扩散模型还面临着伦理和安全问题。模型用于训练的切片图像是真实的病理切片图像，其中可能包含了患者的隐私信息，若数据管理不当，可能会导致患者隐私信息的泄露以及传播。此外，文生图扩散模型生成图像的版权问题尚未得到明确，在应用过程中可能引起版权纠纷，触犯法律。因此，在教学应用时，必须确保患者隐私信息的安全，明确图像的版权问题，保证模型训练切片来源的合法合规。

结论与展望

文生图扩散模型的潜力巨大，正在改变多个行业的内容创作和传播方式。随着技术的不断进步，它将在艺术、教育、医疗、娱乐等领域发挥更大的作用，文生图扩散模型在病理学实习教学中的应用可有效改善传统教学模式的弊端，提升教学质量和学生学习效果。但在应用中需要关注图像质量、规范使用和避免过度依赖等问题。未来，随着人工智能技术的不断进步，文生图扩散模型有望与更多先进技术融合，为病理学实习教学创造更沉浸式、交互式的学习环境，推动病理学教学的创新发展，培养出更多高素质医学人才。

参考文献：

[1]朱兰，朱思颖，薛荣，等.数字化虚拟切片在留学生病理教学中的应用.高等教育.课程研究，2016（10）：28.

[2]郭建红.本科病理学实习课教学模式初探.山西医科大学学报（基础医学教育版），2004，6（02）：166-167.

[3]陈张一，朱朝阳，危晓莉，等.文生图扩散模型技术在病理学教学中的应用.基础医学教育，2024，26（11）：980-985.DOI：10.13754/j.issn2095-1450.2024.11.14.

[4]黄婧.人工智能在病理学在线教学中的应用.基础医学教育，2023，25（12）：1080-1083.

基金项目：2025年河北省高等教育教学改革研究与实践项目，2025GJJG618