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1.1影像组学的处理流程
影像组学的处理流程可分为5部分:①图像获取;②确定感兴趣区;③图像分割,采用人工方法或者计算机辅助;④特征的提取和量化;⑤数据分析,根据数据建立分类模型进行预测。
1.2核医学中的影像组学发展
影像组学在本世纪初开始逐渐运用于核医学领域,主要对正电子发射计算机断层扫描仪(positronemissioncomputedtomography,PET)图像中肿瘤内异质性进行研究[5-6]。其动机是在临床实践或一些研究中,最大标准化摄取值(standardizeduptakevalue,SUVmax)、平均标准摄取值(SUVmean)或代谢活跃的肿瘤体积(metabolicallyactivetumorvolume,MATV)等指标不能完全描述肿瘤的性质[7]。其中一些特征,如形状和摄取异质性,可能反映不同肿瘤类型与其侵袭性、转移潜能、对特定治疗的反应程度以及预后有关[8-9]。与常规指标相比,量化这些特征可提供更高的临床价值,尤其是在分层及识别治疗反应较差的患者中。既往分析认为,CT或MRI图像比PET图像更具有优越性,这是因为PET图像的信噪比和空间分辨率较低,空间采样也较差。此外,为利于临床医生视觉评估,重建的PET图像常被平滑,图像中可用信息被进一步减少。随着PET-CT系统、飞行时间(timeofflight,TOF)技术的发展,对目前临床金标准迭代算法的一些修正,过去的10年中PET图像的保真度及定量精确度均有大幅改善[10]。
2影像组学在核医学中的临床应用
2.118F-FDGPET-CT影像特征分析
目前,影像组学在核医学领域研究中大多数研究对象是18F-FDGPET-CT中的PET影像部分。要发挥影像组学的临床价值需要大量的患者队列和严格的统计分析方法,而部分研究只纳入了20~70例患者。Soussan等[11]对54例局部晚期乳腺癌患者的初始18F-FDGPET-CT图像进行回顾性研究,认为对于三阴性乳腺癌,结合高灰度游程(high-gray-levelrunemphasis,HGRE)与SUVmax可以获得更高的受试者操作特征(receiveroperatingcharacteristic,ROC)曲线下面积(areaundercurve,AUC),AUC=0.83,而单独运用SUVmax的AUC=0.77。Yip等[12]对54例食管癌患者放化疗前后的PET-CT图像进行研究,认为随时间变化的熵和游程长度矩阵(run-lengthmatrix,RLM),可以比标准化摄取值(standardizeduptakevalue,SUV)更好的评估病理反应和患者生存的联系。Bundschuh等[13]对27例直肠癌患者行新辅助化疗前、开始后2周及化疗完成后4周分别行18F-FDGPET-CT检查,并对图像进行分析,认为变异系数(coefficientofvariation,COV)对于治疗早期的灵敏度68%、特异度88%以及治疗后灵敏度79%、特异度88%的组织病理学反应评估有统计学差异。Mu等[14]对42例不同分期宫颈癌患者的18F-FDGPET-CT图像进行研究,通过自动分类的支持向量机(supportvectormachine,SVM)分类器,得出运行率(runpercentage,RP)是最有判别力的指标,精确度达到88.1%,AUC=0.88,认为肿瘤异质性与肿瘤分期有很好的相关性。近年来,有研究纳入较多患者(80~200例,甚至200例以上)18F-FDGPET-CT图像进行研究。Cheng等[15]对88例T3和(或)T4分期的口咽鳞状细胞癌患者肿瘤区域异质性进行研究,认为区域大小不均匀性(zone-sizenonuniformity,ZSNU)是进展的T分期口腔鳞状细胞癌患者预后的独立预测因子,并且可以改善预后分层。Xu等[16]应用纹理分析和模式分类对103例骨与软组织病变患者的18F-FDGPET-CT图像进行研究,认为该方法可提高对病变良恶性的鉴别能力,尤其是采用PET(熵和粗度)和CT(熵和相关性)纹理参数结合的时候效能最高,灵敏度为86.44%,特异度为77.27%,准确率为82.52%。Wu等[17]对101例早期非小细胞肺癌患者进行研究,得出最佳的预测模型包括两个图像特征,即瘤内异质性SUVmax,在独立验证队列中,该模型的一致性指数为0.71,高于SUVmax(0.67)和肿瘤体积指数(0.64),当结合病变组织学类型后预后能力进一步提高,有助于医生为早期非小细胞肺癌(non-smallcelllungcancer,NSCLC)患者量身定制合适的治疗方案。Gao等[18]研究了132例肺癌患者,认为基于SVM的算法对于淋巴结转移诊断具有潜力,由CT、PET和PET-CT构建的模型曲线下面积分别为0.689、0.579和0.685;而淋巴结最大的短径,SUVmax的曲线下面积分别为0.684和0.652。另有学者对于116例Ⅰ~Ⅲ期NSCLC患者、195例Ⅲ期NSCLC患者及201例局部晚期NSCLC癌患者的PET图像进行了研究,认为PET熵和CT区域百分比与临床分期和功能容积值的互补性最高,共生矩阵中的疾病坚固度、原发肿瘤的能量与患者预后有关,SUVmean与总生存率的预测有关[19-21]。Hyun等[22]对137例胰腺导管腺癌患者进行了研究,得出结论:PET纹理分析得出的瘤内异质性信息是患者生存的独立预测因子(相对于肿瘤分期及血清CA19-9水平)。此外,一阶熵作为衡量肿瘤代谢异质性的指标,是一种比传统PET参数更好的定量显像生物标志物。Lartizien等[23]对188例淋巴瘤患者的PET图像进行了分析,提出了一种基于不同滤波方法相结合的原始特征提取方法,对高代谢区域淋巴瘤组织及炎性或生理性摄取的鉴别有着很好的性能。这些研究中部分研究使用了更可靠的统计分析方法,其中有一些使用机器学习方法,如神经网络[24],支持向量机[16,18,23]或最小绝对收缩和选择算子(leastabsoluteshrinkageandselectionoperator,LASSO)[17,21]。有学者对于PET和PET-CT组件中低剂量CT图像衍生特征进行了研究,Win等[25]发现肿瘤分期和PET-CT组件中CT衍生的纹理异质性归一化熵、中和(或)粗尺度是NSCLC患者生存的最佳预测因子。要注意PET-CT组件的低剂量CT获得的图像与高分辨率CT或诊断CT图像是有差异的,在分析时要加以区别。部分研究认为,结合PET-CT图像中PET及CT的图像特征,可以得出敏感性、特异性及准确性更高的结果[16,18-19,23]。
2.2非18F-FDGPET-CT、PET-MR及免疫组化指标研究
Pyka等[26]对113例高级别胶质瘤患者治疗前的18F-FETPET-CT图像进行研究,认为治疗前18F-FETPET-CT图像中的吸收异质性对肿瘤进展和患者生存率的预测是有价值的,强调肿瘤内异质性在高级别胶质细胞瘤生物学中的重要性,可能有助于将来个体化治疗计划的制定。Vallieres等[27]的研究提取18F-FDG-PET和MRI的影像信息联合预测了四肢软组织肉瘤的肺转移,认为融合的18F-FDGPET-MRI图像可以提供更好的预测信息。Antunes等[28]对两例肾细胞癌患者进行了18F-氟胸苷(fluorothymidine,FLT)PET-MRI检查(分别在治疗前及治疗中期),认为18F-FLTPET-MRI的影像组学特征,即SUV值、表观弥散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)值和T2加权差平均值,可以评估患者对细胞抑制剂治疗的早期结构和功能反应,但这一结论的可靠性是有限的,因为研究只纳入了两名患者。同时,对PET派生特征和其他相关信息的组合加以考虑,如最近一项研究中,Wang等[29]对113例晚期口咽鳞状细胞癌患者治疗前18F-FDGPET-CT图像和关键的免疫组化指标表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)和p16中提取的区域大小不均匀性信息进行分析,发现相关信息可以提高患者的预后分层。
【文献标识码】:A
【文章编号】:1004-597X(2007)10-0065-02
【摘要】医学影象技术从70年代进入数字时代,二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。
【关键词】数字图象;医学影像;应用
Digital image in medicine image application
Rao Tianquan
【Abstract】medicine phantom technology enters the Digital Age from the 70's,20 for many years successively have had MR,B ultra,digitized image equipment and so on DR,DSA,ECT,R put into the use. Diagnosed the very big advancement function to the medicine image. In on is objective urges each kind of imagery technology to rely on own superiority unexpectedly to develop. Makes up for one's deficiency by learning from others' strong points,the comprehensive utilization,enable the disease the early diagnosis rate to have the distinct enhancement.
【key word】digital image; Medicine image; Using
图象是周围客观世界的一种印象,数字图象是60年代出现的一种全新的,科技含量极高的产物。它的出现使传统的模拟图象受到了极大的挑战。数字图象和模拟图象相比,二者的区别在于:一:模拟图象是以一种直观的物理量的方法来连续地表现我们期望得知的另一种物理场的特征。而且数字图象则完全以一种规则的数字量的集合来表达我们面对的物理图象。二:用模拟图象的方法来显示图象具有直观,方便的特点,一旦设计出一种图象的处理方法则具有全场性与实时处理等优点。但是模拟图象亦有抗干扰性差,重复精度差,处理功能有限,处理灵活性差的缺点。而数字图象具有很好的抗干扰性,图象处理方便,适应性能强等优点,特别是随着计算机技术的发展,数字图象处理的速度也变得越来越快,越来越显示它的发展潜力和优势。三:数字图象和模拟图象相比,它的图象更清晰、无失真,更便于储存和传输。
从70年代末期开始,医学影像技术进入了数字时代。二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。这一些进展无一不是从根本上破除了原有信息载体形式和成像原理的束缚,开创新径而取得的。同时这也在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。它们之间不仅没有相互代替,而是取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。
1 数字X线图象的形成
X线透射成像是基于人体内不同结构的脏器对X线吸收的差异。一束能量均匀的X线照射到人体不同部位时,由于各部位对X线吸收的不同,透过人体各部位的X线的强度亦不同,这些穿透过人体的剩余X线就携带着人体被照射部分的组织密度和厚度的信息。这些信息投影到一个检测平面上,即形成一幅人体的X线透射图象。如果这个检测平面是荧光屏,那么我们就得到一幅模拟的图象了。再将这幅图象用不同的方法采集下来(如摄影,录像,拍照等方法)。检测器也可以是其它,如电离室、光电管、晶体压电等等。然后将收集到的信号进行模数转换就形成了一组由不同数字代表X线强弱排列的数字信号了。最后将该组信号交计算机处理经数模转换即成为清晰、无干扰、无变形、无失真的数字X线图象。
2 数字图象技术在X线检查中的运用
2.1 X线电视系统:主要由影像增强器和X线闭路电视系统组成,影像增强器把X线像转换成可见光像,而且图象的亮度得到很大的增强,然后通过电视系统进行观察和分析图象,它是实现X线图象数字化的基础。
2.2 数字摄影:(DR)对影像增强器所得到的电视信号,用摄像机拾取的高信噪比的电视信号进行数字化,然后再进行各种计算机处理,得到不同效果的图象,这种技术多用于胃肠透视和血管造影成像。该种检查拍摄后立即可以得到图象。不必等待冲洗,还可以动态的观察。
2.3 计算机摄影:(CR)它是用影像板(IP)代替胶片暴光,然后将存储在IP板上的X线潜影用激光扫描拾取并转换成电信号,再经计算机处理得到一幅X线数字图象,最终用激光像机把X线图象记录在胶片上。这种方法灵敏度高、敏感范围大、图象清晰。
2.4 数字减影:(DSA)用于血管造影,原理是将检查部位于造影前后用摄像机各采集图象,然后将图象数字化后存储在计算机里,用计算机进行处理,将两次采集的图象进行对应像素逐个相减,减影后的图象只留下充盈的血管图象,这样去掉了组织的重叠干扰,可以清楚地观察血管情况。
2.5 计算机横断体层装置:(CT)X线对人体横断面的各个方向进行照射,检测器采集到体层各个面对X线的吸收曲线后,用计算机处理所得数据最后以数字矩阵的形式表示横断面上个点的密度值,这样断面上的各点的密度都用确定的数值表示出来,这种对组织密度的量化,可以从数值上来区分健康组织和病变组织,大大提高了诊断的科学性。
此外;数字图象还应用于MIR、ECT、B超等医学影象学科,在我们的日常生活中都离不开数字图象。
参考文献
[1] 王容泉. 《医用大型X线机系统》
[2] 梁振声. 《医用X先机结构与维修》
[3] 邹 仲.《X线检查技术学》
关键词:信息技术; 医学影像技术; 应用
中图分类号:G436 文献标识码:B 文章编号:1006-3315(2016)01-192-001
在信息技术的推动下,现代医学影像技术日新月异,各种各样的新型技术及设备层出不穷,借助于医学影像技术辅助诊疗也成为医疗领域所广泛应用的方法。本文就信息技术在医学影像技术中应用的意义进行分析,并就信息技术在现代医学影像各技术中的应用进行探析。
一、信息技术在医学影像技术中的应用意义
医学影像技术不论在医学课程教学、实验教学、临床课程教学,还是医学科学研究、临床诊断治疗方面,均发挥着巨大的作用。
当前,不论医院、医学院校,还是医学研究机构均十分关注医学影像技术的信息化问题,这是由于传统医学影像在传输、存储、处理方面存在各种各样的弊端。如就医院而言,传统医学影像在影像胶片保存时所需耗费的存储空间极大,而且胶片处理过程需要耗费大量人力、财力与物力,病患所需等待的时间过长。胶片归档工作繁重,极易出错,手工进行胶片查询耗时耗力,时间久后,胶片极易老化,使得影像模糊,为再次查阅带来困难,甚至导致罕见影像受损。此外,难以实现远程会诊,需要人工送胶片,传输过程耗时耗力,且费用高。
而在医学类院校教学、科研工作中,传统医学影像技术也有种种弊端,包括如下:难以查找有用的影像,教学时需依赖医学影像,而教师为寻找同教学内容相符的影像,必须大量查阅资料、切片、标本,甚至需要到医院借阅,因而为其备课带来了极大的困扰。此外,很多罕见资料难以找到,即使找到也由于清晰度差不能使用。教师有时花费大量精力所找到的有用影像,由于影像载体不同而难以在课堂上展示,需要借助于各种各样的设备,费时费力,还难以完成教学任务,但是如果不用又无法用文字准确、清晰的表述,学生很难理解,导致教学效果不佳。
而信息技术的应用,有效地解决了传统医学影像所存在的各种问题,为医院影像管理、借助影像诊断病情、为病人提供便捷的就诊,为教师丰富教学活动,加深学生的理解,医学研究人员深入分析和研究疾病,提高影像使用率等方面,均带来了巨大而深刻的变革,极大地拓展了医学影像技术的应用空间,这正是信息技术在医学影像技术中应用的意义所在。
二、信息技术在医学影像技术中的具体应用
如今的医学影像早已脱离了之前依靠透视、拍片等加以诊断的情况,而是拥有CR、DR、MRI、DSA、CT等现代化医学影像技术,这项技术的诞生和发展均离不开信息技术的应用,如今现代医学影像技术已经成为了一门新兴专业,开始从人体解剖诊断逐步朝着分子、功能成像方面发展,而在此发展过程中仍有赖于信息技术的应用。
1.CR
该技术采用激光对成像信息加以读取和自动化记录,并以成像板作为基本载体,经曝光、信息读出后成功地形成了信息化平片影像,极大地提高了照片的分辨率与显示力。借助于信息技术,对图像进行处理,有助于进一步增加组织结构信息显示层次性,降低摄影辐射剂,减少对机体的损伤,还实现了将所获信息的高效传输,具有远程医学之功用。
2.DR
该技术借助于X线电视系统,借助于计算机信息化处理,将模拟信号经信息化采样、模/数转换等一系列过程,接入计算机中加以存储、分析、存储。所得图像具有很高的分辨率,所用放射剂量小,还可对图像进行处理,实现了无胶片自动化,借助于信息化工作站,能够同其他科室共享资源。
3.DSA
该技术是借助于计算机信息技术、影像增强、电视等技术发展而来,DSA图像能够对血管的径路图加以高清显示,加之应用了减影技术,极大地提高了对于血管的分辨力。
4.CT技术
该技术于上世纪70年代开始应用于临床,在信息技术的推动下,该技术已经经过了多次的升级与换代,无论是结构,还是性能均得到了提高和改善,并促进了其推广和普及。该技术对解剖结构显示清晰,能够对病变进行定位、定性诊断,因而在临床中具有广泛应用。
5.MRI
即磁共振成像技术,该技术在电子信息技术、图像重建技术的基础上形成,通过不同灰度,对组织结构进行反映,属于现代化医学影像技术中应用广泛的一种技术,且对于软组织具有很高的对比分辨率。
6.超声技术
超声成像原理同其它技术有所不同,但也能将组织、器官成像,因而也属于现代医学影像技术的一部分。该技术借助于各种超声设备,将超声发射之人体内,当其在体内传播时遇到不同组织、器官分界时,会出现回声,在借助于计算机信息技术,将此类回声信号加以采集、接收、加工、处理之后,就能够将其显示出来。
三、结语
综上所述,21世纪是信息技术高速发展和广泛应用的时代,现代医学影像技术借信息技术之东风,也必将得到快速的发展,不仅技术种类日趋丰富,而且检测效果日趋提高。通过深入地探析信息技术在医学影像技术中的应用,有助于加快提高医学放射技术水平,推动医疗水平的逐步提升。
基金项目:湖南省永州市科技计划指导项目(永科发[2013]17号)
参考文献:
在医学影像教学中应用循证医学理念,可以改变传统的医学教学模式,促使影像教学中注重发现问题、寻找证据、分析证据、解决问题,促使学生掌握知识的同时,提升自身的问题分析能力,为使学生成为优秀的医务人员奠定基础。所以,在医学影像教学中应用循证医学理念,可以革新教学,提高教学水平。从说明循证医学展开,对医学影像教学中循证医学理念的应用与教学改革实践进行分析和研究。
[关键词]
医学影像教学;循证医学理念;教学改革;教学实践
一、循证医学说明
循证医学是一门遵循科学依据的医学,其核心思想是强调任何医疗决策的制定应当遵守科学依据,将医者的专业知识、研究证据、病人的选择结合在一起,综合分析,提出最佳的治疗方案。由此可以说明,循证医学的三大要素为:最佳证据,也就是通过临床试验,深入、详细分析试验结果,得到最佳、最有利的医疗证据。专业知识,就是医生通过学习及临床治疗中所得到的专业知识及丰富经验。病人的选择,就是病人从自身情况及需求的角度出发,选择最适合的诊疗方案。因此,循证医学理念是“循、证”,即对医疗证据进行寻找和证明。
二、医学影像教学中循证医学理念的应用与教学改革实践
(一)医学影像教学中循证医学理念的应用传统的影像教学的局限性较为明显,原因在于教学活动中只单纯凭借个人和少数临床实践经验、医学基础理论教授和指导学生,这使得教学的说服力不强,对学生未来工作有很大影响。而循证医学的提出,可以改变医学影像教学的现状,促使医学影像教学中树立循证医学理念,注重知识培训和临床实践。1.在知识培训方面,医学影像教学应当注意强化的内容是:(1)对循证医学基础知识的运用。应当在重要的数据库、网络检索、循证医学文献等方面,对基础知识进行正确的评估,确保循证医学基础知识的合理运用,并且使理论与案例相结合,以便影像教学中循证医学基础知识的运用,可以丰富教学内容、优化教学氛围,促使学生更容易理解和掌握知识。(2)诊断性实验知识的运用。对于诊断性实验知识的运用,要保证其内容真实、准确、完整,包含试验设计思路、设计标准、统计学方法、试验步骤等等。(3)相关影像学知识。学生应当将自主学习所遇到的问题,搬到教学活动中,由老师与学生共同寻找证据、评价证据,利用证据提出解决问题的方案。2.在临床实践方面,影像教学需要注意强化的内容是:(1)在临床实践中提出与教学内容相关的问题。(2)利用网络资料、相关文献等找出解决问题的最佳证据。(3)正确评价证据的真实性、有效性、合理性。(4)依据证据并结合影像学知识及病人的选择,提出最佳的治疗方案,执行决策方案。
(二)基于循证医学理念的医学影像教学的改革实践为了充分说明循证医学理念的应用使得医学影像发生了变革,笔者引入一个医学案例,即64层螺旋CT冠状动脉造影诊断冠状动脉狭窄的准确性及临床价值。综合以上循证医学理念在医学影像教学中的应用分析,从循证医学理念出发,具体分析论证以上案例的内容是:1.提出问题。即64层螺旋CT冠状动脉造影诊断冠状动脉狭窄的准确性及临床价值如何?2.寻找和发现证据。在循证医学网站、学校图书馆、中国医学文献数据库中查找证据。3.评价证据。按照纳入排除原则及QUAS原则,对所查找的证据进行公平公正的评价。4.解答问题。64层螺旋CT是一种显示冠状动脉狭窄灵敏度和特异度较高的无创性检查方法,但因与之相关的文献较少,且文献质量不高,无法准确判定64层螺旋CT冠状动脉造影诊断冠状动脉狭窄的准确性及临床价值。
综合以上内容的分析,可以确定循证医学具有较高的应用价值。在医学影像教学中应用循证医学理念,可以改革影像教学,使影像教学水平提高。所以,在我国高度重视教育事业的今天,将循证医学理念引入医学影像学教学中是非常有意义的,对于创新和优化影像教学有很大作用。
参考文献:
[1]白芝兰,戚威,张晓娜,等.循证医学在医学影像教学中的应用[J].当代医学,2011,17(32):163-164.
[2]李长勤,闫呈新,朱建忠,等.循证医学在影像学研究生教学中的价值[J].循证医学,2012,12(5):314-316,320.
关键词 医学影像技术后处理实验室 实验教学 医学影像 技术专业
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.09.024
Research on the Application of the Laboratory of Medical Imaging
Technology in the Experimental Teaching of Image Technology
LIU Nian[1], HUANG Xiaohua[2], LEI Lixing[2]
([1] Medical Imaging Department, North Sichuan Medical College, Nanchong, Sichuan 637007;
[2] Medical Imaging Department, Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong, Sichuan 637007)
Abstract Objective: To explore the teaching value of the laboratory of Medical imaging technology in the experimental course of Medical imaging technology. Methods: Under the premise of the reform of teaching idea, we research and develop the experiment software of Medical imaging technology and use computer simulation technology to execute resource optimization on the existing experimental teaching. Creating a distinctive, digital and multi-functional laboratory, on the basis of the experimental teaching of Medical imaging technology ,we will reform the experimental model .Results: The professional teaching quality of Medical imaging technology was improved, and the experimental teaching method was reformed to promote the training of students' practical ability. Conclusion: We should reform the experimental teaching mode and build innovation laboratory, improve experimental curriculum system, in order to arouse the students' subjective initiative and strengthen students' practical ability. This is not only the need of medical imaging technology curriculum construction and talent training, but also medical image diagnosis and postgraduate education need.
Key words laboratory of medical imaging technology; experimental teaching; medical imaging technology
随着循证医学的发展和精准医学的提出,医学影像学在临床医学的作用越来越重要,它为临床提供了更加精准的诊断信息,指导临床医生的诊断和治疗。而医学影像技术学在其中发挥着非常重要的作用,它不仅决定着不同疾病的不同影像学检查方法,更是临床诊疗获取优质图像的保障。①医学影像检查技术学是一门将多个影像设备综合应用,且具有扎实的专业理论和丰富的实践经验的交叉应用学科。随着医学影像技术日新月异的发展,为了适应影像技术新理论和新方法的不断更新,避免与临床脱节,学校应该注重学生理论知识和实践技能的培养和更新。因此,加强学生医学影像技术实验课程的实践技能尤为重要。改革医学影像技术实验教学理念和教学模式,创建提升学生自主学习能力和实践能力的实验平台,是全面提高医学影像技术学课程教学质量的主要趋势。②本研究通过建设医学影像技术后处理实验室,改革既往的影像技术实验教学思维和手段,以计算机网络为实验环境,将普通X线、CT、磁共振、核医学、超声等检查的图像及后处理信息导入计算机网络系统,从而实现医学影像信息资源共享。本平台是构建“以临床能力为导向的多学科、阶段性、模块化、综合式的临床实践教学课程体系”的医学影像专业教学平台。学生或师生可以通过实验室网络平台进行互动交流,激发学生自主学习的兴趣,提高医学影像技术设备操作实验的效率、质量,节约教学资源,创造个性化学习的环境。
1 医学影像后处理实验室平台建设
医学影像技术后处理实验室是以计算机为硬件基础,Windows 操作系统为平台,联合开发的仿真实验操作系统为应用软件的实验室。本实验室的主要功能有:(1)该软件操作完全模拟医院普通X线、CT、MRI操作流程,让学生身临其境地实践医学影像图像后处理技术,有助于激发学生学习的兴趣和积极性;(2)该实验室共配置24台学生电脑和1台教师电脑,可让每个学生单独上机完成操作,有利于对学生的学习情况进行有效的评价;(3)仿真软件的数据均来源于我院附属医院,有真实可靠的图像,与临床病例无缝连接;(4)该后处理软件不仅包含基本教材上的常规后处理技术,还包含最新、最近的科研软件,根据医学影像检查技术的进展,即时对软件进行升级,为教师和学生开展科研提供有效的应用工具,有利于提高师生的科研创新能力;(5)该实验室对学生全天开放,学生可自行安排时间随时进行实验操作、复习、做科研;(6)避免了大量学生同时到医院见习出现的安全隐患,提高了学习效率和工作效率。
2 应用结果
(1)实验教学方式的改变。通过医学影像技术实验课程在医学影像技术后处理实验室中的应用,原来的教学手段有了明显改变,已由人工教学变成网络化计算机教学,简化并优化了教学流程;过去用胶片展示教学,其图像较小、图像质量参差不齐,数量有限,管理困难,无法满足大量的学生教学和个性化学习。此外,实验教学方式由原来的临床医、技人员现场教学转变成网络化仿真模拟教学,避免了学生只能看不能动手的情况;学生在带教老师的指导下可以对医学影像技术学的相关知识进行网络化搜索、阅读、自学及复习,数字化仿真模拟教学几乎改变了以往了学习模式。第三,原来以教师讲解为主的实验教学方法转变成了以学生自学为主的模式,每个学生可以通过计算机模拟操作,完成实验要求,同时提高学生的自学能力。通过医学影像技术后处理实验室的使用大大增加了课堂与课外的教学信息量。
(2)实验教学内容的完善和丰富。目前医学影像技术后处理实验室的完整资料数据库中已有10 000余份,本实验室根据临床信息的发展会不断更新资料,其中包含普通X线、CT、MRI、超声、核医学、DSA等方向的图像资料,完全能满足实验教学的需要,其丰富的图像信息资料不仅能紧密地结合教科书上的知识框架,还能在实验中丰富学生的课余知识。
(3)学习效率的提高。医学影像技术后处理实验室的开放,不仅提高了学生的学习效率,学生的自主学习空间得到充分利用,明显增强了学生学习的兴趣和积极性;而且还能更好地利用该实验软件进行科研分析,取得科研成果。学生可以随时到实验室学习,有利于学生的复习和个性化培养,极大地提高了学生的实践动手能力,使学生有充分的自由学习空间和内容。
(4)教学管理的优化。在校内实验室进行实验教学,不仅提高了教学效率和教学管理水平,还为学校节省了大量的人力、物力及财力。仿真模拟实验教学明显改变了过去复杂繁琐的管理模式,避免了学生在临床实验教学中损坏精密昂贵的设备,减小了学生到医院见习的安全隐患。
(5)教学效果的反馈。学生在实验课堂教学中,能及时将问题和难点提出,教师可及时解答;通过学生在实验教学中的网络留言和讨论发现教学问题,并能及时反馈信息及解答学生的问题,检验实验教学效果。
3 讨论
医学影像技术专业的快速发展,适应了医疗设备迅速更新的发展,满足社会和广大医疗机构的人才需求。医学影像检查技术学是培养医学影像技术专业人才的主干课程之一,是连接理论与实践的重要桥梁,是一门不可或缺的且实践性非常强的课程。③④学生不仅要扎实掌握专业理论知识,更注重实践动手能力的培养。针对医学影像技术学的实验教学模式,通过对医学影像技术后处理实验室的建设和使用,系统地将丰富的教学内容、创新的教学方法和学生的实践培养相结合,让学生通过对实验情景、实验界面和实验程序的模拟操作,加强了学生对实验原理、方法和完整操作流程的理解。⑤⑥
医学影像技术后处理实验室的使用,优化了实验教学资源配置,转变了实验教学模式,提高了实验教学效率,实现了将理论教学内容与实验教学相适应的结合。实验项目覆盖了基础性、创新性和综合性实验,丰富了实验教学内容,实验教学手段的多样化,不仅使实验教学内涵更加深厚,而且使学生在学校能熟练掌握医学影像常规检查技术,具备图像后处理能力,以便在医院实习阶段能更快适应岗位要求。同时学生还可在教师的指导下开展实验室科研项目,进行个性化实验操作,这对启迪学生科学思维和培养创新的科研意识有重要的意义,在培养学生实践能力和创新思维的同时,充分发挥了学生以学习主体的功能,也促进了学生对理论知识的掌握和应用。
综上所述,通过医学影像技术实验课程在医学影像技术后处理实验室的教学,改革了实验教学模式,建设了创新性实验室,完善了实验课程体系,调动了学生的主观能动性,加强了学生的实际动手能力,适应了现代医学的影像技术学的发展,满足了医学教育事业和临床医技岗位的发展要求。这不仅是医学影像技术专业课程建设和人才培养的需要,也是医学影像学专业和研究生培养的需要,对培养高素质医学影像技术专业人才具有非常重要的意义。
*通讯作者:黄小华
基金项目:本文为川北医学院校级科研项目“基于虚拟现实技术开发医学影像技术模拟仿真教学平台”的研究成果之一,项目编号2015-12-13
注释
① 黄小华,游金辉,马雪华.医学影像技术专业发展的几点思考[J].川北医学院学报,2008.23(1):103-105.
② 汪百真,俞曼华,张俊祥,等.CT、MRI仿真操作系统的研发及在实验教学中的应用[J].蚌埠医学院学报,2012.38(2):219-220.
③ 梁明辉,王晓东,夏力丁.数字化仿真实验系统在医学影像学教学中的应用研究[J].中国医药导报,2011.8(11):122-124.
④ 汪百真,俞曼华,张俊祥,等.医学影像检查技术学实验课程的改革与创新[J].蚌埠医学院学报,2013.38(7):919-921.