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1.1影像組學的處理流程
影像組學的處理流程可分為5部分:①圖像獲取;②確定感興趣區;③圖像分割,采用人工方法或者計算機輔助;④特征的提取和量化;⑤數據分析,根據數據建立分類模型進行預測。
1.2核醫學中的影像組學發展
影像組學在本世紀初開始逐漸運用于核醫學領域,主要對正電子發射計算機斷層掃描儀(positronemissioncomputedtomography,PET)圖像中腫瘤內異質性進行研究[5-6]。其動機是在臨床實踐或一些研究中,最大標準化攝取值(standardizeduptakevalue,SUVmax)、平均標準攝取值(SUVmean)或代謝活躍的腫瘤體積(metabolicallyactivetumorvolume,MATV)等指標不能完全描述腫瘤的性質[7]。其中一些特征,如形狀和攝取異質性,可能反映不同腫瘤類型與其侵襲性、轉移潛能、對特定治療的反應程度以及預后有關[8-9]。與常規指標相比,量化這些特征可提供更高的臨床價值,尤其是在分層及識別治療反應較差的患者中。既往分析認為,CT或MRI圖像比PET圖像更具有優越性,這是因為PET圖像的信噪比和空間分辨率較低,空間采樣也較差。此外,為利于臨床醫生視覺評估,重建的PET圖像常被平滑,圖像中可用信息被進一步減少。隨著PET-CT系統、飛行時間(timeofflight,TOF)技術的發展,對目前臨床金標準迭代算法的一些修正,過去的10年中PET圖像的保真度及定量精確度均有大幅改善[10]。
2影像組學在核醫學中的臨床應用
2.118F-FDGPET-CT影像特征分析
目前,影像組學在核醫學領域研究中大多數研究對象是18F-FDGPET-CT中的PET影像部分。要發揮影像組學的臨床價值需要大量的患者隊列和嚴格的統計分析方法,而部分研究只納入了20~70例患者。Soussan等[11]對54例局部晚期乳腺癌患者的初始18F-FDGPET-CT圖像進行回顧性研究,認為對于三陰性乳腺癌,結合高灰度游程(high-gray-levelrunemphasis,HGRE)與SUVmax可以獲得更高的受試者操作特征(receiveroperatingcharacteristic,ROC)曲線下面積(areaundercurve,AUC),AUC=0.83,而單獨運用SUVmax的AUC=0.77。Yip等[12]對54例食管癌患者放化療前后的PET-CT圖像進行研究,認為隨時間變化的熵和游程長度矩陣(run-lengthmatrix,RLM),可以比標準化攝取值(standardizeduptakevalue,SUV)更好的評估病理反應和患者生存的聯系。Bundschuh等[13]對27例直腸癌患者行新輔助化療前、開始后2周及化療完成后4周分別行18F-FDGPET-CT檢查,并對圖像進行分析,認為變異系數(coefficientofvariation,COV)對于治療早期的靈敏度68%、特異度88%以及治療后靈敏度79%、特異度88%的組織病理學反應評估有統計學差異。Mu等[14]對42例不同分期宮頸癌患者的18F-FDGPET-CT圖像進行研究,通過自動分類的支持向量機(supportvectormachine,SVM)分類器,得出運行率(runpercentage,RP)是最有判別力的指標,精確度達到88.1%,AUC=0.88,認為腫瘤異質性與腫瘤分期有很好的相關性。近年來,有研究納入較多患者(80~200例,甚至200例以上)18F-FDGPET-CT圖像進行研究。Cheng等[15]對88例T3和(或)T4分期的口咽鱗狀細胞癌患者腫瘤區域異質性進行研究,認為區域大小不均勻性(zone-sizenonuniformity,ZSNU)是進展的T分期口腔鱗狀細胞癌患者預后的獨立預測因子,并且可以改善預后分層。Xu等[16]應用紋理分析和模式分類對103例骨與軟組織病變患者的18F-FDGPET-CT圖像進行研究,認為該方法可提高對病變良惡性的鑒別能力,尤其是采用PET(熵和粗度)和CT(熵和相關性)紋理參數結合的時候效能最高,靈敏度為86.44%,特異度為77.27%,準確率為82.52%。Wu等[17]對101例早期非小細胞肺癌患者進行研究,得出最佳的預測模型包括兩個圖像特征,即瘤內異質性SUVmax,在獨立驗證隊列中,該模型的一致性指數為0.71,高于SUVmax(0.67)和腫瘤體積指數(0.64),當結合病變組織學類型后預后能力進一步提高,有助于醫生為早期非小細胞肺癌(non-smallcelllungcancer,NSCLC)患者量身定制合適的治療方案。Gao等[18]研究了132例肺癌患者,認為基于SVM的算法對于淋巴結轉移診斷具有潛力,由CT、PET和PET-CT構建的模型曲線下面積分別為0.689、0.579和0.685;而淋巴結最大的短徑,SUVmax的曲線下面積分別為0.684和0.652。另有學者對于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圖像進行了研究,認為PET熵和CT區域百分比與臨床分期和功能容積值的互補性最高,共生矩陣中的疾病堅固度、原發腫瘤的能量與患者預后有關,SUVmean與總生存率的預測有關[19-21]。Hyun等[22]對137例胰腺導管腺癌患者進行了研究,得出結論:PET紋理分析得出的瘤內異質性信息是患者生存的獨立預測因子(相對于腫瘤分期及血清CA19-9水平)。此外,一階熵作為衡量腫瘤代謝異質性的指標,是一種比傳統PET參數更好的定量顯像生物標志物。Lartizien等[23]對188例淋巴瘤患者的PET圖像進行了分析,提出了一種基于不同濾波方法相結合的原始特征提取方法,對高代謝區域淋巴瘤組織及炎性或生理性攝取的鑒別有著很好的性能。這些研究中部分研究使用了更可靠的統計分析方法,其中有一些使用機器學習方法,如神經網絡[24],支持向量機[16,18,23]或最小絕對收縮和選擇算子(leastabsoluteshrinkageandselectionoperator,LASSO)[17,21]。有學者對于PET和PET-CT組件中低劑量CT圖像衍生特征進行了研究,Win等[25]發現腫瘤分期和PET-CT組件中CT衍生的紋理異質性歸一化熵、中和(或)粗尺度是NSCLC患者生存的最佳預測因子。要注意PET-CT組件的低劑量CT獲得的圖像與高分辨率CT或診斷CT圖像是有差異的,在分析時要加以區別。部分研究認為,結合PET-CT圖像中PET及CT的圖像特征,可以得出敏感性、特異性及準確性更高的結果[16,18-19,23]。
2.2非18F-FDGPET-CT、PET-MR及免疫組化指標研究
Pyka等[26]對113例高級別膠質瘤患者治療前的18F-FETPET-CT圖像進行研究,認為治療前18F-FETPET-CT圖像中的吸收異質性對腫瘤進展和患者生存率的預測是有價值的,強調腫瘤內異質性在高級別膠質細胞瘤生物學中的重要性,可能有助于將來個體化治療計劃的制定。Vallieres等[27]的研究提取18F-FDG-PET和MRI的影像信息聯合預測了四肢軟組織肉瘤的肺轉移,認為融合的18F-FDGPET-MRI圖像可以提供更好的預測信息。Antunes等[28]對兩例腎細胞癌患者進行了18F-氟胸苷(fluorothymidine,FLT)PET-MRI檢查(分別在治療前及治療中期),認為18F-FLTPET-MRI的影像組學特征,即SUV值、表觀彌散系數(apparentdiffusioncoefficient,ADC)值和T2加權差平均值,可以評估患者對細胞抑制劑治療的早期結構和功能反應,但這一結論的可靠性是有限的,因為研究只納入了兩名患者。同時,對PET派生特征和其他相關信息的組合加以考慮,如最近一項研究中,Wang等[29]對113例晚期口咽鱗狀細胞癌患者治療前18F-FDGPET-CT圖像和關鍵的免疫組化指標表皮生長因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)和p16中提取的區域大小不均勻性信息進行分析,發現相關信息可以提高患者的預后分層。
【文獻標識碼】:A
【文章編號】:1004-597X(2007)10-0065-02
【摘要】醫學影象技術從70年代進入數字時代,二十多年來先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等數字化影像設備投入使用。對醫學影像診斷起了很大的推進作用。在客觀上促使各種成像技術憑借自身的優勢競相發展。取長補短,綜合利用,使疾病的早期診斷率有明顯提高。
【關鍵詞】數字圖象;醫學影像;應用
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
圖象是周圍客觀世界的一種印象,數字圖象是60年代出現的一種全新的,科技含量極高的產物。它的出現使傳統的模擬圖象受到了極大的挑戰。數字圖象和模擬圖象相比,二者的區別在于:一:模擬圖象是以一種直觀的物理量的方法來連續地表現我們期望得知的另一種物理場的特征。而且數字圖象則完全以一種規則的數字量的集合來表達我們面對的物理圖象。二:用模擬圖象的方法來顯示圖象具有直觀,方便的特點,一旦設計出一種圖象的處理方法則具有全場性與實時處理等優點。但是模擬圖象亦有抗干擾性差,重復精度差,處理功能有限,處理靈活性差的缺點。而數字圖象具有很好的抗干擾性,圖象處理方便,適應性能強等優點,特別是隨著計算機技術的發展,數字圖象處理的速度也變得越來越快,越來越顯示它的發展潛力和優勢。三:數字圖象和模擬圖象相比,它的圖象更清晰、無失真,更便于儲存和傳輸。
從70年代末期開始,醫學影像技術進入了數字時代。二十多年來先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等數字化影像設備投入使用。對醫學影像診斷起了很大的推進作用。這一些進展無一不是從根本上破除了原有信息載體形式和成像原理的束縛,開創新徑而取得的。同時這也在客觀上促使各種成像技術憑借自身的優勢競相發展。它們之間不僅沒有相互代替,而是取長補短,綜合利用,使疾病的早期診斷率有明顯提高。
1 數字X線圖象的形成
X線透射成像是基于人體內不同結構的臟器對X線吸收的差異。一束能量均勻的X線照射到人體不同部位時,由于各部位對X線吸收的不同,透過人體各部位的X線的強度亦不同,這些穿透過人體的剩余X線就攜帶著人體被照射部分的組織密度和厚度的信息。這些信息投影到一個檢測平面上,即形成一幅人體的X線透射圖象。如果這個檢測平面是熒光屏,那么我們就得到一幅模擬的圖象了。再將這幅圖象用不同的方法采集下來(如攝影,錄像,拍照等方法)。檢測器也可以是其它,如電離室、光電管、晶體壓電等等。然后將收集到的信號進行模數轉換就形成了一組由不同數字代表X線強弱排列的數字信號了。最后將該組信號交計算機處理經數模轉換即成為清晰、無干擾、無變形、無失真的數字X線圖象。
2 數字圖象技術在X線檢查中的運用
2.1 X線電視系統:主要由影像增強器和X線閉路電視系統組成,影像增強器把X線像轉換成可見光像,而且圖象的亮度得到很大的增強,然后通過電視系統進行觀察和分析圖象,它是實現X線圖象數字化的基礎。
2.2 數字攝影:(DR)對影像增強器所得到的電視信號,用攝像機拾取的高信噪比的電視信號進行數字化,然后再進行各種計算機處理,得到不同效果的圖象,這種技術多用于胃腸透視和血管造影成像。該種檢查拍攝后立即可以得到圖象。不必等待沖洗,還可以動態的觀察。
2.3 計算機攝影:(CR)它是用影像板(IP)代替膠片暴光,然后將存儲在IP板上的X線潛影用激光掃描拾取并轉換成電信號,再經計算機處理得到一幅X線數字圖象,最終用激光像機把X線圖象記錄在膠片上。這種方法靈敏度高、敏感范圍大、圖象清晰。
2.4 數字減影:(DSA)用于血管造影,原理是將檢查部位于造影前后用攝像機各采集圖象,然后將圖象數字化后存儲在計算機里,用計算機進行處理,將兩次采集的圖象進行對應像素逐個相減,減影后的圖象只留下充盈的血管圖象,這樣去掉了組織的重疊干擾,可以清楚地觀察血管情況。
2.5 計算機橫斷體層裝置:(CT)X線對人體橫斷面的各個方向進行照射,檢測器采集到體層各個面對X線的吸收曲線后,用計算機處理所得數據最后以數字矩陣的形式表示橫斷面上個點的密度值,這樣斷面上的各點的密度都用確定的數值表示出來,這種對組織密度的量化,可以從數值上來區分健康組織和病變組織,大大提高了診斷的科學性。
此外;數字圖象還應用于MIR、ECT、B超等醫學影象學科,在我們的日常生活中都離不開數字圖象。
參考文獻
[1] 王容泉. 《醫用大型X線機系統》
[2] 梁振聲. 《醫用X先機結構與維修》
[3] 鄒 仲.《X線檢查技術學》
關鍵詞:信息技術; 醫學影像技術; 應用
中圖分類號:G436 文獻標識碼:B 文章編號:1006-3315(2016)01-192-001
在信息技術的推動下,現代醫學影像技術日新月異,各種各樣的新型技術及設備層出不窮,借助于醫學影像技術輔助診療也成為醫療領域所廣泛應用的方法。本文就信息技術在醫學影像技術中應用的意義進行分析,并就信息技術在現代醫學影像各技術中的應用進行探析。
一、信息技術在醫學影像技術中的應用意義
醫學影像技術不論在醫學課程教學、實驗教學、臨床課程教學,還是醫學科學研究、臨床診斷治療方面,均發揮著巨大的作用。
當前,不論醫院、醫學院校,還是醫學研究機構均十分關注醫學影像技術的信息化問題,這是由于傳統醫學影像在傳輸、存儲、處理方面存在各種各樣的弊端。如就醫院而言,傳統醫學影像在影像膠片保存時所需耗費的存儲空間極大,而且膠片處理過程需要耗費大量人力、財力與物力,病患所需等待的時間過長。膠片歸檔工作繁重,極易出錯,手工進行膠片查詢耗時耗力,時間久后,膠片極易老化,使得影像模糊,為再次查閱帶來困難,甚至導致罕見影像受損。此外,難以實現遠程會診,需要人工送膠片,傳輸過程耗時耗力,且費用高。
而在醫學類院校教學、科研工作中,傳統醫學影像技術也有種種弊端,包括如下:難以查找有用的影像,教學時需依賴醫學影像,而教師為尋找同教學內容相符的影像,必須大量查閱資料、切片、標本,甚至需要到醫院借閱,因而為其備課帶來了極大的困擾。此外,很多罕見資料難以找到,即使找到也由于清晰度差不能使用。教師有時花費大量精力所找到的有用影像,由于影像載體不同而難以在課堂上展示,需要借助于各種各樣的設備,費時費力,還難以完成教學任務,但是如果不用又無法用文字準確、清晰的表述,學生很難理解,導致教學效果不佳。
而信息技術的應用,有效地解決了傳統醫學影像所存在的各種問題,為醫院影像管理、借助影像診斷病情、為病人提供便捷的就診,為教師豐富教學活動,加深學生的理解,醫學研究人員深入分析和研究疾病,提高影像使用率等方面,均帶來了巨大而深刻的變革,極大地拓展了醫學影像技術的應用空間,這正是信息技術在醫學影像技術中應用的意義所在。
二、信息技術在醫學影像技術中的具體應用
如今的醫學影像早已脫離了之前依靠透視、拍片等加以診斷的情況,而是擁有CR、DR、MRI、DSA、CT等現代化醫學影像技術,這項技術的誕生和發展均離不開信息技術的應用,如今現代醫學影像技術已經成為了一門新興專業,開始從人體解剖診斷逐步朝著分子、功能成像方面發展,而在此發展過程中仍有賴于信息技術的應用。
1.CR
該技術采用激光對成像信息加以讀取和自動化記錄,并以成像板作為基本載體,經曝光、信息讀出后成功地形成了信息化平片影像,極大地提高了照片的分辨率與顯示力。借助于信息技術,對圖像進行處理,有助于進一步增加組織結構信息顯示層次性,降低攝影輻射劑,減少對機體的損傷,還實現了將所獲信息的高效傳輸,具有遠程醫學之功用。
2.DR
該技術借助于X線電視系統,借助于計算機信息化處理,將模擬信號經信息化采樣、模/數轉換等一系列過程,接入計算機中加以存儲、分析、存儲。所得圖像具有很高的分辨率,所用放射劑量小,還可對圖像進行處理,實現了無膠片自動化,借助于信息化工作站,能夠同其他科室共享資源。
3.DSA
該技術是借助于計算機信息技術、影像增強、電視等技術發展而來,DSA圖像能夠對血管的徑路圖加以高清顯示,加之應用了減影技術,極大地提高了對于血管的分辨力。
4.CT技術
該技術于上世紀70年代開始應用于臨床,在信息技術的推動下,該技術已經經過了多次的升級與換代,無論是結構,還是性能均得到了提高和改善,并促進了其推廣和普及。該技術對解剖結構顯示清晰,能夠對病變進行定位、定性診斷,因而在臨床中具有廣泛應用。
5.MRI
即磁共振成像技術,該技術在電子信息技術、圖像重建技術的基礎上形成,通過不同灰度,對組織結構進行反映,屬于現代化醫學影像技術中應用廣泛的一種技術,且對于軟組織具有很高的對比分辨率。
6.超聲技術
超聲成像原理同其它技術有所不同,但也能將組織、器官成像,因而也屬于現代醫學影像技術的一部分。該技術借助于各種超聲設備,將超聲發射之人體內,當其在體內傳播時遇到不同組織、器官分界時,會出現回聲,在借助于計算機信息技術,將此類回聲信號加以采集、接收、加工、處理之后,就能夠將其顯示出來。
三、結語
綜上所述,21世紀是信息技術高速發展和廣泛應用的時代,現代醫學影像技術借信息技術之東風,也必將得到快速的發展,不僅技術種類日趨豐富,而且檢測效果日趨提高。通過深入地探析信息技術在醫學影像技術中的應用,有助于加快提高醫學放射技術水平,推動醫療水平的逐步提升。
基金項目:湖南省永州市科技計劃指導項目(永科發[2013]17號)
參考文獻:
在醫學影像教學中應用循證醫學理念,可以改變傳統的醫學教學模式,促使影像教學中注重發現問題、尋找證據、分析證據、解決問題,促使學生掌握知識的同時,提升自身的問題分析能力,為使學生成為優秀的醫務人員奠定基礎。所以,在醫學影像教學中應用循證醫學理念,可以革新教學,提高教學水平。從說明循證醫學展開,對醫學影像教學中循證醫學理念的應用與教學改革實踐進行分析和研究。
[關鍵詞]
醫學影像教學;循證醫學理念;教學改革;教學實踐
一、循證醫學說明
循證醫學是一門遵循科學依據的醫學,其核心思想是強調任何醫療決策的制定應當遵守科學依據,將醫者的專業知識、研究證據、病人的選擇結合在一起,綜合分析,提出最佳的治療方案。由此可以說明,循證醫學的三大要素為:最佳證據,也就是通過臨床試驗,深入、詳細分析試驗結果,得到最佳、最有利的醫療證據。專業知識,就是醫生通過學習及臨床治療中所得到的專業知識及豐富經驗。病人的選擇,就是病人從自身情況及需求的角度出發,選擇最適合的診療方案。因此,循證醫學理念是“循、證”,即對醫療證據進行尋找和證明。
二、醫學影像教學中循證醫學理念的應用與教學改革實踐
(一)醫學影像教學中循證醫學理念的應用傳統的影像教學的局限性較為明顯,原因在于教學活動中只單純憑借個人和少數臨床實踐經驗、醫學基礎理論教授和指導學生,這使得教學的說服力不強,對學生未來工作有很大影響。而循證醫學的提出,可以改變醫學影像教學的現狀,促使醫學影像教學中樹立循證醫學理念,注重知識培訓和臨床實踐。1.在知識培訓方面,醫學影像教學應當注意強化的內容是:(1)對循證醫學基礎知識的運用。應當在重要的數據庫、網絡檢索、循證醫學文獻等方面,對基礎知識進行正確的評估,確保循證醫學基礎知識的合理運用,并且使理論與案例相結合,以便影像教學中循證醫學基礎知識的運用,可以豐富教學內容、優化教學氛圍,促使學生更容易理解和掌握知識。(2)診斷性實驗知識的運用。對于診斷性實驗知識的運用,要保證其內容真實、準確、完整,包含試驗設計思路、設計標準、統計學方法、試驗步驟等等。(3)相關影像學知識。學生應當將自主學習所遇到的問題,搬到教學活動中,由老師與學生共同尋找證據、評價證據,利用證據提出解決問題的方案。2.在臨床實踐方面,影像教學需要注意強化的內容是:(1)在臨床實踐中提出與教學內容相關的問題。(2)利用網絡資料、相關文獻等找出解決問題的最佳證據。(3)正確評價證據的真實性、有效性、合理性。(4)依據證據并結合影像學知識及病人的選擇,提出最佳的治療方案,執行決策方案。
(二)基于循證醫學理念的醫學影像教學的改革實踐為了充分說明循證醫學理念的應用使得醫學影像發生了變革,筆者引入一個醫學案例,即64層螺旋CT冠狀動脈造影診斷冠狀動脈狹窄的準確性及臨床價值。綜合以上循證醫學理念在醫學影像教學中的應用分析,從循證醫學理念出發,具體分析論證以上案例的內容是:1.提出問題。即64層螺旋CT冠狀動脈造影診斷冠狀動脈狹窄的準確性及臨床價值如何?2.尋找和發現證據。在循證醫學網站、學校圖書館、中國醫學文獻數據庫中查找證據。3.評價證據。按照納入排除原則及QUAS原則,對所查找的證據進行公平公正的評價。4.解答問題。64層螺旋CT是一種顯示冠狀動脈狹窄靈敏度和特異度較高的無創性檢查方法,但因與之相關的文獻較少,且文獻質量不高,無法準確判定64層螺旋CT冠狀動脈造影診斷冠狀動脈狹窄的準確性及臨床價值。
綜合以上內容的分析,可以確定循證醫學具有較高的應用價值。在醫學影像教學中應用循證醫學理念,可以改革影像教學,使影像教學水平提高。所以,在我國高度重視教育事業的今天,將循證醫學理念引入醫學影像學教學中是非常有意義的,對于創新和優化影像教學有很大作用。
參考文獻:
[1]白芝蘭,戚威,張曉娜,等.循證醫學在醫學影像教學中的應用[J].當代醫學,2011,17(32):163-164.
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關鍵詞 醫學影像技術后處理實驗室 實驗教學 醫學影像 技術專業
中圖分類號:G642 文獻標識碼: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
隨著循證醫學的發展和精準醫學的提出,醫學影像學在臨床醫學的作用越來越重要,它為臨床提供了更加精準的診斷信息,指導臨床醫生的診斷和治療。而醫學影像技術學在其中發揮著非常重要的作用,它不僅決定著不同疾病的不同影像學檢查方法,更是臨床診療獲取優質圖像的保障。①醫學影像檢查技術學是一門將多個影像設備綜合應用,且具有扎實的專業理論和豐富的實踐經驗的交叉應用學科。隨著醫學影像技術日新月異的發展,為了適應影像技術新理論和新方法的不斷更新,避免與臨床脫節,學校應該注重學生理論知識和實踐技能的培養和更新。因此,加強學生醫學影像技術實驗課程的實踐技能尤為重要。改革醫學影像技術實驗教學理念和教學模式,創建提升學生自主學習能力和實踐能力的實驗平臺,是全面提高醫學影像技術學課程教學質量的主要趨勢。②本研究通過建設醫學影像技術后處理實驗室,改革既往的影像技術實驗教學思維和手段,以計算機網絡為實驗環境,將普通X線、CT、磁共振、核醫學、超聲等檢查的圖像及后處理信息導入計算機網絡系統,從而實現醫學影像信息資源共享。本平臺是構建“以臨床能力為導向的多學科、階段性、模塊化、綜合式的臨床實踐教學課程體系”的醫學影像專業教學平臺。學生或師生可以通過實驗室網絡平臺進行互動交流,激發學生自主學習的興趣,提高醫學影像技術設備操作實驗的效率、質量,節約教學資源,創造個性化學習的環境。
1 醫學影像后處理實驗室平臺建設
醫學影像技術后處理實驗室是以計算機為硬件基礎,Windows 操作系統為平臺,聯合開發的仿真實驗操作系統為應用軟件的實驗室。本實驗室的主要功能有:(1)該軟件操作完全模擬醫院普通X線、CT、MRI操作流程,讓學生身臨其境地實踐醫學影像圖像后處理技術,有助于激發學生學習的興趣和積極性;(2)該實驗室共配置24臺學生電腦和1臺教師電腦,可讓每個學生單獨上機完成操作,有利于對學生的學習情況進行有效的評價;(3)仿真軟件的數據均來源于我院附屬醫院,有真實可靠的圖像,與臨床病例無縫連接;(4)該后處理軟件不僅包含基本教材上的常規后處理技術,還包含最新、最近的科研軟件,根據醫學影像檢查技術的進展,即時對軟件進行升級,為教師和學生開展科研提供有效的應用工具,有利于提高師生的科研創新能力;(5)該實驗室對學生全天開放,學生可自行安排時間隨時進行實驗操作、復習、做科研;(6)避免了大量學生同時到醫院見習出現的安全隱患,提高了學習效率和工作效率。
2 應用結果
(1)實驗教學方式的改變。通過醫學影像技術實驗課程在醫學影像技術后處理實驗室中的應用,原來的教學手段有了明顯改變,已由人工教學變成網絡化計算機教學,簡化并優化了教學流程;過去用膠片展示教學,其圖像較小、圖像質量參差不齊,數量有限,管理困難,無法滿足大量的學生教學和個性化學習。此外,實驗教學方式由原來的臨床醫、技人員現場教學轉變成網絡化仿真模擬教學,避免了學生只能看不能動手的情況;學生在帶教老師的指導下可以對醫學影像技術學的相關知識進行網絡化搜索、閱讀、自學及復習,數字化仿真模擬教學幾乎改變了以往了學習模式。第三,原來以教師講解為主的實驗教學方法轉變成了以學生自學為主的模式,每個學生可以通過計算機模擬操作,完成實驗要求,同時提高學生的自學能力。通過醫學影像技術后處理實驗室的使用大大增加了課堂與課外的教學信息量。
(2)實驗教學內容的完善和豐富。目前醫學影像技術后處理實驗室的完整資料數據庫中已有10 000余份,本實驗室根據臨床信息的發展會不斷更新資料,其中包含普通X線、CT、MRI、超聲、核醫學、DSA等方向的圖像資料,完全能滿足實驗教學的需要,其豐富的圖像信息資料不僅能緊密地結合教科書上的知識框架,還能在實驗中豐富學生的課余知識。
(3)學習效率的提高。醫學影像技術后處理實驗室的開放,不僅提高了學生的學習效率,學生的自主學習空間得到充分利用,明顯增強了學生學習的興趣和積極性;而且還能更好地利用該實驗軟件進行科研分析,取得科研成果。學生可以隨時到實驗室學習,有利于學生的復習和個性化培養,極大地提高了學生的實踐動手能力,使學生有充分的自由學習空間和內容。
(4)教學管理的優化。在校內實驗室進行實驗教學,不僅提高了教學效率和教學管理水平,還為學校節省了大量的人力、物力及財力。仿真模擬實驗教學明顯改變了過去復雜繁瑣的管理模式,避免了學生在臨床實驗教學中損壞精密昂貴的設備,減小了學生到醫院見習的安全隱患。
(5)教學效果的反饋。學生在實驗課堂教學中,能及時將問題和難點提出,教師可及時解答;通過學生在實驗教學中的網絡留言和討論發現教學問題,并能及時反饋信息及解答學生的問題,檢驗實驗教學效果。
3 討論
醫學影像技術專業的快速發展,適應了醫療設備迅速更新的發展,滿足社會和廣大醫療機構的人才需求。醫學影像檢查技術學是培養醫學影像技術專業人才的主干課程之一,是連接理論與實踐的重要橋梁,是一門不可或缺的且實踐性非常強的課程。③④學生不僅要扎實掌握專業理論知識,更注重實踐動手能力的培養。針對醫學影像技術學的實驗教學模式,通過對醫學影像技術后處理實驗室的建設和使用,系統地將豐富的教學內容、創新的教學方法和學生的實踐培養相結合,讓學生通過對實驗情景、實驗界面和實驗程序的模擬操作,加強了學生對實驗原理、方法和完整操作流程的理解。⑤⑥
醫學影像技術后處理實驗室的使用,優化了實驗教學資源配置,轉變了實驗教學模式,提高了實驗教學效率,實現了將理論教學內容與實驗教學相適應的結合。實驗項目覆蓋了基礎性、創新性和綜合性實驗,豐富了實驗教學內容,實驗教學手段的多樣化,不僅使實驗教學內涵更加深厚,而且使學生在學校能熟練掌握醫學影像常規檢查技術,具備圖像后處理能力,以便在醫院實習階段能更快適應崗位要求。同時學生還可在教師的指導下開展實驗室科研項目,進行個性化實驗操作,這對啟迪學生科學思維和培養創新的科研意識有重要的意義,在培養學生實踐能力和創新思維的同時,充分發揮了學生以學習主體的功能,也促進了學生對理論知識的掌握和應用。
綜上所述,通過醫學影像技術實驗課程在醫學影像技術后處理實驗室的教學,改革了實驗教學模式,建設了創新性實驗室,完善了實驗課程體系,調動了學生的主觀能動性,加強了學生的實際動手能力,適應了現代醫學的影像技術學的發展,滿足了醫學教育事業和臨床醫技崗位的發展要求。這不僅是醫學影像技術專業課程建設和人才培養的需要,也是醫學影像學專業和研究生培養的需要,對培養高素質醫學影像技術專業人才具有非常重要的意義。
*通訊作者:黃小華
基金項目:本文為川北醫學院校級科研項目“基于虛擬現實技術開發醫學影像技術模擬仿真教學平臺”的研究成果之一,項目編號2015-12-13
注釋
① 黃小華,游金輝,馬雪華.醫學影像技術專業發展的幾點思考[J].川北醫學院學報,2008.23(1):103-105.
② 汪百真,俞曼華,張俊祥,等.CT、MRI仿真操作系統的研發及在實驗教學中的應用[J].蚌埠醫學院學報,2012.38(2):219-220.
③ 梁明輝,王曉東,夏力丁.數字化仿真實驗系統在醫學影像學教學中的應用研究[J].中國醫藥導報,2011.8(11):122-124.
④ 汪百真,俞曼華,張俊祥,等.醫學影像檢查技術學實驗課程的改革與創新[J].蚌埠醫學院學報,2013.38(7):919-921.