发布时间:2023-09-22 09:38:22
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的医学影像检查技术样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

[关键词] 羟基查尔酮类衍生物;阿尔茨海默病;Morris水迷宫;学习记忆
[中图分类号] R741[文献标识码]A [文章编号]1674-4721(2011)08(a)-019-03
Effects of hydroxy chalcones derivative C8 on scopolamine-induced dementia of memory deficits in mice
ZHENG Yu1, ZHENG Jinhong2
1.Department of Pharmacy, Tumor Hospital of Medical College, Shantou University, Guangdong Province, Shantou 515041, China; 2.Department of Pharmaceutical Chemistry, Medical College of Shantou University, Guangdong Province, Shantou 515041, China
[Abstract] Objective: To evaluate hydroxy chalcones derivative C8 on scopolamine-induced dementia learning and memory in mice. Methods: Excepted the blank control group and scopolamine hydrobromide group (oral 0.5%CMC-Na resolution), C8 high-dose group and low-dose group were administered C8, positive control group was administered Piracetam for 22 days. The 15th day onwards, Morris water maze test was carried out for 8 days. Results: C8 could significantly shorten the escape latency of place navigation test in mice, prolonged the swim time of mice in the platform quadrant in spatial probe test. Conclusion: C8 has benefit to the injury of learning and memory function caused by scopolamine.
[Key words] Hydroxy chalcones derivative; Alzheimer's disease; Morris water maze; Learning and memory
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)又称老年痴呆症,是一种发生于老年和老年前期以进行性认知功能障碍和记忆损害为特征的中枢神经系统退行性疾病[1]。研究发现,AD与氧自由基的产生有关,并认为氧化应激在AD发生发展中起关键作用[2-4],β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)的产生和聚集可能诱导氧自由基产生并导致AD[5]。抗氧化剂、抗自由基药物通过消除活性氧或阻止其形成,延缓、阻止神经细胞的退行性变化,对延缓衰老和预防痴呆有重要的治疗作用[6-7]。本实验室合成的一系列羟基查尔酮类衍生物在前期工作中已发现在体内和体外均具有抗氧化活性,因此笔者选取其中抗氧化活性最好的衍生物C8进行行为学试验,观察其对东莨菪碱致痴呆模型小鼠学习记忆能力的影响,为防治AD筛选新的安全有效的药物作进一步的努力。
1 材料与方法
1.1 仪器
DigBehv Morris水迷宫视频分析系统(上海吉量软件科技有限公司);JJ300型电子天平(江苏省常熟市双杰测试仪器厂)。
1.2 试验试剂
氢溴酸东莨菪碱注射液(广州白云山明兴制药有限公司,批号:080501);吡拉西坦片(天津金世制药有限公司,批号:20080613);0.9%氯化钠注射液(广东利泰药业有限公司,批号:08051116);0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)溶液(国药集团化学试剂有限公司);羟基查尔酮类衍生物C8(汕头大学医学院化学教研室合成)。
1.3 动物
昆明种小白鼠50只,雌雄各半,体重18~22 g,由汕头大学医学院提供[实验动物许可证号:SCXK(粤)2007-0017]。
1.4 方法
1.4.1 动物分组与给药昆明种小鼠50只,随机分为5组:①空白对照组(0.5%CMC-Na溶液,20 ml/kg );②模型组(0.5%CMC-Na溶液,20 ml/kg);③吡拉西坦组(吡拉西坦500 mg/kg);④C8低剂量组(250 mg/kg);⑤C8高剂量组(500 mg/kg),每组10只。以上各组均每日ig给药1次,连续22 d。第15天开始在完成上述给药40 min后,②~⑤组小鼠腹腔注射氢溴酸东莨菪碱注射液(5 mg/kg)。①组小鼠腹腔注射等体积的0.9%氯化钠注射液。注射后20 min进行Morris 水迷宫实验。
1.4.2 Morris水迷宫实验Morris水迷宫主体为直径120 cm,高50 cm的玻璃钢圆形水池,水池内壁被漆成黑色。池内水温保持在(25±2)℃,池壁上4个等距离点――东(E)、南(S)、西(W)、北(N)将水池分为4个象限,分别称为SW、NW、SE、NE,在NW象限正中,距离池壁20 cm处放一直径为12 cm,高30 cm的圆形平台,平台低于水面1 cm,迷宫上方安置着连接显示系统的摄像机,同步记录小鼠运动轨迹。测试方法参照文献[8]进行。第15天开始进行定位航行实验,历时7 d,每天2次,入池位置为平台所邻2个象限的池壁中点,将小鼠面向并靠近池壁放入水中,记录其在120 s内找到平台的时间(逃避潜伏期EL)。超过120 s找不到平台,可引导其找到平台,每只小鼠在平台滞留10 s,逃避潜伏期记成120 s,每天以2次逃避潜伏期的均值作为这一天的成绩进行统计分析。第22天上午进行空间探索实验,方法为撤除平台,将小鼠随机从某一象限面向并靠近池壁放入水中,记录120 s小鼠寻找原平台的运动轨迹,并记录其在原平台所在象限游泳时间。
1.5 统计学方法
采用SPSS 10.0 for Windows统计软件建立数据库并进行统计分析。结果以均值±标准差(x±s)表示,采用方差分析(ANOVA)进行比较。
2 结果
2.1 定位航行实验
从表1可以看出,随着训练时间的延长,各组小鼠的逃避潜伏期均逐渐缩短,并且从实验第2天开始,模型组与空白对照组相比,小鼠的逃避潜伏期明显延长(P
2.2 探索实验
从表2可以看出,与空白对照组相比,模型组小鼠在目标象限(第4象限)游泳时间明显缩短(P
3 讨论
东莨菪碱作为中枢胆碱能受体拮抗剂,能阻断乙酰胆碱对M受体的激动作用,模拟了老年性痴呆乙酰胆碱减少的特点,造成动物学习记忆功能减退,是作为快速、简单的胆碱能损伤模型,常用于老年性痴呆治疗药物的早期筛选[9-12]。本实验使用东莨菪碱致痴呆小鼠模型来初步评价羟基查尔酮类衍生物C8对小鼠学习记忆的影响。结果表明,C8能明显缩短定位航行实验中模型小鼠的逃避潜伏期,明显延长空间探索实验中模型小鼠在原平台所在象限的游泳时间,从而证实了具有抗氧化活性的C8可逆转东莨菪碱对小鼠学习记忆功能的损伤,改善学习记忆力,可作为防治AD的筛选化合物作进一步研究。
[参考文献]
[1]官志忠.阿尔茨海默病的病理学及生物膜结构与受体改变机制[J].中华病理学杂志,2003,32(1):67-71.
[2]Sultana R, Butterfield DA.Role of oxidative stress in the progression of Alzheimer's disease[J].Alzheimers Dis,2010,19(1):341-353.
[3]Ansari MA, Scheff SW. Oxidative stress in the progression of Alzheimer disease in the frontal cortex[J].Neuropathol Exp Neurol,2010,69(2):155-167.
[4]Smith MA, Zhu X, Tabaton M,et al. Increased iron and free radical generation in preclin- ical Alzheimer disease and mild cognitive impairment[J]. Alzheimers Dis,2010,19(1):363-372.
[5]George-hyslop PH.The genetics defect causing familial Alzheimer's disease maps on chromosome[J].Science,1987,235(4791):877-880.
[6]Max J. Familial Alzheimer's linked to chromosome 14 gene [J].Science,1992,258(5082):550-553.
[7]Zhao B. Natural antioxidants protect neurons in Alzheimer's disease and Parkinson's disease[J].Neurochem Res,2009,34(4):630-638.
[8]孙向红,刘洪玲,戚欣,等.中药复方海康灵对东莨菪碱所致痴呆小鼠学习记忆影响及其机制的实验研究[J].中国医院药学杂志,2008,28(6):442-446.
[9]Boyd-Kimball D,Mohmmad Abdul H, Reed T, et al. Role of phenylalanine 20 in Alzheimer’s amyloid beta-peptide(1-42)-induced oxidative stress and neurotoxicity [J].Chem Res Toxicol,2004,17(12):1743-1749.
[10]王永丽,问慧娟,李玉巧,等.清开灵对东莨菪碱致小鼠学习记忆障碍的作用及脑内NO和NOS的影响[J].中药药理与临床,2011,27(2):107-109.
[11]董晓华,张丹参,房杰.大黄酚对东莨菪碱致小鼠学习记忆障碍的作用及脑内NO和NOS的影响[J].河北北方学院学报,2009,26(1):7-9.
[12]黄晓舞,刘睿婷,吕秋军.广藿香醇对东莨菪碱致记忆障碍小鼠学习记忆功能的影响[J].中草药,2009,40(9):1431-1433.
【关键词】实训中心;建设目标;建设内容;医学影像技术
0 引言
按照《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》和“十三五”建设计划要求,根据我校在宜春市产业发展、人才强市战略实施中对高素质技能型专门人才培养方面所起的重要作用,依托自身的办学实力、丰厚的职业教育资源,本着“高标准、仿真性、开放性、通用性”原则,建设医学影像技术实训中心,切实发挥实训中心在教学、科研、培训和技术服务等领域的最大功能[1]。
我校医学影像技术专业开设于2013年,成为赣西地区唯一一所培养高职医学影像技术高素质应用型技能型专门人才的院校。学校领导特别重视本专业的发展,现立项为校级特色专业,在实验室建设、师资队伍建设、经费投入等方面都将给予倾斜,发展潜力巨大。
1 实训中心建设目标
1.1 建设成省内领先,特色鲜明的实训中心
医学影像技术实训中心将根据高职医学影像技术专业人才培养方案的要求,为学生提供高仿真实训室和实训项目,技术上具有先进性,使学生在操作过程中能够掌握本专业领域的岗位专项技能。实训中心还必须要承担学校及校外相关专业学生的实训教学工作,所建的实训中心适用性强,能够进行综合实训,并供医学检验技术、农村医学等相关专业通用。
1.2 建设成高职教育培养高素质技能型专门人才的教学中心
根据高职教育的特点,要求学生在校期间就能完成就业岗位所需的岗位能力训练。校内实训中心不仅要成为学生掌握岗位基础技能和岗位专项技能的场所,还应融入职业文化,加强仿真教学的组织与设计,营造岗位化工作环境。学生在有目标的实训前提下,通过教-学-做-练-考的岗位技能培养主线,是学生在校期间就能与岗位环境密切接触,从而缩短了岗位适应期。
1.3 建设成行业技术、信息资源和培训的中心
加强学校、医院和企业的联合与协作,及时把行业的新技术、新设备、新知识反馈到实训中心,使实训教学能及时体现出设备的更新和技术的进步,同时,充分发挥实训中心高新设备的功能,开展社会服务功能,使之具有开放性的特点。
1.4 建设成科研项目开发的中心
依据专业教学要求、专业发展及科研的需要,投入必要的医学影像设备,并根据医学影像技术的发展和更新,适时添置新的设备,注重不断提高设备的现代化科技含量,同时,发挥学校科研人员和先进实训设备优势,鼓励教师参与技术创新,技术交流,推动学校科研工作的发展。另一方面,教师也让学生早接触先进的医学影像设备,早培养学生的科研意识和创新意识。通过实训中心全天开放,教师积极参与科研,以科研带动教学,以教学促进科研,形成教学科研的有机结合,使之具备技术含量高、新的特点[2]。
2 实训中心建设内容
2.1 加强医学影像技术实训中心硬件建设
遵循高职教育技术“先进、实用”、理论“必须、够用”的原则,打破传统学科教育模式,构建与医院影像科相匹配的仿真环境。校院企深度合作,整合实训资源和设施,进行医学影像技术实训中心建设。在现有医学影像实训中心的基础上,进一步完善和构建仿真环境下的CR检查实训室、DR检查实训室、CT检查实训室、数字胃肠检查实训室、超声检查实训室及PACS室,并以此为基础形成的医学影像专业局域网络系统,建成配套完善,功能齐全的医学影像技术实训中心。
2.2 医学影像技术实训中心软件建设
2.2.1 建立独立的实训课程体系
根据医学影像技术专业人才培养方案的要求,实训教学是培养高素质技能型专门人才的重要教学环节,强调与理论教学并重。通过改革实训教学模式、建立独立的实训课程体系,利用“教、学、做”一体化实训中心,加大对学生动手能力的训练,从而培养学生岗位专业技能和岗位综合技能。
从具备岗位的从业能力出发,以培养学生岗位技能为主线,以岗位对技能和知识的实际需要为依据,探索建立独立的实训课程体系,形成“岗位基础技能、岗位专项技能、岗位综合技能”三者相结合的实训课程体系。
2.2.2 抓好实训项目与实训教材的建设
本着从培养高素质应用型技能型专门人才和探索建立独立的实训课程体系的目标出发,首先抓好实训项目建设,然后在此基础上有计划、有步骤地组织有关专业教师做好实训教材建设工作。
实训项目建设包括学习目标、内容和方法、设备和材料、评价与思考等内容。实训项目的建设,应充分考虑高职教育人才培养的特点,同时结合新知识、新设备、新技术、新规范,以体现实训项目内容和临床实际工作过程的紧密结合。
在建立和完善实训项目建设的基础上,着手实训教材的建设,坚持“科学性、先进性、客观性、适用性、开放性”的原则,聘请医学影像行业专家成立实训教材编辑委员会,组织教师及医院企业有关技术人员,建立实训教材编写小组。主要实训教材有《X线检查技术实训指导》、《CT检查技术实训指导》、《MRI检查技术实训指导》、《影像核医学检查技术实训指导》、《超声检查技术实训指导》和《医学影像技术基本技能实训》、《医学影像技术专项技能实训》、《医学影像技术综合技能实训》。
2.2.3 加强实训教学师资的培养
培养高素质技能型专门人才,就必须建立一支素质高、结构合理、既能胜任理论教学又能指导实训操作的“双师型”的师资队伍,不断提高实训教学水平。
由于我校医学影像技术专业实训教师都是一毕业即进入教学岗位,资历尚浅。为让他们更好更快的适应,采取以老带新,相互听课评课,安排到宜春市人民医院影像科进行临床实践锻炼等方式来提高她们的实训教学水平[3]。
2.2.4 建立健全实训中心的运行管理机制
为使实训教学规范、有序地开展,提高实训教学的质量,本实训中心已制定出一系列实训教学管理制度,如《医学影像技术实训中心工作职责》、《医学影像技术专业实训指导教师工作职责》、《医学影像技术实训室申请使用程序》、《医学影像仪器使用制度》、《实训指导教师教学工作考核办法》等。实训中心以后将构建师生共同参与的开放式管理模式,为此将要在以前的管理制度基础上健全运行管理机制。开放式管理模式将有利于学生对实训项目的熟练操作,学生可以根据自身的实际情况,自主选择实训项目,及时进行实训操作的强化训练。
3 结语
医学影像技术实训中心的建设将为我校医学影像技术专业的建设与发展提供有力的支持,以先进的职业教育理念为指导,在高仿真的职业环境和优越的实训条件下,学生真正做到教学并重、学做结合、以做为主,实现教-学-做无缝对接,促进人才培养质量的提高,为医学影像行业输送高素质技能型专门人才。
【参考文献】
[1]梁燕.我国高职院校校内生产性实训基地建设研究[J].职教论坛,2013(7):46-50.
随着CT、MRI、DSA及PET-CT等各种先进医学影像设备的引进,各种影像学成像技术的快速发展及新的影像技术问世,医学影像学在临床疾病诊断及指导治疗中的地位不断提高。医学影像学作为现代医学中新兴的、飞速发展的学科,具有无限广阔的发展前景,传统的教学方法已不能满足当前医学影像学教育的需要。如何使学医学生在大学教育期间有限的时间内掌握医学影像学的基础知识与技能,把握医学影像学的发展方向,是目前医学影像学教学中存在的重要问题。
一、医学影像学的发展趋势与要求
医学影像设备的不断更新,新的医学影像技术的不断涌现,计算机及多媒体技术的不断发展,使医学影像学专业知识不断更新并向前发展形成新的理论。医学影像学由X线透视、摄影等传统的放射诊断学演变成涵盖了普通放射学、CT、磁共振、超声、核医学,甚至包括介入放射学等多门学科,并不断地向深度和广度发展。医学影像学为临床提供了大量的影像信息,不仅能提供二维的传统图像,还可以提供三维、甚至四维的影像资料,以帮助临床医师判断器官的功能改变。现代医学影像学已不再单纯通过形态学表现做出影像诊断,已能从显示形态改变到反映器官的功能变化,甚至能反映分子、生物化学水平的变化;影像学也进一步从单纯的疾病影像诊断向诊断及介入治疗方向发展。医学影像技术的飞速发展,带来了诊断能力的提高,使医学影像学在临床工作中的应用越来越广泛,临床医生已经离不开医学影像设备,离不开影像科医生。医学影像学博大精深,与内科学、外科学、妇产科学、儿科学、解剖学、病理学、物理学、计算机学等多个学科和专业领域相关,这就对医学影像学的授课老师和学生提出了很高的要求。不仅要具备丰富的临床医学专业知识,扎实的病理学、解剖学、生理学、生物化学甚至分子生物学基础,还要具备一定的物理学、数学、计算机知识。
二、医学影像学教学中目前存在的主要问题
1.以设备为单位的学科划分模式阻碍了医学影像学的发展目前国内很多医院,甚至包括一些著名大医院的放射科、超声科、CT室、核磁室、介入放射科都是独立的,业务上相互间的交流很少,导致医学影像学的教学割裂开来,形成了以设备为单位的几个独立的分支,每个分支的课程教学由相应科室的老师分别承担。放射科的教师讲授普通X线部分,CT、核磁室的教师讲授CT、MRI部分,超声科的教师讲授超声诊断学部分,介入放射科的教师讲授介入放射学部分。每位教师授课均按照概述、病理与生理、临床表现、影像学表现、诊断与鉴别诊断程序进行,造成教师间涉及到的基础知识重复多,各种影像学表现之间没有联系。近年来,随着新的医学影像技术不断出现,原有的一些传统的影像学检查技术及方法已逐渐被淘汰、弱化,而新技术需要不断地被普及、推广、运用到临床实践中来。同时,又有很多疾病的影像学诊断需要各种检查方法、技术及各个学科之间交流、协作才能解决,如胃肠造影和胃部CT、MRI影像互为补充,相互间的影像信息补充能大大提高疾病的诊断准确性。因此,旧的、传统的以设备为单位的学科划分模式已经不适应学前医学影像学的发展和医学影像人才培养的需要。
2.教学方法及手段落后。目前国内传统的医学影像学教学与临床实际脱节,都是老师按照教科书上的内容,按部就班地讲,学生死记硬背。教材内容相对陈旧,表述不详或过于简单。实习课仍然是带教老师带着一大堆典型的X线片、CT片或MRI片采用投影仪,在课堂上一份一份病例进行讲授,讲每一个病例的影像征象,诊断及鉴别诊断,显示以二维图像为主,没有立体感,学生通过死看片子来了解、认识疾病的影像学表现。超声(包括心脏多普勒)检查,X线胃肠造影、全身血管造影等动态影像资料大多以静态的形式展示,不利于学生学习和理解,影响了教学质量的提高。因此,传统的教学模式和教学方法已不适合医学影像学课程,需要对现有的教学方法进行改革和创新,将新的教学模式、教学方法应用到医学影像学教学中来。
3.考核方式单一。理论考试仍是很多医学院校医学影像学课程的唯一考核方式,这种考核方式存在多种弊端,导致学生只重视理论课,忽视实习课,理论和实践脱节,不能激发学生的学习兴趣和主动思考的能力。学生为了考试成绩,死记硬背,忽视实际分析和解决问题能力,培养不出学生的独立思考、综合分析、准确判断能力。
三、改革与探索
1.建立“大影像”,按解剖系统、以疾病为中心综合授课首先应打破以设备划分学科的做法,医学影像科应作为统一的“大影像”实行亚专业分组,学可根据系统分为神经、胸部、腹部、骨关节等几大亚专业组,每个亚专业组都有学术带头人及学科骨干,学术带头人及学科骨干以该领域作为研究方向,进行临床、教学及科学研究,从临床、教学到科研均突出亚专业优势,从而形成具有专业特色的教师队伍及教学内容。对年轻教师的培养要全面化、专业化,广泛学习、全面掌握各种影像学检查技术和诊断技能。最后教学实行按系统、以疾病为中心的综合授课,各学组的教师分别负责最擅长的章节进行授课,每一位教师讲述疾病的病理、临床表现后分别讲述该病的X线、CT表现及MRI表现、各种影像学检查方法的优缺点、该病的影像诊断及鉴别诊断,能最大限度地利用教学资源。这样不但提高了教师的综合业务能力,扩展了他们的知识面,也提高了各系统的教学能力,有助于学生从根本上了解各种影像学检查方法的优势与局限性,学会在临床工作中合理使用最佳的影像学检查手段。
2.及时更新教学内容、创新教学方法,一些逐渐被淘汰、落后的检查技术、检查方法可以作为学生需要了解的内容简单介绍;在临床工作中各种影像学的优势检查技术要作为主要内容详细讲述,使学生能掌握这些技术,应用到实践中来;一些新兴的影像学技术教师也应及时介绍给学生,使学生能与时俱进,紧跟影像学的发展潮流。应充分利用现代多媒体、网络、动画及一些高科技手段丰富课堂内容,动态效果、声像结合这些教学手段,学生更容易理解疾病的影像学理论知识及实践技能。同时应加强实验室建设,完善临床实习等环节,建立设备先进的网络教室,使影像学实习课教学逐步由胶片教学转变为网络教学,使学生的理论学习和技能操作更贴近临床工作。运用启发式教学能引起学生的好奇心,好奇心既是激发创造性活动的激动剂,又是进行创造性思维的原动力。强烈的好奇心会产生疑问,引发探索,从而调动学生主动学习的积极性,锻炼其自主思考的能力。在每个章节理论教学完成后,为了让学生巩固所学的知识,激发学生的学习兴趣和热情,教师可提供几个临床典型的具有重要鉴别诊断意义的病例进行讨论,如读片会,先提供这些病例的病史、体征、实验室检查等临床资料,再展示所有的影像学检查资料,学生进行分组讨论,然后由每组代表对每个病例进行分析,最后由教师进行总结。这些方法,可以激发学生学习的兴趣,加深对理论知识的理解。
医学影像技术是高新技术与医学的结合,自20世纪70年代起,以CT问世为标志,伴随计算机技术的进步,现代医学影像学取得了突飞猛进的发展,由传统单一普通X线加血管造影检查形成包括超声、放射性核素显像、X线CT、数字减影血管造影(DSA)、MRI、普通X线检查的数字化成像(CR和DR)以及图像存储和传输系统(PACS)多种技术组成的医学影像学体系。医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断手段,医学影像学技术已经由既往"辅助检查手段"转变为现代医学最重要的临床诊断和鉴别诊断方法,使多种疾病的诊断更准确、及时。由于介入医学的兴起,医学影像学已经集诊断和治疗为一体,成为与外科手术、内科化学药物治疗并列的现代医学第3大治疗手段。目前,医学影像学科是现代化医院的支柱之一,影像学设备的价值占医院固定资产50%以上,医学影像学为临床医学的主要研究手段和推动现代医学不断发展的动力。
医学影像学是高新技术与医学的结合点,21世纪医学影像学发展首先依赖于以计算机为主导的高新技术的进步。由于计算机的性能以几何级数升级,必将带动多种医学影像学设备向小型化、专门化、高分辨率和超快速化方向发展,医学影像学检查亦将由大体水平逐渐深入至细胞、受体、分子和基因水平。近年来,美、欧、日等发达国家和地区在医疗影像诊断产业加强战略布局,旨在带动多种医学影像设备向小型化、专门化、高分辨率和快速化方向发展。目前,数字医疗影像技术的发展主要有如下几大趋势:
现代医学影像设备的发展将由最开始的形态学分析发展到携带有人体生理机能的综合分析。通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病发展过程中细胞和分子水平的异常。这将会为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效以及分子水平治疗开启崭新的天地。同时,由于造影剂是影像诊断检查和介入治疗时所必需的药品,未来针对特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能的多种新型造影剂也将逐步问世。
1小型化和网络化
新技术的发展使医学影像设备向床边诊断转变,小型、简便的床边化仪器将越来越多地投入应用,这将对重症监护、家庭医疗、预防保健等提供快速、准确、可靠的信息,提高医生对病人诊断的及时性和针对性。同时,数字化成像将安全取代传统的非数字图像,医院内部所有医学影像学设备将联网,在线大容量数字化图像存储得到普及,由于宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更快捷,图像更清楚,使远程放射学达到普及和实用阶段。网络化也将加快成像过程、缩短诊断时间,有利于图像的保存和传输。影像学科医生不必到医院上班,在家或出差的旅途中即可完成医疗工作任务。医院内部完全取消借、还片工作,临床科室医生在门诊、病房或手术室、监护室直接经网络调阅影像学图像,应用计算机仿真技术设计外科手术方案、并直接在手术过程中引导手术入路、揭示手术切除范围。通过影像网络化实现现代医学影像学的基本理念,达到人力资源、物质资源和智力资源的高度统一和共享。
2多态融合技术使诊断、治疗一体化
在新世纪,将有多种新型造影剂问世(包括组织、器官特异性造影剂,特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能造影剂),其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强。此外,医学影像学技术直接应用于药物研制,并用于监测疗效,可促进新药的开发进程。
医学图像所提供的信息可分为解剖结构图像(如:CT、MRI、B超等)和功能图像(如:SPECT、PET等)。由于成像原理不同所造成图像信息的局限性,使得单独使用某一类图像的效果并不理想。因此,通过研制新的图像融合设备和新的影像处理方法,将成为计算机手术仿真或治疗计划中的重要方向。同时,包含两种以上影像学技术的新型医学影像学设备(如:CT与X线血管造影机)将更受欢迎,诊断与治疗一体化将使多种疾病的诊断更及时、准确,治疗效果更佳。
3 3D打印辅助医学影像
1 医学影像融合的必要性
1.1 影像的融合是技术更新的需要 随着计算机技术在医学影像学中的广泛应用,新技术逐渐替代了传统技术,图像存档和PACS的应用及远程医疗的实施,标志着在图像信息的存储及传输等技术上已经建立了新的模式。而图像后处理技术也必须同步发展,在原有的基础上不断地提高和创新,才能更好更全面地发挥影像学的优势。影像的融合将会是后处理技术的全面更新。
1.2 影像的融合弥补了单项检查成像的不足 目前,影像学检查手段从B超、传统X线到DSA、CR、CT、MRI、PET、SPECT等,可谓丰富多彩,各项检查都有自身的特点和优势,但在成像中又都存在着缺陷,有一定的局限性。例如:CT检查的分辨率很高,但对于密度非常接近的组织的分辨有困难,同时容易产生骨性伪影,特别是颅后窝的检查,影响诊断的准确性;MRI检查虽然对软组织有超强的显示能力,但却对骨质病变及钙化病灶显示差;如果能将同一部位的两种成像融合在一起,将会全面地反映正常的组织结构和异常改变,从而弥补了其中任何一种单项检查成像的不足。
1.3 影像的融合是临床的需要 影像诊断最终服务于临床治疗;先进的检查手段,清晰的图像,有助于提高诊断的准确性,而融合了各种检查优势的全新的影像将会使诊断更加明确,能够更好地辅助临床诊治疾病。
2 医学影像融合的可行性
2.1 影像学各项检查存在着共性和互补性为影像的融合奠定了基础 尽管每项检查都有不同的检查方式、成像原理及成像特征,但它们具有共同的形态学基础,都是通过影像来反映正常组织器官的形态、结构和生理功能,以及病变的解剖、病理和代谢的改变。而且,各项检查自身的缺陷和成像中的不足,都能够在其他检查中得到弥补和完善。例如:传统X线、CT检查可以弥补对骨质成像的不足;MRI检查可以弥补对软组织和脊髓成像的不足;PET、SPECT检查则可以弥补功能测定的不足。
2.2 医学影像的数字化技术的应用为影像的融合提供了方法和手段 现在,数字化技术已充分应用于影像的采集、存储、后处理、传输、再现等重要的技术环节。在首要环节即影像的采集中,应用了多种技术手段,包括:(1)同步采集数字信息,实时处理;(2)同步采集模拟信号,经模数转换装置转换成数字信号;(3)通过影像扫描仪和数码相机等手段,对某些传统检查如普通X线的胶片进行数字转换等;将所采集的普通影像转换成数字影像,并以数据文件的形式进行存储、传输,为进一步实施影像融合提供了先决条件。
3 医学影像融合的关键技术
信息融合在医学图像研究上的作用一般是通过协同效应来描述的,影像融合的实施就是实现医学图像的协同;图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和图像数据理解是融合的关键技术。(1)图像数据转换是对来自不同采集设备的图像信息的格式转换、三维方位调整、尺度变换等,以确保多源图像的像/体素表达同样大小的实际空间区域,确保多源图像对组织脏器在空间描述上的一致性。它是影像融合的基本。(2)影像融合首先要实现相关图像的对位,也就是点到点的一一对应。而图像分辨率越高,图像细节越多,实现对位就越困难。因而,在进行高分辨率图像(如CT图像和MRI图像)的对位时,目前借助于外标记。(3)建立图像数据库用以完成典型病例、典型图像数据的存档和管理以及信息的提取。它是融合的数据支持。(4)数据理解在于综合处理和应用各种成像设备所得信息,以获得新的有助于临床诊断的信息[1]。
图像融合的方法主要有4种:(1)界标配对:界标作为两种图像相对应的融合点且决定融合的一些参数,它被广泛应用于放射治疗和立体外科学[3];(2)表面相合(SFIT)法:SFIT法又称头和帽法。其原理:所有融合影像上可识别的同一解剖结构表面之间的均数平方根(RMS)距离最小,其中,可用手工或半自动的边缘探测规则从每种影像的一系列图片得到的器官外部轮廓就是表面;头代表从较高分辨率影像中获得的表面模型;帽子代表从较低分辨率影像中获得表面的一系列独立的点[4];(3)空间力矩配对:协调中心点和主轴(PAX),使PAX惯性力距最小,融合时包括计算偏心和旋转以协调PAX和比例[5];(4)交叉相关法:此法基点是两种影像的相关系数值最大(接近)。主要用于同一种显像方式影像的融合[6]。以上4种融合方法可分为两大类:(1)前瞻性融合法:在显像采集时使用特别措施(如协调器具,外部标志等);(2)回溯性融合法:在显像采集时不采取特别措施。
近年来,有学者从另外的角度将融合技术归纳为单模融合、多模融合和模板融合[2]。(1)单模融合:是指将同一种影像学的图像融合,多用于治疗前后的对比、疾病的随访观察、疾病不同状态的对比、运动伪影和设备固有伪影的校准等方面;(2)多模融合:是指将不同影像技术的图像进行融合,包括形态和功能成像两大类,多模图像融合主要是将这两类成像方法获得的图像进行融合,其意义在于克服功能成像空间分辨率和组织对比分辨率低的缺点,发扬形态学成像方法各种分辨率高、定位准确的优势,最大限度地挖掘影像学信息,直接进行不同成像方法之间的比较,多用于神经外科定位手术、制定治疗计划等方面;(3)模板融合:是指将患者的图像与模板(解剖或生理图谱等)图像融合,这种方式也适用于不同患者的图像融合,主要用于正常结构的统计测量、不同患者同一类病变的比较、监测生长发育和衰老进程等方面。
4 医学影像融合的临床价值
利用计算机技术对获取的影像信息进行处理,并将其成果应用于临床已成为现代医学影像学发展的主要方向。通过影像的融合,将多项检查成像进行综合分析、处理,再现出全新的、高质量的影像,对于临床的价值主要体现在3个方面:(1) 对影像诊断的帮助:融合后的影像能够清晰地显示检查部位的解剖结构及毗邻关系,有助于影像诊断医生全面了解和熟悉正常组织、器官的形态学特征;通过采用区域放大、勾画病变轮廓、增添病变区伪彩色等手段,能够增加病变与正常组织的差异,突出显示病灶,有助于诊断医生及时发现病变,尤其是早期不明显的病变和微小病变,避免漏诊;在影像中集中体现出病灶在各项检查中的典型特征,有助于诊断医生做出更加明确的定性诊断,特别在疑难疾病的鉴别诊断中,作用更为显著[7]。(2) 对手术治疗的帮助:在影像的融合中,采用了图像重建和三维立体定向技术,充分显示出复杂结构的完整形态和病灶的空间位置,同时清楚地显示出病变与周围正常组织的关系;对于临床制定手术方案、实施手术以及术后观察起了重要作用[8]。(3) 对科研的帮助:影像的融合集中了多项检查的特征,同时体现了解剖结构,病理特征,以及形态和功能的改变,并对影像信息做出定性、定量分析,为临床进一步研究疾病提供了较为完整的影像学资料。
5 医学影像融合的应用前景
目前,图像融合主要应用于体层成像。随融合技术的不断发展,其在非体层成像方法中的应用逐渐增多。已有研究将血管内超声与二维X线血管造影图像进行融合,认为融合图像能克服超声显示冠状动脉形态的局限性、准确重建出血管的解剖结构、反映血管的真实弯曲[9]。
以医学成像技术为基础,结合影像诊断、影像导航、介入治疗和外科等学科所形成的计算机辅助科学是计算机在医学应用新的发展方向。图像融合技术有助于计算机辅助科学的成熟,特别是三维图像融合的研究与开发。
随着PACS在医院逐渐推广应用,为多种影像学技术的综合应用提供了广阔空间,加速了图像融合的发展。有人利用图像融合建立自动识别警告系统,校正PACS进行图像存储及归档的错误[10]。
远程医学是网络时代产物,是实现医学资源全球共享的方式。图像融合在远程医学中有广阔的应用前景。如进行远程手术,将多模图像融合成多参数、仿真人体模型,配准到术中真实器官上,可有效指导制定远程手术计划,有助于顺利实施手术[11]。
综上所述,医学影像的融合是利用计算机技术将多项检查成像的特征融合在一起,重新成像;影像融合既保留了原有的后处理技术,又增添了新的内容;它是信息融合技术、数字化技术、计算机技术等多项技术的综合和在医学影像学应用的深入和扩展。医学影像的融合将会带动医学影像技术的又一次更新,并将是影像医学新的发展方向。
【参考文献】
1 康晓东.计算机在医疗方面的最新应用.北京:电子工业出版社,1999,46-70.
2 Hill DL.Medical image registration.Phys Med Biol,2001,46:R1-R45.
3 Liehn JC,Loboguerrero A,Perault C,et al.Superimposition of computed tomography and single photon emission tomography immunoscintigraphic images in the pelvis:validation in patients with colorectal or ovarian carcinoma recurrence.Eur J Nucl Med,1992,19:186-194.
4 Turkington TG,Jaszczak RJ,Pelizzari CA,et al.Accuracy of registration of PET,SPECT,and MR images of a brain phantom.J Nucl Med,1993,34:1587-1594.
5 Alpert NM,Bradshaw JF,Kennedy D,et al.The principal axis transformation:a method for image registration.J Nucl Med,1990,31:1717-1722.
6 Bacharach SL,Douglas MA,Carson RE,et al.Three-dimensional registration of cardiac positrom emission tomography attenuation scans.J Nucl Med,1993,34:311-321.
7 丁里,朱之庄,武绍远,等.标准化神经影像融合技术及临床应用研究.中国医学影像技术,2000,16(2):88.
8 汪家旺,罗立民,舒华忠,等.CT、MRI图像融合技术临床应用研究.中华放射学杂志,2001,35:604.
9 Cothren RM,Shekhar R,Tuzcu EM,et al.Three-dimensional reconstruction of the coronary artery wall by image fusion of intravascular ultrasound and bi-plane angiography.Int J Card Imaging,2000,16:69.
关键词:医学影像专业;就业形势;就业前景
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)06-0028-02
一、近几年医学影像专业的就业情况
1.影像专业的市场需求仍然很大。由于人民生活水平的不断提高,人们逐渐提高了对医疗水平的要求,许多患者倾向于选择医疗水平较高的单位,从而增加了医疗机构之间的竞争,迫使医疗机构不得不通过扩大医院规模、争创“三甲”等途径取得优势。因而大型先进医疗设备,特别是医学影像设备的引进成为了其中的重要手段,而对医学影像专业人才的大量需求为毕业生提供了更多的契机。
2.就业方向和去向逐渐成熟。从学科的角度来看,医学影像学由影像诊断学与介入放射学两大部分组成,因而相应的就业方向有:(1)影像诊断,包括传统的X线诊断、CT诊断、MRI诊断;(2)超声诊断,包括胎儿超声、腹部超声、泌尿系统超声、血管内超声等;(3)介入放射学,包括穿刺引流、灌注栓塞、成形术、取出异物等;(4)核医学,包括全身骨成像、甲状腺功能测定、肾功能测定等;(5)影像技术,包括X线检查技术、CT检查技术、MRI检查技术、超声检查技术、DSA检查技术、核医学检查技术等。此外,医学影像工程作为一个新的分支,其需求量大、创新性强,具有很大的发展潜力,近年也受到了相关领域的重视。而医学影像专业目前的就业去向主要有2个:一是在医院等医疗机构从事诊断、检查、设备管理和医学科研等工作,二是在西门子、飞利浦、通用等大型医疗设备公司从事技术研发或管理工作。
3.本科生需求逐渐下降,研究生需求明显提升。由于高校扩招导致了影像专业学生人数的增加,就业市场上已呈现出研究生供小于求、本科生供过于求的态势。目前三甲医院(尤其是大学的教学医院)主要引进博士和硕士研究生,本科只能从事影像技术工作,而大、中型医院已不再引入本科以下的毕业生。
4.影像诊断就业明显优于影像技术。在如今的医疗环境下,医院影像科普遍存在“重诊断、轻技术”的现象,大多数用人单位需要的是影像诊断方向的毕业生,这是由于影像诊断更贴近临床,未来发展较好引起的。相反,即使是在大医院技术工作的地位也相对较低,而且存在辐射问题,这种差距使得毕业生在心理上难以接受。
5.综合能力强、一专多能的学生受到欢迎。在毕业生逐渐增多和医疗水平不断进步的背景下,市场对人才素质的要求逐渐增高。在能力方面,医疗机构看重的是综合素质,需要的是厚基础、强能力、有专长的临床应用型人才,因而只具备一般知识的毕业生不再抢手,而具有诸如“神经影像诊断专长”、“心脏超声专长”、“介入放射专长”、“核医学专长”之类的人才却备受欢迎。
二、医学影像专业的就业前景分析
1.影像技术发展速度迅猛。影像技术是一门新兴技术,短短几十年其发展就出现了质的飞越,而且还未达到极限,这种现象导致了人才的极度欠缺。就长期而言,就业形势取决于技术发展速度和人才增长速度哪个更占优势。如果技术发展更快,则需求量较高;如果人才增长更快,则需求量相对较低。因而就业前景并不是一成不变的,需要引起我们的关注和重视。
2.临床诊疗越来越依赖影像设备。临床医学的发展有几百年的历史,如今已到达了难以逾越的瓶颈,传统的“视、触、叩、听”已经不能满足于现代医疗的诊断需求,在治疗上也暴露出许多局限性。影像医学的出现巨大地影响了传统的诊疗体系,并迅速被广泛应用于临床。目前临床医学已经无法离开影像设备,并且随着医学影像的发展,临床诊疗将越来越依赖于影像设备。这种形势有利于影像专业毕业生的就业,影像人才的需求量也将有所增加。
3.毕业生质量逐年提高。随着医学影像专业的就业情况逐渐被认识,生源质量也有所提升。另外,由于医学影像技术的发展和用人单位对高质量人才的需求,影像专业学生也正在不断地提高自己的学历水平、综合素质和专业技能,甚至包括创新能力和科研能力,因而在这种背景下培养的高质量毕业生自然会受到用人单位的欢迎。
4.影像工作细分化、专长化。由于就业市场的发展和医疗需求的提高,影像诊疗工作正在向细分化、专长化发展。因而今后每个影像工作者都应该要有一个或多个自己擅长的方向,以分担日益增加的工作量,提高工作效率。在这样的情况下,医疗机构就需要更多的影像专业人才能满足社会对医疗服务的需求,这种趋势将一定程度地促进毕业生的就业。
5.医学研究需要大量影像人才。影像技术的发展不仅为临床诊疗提供了便利,同时也成为了医学研究的重要手段。如今新的疑难杂症不断出现,针对这种现状临床医学一筹莫展,目前攻克这种疾病只有依靠基础研究才能实现。相比于其他手段,影像学方法因其非侵入、无创伤的优点而广受关注。从这个角度来看,医学影像人才的需求量也将因此大大提升,这种需求不仅仅局限于医疗机构,还体现在西门子、飞利浦、通用等大型医疗设备公司的用人需求上。
6.影像体系正在与国际化接轨。如今的影像科已经成为了拥有CR、DR、CT、MRI、DSA、PET等一系列大型医学影像设备的现代科室,相比于传统临床科室其优势正在不断地突显出来。随着影像技术与国际化接轨,未来国内的影像体系将与西方发达国家保持一致。在国外,影像科是最优秀的科室之一,影像医师的地位很高,且收入优于大多数临床科室。而且技术在不断发展,检查设备不断更新换代,诊疗手段日益先进,这使得影像人才的需求大大提升。据Nishie等人报道,当前日本的影像科医生就非常欠缺,这和他们高度发展的影像技术是密不可分的。因而可以推断,随着国际化水平的不断深入,国内医学影像专业的就业前景也会有很大的改善。
三、医学影像专业就业前景对学生的要求
1.提高综合素质。随着技术和设备的发展,就业市场对影像专业毕业生的素质要求逐渐提高。如今,影像医师要面对内外妇儿各科的检查申请,这就要求毕业生有广博的医学知识,还要掌握一些非医学专业(如物理、计算机等)的相关内容。因而要达到精英水平,影像专业学生还需不断刻苦学习、钻研,提高自身的综合素质。具体来说,学生应主动深入临床,注重专业基础知识的积累,提高英语水平,培养认识问题、分析问题、解决问题的辩证思维能力,提前找到适合自己的发展方向。同时应培养团队精神与合作技巧,加强创新能力和科研能力,努力成为基础扎实、善于思考、勇于实践、一专多能的影像人才。
2.培养人文精神。当前,医学模式已从传统的生物医学模式演变为生物―心理―社会医学模式,任何医疗活动都应本着对病人负责的态度,时刻考虑病人的利益。虽然影像医生与病人接触的机会相对较少,但诊断结果将对临床治疗产生重大影响。因而影像专业学生同样应树立良好的职业道德,提高责任意识,同时应当注重人际交往和沟通能力的培养,有意识地去体察病人的疾苦,给予病人更多的理解、同情和帮助,这种人文精神能够大大提高工作质量,也将受到用人单位的青睐和追捧。
3.调整就业策略。近年来影像毕业生的就业期望值普遍较高,都希望能到大城市去,到待遇好、条件优、规模大的单位工作。毕业生的心情应当得到理解,但也需要结合实际情况综合考虑。对于学有余力的学生,可以通过考研、考博等途径提高学历,增强就业竞争力;对于其他学生,适当地转变就业观念,到基层医院去服务于更多需要帮助的人,也是一个不错的选择。此外,影像专业学生应该重视学校的就业指导教育,积极参加就业相关的讲座和师生座谈会,树立“先就业后择业”的思想,客观准确地为自己定位,确定合理的就业期望值。同时应以敏锐的眼光洞察市场形势的变化,主动适应当前的就业形势,根据自身实际情况,慎重、理性地选择就业去向,这种观念将使毕业生在市场竞争中处于有利地位。
4.树立终身学习的观念。由于医学影像是一门不断发展的学科,影像设备更新换代的周期正在逐渐缩短,如果影像专业学生不时刻保持认真学习的态度,就将落后于时代潮流而被淘汰。因此学生应形成终身学习的观念,提高再学习能力,积极探索,深入了解知识动向,不断学习新理论、新技术和新设备,从而实现知识、能力和素质的协调发展。
四、小结
医学影像专业的就业问题与影像专业毕业生今后的发展密切相关,是学生和老师关注的热点话题。在此背景下,结合近几年来医学影像专业的就业情况,本文客观地分析了其就业前景,并进一步探讨了就业前景对学生的要求,为学生、老师和该领域的关注者提供了一定的参考。本文认为医学影像专业的就业形势较好,对未来的就业前景持乐观态度。
参考文献:
论文摘要:本文主要论迷了现代医学影像技术的迅猛发展时医院影像学科管理模式变革的决定性意义和作用,大型综合性医院通过组建医学影像中心在专业化、标准化、综合性基础上充分发挥全院医学影像科室的整体优势。
医院的医学技术装备建设是医疗、教学、科研的物质基础,也是提高医疗质量和服务质量、提升医院整体经济技术实力的重要前提和基本条件。医学影像学科体系是现代医院的一个重要组成部分。在医院中,医学图像信息量占医疗信息总量的70%左右,医院影像科室的组织结构、管理模式、设备配置、学术交流、人才培养以及与临床的分工协作问题对全院影像技术功能的发挥、医疗质量和服务质量的提高、科技实力的增强以及经济效益与社会效益的提高具有重要的作用。结构决定功能,效益取决于管理。对大型综合性医院来说,通过组建疗影像中心,从人才、设备、技术标准和管理效能等方面加强医学影像科室建设,在专业化、标准化、综合化的基础上充分发挥整体优势,逐渐成为主流趋势。
1.成立影像中心是现代医学影像技术飞速发展对影像科室管理模式的必然要求
技术决定战术,现代医学影像技术的迅猛发展对影像科室的管理模式发挥着决定性的作用。
近二十年来,伴随着影像技术的数字化、计算机化、网络化趋势和介人医学的兴起,医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断及治疗为一体的,包括超声、放射性核素影像、常规X线机、PEI,一CI’, CT, MRI, DSA,CR, DR以及PACS、电子内镜等多种技术组成的现代影像学科体系,成为与外科手术、内科药物治疗并列的现代医学第三大治疗手段。医学影像学科已经是现代化医院的支柱之一,影像学设备占医院固定资产三分之一以上。医学影像技术的革命性变化必将改变医院对影像科室的管理模式,促进影像学科的发展。
1.1影像学科医技人员的专业化和临床实践的标准化将得到进一步的重视和加强,成为学科发展的立足之本。随着数字化、计算机化、网络化技术的广泛应用,在技术和设备进步的新形势下,影像学科的发展需要理、工、医的紧密结合,影像科医技人员按系统分专业将进一步强化,并且逐步向纵深专科领域扩展,影像科人员的工作模式也必须随之改变,向着人员专业化和临床实践标准化方向不断发展、完善、提高。这种专业化、标准化构成了医院医疗质量控制与管理的基础,也是影像学科发展的出发点和落脚点。
1.2随着影像学科医技人员的专业化进程,影像学科的亚专业与各临床学科之间的联系也更加紧密,临床与影像学科之间的互相渗透使彼此界限逐渐模糊,工作配合得更好,效率更高,使由于设立临床、影像科室和划分不同专业而引起彼此工作和知识脱节的问题得到解决。一方面影像学科医生的临床专业知识更加深人,另一方面临床学科医生对医学影像学知识的了解更好,或一人具有两个学科的行医资格,可以身兼两职。同时,影像学科亚专业各科在理论与实践上出现了许多交汇点,在诊断与治疗上相互借鉴、互相支持、密切配合,在一个新的、高层次上协作共进。
1.3数字化成像、存储、传输的实现,PADS系统的建立,使各种影像技术手段得以优势互补、扬长避短、资源共享,使诊断综合化的目标得以实现。
PACS,医学影像存储与通讯系统(Picture archiving and communication system, PALS)是医学影像技术与数字化图像技术、计算机技术和网络通讯技术相结合的产物,它是通过计算机和网络通讯设备对医学影像资料进行采集、存储、处理、传输和管理的综合性系统。它使得影像设备不再是孤立的一台设备,而是PACS网上的一个节点。科室间数据流的屏障被解除,以实现资源共享和医院内数据流的无缝连接。
诊断的综合化是影像学料发展的一个方向,即在诊断台上比较多种诊断设备的图像,发挥各种设备的综合优势,进而可以用工作站将不同检查设备的图像进行“图像融合”,大幅度提高诊断准确率。随着诊断综合化的实现,在影像学科内部管理模式上,必将改变目前以诊断设备为主的“分工”分组,转向以人体器官/系统为主的专业化分组,充分发挥影像技术人员和装备的系统性、整体性优势,进一步提高技术一经济效益。 与技术进步相适应,在管理模式上影像科室的发展也经历了三个阶段:专科化发展阶段~专科协作发展阶段~系统专业化发展阶段。
当前,国内外医院PACS的规模有四种类型:
1.4成立医学影像中心是优化医院诊疗工作流程,提高效率,实现“以病人为中心”的根本保证。在传统的影像科室管理模式下,医学影像信息在医院各影像输出科室之间以及影像输出与输人科室之间传输、存储、使用过程中,存在着流程环节多、周期长、通道狭窄、手工作业化程度高,经常发生诊疗工作的延误和堵塞,影像信息的丢失和误差率也居高不下(有关资料表明:即使一个管理制度十分完善的医院,由于借出、会诊等,X光片丢失率也会在10%一20%之间)。通过对全院医学影像(输出)科室的服务与管理模式调整与改革,组建全院医学影像中心后,就可以通过PACS网络改造和优化医院诊疗工作的作业流程,简化医学影像流通环节、提高效率,为临床一线提供快捷、优良的医学影像信息服务,可以有效地缩短平均住院日、手术待诊时间、提高住院病人的三日确诊率,降低病人的诊疗费用,“把时间还给医生、护士,把医生、护士还给病人”成为现实,力争实现以病人为中心、努力争取最佳诊疗效果、提高医疗质量和服务质量的目标。以先进的技术包装陈旧的医院影像科室管理模式是行不通的。
1.5组建医学影像中心可以大幅度提升医院的学术水平和整体实力,通过组建全院医学影像中心,实现“强强联合”,使医院影像学科体系更加完备、科学、合理,影像学科体系和影像技术装备体系良性互动、相得益彰,人才培养、科研实力和学术水平有大幅度的提升。医院医学影像(输出)学科实力的增强也将带动全院学科建设的发展,从整体上提高医院的医、教、研能力。
2医院组建医学影像中心要总体规划、分布实施、掌握标准、注重实效
关键词:移动医疗;数字图像处理;医学影像
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0238-03
随着科学技g的快速发展和生活质量的提高,健康问题已成为大家关注的焦点。然而生活环境的污染、饮食结构的不健康和长期处于现代职场高压环境之下,很多人的身体出现亚健康状态:头痛、胸闷、失眠等健康问题困扰着现代职场白领,长期以往,身体不堪重负,疾病随之而来。面对这种情况,早期发现、早期治疗既可以减轻患者病痛,提高预后水平,又可以减少患者的经济支出。因此,对疾病问题的早期诊断就成为国内外医学界关注的焦点。
然而由于医患交流以及过去医学影像不清晰、保管难等问题,始终制约了精准医疗的发展。目前随着科学技术的进步和互联网技术的突飞猛进,影像学被越来越多的应用到各种疾病的检查中去,医生读片诊病,影像成了医生重要的诊断辅助工具,难以被低估,不能被替代。随之影像学科也成了当今迅速发展起来的一门综合学科,多门课程如通讯、计算机、医疗交叉,为医务工作者提供尽可能准确的辅助诊疗方法,这将是今后影像学科持续发展的重要方面。
日常生活中我们在对体内和体外的血液细胞、器官组织进行无损害性检查时,通常会选择诸如:数字线摄影、核磁共振、超声波三维诊断等治疗方法,这些拍片式的诊断方法可见即可得,不仅生动补充了书本上的人体正常组织以及病灶组织的解剖学知识,同时对影像引导下的教学、检查、穿刺、手术等有着不可低估的作用。但是医疗图像A生成往往会因自然界信号的干扰、信号传输过程中的衰减、医疗设备的成像原理、光线和显示屏等原因的影响,所显示出来的影像像质往往不够清晰、感兴趣内容不突出,或者不适合人眼观察或者机器理解分析,同时医学影像本身也有图像分辨率不高导致图像模糊不清或者无明显边缘、噪声偏大、结构信息缺乏的问题, 最终生成的影像不能准确定位病变部位以及病变性质,临床诊断面临各种困难。如果有一种方法能对生成的医学影像进行数据处理提高影像的清晰度,增强医学影像的可读性可分辨性,临床医生可以结合解剖学和生理学对病变组织有针对性的观察并诊断,这将大大提高临床诊断的准确率。因此,医学影像的数字化处理对医疗卫生、信息技术、生物科学等学科来说无论在理论研究还是临床应用方面都起着关键作用,这是人类认识疾病并对之精确诊断的重要环节,这将是一门具有较强应用性和长远发展性的课题。
1医学影像的发展及意义
1.1国内外医学影像的背景及对其图像处理的意义
1895年德国物理学家W.K.伦琴在实验室拍摄出其夫人手指和的影像,自此 “X射线”被发现,并被影像学逐步引进到医学领域。经过30多年的研究与应用,医学影像起着翻天覆地的变化,随着计算机技术的引进和广泛应用,影像学科更是呈现出跨度大、知识交叉密集的特点,如今基于计算机算法的图像处理技术也已经成为医学影像学中发展迅速的领域之一。
1971年,英国科学家汉斯・基于计算机技术原理设计出第一台X-CT诊病机,这一发明在医学界引起巨大的轰动。从此,对医学影像的数字成像技术的研究开始发展壮大,各种医疗设备也被开发出来,它包括计算机 X线摄影( Computed Radiography, CR)、数字 X线摄影( Digital Radiography, DR)、 X射线计算机断层成像( X- Computed Tomography,X- CT)、磁共振成像超声( Magnetic Resonance, MR),超声( Ultrasound)成像、光纤内窥镜图像、磁共振血管造影术( Magnetic Resonance Angiography,MRA)、数字减影血管造影术( Digital Subtraction Angiography, DSA)、单光子发射断层成像( Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)、正电子发射断层成像( Positron Emission Tomography, PET), EEG脑电图、 MEG脑磁图、光学内源成像等。
本文着重论述的 X- CT( Computed Tomogaphy)意为 X线计算机断层扫描技术,是用 X线束对器官组织进行断层扫描,应用物理原理来测量X射线在人体组织中的衰减系数或吸收系数,再经计算机进行数学计算来对图像进行三维重建。按照测量的衰减系数的数值排列成一个二维分布矩阵,计算出人体被扫描组织断面上的图像灰度分布,从而生成断面图像。X-CT以它高速、高分辨率、高灵敏度的探测器螺旋式旋转来获取器官组织的多方位、多层次的断面或立体影像,经临床实际应用,它能发挥有别于传统X线检查的巨大作用。它能综合反映人体组织在解剖学方面的功能、性质,还能提供人体被拍摄部位的完整三维信息,器官和组织结构清楚显影,提示病变,已与核磁共振、超声波等诊断方法一样成了医生获取信息的重要来源。并且具有其他医学设备不可比拟的优点,X- CT成像简单方便、对人体损伤小、组织结构密度分辨率高,这在病理学和解剖学研究中尤为重要。特别是临床在对肿瘤的诊断中X-CT的分辨率要远远高于其他医学设备成像,研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%,而B超、MRI等仅为48%。在针对肝脏疾病实验的拍片中, X-CT可以较清晰的显示出多种器官病变和功能性状,如肝癌、肝血管瘤、脂肪肝等,其对肝癌的诊断准确率高达93%,最小分辨率可显示为1.5厘米,
可以直接观察到肝静脉、门静脉与肿瘤大小、位置之间的关系,并能诊断出肝静脉、门静脉有无癌栓,为医生的精确诊疗提供了重要依据。
由于器官病变的位置、病灶大小、病程长短等自身因素,加上设备电子元器件、嘈杂的环境以及人为操作等因素的影响, X- CT在对病灶做定位影像、定性精确诊断时常常会有所限制,即它能反映出器官的异样变化,但却不能反应目前器官的生理功能。现实工作中采集到的数字化影像或多或少的存在一些问题:伪影、雪花、边缘不清、病灶不清、对比度不强……凭借肉眼无法从整张影像中清晰分辨出病灶部位或者确性病理改变的程度,要想精确诊断,还需做进一步的检查。
目前,对 X- CT图像处理进行处理大部分的研究还集中在预处理阶段,即研究通过调试设备、提高影像像素、提高出图效率、减少外界干扰等方式增强医学影像的可读性和敏感性。而对于医学影像成像后的处理则相对冷门,其中对部分内容的研究也比较单一,如仅仅单独研究医学影像的降噪或增强。同时应用降噪、增强、分割技术来处理影像的研究较少,理论研究也停留在可行性阶段,针对单一疾病的医学影像处理研究还不常见。
1.2医学影像常用的诊断方法
目前我们常用超声波、核磁共振、X-CT等设备生成的医学影像作为辅助诊断方法。其中:超声波是使用声波来探测病理并生成平面图像的一种诊断方法,由于其具有方向性好,穿透力强,声能集中,操作简便,能反映出人体组织的灰度形态和结构等优点,被影像科广泛采用。其中 B型超声波采用超声平面成像,在超声屏上显示出病变部位周围有明显的强弱不等的回声区,表现为亮度不等的光点、结合解剖学和生理学知识,可判断这些高光区和暗区的病变性质。且价格低廉,诊断快速,但缺点是对于1~2厘米的小肿块诊断准确率不到达48%。
核磁共振是诊断组织病理变化的一种新的方法,通过层片选择,频率编码,相位编码,实现对接收到的电磁信号在人体内部的准确定位,根据接收到的电磁信号的频率、相位的差别成像,完成对器官组织的检测。例如:核磁共振检查原发性肝癌时通常表现为信号改变,T1W1驰豫时间加权图呈低信号,T2W2加权图呈高信号。其特征性影像为病灶内出现粗大引流或供血血管的流空信号,该信号提示肝癌结节内有动静脉短路形成。但缺点在于检查价格昂贵,且核磁共振设备在我国普及率较低,对于1~2厘米的小肿块诊断准确率较低。
X- CT是用 X线束对器官组织进行断层扫描,再经计算机由于分辨率高图像清晰,能够扫描到早期刚发展起来的较小的肿瘤,这对病人早诊断早治疗不至延误病情具有重要意义。比如:X- CT肝癌表现与大体病理形态一致,平扫多为低密度,少数为等密度或混杂密度,外形不规则呈球形或结节形,边界模糊。增强扫描表现为低密度区略缩小,境界变得较为清楚。肿块中心部位常因肿瘤组织坏死囊变形成极低密度区。研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%。目前X-CT已成为各种疑难杂症中最重要的诊断方法。
1.3对医学影像进行数字图像处理的可行性及意义
在实际图像信号的生成和传输过程中,由于受到医疗器械自身、人为操作控制和自然界噪声等干扰的影响,多多少少会出现细节模糊、对比度差、噪声较大或存在伪影等问题,影响到影像质量。且成像是用亮度不等的灰度表示,加上病灶发展早期其空间形态变化通常比较小,拍出的片子肉眼很难观察,误诊和漏诊的情况也时有发生,致使病情诊断准确率下降,医务工作者的效率也难以体现。因此,有必要运用适当的技术和方法来处理和分析医学影像,提高影像质量,这将有助于减少误诊和漏诊率,提高诊断准确率。因此,研究医学影像的计算机辅助诊断技术和数字图像处理技术具有重要的意义和实用价值。
在医学影像领域的数字成像技术有个共性:基于计算机将图像采集、显示、存储和传递分解成各个独立的部分,将每一部分图像信息分别数字化,这种共性为我们以后对各功能模块进行单独优化提供了便利,对其实施图像数字信息的后续处理提供了可行性。
以X-CT成像为例,对影像进行预处理可以过滤掉影像上的不利影响,处理掉无用的信息,保留或恢复有价值的信息。通过过滤掉不利因素,加强病灶信息的可读性,突出感兴趣部位,清除各种干扰的同时能保留所摄影像的形态和边缘,有效的改善图像视觉效果,为医生诊病提供了依据和便利,这就达到了图像处理的目的。
2数字图像处理在医学影像中的具体应用
图像处理(image processing),在医学上也被称作影像处理,是指将图像信号转换成数字信号后使用计算机对医学影像处理和分析,提高并改善影像的质量供医生有效诊断的专业技术。将将人设为对象,图像设为目标,输入低质量的图像,输入改善后高质量的图像,当图像达到满足人的视觉效果为最终目标。图像处理方法通常有图像增强、复原、编码、压缩等等。本文将重点讨论图像去噪、增强、分割在医学影像中的应用技术。
2.1图像去噪
影像的生成和传输常常受到自然界各种声音的干扰导致影像质量下降,就像我们在日常生活中交谈时被其他声音打扰一样,在语言中表现为听不清对方说话, 表现到影像上,则是原本很清楚的图像,因为机械本身、电子元件、外界杂音等干扰原因产生各种各样的斑点或条纹,图像变得模糊不清,此即为图像噪声。噪声的存在势必影响后续对影像的分割和理解分析,所以图像去噪是预处理的重要步骤之一。去噪的方法有很多,结合影像特点、噪声的统计特征及频谱分布规律,目前常用均值滤波、中值滤波、低通滤波等算法来对图像进行平滑处理。
2.2 图像增强
图像增强(image enhancement)是数字图像处理领域中的一个重要分支。影像学上的图像增强和复原的目的是为了提高医学影像的质量,清除干扰、降低噪声,通过增强清晰度、对比度、边缘锐化、伪彩色等来提高影像的质量,或者转换为更适合人观察或机器识别的模式。不同于图像噪声,在图像增强中通常不考虑影像降质的原因,它不需要反应真实的原始图像,只需突出图像中感兴趣的内容。但要对降质的原因有所了解,依据降质的原因建立“降质模型”,然后各种滤波方法和变换手段增强图像中的背景与感兴趣部位的对比度,比如:增加图像高频分量,被照人体组织轮廓变得清晰,细节特征明显;增加低频分量,能有效降低噪声干扰,最终达到增强图像清晰度的目的。
图像增强根据空间不同可划分为基于空间域的增强方法和基于频率域的增强方法。基于空间域的增强方法是对图像中的各个像素的灰度值直接处理,算法有直方图均衡化、直方图规定化等;基于频率域的增强方法不直接处理,而是用傅里叶变换将空间域转换成频率域,在频率域对频谱进行处理,再使用反傅里叶变回到空间域,算法有低通滤波、高通滤波、同态滤波等。
2.3图像分割
图像分割是数字图像处理领域的关键技术之一,目的是将图像中有意义、感兴趣的内容从背景里剥离,划分为各个互不交叉的区域。有意义、感兴趣的内容通常是指图像区域、图像边缘等。分割是后续图像理解分析和识别工作的前提和依据。目前已经开发出很多边缘检测和区域分割的算法,但是还没有一个算法对各种图像处理都有效。因此对图像分割的研究还将继续深入,在以后很长一段时间将始终是热门话题。
图像分割方法基于灰度值主要划分为基于区域内部灰度相似性的分割和基于区域之间灰度不连续的分割。
(1) 基于区域内部灰度相似性的分割
基于区域内部灰度相似性的分割是确定每个像素的归属区域(同一区域内部像素是相似的),从而形成一个区域图集,来对图像进行分割,常用算法有阈值分割法、形态学分割、区域生长法、分裂合并法等。
(2) 基于区域之间灰度不连续的分割
基于区域之间灰度不连续的分割是指先提取区域边界,再确定边界限定的区域。因为图像中的边缘部分往往是灰度级发生跃变的区域,根据像素灰度级的不连续性,找出点、线、边,最后确定边缘。常用的算法有边缘检测分割法、Hough变换等。