數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像教學(xué)平臺的構(gòu)建及展望

殷國生

（江漢大學(xué)衛(wèi)生技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像系，湖北武漢 430016）

數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像教學(xué)平臺的構(gòu)建及展望

殷國生

（江漢大學(xué)衛(wèi)生技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像系，湖北武漢 430016）

結(jié)合日常教學(xué)實(shí)際對數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育教學(xué)的方法進(jìn)行探討和研究，旨在探討怎樣做到進(jìn)一步開發(fā)和利用數(shù)字化教育教學(xué)技術(shù)以及構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育教學(xué)平臺，使廣大的醫(yī)學(xué)影像工作者和學(xué)生利用這個平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流，獲取更多的信息，促進(jìn)我國的醫(yī)學(xué)影像教育教學(xué)更快發(fā)展。

數(shù)字化技術(shù)；醫(yī)學(xué)影像；教育教學(xué)

1 數(shù)字化技術(shù)的含義

數(shù)字化技術(shù)指的是運(yùn)用0和1兩位數(shù)字編碼，通過電子計(jì)算機(jī)、光纜、通信衛(wèi)星等設(shè)備來表達(dá)、傳輸和處理所有信息的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)一般包括數(shù)字編碼、數(shù)字壓縮、數(shù)字傳輸、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)是信息技術(shù)的核心，信息的媒體有多種，如字符、聲音、語言和圖像等。這些信息媒體存在著共同的問題，一是信息量太小，二是難以交換、交流。數(shù)字化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，這些問題便迎刃而解。無論是字符、聲音、語言、圖像，還是中文、外文，都使用世界上共同的兩個數(shù)字——0和1來編碼、表達(dá)、傳輸和處理，到了終端，即用戶手上，又原原本本地還它本來面目。這無異于消除了世界上各個國家，各個民族之間的語言隔閡。一般來說，每8個0和1就是一個最基本的信息單位，稱為1個比特，簡寫為1 b。每秒鐘傳輸?shù)男畔⒘糠Q為信息的傳遞速率（b/s，即每秒傳送多少個比特）。每秒傳送1千比特為1 kb/s，每秒傳送1兆比特表示為1 Mb/s，再大就表示為1 Gb/s等。

2 醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化攝影技術(shù)的概念于1981年在布魯塞爾召開的第15屆國際放射學(xué)會學(xué)術(shù)會議上，首次提出了數(shù)字化X線成像技術(shù)的物理概念及臨床應(yīng)用結(jié)果，使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)步入了數(shù)字化的新紀(jì)元?，F(xiàn)在醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化技術(shù)有狹義和廣義之分，狹義者是指計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）、數(shù)字X線攝影（DR）和直接數(shù)字X線攝影（DDR）。廣義者是指除了上述的CR、DR、DDR外，還包括數(shù)字減影血管造影（DSA）、計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT）、磁共振成像（MRI）、超聲成像（US）、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）等。

數(shù)字化成像技術(shù)是指以數(shù)字化方式采集、顯示和存儲影像的技術(shù)，按照成像能源的不同，主要分為以下四大方面。

2.1 以X線作為成像能源

以X線作為成像能源的技術(shù)包括目前所有的數(shù)字化的X線攝影方式：數(shù)字減影血管造影（DSA）、計(jì)算機(jī)X線攝影（CR）、數(shù)字X線攝影（DR）、直接數(shù)字X線攝影（DDR）和計(jì)算機(jī)體層攝影（CT）。

2.2 以超聲作為成像能源

以超聲作為成像能源是指在熒光屏上以輝度顯示、以灰度調(diào)節(jié)、以超聲回波信號表示的形態(tài)學(xué)信息。包括B型超聲、多普勒型超聲、M型超聲等。

2.3 以磁作為成像能源

1973年，Lauterbur解決了MRI的空間定位方法，獲得了第一幅水模的二維圖像，以磁源性技術(shù)替代了放射學(xué)技術(shù)成像，獲得了另一類與放射學(xué)影像具有完全不同特征的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，即MRI。

2.4 以放射性核素作為成像能源

單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層射影（SPECT）和正電子體層攝影（PET）分別是向體內(nèi)注射放射性核素后，采集體內(nèi)不同部位發(fā)射的放射性信息，并以體層攝影方式顯示組織的核素?cái)z取，反映組織代謝與功能信息的醫(yī)學(xué)影像。

以上各種成像方法的共同特點(diǎn)就是能把人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)信息以影像的方式顯示出來。這些數(shù)字化技術(shù)形成的圖像與非數(shù)字化技術(shù)形成的模擬圖像不同，它可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行圖像后處理，例如對圖像進(jìn)行放大、縮小、翻轉(zhuǎn)、裁減、明暗度的調(diào)節(jié)或興趣區(qū)的選擇等。此外，這種數(shù)字化圖像還可以儲存在計(jì)算機(jī)中和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3 數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)平臺的構(gòu)建

圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）構(gòu)建了醫(yī)院數(shù)字化信息平臺，它將醫(yī)院放射信息系統(tǒng)（RIS）和醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）相連接，集計(jì)算機(jī)、圖像壓縮與網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)于一體，使醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)和在線學(xué)習(xí)成為可能，使醫(yī)師在醫(yī)院的各個地方均可利用圖像終端結(jié)合資料庫進(jìn)行圖像調(diào)閱和學(xué)習(xí)。影像存檔與通訊系統(tǒng)借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字化成像設(shè)備構(gòu)建了現(xiàn)代化的醫(yī)院圖像信息網(wǎng)絡(luò)，這種圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）不僅改變了醫(yī)院放射科室傳統(tǒng)的影像診斷方法和管理模式，也為醫(yī)學(xué)院校的數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)的教學(xué)創(chuàng)造了條件。當(dāng)醫(yī)院和學(xué)校的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LAN）與廣域網(wǎng)（WAN）或因特網(wǎng)（INTERNET）鏈接后，在此基礎(chǔ)上建立的數(shù)字化教學(xué)平臺將能有效整合醫(yī)院的醫(yī)療資源和學(xué)校的教育資源，對實(shí)現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)程教學(xué)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高教學(xué)效率將起到積極的作用。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，醫(yī)院圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）和學(xué)校的現(xiàn)代化教學(xué)手段以及與我們醫(yī)學(xué)影像有關(guān)的全國的醫(yī)學(xué)院校及省、市級的醫(yī)院，全國和省、市級的醫(yī)學(xué)會、放射學(xué)會和放射技術(shù)學(xué)會的網(wǎng)站以及國外的一些網(wǎng)站上有很多共享的醫(yī)療資源和教育教學(xué)資源，共同為數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)平臺的構(gòu)建奠定了良好的基礎(chǔ)。

數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)是指在教育領(lǐng)域建立互聯(lián)網(wǎng)平臺，教師通過網(wǎng)絡(luò)這個平臺進(jìn)行教育教學(xué)活動，學(xué)生也可通過這個平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)，使教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)均進(jìn)入一種全新的模式，這種教學(xué)又稱為網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)具有3個要素。（1）數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境，也就是所謂信息技術(shù)教學(xué)環(huán)境。它經(jīng)過數(shù)字化信息處理具有信息顯示多媒體化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、信息處理智能化和教學(xué)環(huán)境虛擬化的特征。它包括設(shè)施、資源、平臺、通訊和工具。（2）數(shù)字化教學(xué)資源。它是指經(jīng)過數(shù)字化處理，可以在多媒體計(jì)算機(jī)上或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的多媒體材料。包括數(shù)字視頻、數(shù)字音頻、多媒體軟件、CD-ROM、網(wǎng)站、電子郵件、在線教學(xué)管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)模擬、在線討論、數(shù)據(jù)文件以及數(shù)據(jù)庫等。數(shù)字化教學(xué)資源是數(shù)字化教學(xué)的關(guān)鍵，它可以通過教師開發(fā)、市場購買以及網(wǎng)絡(luò)下載等方式獲得。（3）數(shù)字化教學(xué)要求教師具有良好的信息素養(yǎng)。只有培養(yǎng)良好的信息素養(yǎng)，才能夠理解信息帶來的知識并形成自己的觀點(diǎn)和知識結(jié)構(gòu)。

4 數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像教學(xué)平臺的意義

數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，有以下意義。

（1）空間拓展：傳統(tǒng)意義上的教室將不復(fù)存在。教室的概念是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中同時處于學(xué)習(xí)狀態(tài)的學(xué)生群體，而與物理位置無關(guān)。（2）時間拓展：人們可以根據(jù)自己的需要自主安排學(xué)習(xí)時間，突破了傳統(tǒng)定時集中上課的束縛，即教學(xué)不再受地點(diǎn)和時間的限制；接受教育的時限也不再有學(xué)制的限制，成為終身教育。（3）教育對象的拓展：除了在冊的學(xué)生（包括校內(nèi)的、遠(yuǎn)程教育的），數(shù)字化校園也接受社會上其他成員的請求，向全社會開放其教學(xué)資源。（4）教學(xué)方式本質(zhì)變革：將課堂上以教師的講授為主的模式，轉(zhuǎn)化為教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)相結(jié)合以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的模式，教師的重要作用體現(xiàn)在引導(dǎo)和幫助方面。（5）教學(xué)內(nèi)容質(zhì)的飛躍：數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容，不只是傳統(tǒng)書本知識的電子化，而是從形式到內(nèi)容的全新構(gòu)造，其主體是各門課件及多種形式的教學(xué)輔助資料，其主要特征是電子化、數(shù)字化、多媒體、多層次、多鏈接，是多媒體與超文本的結(jié)合，是多種技術(shù)的融合。（6）學(xué)習(xí)管理和評估也必須適應(yīng)數(shù)字化教學(xué)的要求，做出相應(yīng)的變革：如對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的考核問題，對實(shí)踐性環(huán)節(jié)、自助實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等的考核和評估等。數(shù)字化教學(xué)模式能為學(xué)生提供圖文聲像并茂、豐富多彩的交互式人機(jī)界面，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景并使之進(jìn)入學(xué)習(xí)情景，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，為其實(shí)現(xiàn)探索式、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。利用多種技術(shù)手段建立學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間協(xié)商交流的暢通渠道，方便進(jìn)行學(xué)習(xí)討論和研究，鼓勵學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和不斷探索的基礎(chǔ)上主動建構(gòu)知識，實(shí)現(xiàn)自己獲取知識、自我更新甚至創(chuàng)造知識的理想目標(biāo)。

5 對數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像教學(xué)平臺構(gòu)建的展望

數(shù)字化技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)上的廣泛應(yīng)用，為構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育教學(xué)平臺奠定了基礎(chǔ)。在沒有使用數(shù)字技術(shù)教學(xué)的年代，教師為學(xué)生上醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)課程時，講理論課主要靠口述和用粉筆在黑板上寫板書，上實(shí)驗(yàn)課閱片時教師要抱一大摞X光教學(xué)片在觀片燈上看，到醫(yī)院看設(shè)備時是分組看，很費(fèi)時間，尤其如果要看與手術(shù)有關(guān)的操作檢查時，教學(xué)效果會更差?，F(xiàn)在使用了數(shù)字化技術(shù)教學(xué)，教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都不像過去那么辛苦了，教學(xué)效果也明顯提高了。例如現(xiàn)在無論是上理論課還是上實(shí)驗(yàn)課，都可以采用光盤、多媒體、PACS、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，這種教學(xué)不僅效率高、生動活潑，而且實(shí)現(xiàn)了真正意義上的資源共享，充分利用了醫(yī)療資源、教育資源和社會資源，過去許多想做但不能做的事情都得以實(shí)現(xiàn)。因此，構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育教學(xué)平臺已是大勢所趨。當(dāng)然，要構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像學(xué)教育教學(xué)平臺還要因地制宜，循序漸進(jìn)，逐步提高，不斷完善。

G40-03

A

1671-1246（2012）10-0045-02