基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)交互式教學(xué)法的應(yīng)用及發(fā)展前景

李勇剛，陳慧勤，郭 亮，曹永國

(1.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像學(xué)教研室，江蘇 蘇州 215006；2.蘇州大學(xué) 教育學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)交互式教學(xué)法的應(yīng)用及發(fā)展前景

李勇剛1，陳慧勤1，郭 亮1，曹永國2

(1.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像學(xué)教研室，江蘇 蘇州 215006；2.蘇州大學(xué) 教育學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

圖像存檔與傳輸系統(tǒng)(PACS)的普及與應(yīng)用為基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)交互式教學(xué)法的發(fā)展提供了廣闊的空間.蘇州大學(xué)影像醫(yī)學(xué)專業(yè)實(shí)現(xiàn)了校園局域網(wǎng)與教學(xué)醫(yī)院PACS系統(tǒng)的物理連接，基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)交互式教學(xué)法增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性與生動(dòng)性、有助于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練及建立標(biāo)準(zhǔn)化的考試與考核系統(tǒng).

PACS；醫(yī)學(xué)影像學(xué)；交互式教學(xué)

影像科工作人員所面對的均是數(shù)字化圖像，且隨著設(shè)備的更新與發(fā)展，信息量日益增大，傳統(tǒng)的依靠膠片、光盤或磁帶等圖像儲(chǔ)存與分析處理系統(tǒng)已難以滿足大量數(shù)字化圖像的存儲(chǔ)與傳輸?shù)男枰?圖像存檔與傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了大容量圖像的長期存儲(chǔ)與快速傳輸，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像科的影像資料與診斷報(bào)告的全院共享，極大地提高了影像科及醫(yī)院其他相關(guān)學(xué)科的工作效率，并顯著地降低了醫(yī)療成本.圖像存檔與傳輸系統(tǒng)(picture archive and communication system，PACS)是一種建立在數(shù)字化圖像基礎(chǔ)上的圖像保存與傳輸?shù)脑O(shè)備與軟件系統(tǒng)，是為實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)字化管理而用于放射科、醫(yī)院或醫(yī)院間的圖像信息管理系統(tǒng)[1].最初，這一系統(tǒng)僅用于醫(yī)院內(nèi)部的圖像資料管理.近年來，逐步應(yīng)用于醫(yī)學(xué)院校醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的教學(xué)與實(shí)踐[2].蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)影像系作為國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校中首先建立校園內(nèi)醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)與教學(xué)醫(yī)院PACS系統(tǒng)直接物理連接的教學(xué)機(jī)構(gòu)，在嘗試基于PACS的醫(yī)學(xué)影像學(xué)交互式教學(xué)方面積累了一些新的經(jīng)驗(yàn).

1 PACS的構(gòu)建及交互式教學(xué)系統(tǒng)

1.1 硬件結(jié)構(gòu)

蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部校園局域網(wǎng)設(shè)教師工作站1臺(tái)，學(xué)生終端20臺(tái)(見圖1).本教學(xué)系統(tǒng)依托學(xué)校與醫(yī)院之間的光纖以及雙向的路由設(shè)置實(shí)現(xiàn)了異地的局域網(wǎng)訪問.醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)根據(jù)“千兆核心匯聚，百兆接入桌面”的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃構(gòu)建，截至目前，已有20余臺(tái)包括CT、DR、MRI以及后處理工作站在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)DICOM設(shè)備通過3層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入，日均影像數(shù)據(jù)增量達(dá)到10 GB.PACS系統(tǒng)服務(wù)端則采用FCSAN架構(gòu)構(gòu)建，2臺(tái)高性能PC服務(wù)器以1主1備的方式提供高可用性的數(shù)據(jù)庫及文件服務(wù)，加以海量的磁盤陣列，穩(wěn)定又高效地滿足了醫(yī)、教、研方面的需求.學(xué)生在校園局域網(wǎng)即可查詢醫(yī)院影像科各種設(shè)備所獲取的病例實(shí)時(shí)圖像信息，影像實(shí)習(xí)課在校園內(nèi)即可完成，無需去醫(yī)院登陸PACS系統(tǒng)，極大地減輕了醫(yī)院PACS系統(tǒng)工作壓力.

1.2 軟件與管理系統(tǒng)

PACS系統(tǒng)之服務(wù)器操作系統(tǒng)使用LINUX REDHAT AS4，數(shù)據(jù)庫軟件采用Oracle 9i，兩者搭配使得效率和安全性都較高，醫(yī)院診斷工作站及學(xué)校影像教室客戶端安裝有WINDOWS XP和WIN7等主流操作系統(tǒng).診斷及教學(xué)一體化軟件在科室和教室全覆蓋，軟件系統(tǒng)采用基于C/S和B/S的混合應(yīng)用體系的整體設(shè)計(jì)方案，分別針對圖像處理和圖像瀏覽的不同使用需求定制模塊，滿足了不同用戶的復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯處理，同時(shí)具備完善的權(quán)限管理體系，網(wǎng)絡(luò)管理員、各級教師及學(xué)生采用分級管理制，按照任務(wù)分工設(shè)立不同等級權(quán)限.校園局域網(wǎng)教師工作站采用凌波多媒體教學(xué)管理軟件，并設(shè)立網(wǎng)絡(luò)密鑰，以同步控制學(xué)生終端(見圖2).

1.3 交互式教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建

基于PACS的交互式影像教學(xué)系統(tǒng)主要包括三大功能：①校園局域網(wǎng)教師終端利用PACS系統(tǒng)資源信息，采用樹形結(jié)構(gòu)，按照影像解剖、影像征象、各系統(tǒng)疾病圖譜的分類方式，將正常影像解剖圖、典型影像征象圖及經(jīng)病理或臨床證實(shí)的各系統(tǒng)疾病圖譜分類存放，由各專業(yè)課教師標(biāo)注簡短說明與注釋，供學(xué)生自學(xué)與查詢.所有病例圖像在PACS系統(tǒng)上采用直接鏈接獲取或轉(zhuǎn)存為JPG格式并加上標(biāo)注；②學(xué)生課外作業(yè)或?qū)嵙?xí)考核系統(tǒng)，由各授課教師編輯病例或圖像后，通過教師工作站控制軟件開放給學(xué)生查詢，學(xué)生在各自工作站調(diào)閱圖像并作答；③通過PACS系統(tǒng)的查詢功能，學(xué)生可根據(jù)疾病名稱、日期、設(shè)備類型、診斷醫(yī)師等檢索項(xiàng)調(diào)閱大量的影像資料信息，并可點(diǎn)擊查看影像診斷報(bào)告，進(jìn)行自學(xué).

2 基于PACS交互式教學(xué)的應(yīng)用價(jià)值

1) 多模態(tài)、動(dòng)態(tài)影像的實(shí)時(shí)鏈接有助于增強(qiáng)教學(xué)的直觀性與生動(dòng)性.圖像能否清晰、直觀地顯示是影響醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)效果的關(guān)鍵因素.傳統(tǒng)的多媒體幻燈教學(xué)法，由于受到教室內(nèi)光線或圖像放大等因素影響，許多影像征象及細(xì)節(jié)難以清晰顯示，影響了教學(xué)效果.我校PACS教學(xué)系統(tǒng)通過教師工作站電腦控制軟件，將幻燈中的圖像在學(xué)生終端實(shí)時(shí)顯示，圖像細(xì)節(jié)得到清晰顯示.通過在教學(xué)幻燈與PACS系統(tǒng)之間的迅速切換，教師在講解某一疾病時(shí)，可以調(diào)閱PACS內(nèi)經(jīng)過整理的大量影像資源，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容.

2) 增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性.以往教師的課堂教學(xué)由于受到學(xué)時(shí)限制，教學(xué)內(nèi)容多限于教學(xué)大綱要求的內(nèi)容，對于大綱范圍以外疾病的影像學(xué)表現(xiàn)及常見病、多發(fā)病的少見征象或不典型征象常常難以涉及，且這種縱向的“填鴨式”教學(xué)方法不利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性.目前，國內(nèi)大部分教學(xué)醫(yī)院的PACS系統(tǒng)并未與校園內(nèi)網(wǎng)絡(luò)終端連接，而醫(yī)院影像科的PACS終端承擔(dān)了大量繁重的臨床工作任務(wù)，很難提供給大批量的學(xué)生使用[3-4].我校將醫(yī)院PACS系統(tǒng)與校園網(wǎng)絡(luò)終端連接，解決了這一難題，學(xué)生能接觸到大量臨床一線的真實(shí)病例.

3) 有助于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練.科學(xué)的思維方式是影像診斷的基本功，學(xué)生的橫向與縱向思維能力的培養(yǎng)尤為重要.影像診斷是以征象為出發(fā)點(diǎn)的，通過對疾病的各種征象的識(shí)讀、歸納與總結(jié)，并結(jié)合臨床表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)室檢查，逐步縮小診斷范圍，提出最有可能的診斷.影像診斷最忌諱的是經(jīng)驗(yàn)主義的思維方式，這種思維模式常常會(huì)禁錮人們的思考范圍，從而遺漏細(xì)節(jié)征象的觀察與分析，導(dǎo)致誤診.基于PACS的交互式教學(xué)系統(tǒng)通過提供給學(xué)生大量的臨床病例，讓學(xué)生自己去分析圖像并模擬撰寫報(bào)告，教師再給予指導(dǎo).通過學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行大量的模擬訓(xùn)練，有助于幫助學(xué)生建立科學(xué)的思維方法.

3 基于PACS的交互式影像教學(xué)的發(fā)展方向

目前，基于PACS的交互式影像教學(xué)還處于探索階段，還有很多有待提高與完善之處.筆者認(rèn)為，未來的發(fā)展方向至少應(yīng)包括如下幾個(gè)方面：(1)虛擬設(shè)備與后處理系統(tǒng)的構(gòu)建.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展迅速，新的成像技術(shù)不斷涌現(xiàn)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的教學(xué)也需要與時(shí)俱進(jìn).可嘗試與設(shè)備廠家或PACS軟件公司合作，構(gòu)建基于各種最新設(shè)備的虛擬操作與后處理系統(tǒng)，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中能理解與掌握各種設(shè)備的成像方法、參數(shù)設(shè)置、劑量控制及各種圖像后處理技術(shù)，對新的影像技術(shù)能有更深的理解.(2)考核系統(tǒng)的進(jìn)一步完善.基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的考核方法在影像專業(yè)職稱晉升及上崗考試中已得到廣泛應(yīng)用，但在教學(xué)考核及考試方面應(yīng)用還不多.今后，基于PACS的考試題庫及在線考核系統(tǒng)應(yīng)在影像教學(xué)與考核中發(fā)揮更大作用，以減少教師工作量及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化考試.(3)大影像系統(tǒng)的PACS構(gòu)建.醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容包括放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)及核醫(yī)學(xué).目前，國內(nèi)大部分醫(yī)院PACS系統(tǒng)僅包含放射科各種設(shè)備的影像資料，而超聲科及核醫(yī)學(xué)科的影像資料尚無法共享[5-6].因此，有必要建立包括超聲醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)的大影像PACS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的兼容，為基于多模態(tài)成像的影像教學(xué)及比較影像學(xué)教學(xué)研究提供硬件支持，不斷完善教學(xué)教法.

[1]吳恩惠，馮敢生. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2008.

[2]魏渝清，胡 建，王學(xué)建，等. 醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)在影像診斷教學(xué)中的初步應(yīng)用[J]. 中華放射學(xué)雜志，2003，37(8)：755-758.

[3]馬奎元，張會(huì)如，董睿，等. 基于PACS的醫(yī)學(xué)影像教學(xué)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及策略[J]. 中國高等醫(yī)學(xué)教育，2010(10)：45-46.

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[5]吳政光，浩純，歐景才，等. 基于PACS的交互式CR影像教學(xué)系統(tǒng)的創(chuàng)建與應(yīng)用研究[J]. 中國CT和MRI雜志，2007，5(3)：35-37.

[6]田軍章，江桂華，鄭麗吟. 基于醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)的交互式CT影像教學(xué)模塊的開發(fā)與實(shí)踐[J]. 中華放射學(xué)雜志，2002，36(3)：276-278.

Application and Prospects of the Interactive Teaching Method of Medical Imaging Based on PACS

LI Yong-gang1，CHEN Hui-qin1，GUO Liang1，CAO Yong-guo2

(1. Medical Imaging Teaching and Research Section，The First Affiliated Hospital of Soochow University，Suzhou 215006，China；2. Education Institute，Soochow University，Suzhou 215021，China.)

The application and popularity of picture archive and communication system (PACS) provides expansive space for the development of the interactive teaching method of medical imaging based on PACS. The LAN of campus network in medical imaging department of Soochow university has a physical connection to PACS system in the affiliated teaching hospital. The main application value of interactive teaching method of medical imaging is to enhance the object features and vividness of teaching，be beneficial to the development and training of the mode of thinking of the university students and establish the standard exam and assessment system.

picture archive and communication system(PACS)；medical imaging；the interactive teaching.

R814.4

A

1008-5475(2012)03-0085-03

2012-05-12;

2012-06-20

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助(81171394)；江蘇省高校自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(09KJB320016)；江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助(：SBK201122654)

李勇剛(1974-)，男，湖北武漢人，副主任醫(yī)師，博士，主要從事分子影像與功能影像學(xué)研究.

(責(zé)任編輯: 李 華)