醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中圖像后處理技術(shù)的應(yīng)用分析

李俐倩，陳俏倩（通訊作者），周偉文，吳耀初，余佐時(shí)

（廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射影像科 廣東 湛江 524003）

隨著科學(xué)技術(shù)和影像醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)知識(shí)更新的速度也在不斷加快，影像學(xué)也從一開始的超聲醫(yī)學(xué)和X 線診斷發(fā)展到了MRI、CT、PET 以及ECT 等新的檢查技術(shù)，其作為一門有著較強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科，和其他醫(yī)學(xué)專業(yè)的教學(xué)不同，教學(xué)中理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)所占的比例是1：1[1]。形式單一的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)的需求，在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，教師必須要豐富教學(xué)方式，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)要結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的最新發(fā)展成果，不斷豐富教學(xué)方式和更新教學(xué)內(nèi)容，才能提高教學(xué)效率，使學(xué)生更好地掌握影像學(xué)知識(shí)。在進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像學(xué)CT 教學(xué)中應(yīng)用圖像后期處理技術(shù)，可以將圖像信息進(jìn)行直觀立體的顯示，將抽象變?yōu)樾蜗?，使?fù)雜變簡(jiǎn)單，對(duì)學(xué)生感官進(jìn)行多角度全方位刺激，不但可以使學(xué)生更好地對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解，而且還有利于學(xué)生對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)的學(xué)習(xí)和掌握。

1 醫(yī)學(xué)圖像后處理概述

在70 年代后期開始有關(guān)于醫(yī)學(xué)圖像后期處理技術(shù)的研究，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的成熟發(fā)展，人們對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像后處理技術(shù)的研究更加深入。在進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查后，對(duì)檢查獲得的圖像再次進(jìn)行加工處理就是醫(yī)學(xué)圖像后處理，目前對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像后處理的研究方向主要有影像分割、增強(qiáng)、可視化、數(shù)據(jù)壓縮和配準(zhǔn)融合等，進(jìn)行圖像后處理的目的是對(duì)獲得的影像進(jìn)行識(shí)別、分類、分割、分析以及解釋，進(jìn)而確定需要增強(qiáng)的部位或者需要進(jìn)行提取的特征，從而為醫(yī)務(wù)工作者對(duì)患者病情進(jìn)行深入分析提供客觀準(zhǔn)確的診斷依據(jù)[2]。醫(yī)學(xué)圖像后處理的方法主要包括直接處理和脫機(jī)應(yīng)用于工作站兩類。直接處理是在完成影像學(xué)檢查之后，在影像學(xué)設(shè)備上直接應(yīng)用隨機(jī)軟件進(jìn)行后處理，例如在CT 機(jī)上直接進(jìn)行三維重建、血管成像等[3]。直接處理所使用的軟件都是固定的，因此在進(jìn)行處理中需要操作者要有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。在獲得醫(yī)學(xué)影像學(xué)圖像后，將膠片掃描數(shù)字化后或者將圖像傳輸?shù)焦ぷ髡?，再進(jìn)行圖像后處理就是脫機(jī)應(yīng)用工作站，例如將CT 多模圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，使用專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)識(shí)別和分割，相比較直接處理，脫機(jī)處理更加靈活也更具有針對(duì)性。

2 建立多媒體立體教學(xué)

2.1 圖像制作

在臨床工作中，一個(gè)部位的CT 掃描圖像多至十幾張，而在目前的多媒體教學(xué)中，通常都是使用Powerpoint 軟件進(jìn)行教學(xué)課件的制作，但因?yàn)橹谱鞯恼n件的篇幅有限，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)分析病例的圖像示教選擇只能選擇病例中較為典型的一張或者幾張進(jìn)行教學(xué)，但這樣的示教具有較大的局限性，因?yàn)閳D像不完整，學(xué)生很難建立起對(duì)該疾病的立體概念，這樣的教學(xué)不但不符合實(shí)際工作，而且不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握[4]。在教學(xué)過(guò)程中，利用CT 圖像后處理技術(shù)可以把病例中的幾張和幾十張軸位圖像進(jìn)行三維立體重建等，通過(guò)實(shí)現(xiàn)多種效果圖像的制作來(lái)讓學(xué)生對(duì)影像知識(shí)進(jìn)行多角度、多層次的了解，不但有利于激發(fā)學(xué)生興趣，而且有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握[5]。例如，在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，想要實(shí)現(xiàn)具體病變部位的清晰顯示，可以利用斜位重建、冠狀重建和矢狀重建等多平面重建的方式來(lái)對(duì)病例的病變部位及其周圍臟器的關(guān)系進(jìn)行多角度、全方位的展示。對(duì)支氣管逐級(jí)分支、口腔全部牙齒等彎曲結(jié)構(gòu)的展示，可以通過(guò)曲面重建的方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)曲面重建將曲面結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉直展示，不但更加直觀，而且更加清晰。對(duì)于增強(qiáng)的血管，可以使用最大密度投影法（MIP）來(lái)進(jìn)行顯示，血管重疊部分也可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)或者多角度投影來(lái)分開進(jìn)行展示。對(duì)于病例空腔臟器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察，可以利用Ray Sum透明法重建來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法在結(jié)腸、輸尿管以及膽囊等空腔臟器中的應(yīng)用也較為廣泛。想要在接受檢查器官的腔內(nèi)選擇好試點(diǎn)的進(jìn)行路線，可以利用和光纖內(nèi)窺鏡有相仿效果的CT 仿真內(nèi)窺鏡對(duì)氣管、支氣管和充氣的結(jié)腸進(jìn)行觀察。對(duì)于存在髖骨、肋骨多處骨折的病例，利用圖像后處理技術(shù)也可以對(duì)患者骨折情況進(jìn)行觀察和了解，不但在治療中有較大意義，而且有利于醫(yī)學(xué)影像CT教學(xué)。

2.2 教學(xué)實(shí)施

在目前的醫(yī)學(xué)影像中，包括照片、監(jiān)視器上的圖像等二維平面圖像的影像占比高達(dá)98%，但這些圖像都是人體三維組織形成的圖像[6]。為了根據(jù)影像在臨床診斷中做出正確診斷，辨認(rèn)這些二維平面圖像，醫(yī)師必須要通過(guò)視覺過(guò)程，根據(jù)大腦中樞對(duì)積累的病理學(xué)知識(shí)、解剖學(xué)知識(shí)以及成像技術(shù)知識(shí)等進(jìn)行辨認(rèn)，與此同時(shí)，還要利用逆向思維在大腦中構(gòu)建虛擬的三維人體組織，之后再結(jié)合患者的實(shí)際病情在進(jìn)行綜合判斷，從而進(jìn)行診斷[7]。醫(yī)師根據(jù)影像進(jìn)行診斷的過(guò)程就是從立體到平面再到立體的一個(gè)變換過(guò)程。應(yīng)用圖像后處理技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)就是利用后處理技術(shù)有意識(shí)地將醫(yī)生的影像診斷成像過(guò)程進(jìn)行直觀的展示，并應(yīng)用在臨床診斷治療中和教學(xué)中。在醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中應(yīng)用圖像后處理技術(shù)的教學(xué)實(shí)施的具體方法如下：①提高教師從立體到平面再到立體的形象思維方法的授課意識(shí)；②對(duì)照講解CT圖像和臨床病理過(guò)程；③對(duì)比講解多層仿真內(nèi)鏡成像和多層螺旋C T 所形成的三維立體圖像與C T 軸位圖像；④根據(jù)螺旋CT和軸位CT 圖像來(lái)對(duì)病變和血管解剖之間的關(guān)系進(jìn)行講解。在醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中應(yīng)用圖像后處理技術(shù)可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)細(xì)致地進(jìn)行顯示，通過(guò)視覺的直觀展示，可以對(duì)教學(xué)中的難題進(jìn)行有效解決。

3 醫(yī)學(xué)影像CT教學(xué)中應(yīng)用圖像后處理技術(shù)對(duì)影像教師的要求

在醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中應(yīng)用圖像后處理技術(shù)雖然能夠提高教師教學(xué)效率和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，但該教學(xué)方法也對(duì)影像教師的教學(xué)提出了更高的要求，應(yīng)用圖像后處理技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，教師的積極參與在教學(xué)的成功與否中起到了關(guān)鍵作用[8]。在進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中，只有加強(qiáng)對(duì)該教學(xué)方法學(xué)習(xí)和研究，增強(qiáng)對(duì)圖像后處理技術(shù)的了解和掌握，增強(qiáng)對(duì)醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)應(yīng)用圖像后處理技術(shù)的鉆研和理解，才能有效提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。因此，在教學(xué)的過(guò)程中，影像教師要具備全面的臨床操作技術(shù)，靈活運(yùn)用圖像后處理技術(shù)將病例病變圖像處理成利于學(xué)生觀察分析和理解的多角度、多層次的影像，從而更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。除此之外，教師在進(jìn)行圖像后處理時(shí)，可以讓學(xué)生在一旁觀看和學(xué)習(xí)，教師也可以向?qū)W生講解和解釋操作步驟，不但可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，而且進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)影像學(xué)的認(rèn)識(shí)和了解，同時(shí)學(xué)生的知識(shí)面也拓寬了。

4 結(jié)語(yǔ)

在醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中應(yīng)用圖像后處理技術(shù)不但克服了傳統(tǒng)形式單一、抽象的影像教學(xué)模式中存在的缺點(diǎn)，而且還豐富了教學(xué)模式，同時(shí)也大幅度提高了教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，影像學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步，但影像學(xué)教材中所包括的檢查技術(shù)手段和影像學(xué)表現(xiàn)不可能隨著技術(shù)的發(fā)展實(shí)時(shí)更新，這就對(duì)要求學(xué)生要對(duì)新的檢查技術(shù)手段和影像學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，這樣才能不落后于醫(yī)學(xué)發(fā)展?！笆谌唆~不如授人漁”，教師對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)，不是單純地進(jìn)行知識(shí)的教授，而是以對(duì)學(xué)生自學(xué)能力和獨(dú)立工作能力的培養(yǎng)為重點(diǎn)，將圖像后處理技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像CT 教學(xué)中，可以豐富學(xué)生獲取知識(shí)的渠道和途徑，不但有利于對(duì)學(xué)生主動(dòng)獲取信息的能力的培養(yǎng)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力和解決問題的能力，這也正符合了作為應(yīng)用科學(xué)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)的培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。