CT三維重建圖像標記在影像專業(yè)咽喉部教學中的應用

李青青 瞿姣 付藍琦 何波 謝曉潔 楊亞英

在醫(yī)學影像學專業(yè)影像診斷學的教學中，咽喉部解剖及基本病變部分一直頭頸五官系統(tǒng)教學的重點及難點，也是臨床工作中的難點。由于該部分解剖結構復雜，尤其是咽喉部的觀察及病變的顯示，在教學中常常耗時很長但學生仍然感覺茫然，且期末考試完全掌握的更是寥寥無幾，而該部分疾病多為常見病，影像診斷對臨床醫(yī)生來說顯得十分重要。如何解決此一直以來存在的教學難點，讓學生能在課堂上全面而直觀的掌握咽喉部解剖及咽喉部基本影像表現(xiàn)，我們需要探索更新的教學方法[1]。因此，本研究對影像專業(yè)學生最難于掌握的頭頸五官系統(tǒng)的咽喉部分的教學方法進行改革，將教學中的解剖結構復雜，但學生又必須掌握的重點、難點內容的影像圖像在日常工作中收集病例，在三維重建軟件的幫助下進行多平面重組及容積再現(xiàn)三維重建圖片，做出幻燈給學生講解，從而直觀的顯示解剖細節(jié)及更為精準的對疾病作出診斷。

1 資料與方法

1.1 一般資料

于2018 年5 月—7 月在本校醫(yī)學影像學專業(yè)本科2014級學生中，隨機選取兩個教學班，每班60 人。觀察組年齡22～24歲，平均（22.0±0.5）歲，男生34名，女生26名；與對照組的年齡21～24 歲，平均（21.6±0.5）歲，男生31 名，女生29 名，男女比例及年齡差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。針對影像診斷學咽喉部分的見習教學，其中一個班為觀察組，采用多平面重組及容積再現(xiàn)三維重建標注影像圖像進行授課，并將平面重組及容積再現(xiàn)三維重建標注影像圖像制成講義形式文本發(fā)給學生課后學習及復習;另外一個班為對照組，采用傳統(tǒng)模式進行授課。

1.2 方法

MPR 及三維重建標注影像圖像制作：我院具有syngo.via 后處理軟件，且臨床具有豐富的咽喉部正常及常見多發(fā)病影像數(shù)據(jù)圖像，通過后處理軟件可以對原始數(shù)據(jù)進行平面重組及容積再現(xiàn)三維圖像標記（參見圖1）。

圖1 左側聲帶癌致聲門腔狹窄

1.3 評價指標

評價指標參照文獻[2]所應用方法，在咽喉部課堂教學結束后，即刻在課堂下發(fā)自制的教學效果評價表（表1）對教學效果進行測評，內容包括：（1）課程教學總體評分，滿分100 分;（2）學生對課程的興趣度;（3）學生對咽喉部解剖知識及咽喉部常見多發(fā)病掌握情況。下發(fā)后讓學生立即以不記名方式填寫，填寫完畢當場收回。

表1 教學效果評價表評價

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 咽喉部教學總體評分

觀察組學生對課程教學總體評分較對照組高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 咽喉部教學的總體評分（分，）

表2 咽喉部教學的總體評分（分，）

2.2 學生對課程興趣度評價

與對照組相比，觀察組學生對課程感興趣人數(shù)多于對照組，見圖2。

圖2 學生對咽喉部課程興趣度評價

2.3 學生對咽喉部解剖知識及咽喉部常見多發(fā)病掌握情況程度評價

與對照組相比，觀察組對知識點掌握程度比對照組好，見圖3。

圖3 學生對咽喉部知識點掌握情況程度評價

3 討論

在醫(yī)學影像學專業(yè)影像診斷學的教學中，咽喉部解剖及基本病變部分一直頭頸五官系統(tǒng)教學的重點及難點，也是臨床工作中的難點。由于該部分解剖結構復雜，尤其是咽喉部的觀察及病變的顯示，在教學中常常耗時很長，但學生仍然感覺茫然，且期末考試完全掌握的更是寥寥無幾，而該部分疾病多為常見病，影像診斷對臨床醫(yī)生治療來說顯得十分重要。比如鼻咽癌、下咽的病變侵犯范圍及分期、喉癌的分期等等，都是必須依靠醫(yī)學影像檢查來進行診斷及分期的疾病，對學生來說是必需要掌握的內容。以往國內外該部分的影像教學方法常常是首先通過對相關大體解剖的復習，之后復習病變的臨床表現(xiàn)，講解疾病的影像表現(xiàn)，然后在實習課進行影像圖片的閱片分析這樣一個教學順序來掌握病變的影像診斷。而在影像學征象及特點的學習中，因為CT 的初始檢查為橫斷面掃描，得到的常常是橫斷面圖像，給學生看的也以橫斷面圖像為主，偶爾會根據(jù)臨床要求進行冠狀面的掃描和矢狀面的重建，得到的也是各個獨立的圖像，學生學習時往往顯得十分吃力。因此，本研究針對影像專業(yè)學生最難于掌握的頭頸五官系統(tǒng)的咽喉部分的教學方法進行改革，將教學中的解剖結構復雜，但是學生又必須掌握的咽喉部重點、難點內容的影像圖像在日常工作中收集病例，進行薄層掃描，之后在高年資教師指導下，由研究生在三維重建軟件的幫助下進行三維重建，如多平面重組重建、最大密度投影，三維容積再現(xiàn)等圖像后處理，然后人為進行相同部位的標示，之后用截圖方法保存圖像，作出幻燈給學生講解，從而更為直觀的顯示解剖細節(jié)及對疾病作出精準診斷及分期。隨后將MPR 及三維重建標注影像圖像制成講義形式文本發(fā)給學生課后學習及復習。

多層螺旋CT（multi spiral computed tomography，MSCT）具有強大的后處理技術，包括大范圍容積掃描、多平面重組重建與多模式三維重建，可以從多角度、多方面直觀地觀察病變。其中多平面重建技術（multi planarreconstruction，MPR），為多層螺旋CT 診斷技術的一種[3-4]，該圖像處理技術是一種三維重建技術，利用容積掃描得到的圖像數(shù)據(jù)對矢狀位、冠狀位、橫斷面圖像上任意位置曲線上得到的圖像進行重組，而且能夠根據(jù)具體的需求調整投射角度、層次，能夠很好的降低背景干擾，從而減少周圍血管重疊。MSCT 多平面重建技術具有操作便捷、用時短、精準度高、密度分辨率高等特征，在滿足影像診斷的前提下，對原始數(shù)據(jù)進行重建處理，醫(yī)生可通過矢狀面、橫斷面、冠狀面及多種角度進行圖像重建，從而從多方位觀察解剖細節(jié)及病變信息，不僅能夠清楚顯示肺內占位病灶的每個層次的細微結構，還提高肺內病變早期檢出及早期更為準確診斷效果，進而有便于判斷肺部病變惡性傾向；多層螺旋CT 通過應用多平面重建技術，能夠準確定位闌尾位置、空間關系及指導周圍組織改變情況，使得急性闌尾炎診斷的正確率得以提高，減少了對可疑病變的誤診，降低闌尾誤切率；在膽石性腸梗阻疾病診斷中，MSCT 多平面重建技術的運用，其圖像能夠清晰將異位結石位置、形狀、大小、數(shù)目、梗阻周圍等更清楚的顯示出來；也有文獻報道[5-9]采用多平面重建技術診斷，可清晰顯示骨折線的走向、碎骨片的形態(tài)以及骨折的細節(jié)。影像診斷學中咽喉部解剖及咽喉部病變一直是影像教學中的難點，但卻是臨床不可忽略的重點。多平面重建技術通過橫斷面、矢狀面、冠狀面及任意角度進行圖像觀察，可以清晰顯示咽喉部正常生理解剖形態(tài)，也能準確清楚顯示病變所累及的范圍。容積再現(xiàn)（VR）三維重建技術重建的圖像空間感、立體感、整體感強，在動脈瘤以及動脈夾層中，容積再現(xiàn)技術可以將血管的整體解剖結構進行較好直觀的顯示其動脈瘤的大小、位置、形態(tài)，能夠清楚顯示夾層的位置、范圍及破口情況。CT 仿真內鏡[10]計算機軟件可以將容積掃描圖像處理重建空腔器官內表面的立體圖像，能夠達到纖維內鏡檢查的效果，MSCT 仿真內鏡起初見于檢查結腸病變的三維圖像后處理技術，采用“區(qū)帶跟蹤”法，將空腔臟器的壁與相鄰組織之間的密度差精準地識別出來，根據(jù)所提取CT 值的范圍，用大量的微小多邊形生成仿真空腔圖像，重建圖像的顯示和選擇的閾值、組織的大小、厚度及密度有關。通過容積三維重建可以獲得從咽、喉部管腔內觀察的仿真立體圖像，類似于咽喉內窺鏡所見，能夠直接顯示病變的近、遠端情況及表面形態(tài)，還可顯示管腔有無狹窄及狹窄程度。有學者發(fā)現(xiàn)仿真內鏡技術可用于顯示支氣管內壁的情況，圖像清楚，可以穿過支氣管壁來觀察周圍的解剖關系，明確空間三維關系，還可以從各種角度、方向顯示腔內的情況。腔內型病變的形態(tài)、大小及部位及腔外型病變導致管腔狹窄的嚴重程度，都能通過MSCT 仿真內鏡清楚顯示，并且CT 仿真內鏡能清晰顯示病灶的粘膜表面，有文獻報道容積再現(xiàn)（VR）圖像能立體地三維展現(xiàn)骨折的部位、范圍，頜面部解剖組織結構關系顯示更為清楚，三維重建圖像能夠豐富教學內容，細化教學方法，直觀顯示病變，不僅能夠調動學生主動學習積極性，還提高了對基本知識點及重要知識掌握及識別[11-15]，并且有文獻報道，在結直腸癌診斷中，運用三維重建圖像診斷效果與病理相對照，運用三維重建圖像診斷與病理診斷符合率要高于非三維重建的診斷，且精準程度更為精確[16-17]。本文觀察組引入容積再現(xiàn)（VR）三維重建技術在咽喉部教學中，其容積再現(xiàn)三維重建所得圖像類似臨床喉鏡檢查所得圖像，都能夠清晰顯示咽喉腔的狹窄程度及喉喉腔的粘膜面，可清楚顯示咽喉部病變的粘膜面是否光整，黏膜線是否完整，是否有病變侵犯，若有病變侵犯，其侵犯范圍可清楚顯示，且能夠清晰顯示病變致咽喉腔狹窄程度。

本研究通過引入多平面重建及容積再現(xiàn)三維重建技術重建的圖像運用在咽喉部教學中，在上圖表中我們可以清楚看到學生對課程感興趣度明顯增加，學生對咽喉部解剖細節(jié)認識及咽喉部常見多發(fā)病掌握熟悉情況均要高于未使用多平面重組技術及容積再現(xiàn)重建技術組教學的學生。其結果表明，引入多平面重建及容積再現(xiàn)三維重建技術重建的圖像進行教學示教，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，還能夠使學生較好的掌握了學習的知識點，提升了教學的總體效果，因此推薦教學過程中推廣應用。