基于PACS系統(tǒng)的多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫的建立在教學(xué)中的應(yīng)用

范莉芳 傅雨晨 高麗婷 徐曉燕 李文皓

皖南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)教研室 安徽蕪湖 241000

醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，醫(yī)學(xué)生大學(xué)期間因缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對疾病的認(rèn)識局限于書本，缺乏臨床感悟，對疾病的影像特點(diǎn)很難做到融會貫通，圖像儲存與傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用為醫(yī)學(xué)影像教學(xué)工作的改革提供了有利條件。PACS以高速運(yùn)行的計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以高速網(wǎng)絡(luò)連接各種影像相關(guān)設(shè)備，以數(shù)字化方式采集、儲存、管理、傳輸和顯示醫(yī)學(xué)影像及其臨床資料相關(guān)信息[1]，將PACS系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)中，會極大地提高教學(xué)效率[2]。

傳統(tǒng)影像教學(xué)方法是由不同老師分別教授學(xué)生X線、CT及MRI相關(guān)知識，以大班講授理論為主，再使用小班模式集體閱片的教學(xué)方式，以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的相對結(jié)合，在當(dāng)時的確取得了一定的效果[3]，但這種教學(xué)方式有很多弊端。首先耗時長，比較機(jī)械不靈活，其次初學(xué)者接受困難，也不便課后自學(xué)。與以往相比，現(xiàn)在醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)教學(xué)任務(wù)更繁重，主要表現(xiàn)為新增知識多，而學(xué)時卻無明顯增加。醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)是一門綜合性課程，是系統(tǒng)解剖、局部解剖、斷層解剖、臨床醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)影像多門學(xué)科知識的融合，歷屆學(xué)生都反映學(xué)習(xí)難度很大，學(xué)習(xí)效果欠佳。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，教學(xué)上越來越多引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)和智能化技術(shù)[4]，故我們通過PACS系統(tǒng)建立多源影像資料(X線、CT及MRI)數(shù)據(jù)庫來解決以上難題。建立多源影像資料數(shù)據(jù)庫，整合多種影像資源，學(xué)生可以同時學(xué)習(xí)X線、CT及MRI相關(guān)知識，通過老師橫向串聯(lián)講解，學(xué)生可將知識點(diǎn)串聯(lián)，以達(dá)到真正的理解，這種方法事半功倍，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及教學(xué)質(zhì)量[5]。

1 影像學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀與教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)方式相對單一

目前大多院校影像教學(xué)基本采用大班理論知識講解和小班閱片兩種方法，教授內(nèi)容較單薄，課堂氛圍不濃厚，膠片數(shù)量有限，清晰度不佳，且搬運(yùn)不便，教學(xué)實(shí)用性不強(qiáng)，難以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是在理論課后由帶教老師先系統(tǒng)回顧理論知識，然后學(xué)生自主觀閱影像膠片，讀片過程中提出問題再由老師解惑。但因上課時間有限，膠片數(shù)目和種類也有限，每個學(xué)生能看的膠片有限，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.2 影像教學(xué)圖片資源更新不及時

影像膠片更新不及時，有些圖片變得模糊、缺損。而影像學(xué)發(fā)展很迅速，有些疾病的影像檢查方式早已更新，如神經(jīng)系統(tǒng)原先以普通X線平片、腦室或腦池造影為主，但這些檢查在目前基本被淘汰，被CT、MRI等檢查方法取代，影像資料庫中應(yīng)及時補(bǔ)充相關(guān)影像圖片，否則將禁錮學(xué)生的思想，甚至?xí)`導(dǎo)學(xué)生。

1.3 教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣而學(xué)時少

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，醫(yī)學(xué)影像學(xué)雖然是五年制，但學(xué)生大四下學(xué)期要去臨床實(shí)習(xí)，在校實(shí)際理論學(xué)習(xí)時間只有3年半，而這段時間要完成幾十門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)壓力很大，效果欠佳，提高教學(xué)效果是亟待解決的問題。

2 本研究的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)

2012年以WEB SERVICE為核心技術(shù)的新一代PACS影像系統(tǒng)在我校一附院全面啟用，成功運(yùn)用于臨床。2016年醫(yī)院PACS系統(tǒng)和校本部PACS系統(tǒng)成功聯(lián)網(wǎng)，順利實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程教學(xué)及資源共享，為多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫的建立提供了實(shí)踐平臺(如圖1)。

圖1

3 多模態(tài)影像資料庫的采集流程

多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫的病例要求比較嚴(yán)格，收集的病例必須是同時做了X線、CT及MRI三種影像學(xué)檢查方法中至少兩種，且具有典型影像學(xué)表現(xiàn)。比如，惡性腫瘤病人除了要做X線檢查外，仍需進(jìn)一步做CT、MRI等相關(guān)檢查，只有這種影像資料齊全的病例才可納入數(shù)據(jù)庫(具體流程如圖2)。

圖2

4 本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成

本系統(tǒng)包括記錄每個病例數(shù)據(jù)錄入、查詢統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)(如圖3)。

圖3

本系統(tǒng)共分為三個部分：

(1)錄入系統(tǒng)。錄入系統(tǒng)利用Microsoft Access 2010窗體導(dǎo)向編制的數(shù)據(jù)錄入窗口。分1個整合錄入窗口和3個分窗口。第一個分窗口錄入的是相關(guān)臨床資料，如性別、年齡、現(xiàn)病史及既往史等，此部分主要是供后期閱片時提供參考，影像診斷離不開臨床，臨床資料具有重要的參考價值；第二個分窗口錄入影像資料，此部分為重點(diǎn)內(nèi)容，錄入的影像資料須診斷明確或有明確的病理結(jié)果，且每個病例須包含完善的影像資料(包含X線、CT、MRI三種方法中至少兩種)的臨床典型病例；第三個分窗口為診斷結(jié)果，此診斷結(jié)果一般是病理確診結(jié)果，作為參考答案。

(2)查詢和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Microsoft Access 2010的查詢向?qū)?，建立按檢查部位查詢、按器官系統(tǒng)查詢和按病理結(jié)果查詢?nèi)齻€查詢。這種查詢方法的設(shè)定可及時準(zhǔn)確查詢到所需影像資料，方便又快捷。

(3)數(shù)據(jù)輸出。輸出查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果及患者檢查報告單。

5 本系統(tǒng)的主要特色

5.1 技術(shù)特色

本數(shù)據(jù)庫病例資料采集系統(tǒng)是基于云PACS實(shí)行分布式架構(gòu)部署，建立區(qū)域性醫(yī)學(xué)影像云服務(wù)平臺，醫(yī)學(xué)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)中心與教學(xué)醫(yī)院之間的PACS影像串流傳輸、自動路由與歸檔；所得影像學(xué)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，滿足遠(yuǎn)程教學(xué)和自學(xué)需求，具有功能擴(kuò)展性強(qiáng)及通用性高的特點(diǎn)。

Microsoft Access 2010適用性廣，操作簡單，使用多種資料連線，以及從其他來源連結(jié)或匯入資訊，以整合數(shù)據(jù)庫，當(dāng)資料庫延伸到網(wǎng)絡(luò)上，使用者通過瀏覽器開啟網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，資料庫如有變更，將自動獲得同步處理。也可離線處理網(wǎng)絡(luò)資料庫，進(jìn)行設(shè)計(jì)與資料變換，當(dāng)再次連線時變更內(nèi)容同步更新到Microsoft SharePoint Server 2010上。通過Access 2010與SharePoint Server 2010，資料可獲得集中保護(hù)，保證影像資料的安全性，提高可存取性與管理能力。Microsoft Access 2010為數(shù)據(jù)庫的管理與使用提供強(qiáng)大的操作平臺。

5.2 功能特色

從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，按照臨床科室病例資料采集的基本步驟和各項(xiàng)輔助檢查的具體內(nèi)容建立多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫，可讓學(xué)生同時學(xué)習(xí)某疾病的相關(guān)影像學(xué)檢查的典型影像學(xué)表現(xiàn)及相關(guān)臨床資料，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及效率，解決了課時少、教學(xué)效果不佳的難題，通過對疾病多種影像學(xué)表現(xiàn)的橫向?qū)W習(xí)、縱向比較，便于掌握疾病典型影像表現(xiàn)，為學(xué)生日后從事影像相關(guān)工作打下牢固基礎(chǔ)。

6 教學(xué)體會

目前，隨著PACS系統(tǒng)的建立及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展，多數(shù)醫(yī)學(xué)院校影像學(xué)教學(xué)已逐漸由傳統(tǒng)板書、掛片式單向輸送模式演變?yōu)橐袁F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)為中心的多種教學(xué)模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，注重實(shí)踐[6]。這種方法可以更好地進(jìn)行“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)，先由授課老師提出問題，學(xué)生通過搜索PACS上的圖片以主動學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程交互式學(xué)習(xí)為主，再由老師分析點(diǎn)評總結(jié)。變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率[7]?；赑ACS系統(tǒng)多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像資料數(shù)據(jù)庫的建立在教學(xué)中的應(yīng)用體會主要有以下幾點(diǎn)。

6.1 提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率

PACS系統(tǒng)有助于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、綜合分析問題的能力[8]。利用PACS系統(tǒng)與臨床實(shí)際病例相結(jié)合，教師可引導(dǎo)學(xué)生對不同疾病各種影像圖像的異同點(diǎn)進(jìn)行分析、比較、總結(jié)。對疾病的影像特點(diǎn)形成系統(tǒng)的認(rèn)識，還可幫助學(xué)生了解不同影像設(shè)備的相關(guān)成像原理，加深對所學(xué)基本理論知識的理解，理清不同醫(yī)學(xué)影像成像方法的優(yōu)勢、缺點(diǎn)和互補(bǔ)性，進(jìn)而掌握各種醫(yī)學(xué)影像技術(shù)檢查的適應(yīng)證，能夠辨別不同疾病最佳影像學(xué)檢查方法，掌握疾病不同影像檢查方法的圖像特點(diǎn)，結(jié)合病史看圖診病。

6.2 避免了膠片的儲存與管理

以前教學(xué)用的打印膠片是從平時工作中遇到的病例逐漸收集的，這樣不僅耗時費(fèi)財(cái)，膠片還容易出現(xiàn)發(fā)霉、模糊、劃痕等損壞，多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫采用的是電子影像圖片，無需膠片的儲存與管理。

6.3 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及效率

通過建立多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫，學(xué)生可高效地學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)疾病多種影像表現(xiàn)，通過橫向?qū)W習(xí)及縱向比較，明顯提高了其學(xué)習(xí)興趣及效率。

結(jié)語

本文結(jié)合醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)特點(diǎn)探索基于PACS系統(tǒng)的多模態(tài)影像資料數(shù)據(jù)庫的建立在教學(xué)中的應(yīng)用，目前學(xué)生反映對醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)興趣更濃，學(xué)習(xí)效率更高。今后，根據(jù)實(shí)際情況逐漸完善該教學(xué)數(shù)據(jù)庫，希望將疾病的超聲圖片也納入該系統(tǒng)，同一種疾病提供更多的影像學(xué)信息，將書本知識更好地和臨床實(shí)例聯(lián)系起來，幫助同學(xué)們在校期間更高效地學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)。