基于圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)和多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像的核醫(yī)學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐

沈晨天 羅全勇

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第六人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，上海 200233

核醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的一門(mén)分支學(xué)科，傳統(tǒng)的臨床核醫(yī)學(xué)是應(yīng)用放射性藥物和核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備[如單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（single photon emission computed tomography，SPECT）、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（positron emission tomography，PET）]進(jìn)行診斷和治療疾病的一門(mén)學(xué)科[1]。傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)顯像主要反映組織器官以及細(xì)胞的功能和代謝變化，而缺乏解剖影像學(xué)信息[2]。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，核醫(yī)學(xué)影像（包括SPECT、PET）與放射影像[計(jì)算機(jī)斷層（computed to mography，CT）、核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）]相互融合的多模態(tài)影像設(shè)備如SPECT/CT、PET/CT先后問(wèn)世并在臨床得到廣泛應(yīng)用，目前，SPECT/CT、PET/CT已成為臨床核醫(yī)學(xué)影像檢查的主流影像設(shè)備和技術(shù)，同時(shí)，最新影像學(xué)設(shè)備PET/MRI的臨床應(yīng)用也在不斷的擴(kuò)大[3]。然而，當(dāng)下臨床核醫(yī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和大綱仍主要停留在傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)的教學(xué)模式上（SPECT、PET），缺少多模態(tài)影像學(xué)（SPECT/CT、PET/CT及PET/CT）的整合與融合，已逐漸不能適應(yīng)臨床應(yīng)用實(shí)踐，不利于核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)和發(fā)展，因此急需對(duì)目前臨床核醫(yī)學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革和探索[4]。

1 目前核醫(yī)學(xué)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

1.1 對(duì)多模態(tài)影像的教學(xué)重視不足

一般而言，影像醫(yī)學(xué)主要包括放射影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)及超聲醫(yī)學(xué)。所謂多模態(tài)影像即對(duì)于同一患者或病灶同時(shí)使用一種以上影像學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行顯像，而在核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，多模態(tài)分子影像主要指?jìng)鹘y(tǒng)放射影像學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的整合，即CT、MRI與SPECT、PET的融合，形成如SPECT/CT、SPECT/MRI、PET/CT、PET/MRI等新型多模態(tài)影像設(shè)備[5-6]。目前多模態(tài)分子影像已逐步成為臨床核醫(yī)學(xué)顯像應(yīng)用的主流，傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)教學(xué)模式下培養(yǎng)的單一型核醫(yī)學(xué)人才可能無(wú)法滿足日益發(fā)展的顯像技術(shù)以及精準(zhǔn)化、個(gè)體化醫(yī)療的需求，因此目前臨床核醫(yī)學(xué)亟需多元化、復(fù)合型人才的培養(yǎng)與加盟[7-10]。然而，目前核醫(yī)學(xué)對(duì)多模態(tài)影像的教學(xué)重視不足，主要的基本問(wèn)題有以下兩點(diǎn)。

①教材過(guò)時(shí)：教材是教學(xué)的重要載體，一本好的教材有利于提高教學(xué)質(zhì)量，而現(xiàn)行的核醫(yī)學(xué)教材幾乎都是基于傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)，往往只講述核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容，比如放射性藥物，放射性核素顯像的原理、方法、臨床應(yīng)用及價(jià)值等，缺乏解剖影像學(xué)（CT、MRI）以及對(duì)比影像學(xué)的有機(jī)整合，導(dǎo)致有關(guān)多模態(tài)影像內(nèi)容（如SPECT/CT，PET/CT，PET/MRI）往往是一帶而過(guò)，講述過(guò)于簡(jiǎn)單、不夠具體與深入。總體而然，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱與臨床實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)較為突出[11-13]。

②師資水平不足：由于歷史原因，目前參加核醫(yī)學(xué)教學(xué)的教師對(duì)傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容比較熟悉，但往往缺乏較為系統(tǒng)的解剖影像學(xué)知識(shí)，對(duì)解剖影像的講解幾乎只停留在定位診斷和衰減矯正上，對(duì)解剖影像學(xué)在相關(guān)疾病定性診斷方面的內(nèi)容了解不足[14]。這就導(dǎo)致核醫(yī)學(xué)影像教學(xué)中教師偏重傳統(tǒng)核醫(yī)學(xué)內(nèi)容的講解，而忽視或者回避解剖影像學(xué)的講解，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生興趣和提高教學(xué)效果都是不利的。

1.2 圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)建設(shè)不完善

圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（picture archiving and com munication system，PACS），又稱影像歸檔與通信系統(tǒng)，是進(jìn)行全數(shù)字化影像診斷與管理的重要基礎(chǔ)，是醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息化水平的重要體現(xiàn)[12]。PACS系統(tǒng)在中國(guó)的發(fā)展起源于20世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，隨著醫(yī)院對(duì)信息化投入的迅速增長(zhǎng)以及信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，PACS系統(tǒng)已成為醫(yī)療機(jī)構(gòu)日常運(yùn)行并保持高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)必不可少的配置[15]。同時(shí)PACS系統(tǒng)對(duì)于影像醫(yī)學(xué)各專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與科研至關(guān)重要[16-18]。然而遺憾的是，目前我國(guó)醫(yī)療水平與資源尚未實(shí)現(xiàn)“共同富?！?，因此各地區(qū)、城市以及各級(jí)醫(yī)院的信息化水平必然存在較大的差異。

如前所述，完善的醫(yī)學(xué)影像PACS系統(tǒng)對(duì)于醫(yī)學(xué)影像學(xué)，包括核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的見(jiàn)習(xí)、實(shí)習(xí)以及畢業(yè)后教育均極為重要，但目前大多數(shù)醫(yī)院的核醫(yī)學(xué)科影像資料可能仍未納入醫(yī)院整體的PACS系統(tǒng)中，往往是相對(duì)獨(dú)立的保存相關(guān)資料，甚至是僅僅保存在影像設(shè)備的后處理工作站上，即尚處于微型PACS（mini-PACS）以及單機(jī)工作站模式。上述模式不利于核醫(yī)學(xué)影像資料的快速檢索、查詢和長(zhǎng)期保存，無(wú)法和醫(yī)院的CT、MRI等相關(guān)影像資料關(guān)聯(lián)，更無(wú)法方便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[19-20]。

2 核醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的做法與建議

2.1 建立完善的有利于教學(xué)實(shí)踐的PACS系統(tǒng)

PACS系統(tǒng)是對(duì)醫(yī)學(xué)圖像信息進(jìn)行數(shù)字化采集、存儲(chǔ)、管理、傳輸和重現(xiàn)的系統(tǒng)，它不僅有助于提高醫(yī)療工作效率與質(zhì)量，也為醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)教學(xué)提供了新的平臺(tái)[21-22]。根據(jù)PACS系統(tǒng)連接范圍與覆蓋的廣度，一般可將PACS系統(tǒng)分為四類(lèi)，即基于互聯(lián)網(wǎng)的PACS系統(tǒng)、全院PACS系統(tǒng)（full-PACS）、mini-PACS系統(tǒng)、單機(jī)工作站[23]。上海市第六人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科的PACS系統(tǒng)已完全整合至醫(yī)院整體PACS系統(tǒng)中，為衛(wèi)寧公司開(kāi)發(fā)，完成了從mini-PACS系統(tǒng)至full-PACS系統(tǒng)的升級(jí)。核醫(yī)學(xué)科所有影像設(shè)備（包括3臺(tái)SPECT/CT、1臺(tái)PET/CT、1臺(tái)伽馬相機(jī)）的圖像資料，包括原始采集數(shù)據(jù)和處理后的圖像，均傳輸?shù)饺篜ACS上，并進(jìn)行自動(dòng)備份和儲(chǔ)存，同時(shí)整合了用于處理SPECT/CT和PET/CT圖像融合的第三方軟件，能對(duì)SPECT/CT和PET/CT的圖像進(jìn)行再融合和再處理。同時(shí)科室的報(bào)告系統(tǒng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）相關(guān)聯(lián)，能夠非常方便地檢索、調(diào)閱患者的影像資料以及其他所有相關(guān)臨床資料，包括其他檢查、檢驗(yàn)結(jié)果以及臨床病歷與病史信息，尤其是能同步調(diào)閱患者在院的CT和MRI影像資料，對(duì)于實(shí)現(xiàn)多模態(tài)影像教學(xué)非常有利[24]。

通過(guò)HIS-PACS系統(tǒng)，科室可對(duì)常見(jiàn)病的典型圖像和罕見(jiàn)病的典型圖像做標(biāo)記與自動(dòng)化記錄，以利于后續(xù)檢索和用于教學(xué)；對(duì)疑難病例的電子化留存，利于后續(xù)隨訪、學(xué)生讀片和考評(píng)測(cè)試等。該系統(tǒng)的應(yīng)用可非常方便地搜集教學(xué)素材，建立教學(xué)資料庫(kù)，用于教材編寫(xiě)和教學(xué)課件制作[25]。

通過(guò)一體化整合的PACS系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)一站式的見(jiàn)習(xí)和實(shí)習(xí)教學(xué)，既能調(diào)閱患者的核醫(yī)學(xué)影像圖像，也能調(diào)閱解剖影像學(xué)圖像。在教室的一個(gè)電腦終端就可以調(diào)閱教學(xué)圖像和患者資料，進(jìn)行實(shí)時(shí)的多模態(tài)影像處理和演示。教師可結(jié)合患者臨床信息和影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生動(dòng)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量；學(xué)生也可現(xiàn)場(chǎng)操作、處理和調(diào)閱圖像，加深印象；從而實(shí)現(xiàn)理論與臨床實(shí)踐的過(guò)渡，為學(xué)生今后的臨床工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[26]。

由此可見(jiàn)，不斷完善的PACS系統(tǒng)對(duì)于核醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升以及多模態(tài)影像教學(xué)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要[27]。隨著醫(yī)療大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展、現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，基于互聯(lián)網(wǎng)的PACS系統(tǒng)的需求必然不斷增加?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的PACS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院間醫(yī)療資源的共享，從而實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院、城市、地區(qū)乃至國(guó)家之間核醫(yī)學(xué)教學(xué)與人才培養(yǎng)的互通互聯(lián)。雖然尚存比如數(shù)據(jù)安全性等相關(guān)問(wèn)題[28]，筆者認(rèn)為，未來(lái)高質(zhì)量核醫(yī)學(xué)教學(xué)的開(kāi)展以及人才的培養(yǎng)均離不開(kāi)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的PACS系統(tǒng)的建立與完善。

2.2 編寫(xiě)新的基于多模態(tài)影像的核醫(yī)學(xué)教材和教案

隨著SPECT/CT和PET/CT的應(yīng)用日益廣泛，教材編寫(xiě)也應(yīng)當(dāng)適應(yīng)新的要求，應(yīng)該引入解剖影像和比較影像學(xué)的內(nèi)容。核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)教材的編寫(xiě)建議改變目前按系統(tǒng)編寫(xiě)的模式，改為主要按疾病分類(lèi)編寫(xiě)的模式?？上认到y(tǒng)講述每種核醫(yī)學(xué)顯像的基本原理和主要臨床價(jià)值，然后按疾病分類(lèi)，分別講述每種疾病的核醫(yī)學(xué)檢查以及相應(yīng)的解剖影像知識(shí)。

比如，核醫(yī)學(xué)肺灌注顯像，可先講述肺灌注顯像的基本原理和主要臨床價(jià)值，然后按疾病種類(lèi)，主要講述其在肺栓塞診斷中的應(yīng)用，結(jié)合SPECT/CT圖像融合，講述肺的CT解剖影像，如分葉、分段等[29]。同時(shí)應(yīng)講述與肺栓塞相關(guān)的比較影像學(xué)內(nèi)容以及各自特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。明確肺灌注顯像的優(yōu)勢(shì)何在，缺點(diǎn)在哪兒，什么情況應(yīng)選擇這種檢查等。再比如，核醫(yī)學(xué)最常見(jiàn)的骨顯像，建議引入SPECT/CT的內(nèi)容，否則教學(xué)內(nèi)容可能顯得枯燥乏味。講述骨顯像的基本原理后，可以按照主要臨床應(yīng)用，按疾病種類(lèi)分別講述其核醫(yī)學(xué)和解剖影像的表現(xiàn)，包括CT和MRI。核醫(yī)學(xué)骨顯像主要用于診斷轉(zhuǎn)移性骨腫瘤、原發(fā)性骨腫瘤和特殊類(lèi)型骨病等。沒(méi)有CT融合，其在骨關(guān)節(jié)良性疾病的應(yīng)用價(jià)值十分有限；有了SPECT/CT以后，則可以清晰顯示關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)變化，骨SPECT/CT斷層顯像在骨關(guān)節(jié)疾病中就有很大價(jià)值，比如退變關(guān)節(jié)炎、撞擊綜合征、假體松動(dòng)與感染、隱匿性骨折等[30]。

通過(guò)編寫(xiě)新的基于多模態(tài)影像學(xué)知識(shí)的核醫(yī)學(xué)教材和教案，可以讓學(xué)生更加深入地了解疾病的功能與解剖結(jié)構(gòu)之間內(nèi)在的聯(lián)系，通過(guò)傳統(tǒng)放射學(xué)圖像加深學(xué)生對(duì)核醫(yī)學(xué)圖像的理解，同時(shí)通過(guò)核醫(yī)學(xué)影像進(jìn)一步加深對(duì)放射診斷學(xué)的印象，從而達(dá)到更貼合臨床的教學(xué)效果，提高醫(yī)學(xué)生的綜合臨床水平[31]。

3 小結(jié)

核醫(yī)學(xué)的發(fā)展已從平面顯像到斷層顯像，從單一模式到多模態(tài)融合，核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)從業(yè)者不僅要熟練掌握傳統(tǒng)臨床核醫(yī)學(xué)功能影像內(nèi)容，更要精通各種解剖影像學(xué)知識(shí)，但目前我國(guó)核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容尚未及時(shí)更新、核醫(yī)學(xué)科教學(xué)相關(guān)系統(tǒng)尚未完善建立，使得大多數(shù)情況下核醫(yī)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和方法已無(wú)法匹配目前臨床核醫(yī)學(xué)的高速發(fā)展。同時(shí)根據(jù)2021年國(guó)家八部委聯(lián)合下發(fā)的《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，我國(guó)核醫(yī)學(xué)需“加強(qiáng)人才培養(yǎng)”[32]。為此，當(dāng)前，亟需通過(guò)建立完善的有利于教學(xué)實(shí)踐的PACS系統(tǒng)以及編寫(xiě)新的基于多模態(tài)影像的核醫(yī)學(xué)教材和教案，提高臨床核醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)新一代符合臨床需求的、能夠帶動(dòng)學(xué)科發(fā)展的綜合型核醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)師的目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而最終更好地為廣大患者提供同質(zhì)化、高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)。