时间:2023-08-24 09:28:39
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇医学影像技术的前景范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)30-0215-01
近年来,面对大学生开展的艺术设计竞赛方兴未艾,近一半比赛项目被各高校用作广告设计、图形创意等课程的实训项目,大量比赛帮助教师在课程教学中形成了双向审核机制,一是教学大纲要求掌握的重难点审核机制,一是企业需求指导下的创意表达审核机制,前者由学校围绕教学大纲的统一安排下制定的标准,而后者是符合企业调性以及如何占有市场的实际操作制定的标准,双向审核存在相互制约有相互促进的作用。
教师将比赛项目引入对应课程中是对课程结构的完善过程,这一手段补充了,传统课程中注重欣赏,掌握创意手段,忽略广告市场效应,消费人群满意度的空白。对广告规律的掌握中学生与老师都存在不一样的理解和实践,而我们在同一命题基础上,常常会看到学生的作品表现手段,广告效果的千差万别。原因无外乎以下几点,第一,对课程中思维环节的固步自封,缺乏对固有形式的突破意识。第二,对事物是否合理的存在缺乏实践的勇气与动力。第三,对新鲜事物的理解停留在对外观的关注上。第四,团队合作中缺乏表达自身思维的欲望。第五,社会中学生观点不被重视思维缺乏上升的渠道。这些问题都在制约着高校艺术教学的效果,导致知识点的巩固不能向良性方向发展,并在不久之后影响区域广告的水准与质量。
教师的责任便是利用教学方式的适时变革去影响这一时代性很强的学生问题,将教师自身打造成“双师型”教师。既具有教书育人,又具有进行职业指导等方面的素质和能力。具备与讲授专业相对应的行业、职业素质,有应能按照市场调查、市场分析、行业分析、职业及职业岗位群分析,调整和改进培养目标、教学内容、教学方法、教学手段,注重学生行业、职业知识的传授和实践技能的培养。具备相应的适应能力和创新能力,即要适应资讯、科技和经济等快速变化的时代要求,具备良好的创新精神,善于组织和指导学生开展创造性活动的能力。只是了解学生的生活和心理状态,或是仅仅明确双师型教师的迫切性,都不足以影响教学方式的变革,只有当教师在教学观念上发生思想转变,才能身体力行的践行改革。
思维引导胆子大一点。对思维宽度的拓展是开启不同学生思想大门的钥匙,非线性思维的引导胜过规范达标式的指导。要做到非线性的思维方式,首先,教师的思维就必须存在跨界的源动力,设计的人生来就是为了解决各种问题,教师对生活周遭环境的不满应该是可以用设计转换成新的课题的。清华美院的一位教授,他用了两年的时间学习景观规划,完成轰动重庆的步行街新地标“重庆之眼”的设计,许多大赛为他的作品特设综合设计奖。这种跨界的能力是对现状不满的态度,艺术所涉及的主题已不仅是纯粹的艺术本体问题。当代艺术与其他学科如何结合的问题,给艺术家带来了重大机遇与挑战,对学生的思维引导就该大胆的让原本毫不相干,甚至矛盾、对立的元素擦出灵感火花和奇妙创意。第二,我们每天面对太多的资讯和信息,我们总在提示学生注意收集生活点滴,我们总是大言多听多看多想,教师必须告诉学生哪些方法能够帮助他活得更宽广,在设计思维课程中我曾经倡导利用分类统筹法完成对复杂讯息进行标准分类的手段,这些方法其实一直存在于设计方法学里,从香港理工到清华美院,都在帮助学生思考老师说的,看、想、做的标准。让学生自己去定一个标准,老师只是让这个标准在看起来越来越合理。第三,如果你的作品没有趣味,就没人想看。什么是有趣,有趣又有什么标准?有趣不是一群人玩得很开心,而是笑过以后留下感动的泪水,这种泪水是用知识唤醒他们对过去知觉和记忆进行感知的产物,唯有愉快有趣的课程设置才便于教师将知识以病毒的方式传授给学生,设计思维课程里分类统筹的方式是将武汉各个商业娱乐休闲区域进行情感及色彩的划分,几百人近千张照片实际上已经完成了一次武汉的心灵旅行,这种快乐教学怎么会学不到知识呢!
知识讲授论据多一点。论据是知识点传递过程中的兴奋点,如果课程里的知识点像蔬菜一样,那老师举出论点就是沙拉酱,如果我们为学生开出课程大餐,那么每一个老师在知识点论据的选择上就是不同口味的沙拉。一种沙拉酱是经典的,是那些大师留下的精华作品,老师把这些论据带给学生是能结合先贤的预言和后世们的评价,通过老师的素养阅历进行揉合的,这种论据存在于历史的经典中,只是老师们再表述的时候会片面,而这样的片面必须由教师所经历的实际案例进行补充。一种沙拉是自助调味的,是老师所经历的实践的,是老师用情感去经营过的论据,这种论据是老师结合课程知识所需为学生精心准备的,描述过程中充满了对这种案例的尊重,在讲授中也会利用经典案例去佐证自己作品的可靠与底蕴,就像材料课程中教师结合自己装修房屋时对材料的筛选那样,将不同材料赋予生命,让材料说话,或是让生活中的一切事物“说话”,才有助于将知识点从感性到理性一步步传授于学生,在我指导过得一件获奖作品中,我们尝试了让街道让城市说话的互动广告设计,它利用了人的好奇心将柔顺的秀发造型铺设在商铺的玻璃门上,当女孩面对镜面光照的时候会不自主的张望玻璃门,此刻他的样子与玻璃门上的柔顺秀发重叠在一起,通过亲身体验去感受到海飞丝给消费者带来的飘逸秀发,使人身临其境、印象深刻,并且有想要购买的欲望以上的广告案例中主要特点是将广告的媒体进行了拟人化处理,营造了一种让受众立即理解广告诉求的广告情景。而要做好这些唯有在教学中多将自己的案例与生活细节结合在一起研究。
作业演示动机纯一点。课题演示并不是去讲为什么要做演示,而是谈你把谁视为演示受众。老师把演示做为在学生面前有面子,老师把演示做为学院对自己的刁难,这些想法都是被动的,课程中的演示过程,是教师将自己对作品的理解,或结合当时教学环境的感受融入到课堂演示作品中的过程,具有理性与感性共存的特性,在演示过程中教师需要结合讲授与谈话的方式便于知识点的传达,而在演示过程中,教师本着创作一件作品时对灵感的挖掘,和对艺术激情的保留,课程演示就是在体验中达成感官认识的过程,容易增加对知识点的认知,而且体验所涉及的感官越多,教学效果就愈令人难忘、愈容易成功。
课堂游戏环节精一点。第一情感体验互动是帮助学生完成课程任务的有效途径之一,我们从大量设计竞赛中,不难发现广告主都希望在轻松的环境中给予消费者认知,而将这一方法移植到我们的教学中,就形成了以游戏式教学为辅的授课方式,一个优质的教学不仅仅只是课件视觉让学生产生注意力,更是师生互动中给予对方的一种提示启发,游戏式善于利用传播信息的特点,激发学生联想,激发学生情感体验,引起一切情感活动,这样更有利于学生加深记忆。例如:在中国ONESHOW金铅笔创意活动中,我们为英特尔公司定制了一项有趣的广告,为了表现英特尔让世界每一个人活在童年里,我亲自作为广告片中的演员,在触碰到搭载英特尔的电脑以后像孩子一样淋雨踩水,翩翩起舞……而最终完成的视频,得到评委的一致好评。这则广告不仅仅从视觉上给人一种震撼,而且通过师生间的有趣游戏抓住了评委的内心的情感世界。这就是情感体验游戏所带来的视觉与情感的记忆。
第二,让游戏充满行为体验,行为体验则是通过增加学生的亲身体验,让学生参与其中,它有助于调动学生的一切积极性,调整教学环节难易程度,让学生产生浓厚的兴趣,而我们在游戏环节需要给学生一个亲身体验的过程,恰到好处的利用了教室或其他同学的反应给予学生鼓励。在这一过程中将完成作品过程的快乐情绪传递给学生才能感染我的学生,唤起他们对热爱的一种全新理解,他们才会用心动手。
总结以上,教师在课程指导环节积极转变观念,有助于学生对客观事物的快速理解,一部分教师墨守成规,不论是教学讲授环节还是辅导演示环节,都为学生订立客观标准,对于学生显得枯燥乏味,对于自身显得陈词滥调,在艺术设计内涵与表现变幻多端的今天,教师观念的转变必须随着社会发展而即使调整,从身边的比赛学起,从身边案例学起,只有尝试新观念,才能创造新事物。
一、前言
在医学诊断中,影像学还是一门新兴的科学,但是随着医学的发展和科学技术的不断更新,其在临床中的应用已经非常广泛。作为诊断的依据,影像学诊断为临床诊断和治疗提供了更加科学的依据,在疾病诊断中的作用不可替代。
从伦琴发现X线开始,到人们历史上的第一张X线片,从CT、MRI、介入放射学等技术的新兴,到影像学技术、影像学诊断的普及,医学影像学的发展是一个快速而逐步科学的过程。当前,医学影像学技术在诊断中的运用,已经开始了影像学新的数字影像时代,技术不断革新,在临床医学诊断和治疗领域更是不断进步。医学影像学的不断发展,是整体医学发展中的一个热点,也是未来医学发展的一个趋势。在未来,医学影像学的诊断作用将会更加普及,技术也会更加先进,对医学的贡献将会更大。
二、医学影像学的含义
在广泛意义上,医学影像学是指通过X线的成像,电脑断层扫描,核磁共振成像,超声成像,正子扫描,脑电图,脑磁图,眼球追踪,穿颅磁波刺激等现代成像技术,来检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。医学影像学也称医学成像,又因,之前的胶卷使用的是感光材料卤化银化学感光物来成像的,所以其又称为卤化银成像。
三、影像学的发展现状
目前,随着影像的发展,在临床检查中,X线的透视检查已经逐步减少或被取代,X线摄影检查,被推广开来,其中的DR检查运用的最为广泛。传统的X线造影检查也被多排螺旋CT和磁共振成像取代。这是一个逐渐发展的过程,首先是X线的脊髓照影技术被MRI技术取代,其次是X线在消化道造影、经静脉肾盂造影等,被多排的螺旋CT、MRI结合光学内镜成像技术所替代,另外,DSA的诊断价值逐渐开发出来,取代了CT血管成像和MR的血管成像技术。目前,CT已经成为了临床急诊和确诊的重要依据,MRI也因其无创性、无辐射性、成像参数多、承载信息量大等特性,成为了临床重大疾病的诊断技术。超声及其设备也因其价格低、无创伤等在临床上被广泛运用在了影响学筛选检查中。此外,DS A E t成为了介入治疗的工具。从影响学的发展来看,将来,分子成像将是医学影像学的重要发展方向和研究热点之一。
四、影像学的诊断作用
影像学诊断已经被广泛运用在了临床上的各个方面,一般来说,影像学的诊断作用为:检出病灶、病变点定位、肿瘤良恶性鉴别、术前分期评估、介入诊断及治疗、随访观察等,涉及骨科检查与诊断、胸腔检查与诊断、消化道检查与诊断、泌尿系统检查与诊断、妇产疾病检查与诊断等。诊断技术主要包括:透视、放射线片、CT、MRI、超声、数字减影、血管造影等。随着医学的发展和影像学技术的不断更新,目前影像学诊断为人们提供了更多的价值。
(一)反应局部循环的状况
CT技术和MRI的灌注成像以及MRI的扩散成像等,均可以反应出人体结构的血流量、血容量、循环时间,甚至可以细微到水分子在细胞内的扩散运动等,通过这些技术的运用,在临床上可以给人们提供更多、更详细、更细微的诊断信息,临床主要用于脑、心肌等一些实质性脏器的诊断。
(二)显示脑白质纤维束的走形级改变情况
影响学技术中的MR张良成像技术在诊断时可以显示出脑白质的纤维束走形情况和改变情况,MR张良成像技术其实属于扩散成像技术的延伸,更加有利于人们准确的诊断疾病。
(三)脑皮质功能定位
MR功能性成像技术可以实现脑皮质功能定位。随着影像学的发展,此项技术已经从简单的脑区功能识别发展到了神经学、生理学等领域。可用于喉癌术后与发音功能相关的脑区变化观察,有利于发音功能的恢复。可用于某些疾病康复患者脑皮层反应的观察与训练等。
(四)心脏功能成像
通过CT、MRI成像技术在心肌检查中的运用可以显示出某支冠状动脉闭塞后相应心肌供血情况和活性,及观察治疗后的康复情况,指导心肌梗塞等疾病的诊断与治疗。
(五)检查组织变化,鉴别疾病
影像学磁共振波普可以检测组织的化学成分在磁共振波普上的波形,以此来诊断疾病的类型与组织变化。如,前列腺疾病增生与癌变的诊断、脑肿瘤的诊断与术后复发性诊断等。
五、影像学的发展前景
随着科学的不断进步与影像学的不断发展,目前集诊断与治疗一体的影响学技术和设备也在不断的发展与成熟中,未来疾病的诊断将会更加快捷与准确,治疗效果也会大幅度提升。此外,通过计算机仿真技术的发展与运用,影像学诊断技术奖更加直观与明确,手术范围的确定与病灶切术范围将会更加准确与直接。
在影像学网络化发展的基础上,影像学的图像处理技术也会成为临床上的常规技术,服务器软件也将取代工作站,实现多点化同时处理,提高图像自动处理技术水平。此外,影响学图像的传输也将更加便捷、清晰、准确,甚至医生可以在家里或是度假图中处理诊断图像,完成诊断报告等。
分子成像将会是未来影像学发展的热点,针对多组织、器官特异性的对比剂将会问世,通过特定基因表达、对比增强效果将会更佳,诊断特异性也会更强,在临床上真正实现疾病的早期诊断。
未来影像学的作用将不单单局限于诊断与治疗,甚至会广泛涉及到疾病的预防与保健、人体健康管理等领域。科学在发展,影像学技术也在不断更新,随着分子技术、基因工程等更加细微与高端技术的发展,影像学技术的发展空间将会更加广阔,应用范围也会更加广泛,其前景是我们无法预料的。
参考文献:
[1]唐农轩.矫形外科应用影像诊断学基础[M].西安:世界图书出版公司,1997
[2]林曰增,张雪林 分子影像学研究进展 临床放射学杂志 2003年第22卷第1期
[3]李果珍.临床体部CT诊断学[M].北京:人民卫生出版社,1992
文章编号:1004-7484(2013)-10-6069-02
随着医学影像技术的不断发展,CT、DR、MRI等多种医学影像技术在医学领域和临床应用中取得了创新和突破。借助各种医学影像技术的应用,医护人员对解剖结构的成像更为详细,对病变组织的形态了解更为清晰。本单位拥有的影像技术设备是西门子1.5tMRI、西门子胃肠机、ge单排CT、意大利GMm-DR、飞利浦DR以及飞利浦64CT。本文主要就利用MRI技术对小儿脑部磁共振的影像分析和临床应用,探讨和分析医学影像技术的应用及发展趋势。
1 医学影像技术的临床应用
1.1 医学影像MRI技术简析 医学影像技术中的MRI图像,也可称为磁共振或者核磁共振成像,此项技术借助电子计算机和图像重建的功能重新建立成像的医学影像技术,表现于灰度呈现度不同,反映相对应的组织结构情况的数字化影像技术。MRI对小儿脑部的分辨率较高。MRI的检查范围比较广,非常适合中枢神经系统、头颈部位以及心脏血管等检查,但是对于体内有磁性物质的病人则失去检查功能,而且MRI没有CT适合对钙化的效果检查,对肺部和骨皮质的现实也比CT的检查效果差[1]。
1.2 MRI技术在小儿脑部磁共振的影像分析 本单位拥有西门子1.5tMRI,此设备拥有独特的西门子Tim线圈,可以同时对全身各脏器功能进行扫描、灌注扫描以及成像。西门子1.5tMRI的软组织分辨率较高,无放射线,因而对人体的身体基本无害。扫描过程中,检查对象平躺在检查床上以得到轴位、冠状位、矢状位以及斜位的体层图像,还可以做无创性全身血管成像、闹弥散、灌注等功能成像,西门子1.5tMRI具备高分辨率胰胆管水成像、输尿管水成像等优秀的影像学检查功能,为检查者提早发现病变情况。
回顾近期本单位小儿头部磁共振检查共80例,平均年龄1.5岁,在小儿服用镇静药物熟睡之后进行扫描。将小儿头部放于线圈中心,用海绵垫固定,按照定位图调整扫描的范围。结果发现,80例患儿都获得了比较满意的图像,一次镇静完成检查的患儿58例,服用镇静药物后未能及时扫描导致检查中惊醒,需二次镇静才能获得所需图像的患儿22例。颅内出血患儿33例,脑软化42例,其余为颅内其他疾病和正常磁共振影像。患儿在做磁共振检查前需使用镇静药物,否则运动伪影会影响图像的质量,甚至导致无法获取检查诊断。在扫描过程中应用双梯度中的zoom选项,以提高细微病变的检出率,尤其在小出血点的检测上结果准确。磁敏感加权序列具有高分辨力、薄层重建和流动补偿的优点,有效降低了小动脉和噪声对检查的影响,比较适用小儿脑部血管病变的检查,尤其是小儿细小血管早起出血的诊断精确,并能判断小儿脑组织可存活性几率。而弥散加权序列则可产生两套的图像,其中一套b值是1000的弥散加权图像,另外一套是b值为0的T2加权图像,能减轻颅底磁敏感的伪影,改善信噪比。
西门子1.5tMRI的影像技术具有强大的磁体,先进的相控阵线圈,开放式的设计,大型的磁体空间,成像快速、图像质量和精确度高。本单位西门子1.5tMRI的配置,不仅能更好的满足医疗、科研工作的需求,更带动了单位医疗技术水平再上一个新的台阶。
2 医学影像技术的发展趋势
20世纪下半叶,我国的医学影像技术取得了很快的发展,从单纯的放射诊断科室发展到如今的集诊断和治疗于一体的临床医学影像科室。伴随着计算机、信息科学以及微电子技术的不断发展,我国医学影像技术的发展前景将更为广阔。
在不断发展并日趋完善的先进医学影像的技术中,最初的计算机X线摄影透过人体放射于影像板上形成潜影,再将其放入激光扫描机上扫描,经过模数转换器,图像信号则生成图像。随后发展的CT利用X线对人体某一范围逐层扫描,获取信息,也是经由计算机处理得到重建的图像。此外,CT的图像显示器、多幅照相机等辅助设备,让探测器对X线有更为高度的敏感性,可将接收的X线转变成模拟信号,再变成数字信号,通过计算机处理器变成CT图像,再由多幅照相机摄片提供诊断。随后逐步发展的数字减影血管造影在记忆盘中储存造影、注射部位的透视影像转变的数字,减去蒙片数字,将剩余数字转变成图像,成了较为清晰的纯血管造影像,其技术比一般的血管特管造影更为简便、经济,更少引发合并症,但导管插管技术不断普及以后,静脉法数字减影逐渐被动脉法所替代了[2]。目前的核医学比较先进的显像方式是单光子发射计算机断层显像,将单光子注入人体内,放射性核素发出的射线借助计算机重建影像,这种发展是电子计算机断层和核医学示踪原理相互结合的高科技医疗技术,采集的信息量大,适应面广,特异性高,放射性小,技术的逐渐发展在当今的医学影像技术中有独特的诊断价值。分子影像的出现,为新的医学影像时代的到来带来了曙光。目前全球医学界都致力于研究开创分子影像和基因的治疗,其重要步骤是借助分子探针插入人体细胞内,MRI或者红外线记录信号,再显示分子、代谢和基因转变的图像,为医疗的诊断提供准确的基因表达。而PACS系统的产生是计算机和网络技术飞速发展下的产物,其标志着网络影像学和无胶片时代的来临,PACS系统储存、管理、传输、处理数据,完成在放射科和其他科室之间的影像传递,还通过互联网和微波技术实现远程诊断,这种技术的发展大大提高了当今医学影像技术影像资源的效率[3]。
3 结束语
现代的医学影像技术经过了日新月异的发展,各种的先进设备层出不穷,世界医学界接受了利用医学影像帮助诊断治疗方式并不断研究并创新更高技术的医学影像技术。相信在不久的未来,随着医学界的不断革新、科学医疗技术的不断发展,新技术的研究会为影像学技术的临床应用开启更新的篇章。
参考文献
医学影像学是高新技术与医学的结合点,21世纪医学影像学发展首先依赖于以计算机为主导的高新技术的进步。由于计算机的性能以几何级数升级,必将带动多种医学影像学设备向小型化、专门化、高分辨率和超快速化方向发展,医学影像学检查亦将由大体水平逐渐深入至细胞、受体、分子和基因水平。近年来,美、欧、日等发达国家和地区在医疗影像诊断产业加强战略布局,旨在带动多种医学影像设备向小型化、专门化、高分辨率和快速化方向发展。目前,数字医疗影像技术的发展主要有如下几大趋势:
现代医学影像设备的发展将由最开始的形态学分析发展到携带有人体生理机能的综合分析。通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病发展过程中细胞和分子水平的异常。这将会为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效以及分子水平治疗开启崭新的天地。同时,由于造影剂是影像诊断检查和介入治疗时所必需的药品,未来针对特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能的多种新型造影剂也将逐步问世。
1小型化和网络化
新技术的发展使医学影像设备向床边诊断转变,小型、简便的床边化仪器将越来越多地投入应用,这将对重症监护、家庭医疗、预防保健等提供快速、准确、可靠的信息,提高医生对病人诊断的及时性和针对性。同时,数字化成像将安全取代传统的非数字图像,医院内部所有医学影像学设备将联网,在线大容量数字化图像存储得到普及,由于宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更快捷,图像更清楚,使远程放射学达到普及和实用阶段。网络化也将加快成像过程、缩短诊断时间,有利于图像的保存和传输。影像学科医生不必到医院上班,在家或出差的旅途中即可完成医疗工作任务。医院内部完全取消借、还片工作,临床科室医生在门诊、病房或手术室、监护室直接经网络调阅影像学图像,应用计算机仿真技术设计外科手术方案、并直接在手术过程中引导手术入路、揭示手术切除范围。通过影像网络化实现现代医学影像学的基本理念,达到人力资源、物质资源和智力资源的高度统一和共享。
2多态融合技术使诊断、治疗一体化
在新世纪,将有多种新型造影剂问世(包括组织、器官特异性造影剂,特定基因表达、特定代谢过程、特殊生理功能造影剂),其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强。此外,医学影像学技术直接应用于药物研制,并用于监测疗效,可促进新药的开发进程。
医学图像所提供的信息可分为解剖结构图像(如:CT、MRI、B超等)和功能图像(如:SPECT、PET等)。由于成像原理不同所造成图像信息的局限性,使得单独使用某一类图像的效果并不理想。因此,通过研制新的图像融合设备和新的影像处理方法,将成为计算机手术仿真或治疗计划中的重要方向。同时,包含两种以上影像学技术的新型医学影像学设备(如:CT与X线血管造影机)将更受欢迎,诊断与治疗一体化将使多种疾病的诊断更及时、准确,治疗效果更佳。
1.1图像成像
从本质上来看,生物医学图像成像技术(下文简称“图像成像技术”)与医学影像技术的区别并不大,仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为:利用染色方法和光学原理,清晰地表达出机体内的相关信息,并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有:人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像(如ECT、CT、B超、红外线、X光)、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。
图像成像技术主要包括2个部分:现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集;显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备;特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前,各种医学图像技术的发展都十分迅速,特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面,如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能,尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面,已经引起了相关领域的重视。
1.2图像处理
生物医学图像处理技术,是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后,进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理,以提取或增强特征信息。目前,医学领域所应用的图像处理技术种类较多,统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外,人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。
1.3图像分析及图像传输
生物医学图像分析技术,是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标,以获取感兴趣目标的客观信息,建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据,可揭示机体功能及形态,推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系,进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术,是指应用网络技术,在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像,在异地间进行图像信息交流,可实现远程诊断。同时,在院内通过PACS(数字医学系统—医学影像存档与通信系统),也能在医院内部实现医学图像的网络传递。
自伦琴1895年发现X线以后不久,在医学上,X线就被用于对人体检查、进行疾病诊断,形成了放射诊断学的新学科,并奠定了医学影像学的基础。至今放射诊断学仍是医学影像学中的主要内容,应用普遍。50年代到60年代开始应用超声与核素扫描进行人体检查,出现了超声成像(USG)和Y闪烁成像。70年代和80年代又相继出现了X线计算机体层成像(X-ray CT或CT)、磁共振成像(MRI)和发射体层成像(ECT),如单光子发射体层成像(SPECT)与正电子发射体层成像(PET)等新的成像技术。这样,仅100年的时间就形成了包括X线诊断的影像诊断学(diagnostic imageology)。虽然各种成像技术的成像原理与方法不同,诊断价值与限度亦各异,但都是使人体内部结构和器官形成影像,从而了解人体解剖与生理功能状况以及病理变化,以达到诊断的目的,都属于活体器官的视诊范畴,是特殊的诊断方法。70年代迅速兴起的介入放射学(interventional radioloy),即在影像监视下采集标本或在影像诊断的基础上,对某些疾病进行治疗,使影像诊断学发展为医学影像学的崭新局面。医学影像学不仅扩大了人体的检查范围,提高了诊断水平,而且可以对某些疾病进行治疗。这样,就大大地扩展了本学科的工作内容,并成为医疗工作中的重要支柱。近20年,随着计算机技术的飞速发展,与计算机技术密切相关的影像技术也是日新月异,影像诊断学也成为医学领域发展最快的学科之一。常规X线正在从胶片转向计算机放射摄影(CR)或更为先进的直接数字化摄影(DR)的数字化时代。诞生时即与计算机紧密相关的CT、MR则发展速度更为惊人。CT已从早期的单纯的头颅CT发展为超高速多排螺旋CT、电子束CT。在速度提高的同时,扫描最薄层厚也从早期的10mm到现在的0.5mm,最高图像分辨率也达到了1024*1024。这些使CT的应用不仅在于早期横断面呈像,同时可以作细腻的三维重建,模拟内窥镜,手术立体定向,CT血管呈像(CTA)。MR也从早期的永磁体、低场强发展到现在的超导、高场强,分辨率在常规扫描时间下提高了数千倍,磁共振血管呈像(MRA)已成为常规检查项目,同时灌注、弥散、功能呈像以及磁共振波谱(MRS)技术正在研究发展之中。超声医学近年来发展迅速,已与X线、CT、磁共振、核素并驾齐驱,成为临床五大医学影像手段。
声波是一种机械能的表现形式。声源每秒振动的次数叫频率,一般用赫兹表示,简写为Hz。频率在2000Hz以上的声波即为超声波。超声波在传播过程中要发生反射,折射以及多普勒效应等。超声波在介质中传播时,发生声能衰减。因此超声通过一些实质性器官,会发生形态及强度各异的反射。由于人体组织器官的生理,病理,解剖情况的不同,对超声波的反射,折射和吸收衰减各不相同。超声诊断就是根据这些反射信号的多少,强弱,分布规律来判断各种疾病。医用诊断超声波的发生与接收,均由特制的探头来完成,它能把电能和声能互相转换。按照超声回声显示方法来分类,超声诊断仪可分为脉冲回声式和频移回声式两大类型。脉冲回声式超声诊断仪包括幅度调制型超声诊断仪(A型超声仪,简称A超)、辉度调制型超声诊断仪(B型超声仪,简称B超)以及回声辉度调制型超声诊断仪(M型超声仪,简称M超)。频移回声式超声诊断仪(D型超声仪)包括频移示波型超声诊断仪(脉冲波式和连续波式多普勒)彩色编码频移回声式超声诊断仪(彩色多普勒血流显像,简称彩超)等。
超声诊断学是一门边缘学科,以解剖学、病理学等形态学为基础,紧密结合临床医学,近年来发展迅速,已与X线、CT、磁共振、核素并驾齐驱,成为临床五大医学影像手段。超声诊断学的主要内容包括:一、脏器病变的形态学诊断以及器官的超声解剖学的研究。超声诊断是以形态学为依据的,因此它的基础是病理解剖学形态改变及由此而产生的组织的声学变化。超声检查可获得各脏器断面图像,此即为诊断的形态学基础,能够对病变进行定位定性诊断。二、功能性检测。超生图像可显示由于脏器、组织的生理变化而出现的相应规律性变化,如胆囊收缩、胃排空、胃肠道蠕动、膈肌运动、卵巢功能性变化及心脏的舒缩。多普勒超声可显示心脏及其他脏器血管的血流变化,以判断其功能状况。三、介入性超声。包括内窥镜超声和术中超声,介入性超声在临床的广泛开展使得超声诊断与临床、病理学、组织学紧密结合,不仅提高了诊断水平,还进一步开展了一些临床治疗,开辟了超声诊断、治疗在临床医学的新领地。
介入超声技术作为现代超声医学的一个分支,是1983年在哥本哈根召开的世界介入性超声学术会议上被正式确定的。它是在超声显像基础上为进一步满足临床诊断和治疗的需要而发展起来的一门新技术。其主要特点是在实施时超声的监视或引导下,完成各种穿刺活检、X线造影以及抽吸、插管、注药治疗等操作,可以避免某些外科手术,达到与外科手术相媲美的效果。与其他影像学介入手段相比,由于介入性超声具有实时、准确、便捷、无辐射、费用低廉等优点,已广泛应用于临床。而不断出现的各种新型介入性超声内镜,在进行穿刺过程中,内镜视野和超声视野同步,超声影像上可以显示穿刺进针的全过程,精确控制针尖在病变内的位置,使穿刺准确安全,大大提高了可以穿刺的范围。同时彩色多普勒在介入性超声内镜中的应用,有效地区分血管和非血管结构,保证了穿刺的安全性。目前国内外学者更多将研究重点放在了介入性超声内镜的肿瘤治疗,如光动力治疗、射频治疗、免疫治疗、基因治疗、组织间放疗等。
介入性超声有着广阔的发展前景,有些疾病的治疗已成为临床不可取代的治疗方法。同时,医学影像学的整体水平的发展为患者诊疗提供了更宽广的选择空间,患者可权衡各种手段的利弊作出更为合适的选择。
作者单位:徐州医学院
一、医学影像学的发展趋势与要求
医学影像设备的不断更新,新的医学影像技术的不断涌现,计算机及多媒体技术的不断发展,使医学影像学专业知识不断更新并向前发展形成新的理论。医学影像学由X线透视、摄影等传统的放射诊断学演变成涵盖了普通放射学、CT、磁共振、超声、核医学,甚至包括介入放射学等多门学科,并不断地向深度和广度发展。医学影像学为临床提供了大量的影像信息,不仅能提供二维的传统图像,还可以提供三维、甚至四维的影像资料,以帮助临床医师判断器官的功能改变。现代医学影像学已不再单纯通过形态学表现做出影像诊断,已能从显示形态改变到反映器官的功能变化,甚至能反映分子、生物化学水平的变化;影像学也进一步从单纯的疾病影像诊断向诊断及介入治疗方向发展。医学影像技术的飞速发展,带来了诊断能力的提高,使医学影像学在临床工作中的应用越来越广泛,临床医生已经离不开医学影像设备,离不开影像科医生。医学影像学博大精深,与内科学、外科学、妇产科学、儿科学、解剖学、病理学、物理学、计算机学等多个学科和专业领域相关,这就对医学影像学的授课老师和学生提出了很高的要求。不仅要具备丰富的临床医学专业知识,扎实的病理学、解剖学、生理学、生物化学甚至分子生物学基础,还要具备一定的物理学、数学、计算机知识。
二、医学影像学教学中目前存在的主要问题
1.以设备为单位的学科划分模式阻碍了医学影像学的发展目前国内很多医院,甚至包括一些著名大医院的放射科、超声科、CT室、核磁室、介入放射科都是独立的,业务上相互间的交流很少,导致医学影像学的教学割裂开来,形成了以设备为单位的几个独立的分支,每个分支的课程教学由相应科室的老师分别承担。放射科的教师讲授普通X线部分,CT、核磁室的教师讲授CT、MRI部分,超声科的教师讲授超声诊断学部分,介入放射科的教师讲授介入放射学部分。每位教师授课均按照概述、病理与生理、临床表现、影像学表现、诊断与鉴别诊断程序进行,造成教师间涉及到的基础知识重复多,各种影像学表现之间没有联系。近年来,随着新的医学影像技术不断出现,原有的一些传统的影像学检查技术及方法已逐渐被淘汰、弱化,而新技术需要不断地被普及、推广、运用到临床实践中来。同时,又有很多疾病的影像学诊断需要各种检查方法、技术及各个学科之间交流、协作才能解决,如胃肠造影和胃部CT、MRI影像互为补充,相互间的影像信息补充能大大提高疾病的诊断准确性。因此,旧的、传统的以设备为单位的学科划分模式已经不适应学前医学影像学的发展和医学影像人才培养的需要。
2.教学方法及手段落后。目前国内传统的医学影像学教学与临床实际脱节,都是老师按照教科书上的内容,按部就班地讲,学生死记硬背。教材内容相对陈旧,表述不详或过于简单。实习课仍然是带教老师带着一大堆典型的X线片、CT片或MRI片采用投影仪,在课堂上一份一份病例进行讲授,讲每一个病例的影像征象,诊断及鉴别诊断,显示以二维图像为主,没有立体感,学生通过死看片子来了解、认识疾病的影像学表现。超声(包括心脏多普勒)检查,X线胃肠造影、全身血管造影等动态影像资料大多以静态的形式展示,不利于学生学习和理解,影响了教学质量的提高。因此,传统的教学模式和教学方法已不适合医学影像学课程,需要对现有的教学方法进行改革和创新,将新的教学模式、教学方法应用到医学影像学教学中来。
3.考核方式单一。理论考试仍是很多医学院校医学影像学课程的唯一考核方式,这种考核方式存在多种弊端,导致学生只重视理论课,忽视实习课,理论和实践脱节,不能激发学生的学习兴趣和主动思考的能力。学生为了考试成绩,死记硬背,忽视实际分析和解决问题能力,培养不出学生的独立思考、综合分析、准确判断能力。
三、改革与探索
1.建立“大影像”,按解剖系统、以疾病为中心综合授课首先应打破以设备划分学科的做法,医学影像科应作为统一的“大影像”实行亚专业分组,学可根据系统分为神经、胸部、腹部、骨关节等几大亚专业组,每个亚专业组都有学术带头人及学科骨干,学术带头人及学科骨干以该领域作为研究方向,进行临床、教学及科学研究,从临床、教学到科研均突出亚专业优势,从而形成具有专业特色的教师队伍及教学内容。对年轻教师的培养要全面化、专业化,广泛学习、全面掌握各种影像学检查技术和诊断技能。最后教学实行按系统、以疾病为中心的综合授课,各学组的教师分别负责最擅长的章节进行授课,每一位教师讲述疾病的病理、临床表现后分别讲述该病的X线、CT表现及MRI表现、各种影像学检查方法的优缺点、该病的影像诊断及鉴别诊断,能最大限度地利用教学资源。这样不但提高了教师的综合业务能力,扩展了他们的知识面,也提高了各系统的教学能力,有助于学生从根本上了解各种影像学检查方法的优势与局限性,学会在临床工作中合理使用最佳的影像学检查手段。
1 引言
随着计算机技术的飞速发展和信息时代的到来,医学成像成为了现代医疗技术不可缺少的一部分。由于各种成像设备的成像原理有所差异,不同模态的图像有各自的优点和局限性。在此背景下,充分利用现有的成像设备,研究一种能整合来自不同成像设备的图像信息并将其作为一个整体加以表达的图像融合技术,受到了相关领域的高度重视。本文分析了多模态医学图像融合的典型方法,并在Matlab环境下进行了仿真实验,为相关领域的专业人员和非专业关注者提供了参考。
2 多模态医学图像的融合方法
医学图像融合方法可分为像素级、特征级和决策级三个层次,目前应用比较广泛的是像素级层次融合融合方法,同时它又是后两种融合方法的基础,本文主要研究像素级层融合方法。
根据其特点、融合步骤和基本原理,又可将其分为基于空间域融合方法和基于变换域融合方法两大类。这两类方法不是相互独立的关系,在许多算法中将两者结合使用可以达到更好的融合效果。
3 多模态医学图像融合matlab仿真程序
本文针对以下几种融合方法,进行了多模态医学图像融合的仿真实验,实验所用为两幅已经做完配准处理的MRI和CT图像,如图1所示。
下面将详细阐述程序实现和实验结果,如图2所示。
3.1 像素灰度值极大/极小融合法
% 图像像素灰度值极大法
for i=1:m1
for j=1:n1
if (abs(M1(i,j)) >= abs(M2(i,j)))
M3(i,j) = M1(i,j);
elseif (abs(M1(i,j)) < abs(M2(i,j)))
M3(i,j) = M2(i,j);
end
end
end
3.2 像素灰度值加权平均融合法
% 图像加权融合
M3 = 0.5* M1 + 0.5* M2;
M3 = im2uint8(M3);
M4 = 0.3* M1 + 0.7* M2;
M4 = im2uint8(M4);
3.3 傅立叶变换法
程序代码如下:
% 对图像进行二维傅里叶变Q
y1 = fft2(M1);
y2 = fft2(M2);
% 对变换系数进行加权融合
y3 = 0.5* y1 + 0.5* y2;
y4 = 0.3* y1 + 0.7* y2;
% 傅里叶反变换
M3 = ifft2(y3);
M4 = ifft2(y4);
% 数据类型转换
M3 = im2uint8(M3);
M4 = im2uint8(M4);
3.4 小波变换法
zt =2;% 小波分解层数
wtype = 'db1';%使用的小波类型
% 小波分解
[c0, s0] = wavedec2(M1,zt,wtype);%多尺度二维小波分解
[c1, s1] = wavedec2(M2,zt,wtype);%多尺度二维小波分解
%小波系数简单加权法
c = (c0 + c1)* 0.5;
% 高频部分系数选择绝对值极大法,低频部分系数采用二者求平均的方法
KK = size(c1);
Coef_Fusion1 = zeros(1,KK(2));
% 低频系数的处理
Coef_Fusion1(1:s1(1,1)) = (c0(1:s1(1,1)) + c1(1:s1(1,1))) / 2;
% 高频系数的处理
MM1 = c0(s1(1,1) + 1:KK(2));
MM2 = c1(s1(1,1) + 1:KK(2));
mm = (abs(MM1)) > (abs(MM2));
Y = (mm.* MM1) + ((~mm).* MM2);
Coef_Fusion1(s1(1,1) + 1:KK(2)) = Y;
% 小波重构
Y1 = waverec2(c,s0,wtype);
Y2 = waverec2(Coef_Fusion1,s0,wtype);
4 结语
多模态医学图像融合技术是医学图像处理技术的一个重要分支,在临床诊疗、计算机辅助诊断、远程医疗、放射治疗及手术计划的制定等方面有着广泛的应用前景,对医学影像的进步和发展有重要的促进作用。在此背景下,本文分析了多模态医学图像融合的典型方法,并给出了Matlab环境下的仿真实例,对相关领域的专业人员和非专业关注者具有一定的参考价值。
参考文献
[1]李伟,朱学峰.医学图像融合技术及其应用[J].中国医学影像技术,2005,21(07):1126-1129.
[2]田娅,饶妮妮,蒲立新.国内医学图像处理技术的最新动态[J].电子科技大学学报,2002,31(05):485-489.
[3]陈显毅,周开利.医学图像配准常用方法与分类[J].信息技术,2008(07):17-19,24.
[4]胡朝芬,黄之杰,罗来华.医学图像融合技术研究进展[J].医疗卫生装备,2010,31(04):157-160.
[5]孙野.医学图像融合算法的研究[D].吉林大学,2011.
[6]邱建峰,聂生东.医学影像图像处理实践教程[M].北京:清华大学出版社,2013:108-109.
[7]王阳萍,杜晓刚,赵庶旭,王松.医学影像图像处理[M].北京:清华大学出版社,2012:150-151.
[8]张莉.医学图像融合及算法研究[D].南京理工大学,2006.
[9]柴苗.医学图像融合算法研究与应用[D].西安电子科技大学,2009.
[10]刘雯敏.医学图像融合的方法研究及其应用[D].江南大学,2013.
[11]何凯.像素级医学图像融合研究[D].西北工业大学,2006.
[12]陈爽.基于小波和复小波变换的医学图像融合的研究[D].山东大学,2007.
作者简介
陈文(1996-),江苏省苏州市人。在读硕士。研究方向为医学影像。
多年以来,在医学的发展历程,疾病的检查手段日益繁多,社区医学生知识结构的要求也发生了明显的变化。在这些变化中,最突出的特征是医学影像技术的飞速发展和应用,检查装置趋向计算机化、智能化以及远程医疗信息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用近几年来,我们对社区医学生教学理念和方法及时进行调整,重点提出了社区医学生必须加强影像技能培训的主张。
一、社区医学生掌握影像技能的必要性
社区医学生即将成为正式医生,他们是未来社区医疗队伍的主力军,时代的变迁要求他们应该具有区别于上世纪医学生不同的知识结构,不仅要拥有扎实的医学理论基础知识、社区医学知识和信息技术,更要拥有丰富的医学影像技能,真正做到医学知识的纵向和横向同时发展,为塑造成新型的医学人才打好坚实的基础。把医学生树立为影像技能的培训主体也是改变现有医疗队伍存在的某些不良现象以及适应影像科室配制的主要手段。
(一)影像学的飞速发展现状
21世纪,物理学和电子技术在医学领域联合应用和发展,促使医学影像技术飞速前进,使影像学成为一门充满前景的学科。近年来,影像设备不断更新并涌现出大批新型仪器,使影像学门类繁多、内容复杂、涉及广泛,从诊断领域延伸到治疗领域,产生了多学科的交叉。从医、患熟知的B超、彩超、普通X线、X线计算机体层成像(CT)、核磁共振(MRI)、到知之甚少的发射体层成像(ECT)、直线加速器、数字减影(DSA),各个系统疾病的诊断和治疗对影像设备产生了极大的依赖,医学影像学从上世纪的边缘学科发展成主打学科,影像医学的地位不断提升,应该适时更新、调整教学内容和教学方法,使医学影像学与社区医学的发展相一致。在医院中从辅助科室发展成为代表医疗机构等级和形象的“代言人”。影像设备在各级医疗机构固定资产中的比例越来越大,配合技术的发展必然要求有合格的使用者、解读者和相应的培训方法。
(二)影像学手段的不合理利用和“影像盲”的出现
影像技术在诊疗中的利用率越来越高,有的已成为常规检查,不论从医生角度,还是从患者方面,对影像学的价值都得到了肯定,但是一些矛盾也日益产生,最明显的是部分社区医学生对医学影像知识的缺乏以及过高的估计其诊断价值,不能准确地、恰到好处地使用医学影像技术,造成患者不必要的重复检查,花费高,用时长,甚至有时会延误病人的最佳治疗时机;另有一部分医生接诊病人时只会开影像申请单,仅仅会看报告单上的结论,不能独自阅片。我们把这样的社区医学生戏称为"影像盲"。其结果是影像科室的劳动量巨大,而诊断结果有时又达不到临床的期望值,使临床科室和影像科室之间互相抱怨。解决或缓解这种矛盾的最有效的方法就是从医疗队伍的源头--进入实习期的医学生,即准医生抓起,扩充医学生知识结构,将影像知识变成他们知识体系中重要组成部分,使他们能够合理利用先进的影像资源。
(三)部分社区医学生对影像知识的渴求及偏爱
一些好学上进的医学生在理论学习阶段或者在临床实习过程中接触的影像知识是浅显的、片面的,多是感性认识,当他们耳濡目染在某些疑难疾病的诊断中却发挥了巨大的作用,使他们对影像产生了极大的兴趣,特别希望有机会进一步学习和掌握以便将来在临床工作中灵活应用。在这个情况下,他们中的部分学生会不失时机地向影像科室的老师去请教,作为影像科室的带教老师能深切体会出他们对医学影像技能的求知欲望,我们会尽量向他们客观的讲解相关知识,如何去合理应用,以及每种影像技术在诊断疾病时能达到的层面和局限性。
(四)建设数字化医院的要求
由于多媒体和网络系统的快速普及,大多数医院的影像科室都配有工作站,将病人的图像以特有的格式(如DICOM格式)进行理想化储存,大大方便了日后复查和各科室联合会诊,在一些先进的大型综合性医院已经采用了PACS系统(picture archiving communiaction system)即图像存档和传输系统,对医学图像进行数字化采集、存储、管理、传输和重现,所有的技术不仅被从事影像技术的医生应用,更是临床科室最重要的影像资料,很多疾病需要通过影像手段去诊断、观察治疗效果或者采用影像直视下的介入治疗,如果能独立读片,获得的信息量会远远超过读一份书写完美的来自影像科室的报告单,所以对于社区医学生有必要掌握各种图像的阅读技能和技巧,势必在临床工作中发挥不可估量的作用。
(五)“教”与“学”相互促进
新颖、独特、合理和有效的培训方法能够激发临床实习生对影像学的兴趣和爱好,同时也会给医学教育工作者提出更高的要求,带教人员必须积极学习和掌握影像学方面的知识,学习新技术,开展新业务,对工作精益求精,从而使“教”、“学”双赢,为了适应教学发展,我校近年来已陆续安排多位教师到医院进修影像学技能,以提高现有教师队伍的整体素质。
二、影像技能培训可以预见的目的和效果
(一)影像技能培训目的
使社区医学生充分认识和掌握影像技能的在诊疗中存在价值和对医学发展的推动作用,减少偏见和误区,达到灵活利用影像资源的效果,促进医学影像学的普及和发展;通过实施新的教学方法和评估手段,探求和发现更加合理、有效的教改之路。
(二)了解影像设备的物理成像原理、适应症和禁忌症
具备了这些知识就能够很好地进行诊断和鉴别,认识影像中的伪像;减少“影像盲”以及对影像专业医生的依赖性;提高社区医学生对各项影像技能的认知能力和重视程度,使其客观的看待影像设备发挥的作用,克服某些人思想中存在的“特殊检查是万能检查”以及“高档设备最准确”等错误观念。为了防止今后社区医学生中的"影像盲"的增加,减少对影像报告的依赖性,提高社区医学生独立解读多种影像图片的能力,也为了提高不同科室的医生之间、医患之间的沟通和交流的能力,培养适应现代需要、知识结构合理的高素质复合型人才。
(三)为执业助理医师考试打好基础
消除以前社区医学生知识链中的薄弱环节,与国家实行的执业助理医师考试接轨,培养实习医生的综合素质,快速提高读片能力,消除对技能考试中影像部分的恐惧感,使他们能够按期通过考试,早日获得相应的资质。
三、社区医学生影像技能培训趋向――使医学生在诊疗实践中形成“高效价比”概念
以往,社区医学生的影像技能培训一般在1周左右完成,涉及的内容多,包括普通X线、透视、CT、MRI等,涵盖范围广,包括全身各个器官、各个系统的疾病,要想让学生们在短时间内掌握那么多复杂难懂、原理各不相同的影像知识是有难度的。因为医学影像诊断以形态学改变为基础,演示着人体解剖结构和病理变化发生和的发展过程,所以既形象,又抽象,还有不可预知的偶然性和特殊性。为了提高社区医学生对影像技能,建立一支高质量的教师队伍是提高医学生临床技能质量的重要保证。我校教学管理者重视影像诊断学的教授方法,教师适当增加理论课的课时以及讲解的深度和广度,增添实习内容,采用多种教学手段,多提供参加影像科室的阅片和综合会诊的机会。培养学生一分为二地看待各种影像检查手段,以及各自的优势与不足。
在医学影像技能与医学生的临床知识不断融合的过程中,针对不同类别的疾病选择不同的“高效价比”影像设备。客观认识不同部位、不同疾病以及病人不同的经济条件采用不同的诊疗手段,达到最高的“效价比”,特别要形成和注重“效价比”的观念,即医学生能熟练掌握医疗技巧,合理选取最适当的医学影像手段,为患者提供快捷、有效的影像诊断方法,缩短就医流程,而病人的花费最少,诊断能力在质和量上明显提高,同时节省危重病人确诊时间,最大限度地减轻患者的经济负担,从而改善医患关系。为医学生树立一个良好的医疗理念。
参考文献:
[1]Peredina A,Allen A.Telemedicine technology and clinical application. A. 1995.
[2]文戈,张雪林.医学影像学教学改革探讨[J].山西医科大学学报,2006,(6).
中图分类号:G712 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.04.115
北海市卫生学校(原北海市合浦卫生学校)始建于1958年,属卫生行业主管公立中等职业学校,是国家级重点中等职业学校和广西示范性中等职业学校。2007年学校被自治区卫生厅确认为广西第三批全科医学教育理论教学培训基地,附属医院确认为临床技能培训基地。2012年学校被教育部、财政部、人力资源和社会保障部批准为第三批“国家中等职业教育改革发展示范学校”立项建设单位,医学影像技术专业是重点建设专业,附属医院是临床实践技能实训基地作为特色项目重点建设。北海市卫生学校附属医院既是师生参加社会和技能实践的重要实训基地,也是对应卫生产业的经济实体。多年来,附属医院为保障人民身体健康服务地方经济作出贡献。
我校医学影像技术专业1975年开办,具有四十多年办学经验,初期称为放射医士专业,进入新世纪后一系列的教学改革和创新,医学影像技术专业已经发展成为我校的特色重点专业,2005年被广西自治区教育厅认定为全区中等职业教育示范专业,2013年我校中等职业教育医学影像技术实训基地建设项目竣工并顺利通过广西自治区教育厅验收。我校医学影像技术专业年招生人数较多(250人/年),在校生规模较大(686人)的专业,培养了广西医学会影像技术委员会主任李文美、副主任钟易等一大批区内该专业杰出学者、专家和技术人才,据统计,全广西大部分医院县市级放射科主任和副主任均为我校该专业毕业生。
北海市卫生学校始终把卫生中等职业教育和医疗服务协调发展、互相促进作为学校的办学特色和基本方略,教产结合是学校提高教学质量和医疗服务质量重要的抓手。医学影像技术专业需要X线机、DR、CT和超声等大型医疗设备作为教学设备,不但价格昂贵,而且人员和环境要求高,诊断治疗和技术操作人员准入认证、人员防护、环境防护以及患者防护等都非常严格,如果没有附属医院作为临床实训基地依托,实行教产结合,这些大型医疗设备就单纯作为示教教具,必定造成资源浪费,生均教学设备均费用很高,学校难以维持运转。反之,如果以附属医院作为临床实训基地依托,实行教产结合,学校对附属医院实行一体化管理体制,不断完善医学教育功能和医疗服务功能,一方面开展医学应用性技术的研究和开发,提高大型教学设备的使用效益,降低了教学投入成本,增强了学校经济实力;另一方面教产结合的收益除满足附属医院的发展外,还投入到学校的基础设施建设中。附属医院作为师生参加社会和技能实践的重要实训基地建设,附属医院的建设和发展壮大,就能很好地展示学生日后将从事的卫生职业前景,起榜样示范作用[3-4]。
1 建设工学结合和顶岗实习实训教学硬件
学校附属医院是一所集医疗、教学、培训、科研四位一体的国家二级甲等综合医院,设置有门诊部、急诊科、内科、外科、妇产科、儿科、五官科、口腔科、麻醉科、中医科、理疗科、感染性疾病科等业务;医技部门开设药剂科、放射科、CT室、超声诊断科、心电图室、脑电图室、胃镜室、病理科等科室,开设病床数336张。附属医院加强与医学影像技术等办学专业的实训基地相关建设,建好示教室和所有实习生值班室,安装了超声诊断科教学闭路电视录制和转播系统,完善医学影像PACS系统,真实的医疗服务场景和卫生职业服务流程等为师生参加实践训练提供保证。还新建了两个各拥有30台计算机,配备投影设备的医学影像诊断一体化实训室,新建了每个拥有8套先进B超设备、电脑捕获实时图像可大屏幕投影演示的超声诊断实训室,各科室均安装多媒体大屏幕投影并连接校园网,可随时调用包括附属医院实时CT、DR、超声影像等网络资源中心的教学资源上课,这一系列的建设投入有力地保证了一体化教学的实施,也保证了学生充分实践的机会。
2 改革实训实习课程和创新实训实习管理
以附属医院为依托,学校率先中职学校中应用问题教学法等现代先进教学方法,推行“理实一体化”教学模式,按“模块化”教学,完善阶段实习教学计划和实施方法、重新编写实习生手册,优化和量化阶段2周阶段见习和顶岗实习教学计划和实施方法,完善实习管理相关制度教学模式,实施2周阶段见习和顶岗实习。以附属医院为依托,教产结合,学校创新教学方法,让部分专业课教学在附属医院实施,通过工学结合,改变原来单纯理论教学后再实验的教学方法,引入“导生制”、“助教”教学手段,创新教学方法,全面提高学生的实际操作能力和技能水平[4-5]。以附属医院为依托,教产结合,学校在完善校际共享、校企共享、师生共享、满足专业发展需要的教学资源库,构建以岗位能力职业准入和职业发展为目标、以工作过程和工作任务为导向的课程体系,创新“校企合作、工学结合、顶岗实习”的人才培养模式等方面的取得进展。
3 建设双师型师资队伍
学校重视“双师型”师资队伍的建设,教产结合,增强教师动手能力、知识传授能力、现场指导能力等,不断优化教师队伍的结构。学校建立附属医院专业人员教学轮岗和兼课机制。制定相关制度激励专业人员承担实践教学任务与获取教师资格证书和中职教师系列职称,采取双职(教研室主任、附属医院放射科、CT室、超声诊断科和心电图室等业务科室主任)或挂职的措施,培养学校专业带头人和骨干教师。教师担任附院科主任和兼职教学工作,充分发挥其潜能,认真做好教学工作和医疗服务,以其丰富的专业知识和教学临床经验、优良的教学效果和突出的科研能力获得社会和学校师生的一致好评。教师不仅熟悉操作过程,而且精通原理,并能教会学生;教师不仅将生产、管理、服务知识应用于生产,而且将这些知识能有效地再现、传授给学生。以附属医院为依托,教师应用问题教学法培养学生综合运用知识能力,教师更好地了解学生,提高自身素质,很好地顺应教学方法改革的要求,一方面,大大提高教师自身的动手与实践能力、生产实际问题的解决与分析能力、指导实训与现场教学能力;另一方面,大大提高学生实践技能水平,同时提高教学效率,探求改革课程和提高教学效果的有效途径,实现培养实用型卫生人才的目标[4-5]。学校医学影像技术专业现拥有具备教师专业技术职称又具备卫生专业技术职称的“双师型”教师二十多人,教师实现了从传统经验型教师向现代学者型、反思型、研究型教师转变。。
4 改革学生评价模式
传统的医学影像技术专业学生评价模式较笼统,专业条块分割,无细化和量化标准,难以实现与岗位所需的技能对接。以附属医院为依托,教产结合,重新制订实习生出科成绩评定办法和实成绩评定办法,建立较为科学合理的医学影像技术专业实习生和评价标准,建立以能力为核心的医学影像技术专业学生综合评价模式。学生要掌握多门知识,还要掌握本专业职业岗位的知识、技能和技术。同时,也要掌握相关专业、行业的知识、技能、技术,并能将各种知识、技能、技术相互渗透、融合和转化,因此我们以职业道德和职业能力为标准,以横向为主的模块式课程体系,强调的是职业岗位、技术的专项性、操作性和应用性,学校通过对该专业技能操作岗位细分,制定了X线摄影技术、肝胆超声扫描技术、心电图检查技术等专业技能考核评分标准。组织实施专业技能操作考核,通过这些考核,对学生实施客观、标准的量化考核,保证医学影像技术专业学生能力培养的质量。学校还举办全校医学影像专业技能操作比赛,激励学生参加实训兴趣的积极性。学校还建立以理论考、实验考、实训考、用人单位考和毕业生质量跟踪调查评价为主的综合评价模式[3-6]。
5 改进人才培养模式
医学影像技术专业具有联系实际、知能并重和启发诱导等特点,理论和实践结合紧密又不乏高深的理论,而且有很强的实践性[3-4]。课程设置为培养目标服务、教学内容为专业服务、理论系统为操作实践服务,突出能力的培养。以附属医院为依托,教产结合,通过真实病例、实际工作场景和仪器操作,教学具富有能动性和创造性,有效加强学生理论联系实际,有效将书本理论知识转化为现实工作能力。为节约教学时间,保证学生充分实践,我校大力推进医学影像专业课程实施一体化教学,教师在教学过程中充分利用医学影像网络教学资源中心的资源,贯彻多媒体视图直观教学、多图纵横对比、理论与实践高度结合、精讲多练、调动学生参与等教学原则。学校加大投入,增加了超声诊断学课时和增开心电图诊断学课程。传统的教学大纲、教学计划比较笼统,各学科课程条块分割,难以实现以岗位所需的能力对接[3-5]。传统的教学大纲专业课程设置超声诊断仅安排72学时,只能达到让学生了解的水平, 因此要真正达到熟练的层次必须依托附属医院,增加医学影像技术专业课时,尤其是实训课时,我校实施的教学计划中超声诊断学调整为144学时,理论实践比为1:1。传统的教学大纲中无心电图诊断学教学要求,因为该门技术在基层已经普及应用,我校在选修课程模块中安排114课时[7]。通过教产结合,医学影像专业课程实施一体化教学,教师在教学过程中充分利用医学影像网络教学资源中心的资源,贯彻多媒体视图直观教学、多图纵横对比,不但提高了学生学习的主动性,克服从模具、课堂练习转为真实人体操作和实际场景的恐惧心理,而且方便了在校生及早接触社会,贴近岗位。制订完善新的教学大纲、教学计划(草案),创新教产一体的人才培养模式,制定医学影像专业新课程表,完成效果评价报告,构建模块化和以工作任务为中心的课程体系,完善“教产一体、工学结合”人才培养模式。由于我校医学影像技术专业毕业生只要一人当班即可同时兼X线、超声和心电图仪器操作和常见病看图诊断工作,实际操作能力强,深受乡镇医院和社区医院的欢迎,很多在实习阶段学生就与用人单位签订了工作合同,近年来医学影像技术专业当年对口就业率达到了95.4%。[5-7]
随着我国基层医疗卫生事业迅速发展,农村新型合作医疗和城市社区卫生服务网点大量增多,规模扩大,设备更新,大多配备了X线、超声、心电图等辅助诊断设备,基层医学影像专业人才需求量明显增加。今后我们将紧紧抓住国家实施医药卫生体制改革和建设国家中等职业教育改革发展示范学校的机遇,产教结合,加大投入,促进作为临床实践技能实训基地的附属医院的规模进一步扩大、医疗服务质量进一步提高、教育教学功能进一步完善,促进医学影像技术专业进一步发展,充分发挥我校医学影像专业的办学优势,培养更多胜任基层卫生服务的医学影像技术专业人才,充分体现卫生职业教育的功能,彰显示范校的特色,造福百姓。
参考文献:
[1]刘伟,曾以初,陈承军等.深化医学影像技术专业教学改革培养适应基层的多能人才[J].卫生职业教育,2012,30(7):33-34.
[2]刘伟,曾以初,曹俊.医学影像网络教学资源中心的构建和应用[J].卫生职业教育,2011,29(6):67-68.
[3]卫生职业教育教学指导委员会.医学影像技术专业教学计划和教学大纲[M].人民卫生出版社,2007.
[4]肖智谦,陈碧瑕,邱琼华等.实现教师角色转换,在中职卫校中推进问题教学法[J].卫生职业教育,2009,27(2):31-33.
[5]肖智谦,陈碧瑕,刘伟等.以问题为中心的教学模式在卫生职校的应用[J].广西教育,2009,(18):39-41.
[6]肖智谦.教产结合,建设临床实践技能实训基地[J].时代教育,2013,(11):112-113.
[7]刘伟,肖智谦,邱琼华.电图诊断视图直观加问题驱动教学法实践初探[J].卫生职业教育,2011,29(8):76-77.
作者简介:肖智谦(1968-),男,汉族,广西合浦人,医学硕士,临床医学高级讲师,副主任医师,北海市卫生学校附属医院院长,国家执业医师临床实践技能考试考官,连续从事中职卫校教学二十多年,是中国职业院校教学名师,广西北海 536000
中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)36-10410-02
Data Mining Technology and Application in Medicine
JIAO Rui, LI Xiang-sheng
(Department of Computer Education, Shanxi Medical University, Taiyuan 030012, China)
Abstract: Data Mining( Data Mining , DM ) is a highly technical applications. This paper describes the concept of data mining techniques, methods and processes introduced in the current data mining application of the field of medicine.
Key words: data mining; medical; application
计算机信息管理系统以及数据库技术在医疗机构的广泛应用,促进了医学信息的数字化,使得医院数据库的信息容量急剧增加。这些数据蕴含了大量关于病人的病史、诊断、检验和治疗的临床信息、药品管理信息、医院管理信息等。如何才能不被信息的大海所淹没,从中及时发现有用的知识,更好地为医院的决策管理、医疗、科研和教学服务,已越来越为人们所关注,正是在这种背景下,医学数据挖掘应运而生[1]。
1 数据挖掘技术
数据挖掘DM是知识发现KDD的核心部分,是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中、人们事先并不知道但又是潜在有用的信息和知识的过程,诞生于二十世纪90年代,它的发展速度很快,汇聚了数据库、人工智能、数理统计、可视化、并行计算等多个学科,是多技术的综合。
任务:数据挖掘的任务常见有以下几种。
1)数据总结:其目的是对数据进行浓缩,给出它的紧凑描述。它主要关心从数据泛化的角度来讨论数据总结。
2)关联分析:其目的是找出数据库中隐藏的关系网,常用的技术有回归分析、关联规则、信念网络等。
3)聚类分析:聚类增强了人们对客观现实的认识,是概念描述和偏差分析的先决条件。它是根据数据的不同特征,将其划分为不同的数据类别。
4)分类与回归:它是数据挖掘中非常重要的任务,应用最为广泛。分类和回归都可用于预测,其目的是从已知的历史数据记录中自动推导出对给定的数据的推广描述,从而能对未来数据进行预测。
5)偏差检测:数据库中的数据常有一些异常记录,从数据库中检测这些偏差很有意义。偏差分析包括分类中的反常实例、例外模式、观测结果对期望值的偏离以及量值随时间的变化等。
技术:数据挖掘技术涉及到统计学、机器学习和模式识别等领域的知识,根据挖掘任务,数据挖掘技术可以分为概念描述、聚类分析、关联规则分析、分类分析、回归分析、序列模式分析等。选择用某种数据挖掘技术前,首先要将待解决的问题转化成数据挖掘任务,然后根据任务来选择具体使用哪一种或几种数据挖掘技术[2]。
过程:数据挖掘的过程一般由三个主要的阶段构成:数据准备、数据挖掘、结果表达和解释,对知识的发现可以描述为这三个阶段的反复过程。
1)数据准备:这个阶段又可进一步分成三个子步骤:数据集成,数据选择、数据预处理。数据集成将多文件和多数据库运行环境中的数据进行组合,解决语义模糊性,处理数据中的遗漏和清洗无效数据等。数据选择的目的是辨别出需要分析的数据集合,缩小处理范围,提高数据挖掘的质量。预处理是为了克服目前数据挖掘工具的局限性。
2)数据挖掘:这个阶段进行实际性分析工作,包括的要点是:先决定如何产生假设,再选择合适的工具进行发掘知识的操作,最后进行证实。
3)结果表述和解释:根据用户的需求对提取的信息进行分析,挑选出有效信息,并且通过决策支持工具进行移交。因此,这一步骤的任务不仅是把结果表述出来,还要对信息进行过滤处理,如果不能令用户满意,需要重复以上数据挖掘的过程。
2 数据挖掘技术在医学中应用的可行性和必要性
由于医疗工作自身的特点,如病情观察的不可间断、各种医疗检查结果的纷繁复杂以及大量的医学文献专著等,要想使数据真正成为有用的资源,只有充分利用它为医疗工作的业务决策和战略发展服务才行,否则大量的数据可能成为包袱,甚至成为垃圾。面对“被数据淹没,却饥饿于信息”的挑战,需要引进一门新的技术――数据挖掘和知识发现,以解决好海量医学信息的存储开发与利用。因此,在医学中应用数据挖掘技术不但是可行的而且是必要的。
运用数据挖掘技术,支持医院各种层次的科学决策服务,现在已具备了充分的条件。一方面,我国的医院信息系统经过多年的自动化建设,已具备相当的物质条件和人才储备,并积累了大量数据,为数据挖掘应用奠定了一定的物质基础。另一方面数据挖掘在经过多年的发展之后已经形成相对成熟的技术体系,特别是在数据挖掘设计、数据抽取以及联机分析处理技术等方面都取得了令人满意的进展,为数据挖掘的应用奠定了技术基础。
3 数据挖掘技术在医学的应用
近年来,数据挖掘技术在医学领域中的应用越来越广泛,主要表现在以下几方面。
3.1 在医院信息系统中的应用
目前,我国大中型医院均建立了医院信息系统(Hospital Information System,HIS),运用数据仓库和数据挖掘技术,对医院医疗活动过程中产生的海量数据进行深度加工可从中得到长期的、系统的、综合的数据;同时还可以通过决策树、神经网络、遗传算法、聚类等技术,对数据进行深层次的挖掘和有效利用,得到丰富的辅助决策信息。这两种技术的综合应用,能为医院的科学管理提供支持和依据,可以帮助医院管理者预测医院发展的趋势,满足更大范围、更深层次的管理分析需求,从宏观上把握医院的发展方向。
3.2 在疾病辅助诊断中的应用
医学诊断问题是基于知识的序贯诊断问题,医生通过一定途径获取知识,形成推理网络,而病例数据储存在数据库中,因此如何从病例数据库提取诊断规则成了研究的主题。采用数据挖掘可以通过对患者资料数据库中大量历史数据的处理,挖掘出有价值的诊断规则,这样根据患者的年龄、性别、生理生化指标等就可以做出诊断结论,从而排除了人为因素的干扰。此外由于处理的数据量很大,因此所得到的诊断规则有着较好的应用普遍性。例如利用关联规则找出头部创伤患者作CT检查的适应证以及将数据挖掘用于肝癌遗传综合征的自动检测等等都显示出数据挖掘技术在疾病辅助诊断的广阔的应用前景。
3.3 在医学影像中的应用
当前医学多媒体数据主要来自医院中的一些成像仪器如:X光机、B超、CT、电子显微镜等,DICOM的出现,促进了医学影像存档与通信系统PACS的发展和使用,使得医院有可能将来自不同设备的医学影像进行集中、统一的管理和使用。数据挖掘是集数据处理技术最新成果的系统性理论,尤其适用于医学影像数据分析这类多维数据。
医学影像数据挖掘的关键技术有数据预处理、信息融合技术等。数据挖掘在医学影像中应用主要在以下三点:1)提高目标影像质量和边缘提取:利用数据挖掘理论中各种数据的预处理技术去除或降低图像噪声的影响,提高目标影像质量或对目标进行边缘提取。Hsu JH等人曾利用数据挖掘技术对乳腺超声影像的边缘检测算法进行研究并探讨了算法的有效性评估问题[3]。2)组织定征和概念描述:通过对目标器官或组织进行概念描述并概括这类对象的有关特征,从而获得或验证有关参数的动态范围。3)医学影像管理与检索: 目前,医学影像存档与通信系统( PACS) 已经发展成熟,基本解决了医学影像数据的存储管理问题, 但影像的检索始终是研究热点。数据挖掘技术的应用提供了两种解决方案:一是由病例描述检索医学影像信息;二是由影像信息查询病例可能诊断[4]。
3.4 在生物信息学中的应用
近年来生物医学工程研究有了迅猛发展,国内外学者采用数据挖掘技术在DNA分析、医学影像数据自动分析、糖尿病及心血管系统疾病患者多种生理参数监护数据分析等方面都进行了研究。
DNA在遗传学研究中的重要作用已经众所周知,数据挖掘理论中有许多有意义的序列模式分析和相似检索技术,因此数据挖掘技术被认为是DNA分析中的强有力工具。Jiawei Han和Micheline Ka-mher从异构和分布式基因数据的语义集成、DNA序列间相似的搜索和比较、同时发现的基因序列的识别、发现在疾病不同阶段的致病基因等方面阐述了数据挖掘在DNA数据分析领域中的应用[5]。
4 结束语
医学数据挖掘是计算机技术、人工智能、统计学等与现代医学信息相结合的产物,是一门涉及面广、技术难度大的新兴交叉学科,需要从事计算机、医学工程及医务工作者进行通力合作,力争在多属性医学信息的融合、挖掘算法的高效性和准确性等关键技术方面有所突破。
参考文献:
[1] 曲哲,林国庆,余奎.数据挖掘技术在医学影像中的应用[J].医疗设备信息,2004,19(6):33-34.
[2] Hsu J H,Tseng SC,et al.A methodology for evaluation of boundary detection algorithmson breast ultrasound images[J].Journal of Medical Engineering & Technology,2002(25):173-177.