医学影像技术的内涵范文
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篇1
【摘要】 【目的】观察“通督调神固本”电针法对血管性痴呆(VD)模型大鼠学习记忆能力和血浆内皮素(ET)含量的影响。【方法】将成年健康SD大鼠(SPF级)随机分为假手术组8只、电针组9只(电针治疗,取百会、大椎、脾俞、肾俞穴)、西药组8只(尼莫通治疗,剂量为12mg/kg)和模型组8只(不作治疗)。采用改良的四血管阻断法复制VD模型,Morris水迷宫法测定大鼠学习记忆能力,放射免疫法测定血浆ET含量。【结果】模型大鼠血浆ET含量显著性升高(P<0.01),其学习记忆能力表现出明显的障碍,在水迷宫实验中,其逃避潜伏期显著性延长(P<0.01),在原平台象限跨越平台次数与其他3个象限比较无显著性差异(P>0.05)。而电针组、西药组大鼠逃避潜伏期显著性缩短(P<0.01),相同时间内跨越原平台次数显著性多于其他3个象限(P<0.01),并可使血浆ET含量显著性降低(P<0.01),与假手术组比较无显著性差异(P>0.05)。【结论】“通督调神固本”电针法治疗VD的作用可能与其调节血浆ET含量,有效提高VD大鼠学习记忆能力有关。
【关键词】 血管性痴呆/针灸疗法; 内皮素/血液; 通督调神固本; 疾病模型,动物; 大鼠
针灸治疗血管性痴呆(vascular dementia,VD)具有多系统、多水平、多层次、多靶点的特点。本课题组在长期的临床和科研实践中,总结出“通督调神固本”之法,选取精而少的穴位(百会、大椎、脾俞、肾俞)治疗VD,取得了肯定的临床疗效[1],并通过对氧自由基、脑神经递质及脑细胞超微结构等的观察加以证实[1-4]。大量的临床和实验研究表明,内皮素(endothelin,ET)不仅可促使脑缺血的进一步加重,并通过脑神经元或胶质细胞的直接影响参与VD发生和发展的全过程[5-6]。本文观察了“通督调神固本”电针法治疗对痴呆大鼠血浆ET含量及学习记忆能力的影响,为探讨针灸治疗VD和对脑细胞保护作用的机理提供实验依据。现报道如下。
1 材料与方法
1.1 动物、分组与造模
成年雄性健康SD大鼠(SPF级)48只,体质量180~220g,由广州中医药大学实验动物中心提供〔实验动物许可证号:SCXK(粤)2003-0001;使用实验动物质量合格证编号:0011136〕。随机抽取8只大鼠作假手术对照组,其他40只均采用改良的四血管阻断法[7]复制VD模型。术后7d存活并无肢体残疾的大鼠25只,将其随机分为电针组9只、西药组8只和模型组8只。假手术组8只全部存活。实验动物均按常规饲养。
1.2 主要仪器
SDQ-30双极射频电凝器(上海手术器械厂);Morris水迷宫(广州中医药大学实验动物中心提供);G6805-1型治疗仪(中国青岛华声仪器厂);1次性无菌针灸针(苏州天一针灸器械有限公司);SN-695B型放免γ测量仪(上海核仪器一厂)。
1.3 治疗方法
电针组采用28号25mm毫针,参考《实验针灸学》[8]取穴,于模型大鼠头部百会穴(顶骨正中)斜刺10mm,大椎穴(第7颈椎下)、脾俞穴(第12胸椎下两旁肋间)和肾俞穴(第2腰椎下两旁)各直刺5mm,连接电针仪,施以连续波,频率150Hz,强度以大鼠安静耐受为度(约1mA),每天电针1次,留针20min;西药组给予尼莫通(拜耳医药保健有限公司生产,批号:110156),按12mg/kg灌胃,每日1次;模型组给予生理盐水,按20mL/kg灌胃,每日1次。各组均连续治疗15d。假手术组在同等条件下饲养,未予任何治疗。
1.4 检测方法
1.4.1 行为学观测 治疗结束后开始水迷宫检测[9]。水迷宫内水深41cm,水温22℃~26℃。在水池壁标明4个入水点,由此将水池等分为4个象限(E,S,W,N),任选一象限正中放置平台,没于水下1cm,水面覆盖塑料泡沫。①定位航行试验:将受试大鼠按顺时针方向依次由E,S,W,N4个入水点面向池壁放入水中。记录2min内寻找平台的时间(逃避潜伏期,escape latency)。如果大鼠在2min内找到平台,记录其实际逃避潜伏期;如果在2min内未找到平台,由试验者将其引上平台并停留10s,逃避潜伏期记为2min。历时6d,每天1次。②空间探索试验(spatial probetest):定位航行试验结束后撤出平台,然后任选一相同入水点将大鼠放入水中,测其2min内跨原平台及其他3个象限相应平台位置的次数。
1.4.2 血浆ET含量测定 各组大鼠于水迷宫检测后取样,眼眶采血,每mL加入0.3mol/L抗凝剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA Na2+)2μL和抑肽酶500kU,4℃温度下立即离心,3 500r/min离心15min,取上清液低温保存,采用放射免疫法(RIA)测定,在广州中医药大学核医学中心测试,操作按照试剂盒说明进行(放免试剂盒由解放军总医院放免所提供,批号:051125)。
1.5 统计学方法
采用SPSS 13.0 for windows统计软件。
2 结果
2.1 各组对大鼠学习巩固和再现能力的影响
结果见表1、表2。表1结果显示,模型组大鼠平均逃避潜伏期显著性延长(P<0.01);电针组及西药组可显著性缩短逃避潜伏期(P<0.01),与假手术组水平相仿(P>0.05)。表2结果显示,假手术组、电针组和西药组大鼠在原平台象限跨相应平台次数显著性多于其他3个象限(P<0.01)。模型组在原平台象限跨越相应平台次数与其他3个象限的跨越次数比较无显著性差异(P>0.05)。各组大鼠在原平台象限跨越相应平台次数比较,模型组显著性少于假手术组(P<0.01),而电针组、西药组跨越原平台象限次数显著性增加(与模型组比较,P<0.01),与假手术组比较无显著性差异(P>0.05)。表明模型组大鼠学习获取能力较差,电针和尼莫通均可改善模型大鼠的学习巩固和再现能力。
2.2 各组对大鼠血浆ET含量的影响
表3结果显示,模型组大鼠的血浆ET含量显著高于假手术组(P<0.01),而西药组、电针组可显著降低血浆ET含量(P<0.01),与假手术组比较差异无显著性意义(P>0.05)。
表1 各组大鼠平均逃避潜伏期比较(略)
Table 1 Comparison of escape latency in various groups(略)
统计方法:t检验;①P<0.01,与假手术组比较;②P<0.01,与模型组比较
表2 各组大鼠跨越原平台及其他3个象限相应平台位置的次数比较(略)
Table 2 Comparison of frequency of rats passing through the platform in the original and other 3 platform quadrants
统计方法:t检验;①P<0.01,与假手术组比较;②P<0.01,与模型组比较;③P<0.01,与同组原平台象限比较
表3 各组大鼠血浆ET含量比较(略)
Table 3 Comparison of plasma ET content in various groups
统计方法:方差分析;①P<0.01,与假手术组比较;②P<0.01,与模型组比较
3 讨论
血管性痴呆属于中医“呆病”范畴。《医林改错》指出:“高年无记性者,脑髓渐空”。脑为髓之海,其输上在于盖,即“百会”,百会为“三阳五会”,位居巅顶,针刺此穴可醒脑益智、开窍醒神。“大椎”乃“诸阳之会”,为手足三阳经之脉气交会的集中点。督脉为阳脉之海,入属于脑,故电针此二穴,可达疏通气血、通调督脉、醒脑开窍、益智复聪之功,称为“通督调神”。中医认为本病的病因病机为“虚、痰、瘀”相互转化,即肾虚、痰瘀相互影响,互为因果,其病机为本虚标实,以精气亏虚为本,痰热瘀血为标[10]。历代医家也十分强调精、气、血不足以及肾虚髓空在痴呆发病中的作用。因此我们以中医整体观为指导,选择针灸治疗,在选取督脉之“百会”、“大椎”的基础上,配肾俞、脾俞,称之为“通督调神固本”。肾俞调补肾虚,脾俞健脾化痰,针刺此二穴既补先天之肾虚,又健后天之脾弱。诸穴合用,既养血活血,又行气化瘀,从而养血生精、藏精生髓、填髓充脑、安神健脑,使脑髓得以荣养而复聪。
ET是作用最强的缩血管物质,也是一种神经介质。在急性脑血管病中,患者血浆ET含量明显升高。ET收缩血管,使血压升高,维持缺血缺氧脑组织的灌注压,是机体的一种保护性反应[5]。但ET使血管持续性收缩,加重脑缺血,并作用于神经细胞,使神经细胞钙超载,产生自由基,进一步加重脑损害[11]。众多研究表明,ET在病理情况下是一种有害介质,其升高只能使病情恶化,而无助于病变的恢复和修复[12-13]。因此,拮抗ET的产生,有利于VD的治疗和康复。本研究观察发现,VD大鼠血浆ET显著性升高,而经电针治疗后,ET含量显著降低,大鼠学习记忆能力也明显增强,其作用与尼莫通相仿。
本实验研究表明,以“通督调神固本”为法则的电针疗法,可调节VD模型大鼠异常升高的血浆ET含量,拮抗ET对脑组织的进一步损害,从而改善VD大鼠的学习记忆能力。
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篇2
关键词:医学影像物理学;医学影像技术;大数据;大数据时代;教学研究
国务院2015年8月31日印发了《促进大数据发展行动纲要》的通知(国发[2015]50号),指出:“大数据成为推动经济转型发展的新动力,大数据成为重塑国家竞争优势的新机遇,大数据成为提升政府治理能力的新途径。以数据流引领技术流、物质流、资金流、人才流,将深刻影响社会分工协作的组织模式,促进生产组织方式的集约和创新。探索发挥大数据对变革教育方式、促进教育公平、提升教育质量的支撑作用”。大数据已纳入我国国家发展战略,我国高等教育改革势必要提出新的发展趋势。
大数据具有以下特点:1)容量大;也就是说数据的容量很大。近来,网络技术日新月异的发展,人们对个人电脑、手机、平板电脑等工具的使用越来越频繁,这就产生了大量的数据资料。2)种类多;大数据的种类非常多,它不仅包括文本资料,还包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置等种类繁多的资料。3)价值高;研究人员通过对大量的数据进行分析,可以获得有巨大价值的产品或服务。4)高速性。由于数据不断地产生,若不及时捕捉,有价值信息稍纵即逝,这就要求研究人员能迅速有效地从大量数据中捕捉到有价值信息,大数据的高速性,是大数据于传统数据相区别的最显著特点。
大数据的研究已经在科学界崭露头角,高等教学也要依赖大数据开展工作,大数据不仅是一种工具,而且是一种战略、世界观和文化,将带来一场社会变革,教师应当以开放的心态、协同的精神来迎接这场变革。那么在大数据时代的医学影像物理学课堂教学将如何发展呢?
众所周知,医学影像物理学作为医学影像专业学生的一门专业基础课,主要内容涵盖了物理、工程数学、计算机、微电子学、有线电视技术和医学等多学科的知识和先进的技术用;近年来,随着医学影像技术的迅猛发展,医学成像已不再是单一放射学的范畴,而是形成了完善的大影像学的平台,并向更为全面的医学信息学方向发展。现代医学影像技术汇集了多门学科涉及的基础知识非常广泛,并且内容抽象复杂、图像更加精细和动态、诊断技术呈现数字化和快速化。目前,我校对医学影像专业学生开设医学影像物理学课程,而该专业学生物理、数学、电子等学科基础相对薄弱,医学影像物理学中许多的知识从未接触过;并且影像物理学各部分知识比较抽象难以理解,学生普遍觉得医学影像物理学难懂难学。那么,在现有的条件下,笔者认为大数据时代的医学影像物理学课堂教学更需要从多层面、多角度探讨应对大数据背景下教育变革的策略。
1.在大数据时代,医学影像物理学课堂教学要做好观念的转变
传统的医学影像物理学教学过程是以教师为课堂的中心,处于主体地位;学生是知识的接受者,处于被动地位,学生遇到实际问题时不会理论联系实际去解决问题,失去学习的内在动力和热情。那么,在大数据时代,我们的授课教师要改变以往旧的观念,从自身出发紧跟时代的要求,在医学影像物理学教学中利用好大数据的理论、技术,使得医学影像物理学的教学能更上一个台阶,使学生更好的学习医学影像物理学,培养出更多优秀的专业人才。
大数据是一个不可阻挡的大趋势,在大数据时代,教学过程中出现的问题的如何解决,各位教师不能仅仅依靠以往的教学经验,而是从大数据中找解决方法,也就是说教师要认真研究大数据中出现的大量的教学问题以及教学问题解决方案,找到合适的解决方案。作为授课教师不能仅仅依靠感觉和直觉,而是要从学生的需要出发,重视学习过程、学习体验和师生交流。比如:授课老师可以通过网络向向学生提供免费的、可检索的医学影像物理学教学讲义、教学大纲、参考书目、专业课表等内容;也可以提供医学影像物理学音频以及视频文件供学生参考学习;还可以提供医学影像物理学课后复习参考题目供学生配套练习并且可以开辟医学影像物理学学习交流论坛供学生学习交流。这既促进学生回顾和理解课堂上讲授的学习内容,还可以使学生更有成就感,激发其进一步学习的动力,提高学习效率。授课教师对学生的医学影像物理学课程资源使用行为的数据跟踪不仅是单纯的点击量统计和登陆时间统计,而且还包括了对学生点击观看频率、发帖主题内容、出错几率等更加个性化和精细化的测量与记录;虽然教师教授的是一样的教学内容,但是每个学生的对知识的接受理解程度都不尽相同,教师要根据每个学生的学习过程中出现的问题考虑,给出最适合该学生的学习方式。例如:在练习医学影像物理学课后复习参考题时,如果学生能正确完成几道同类型题目时,此类题目就不需要再多加练习,而是继续练习下一类型的题目;如果学生对同类型题目反复出错,就要给出错题分析,让学生知道错的何处,如何纠错。这样就提高了学生的学习效率,而且学生的积极性也大大提高。同时教师通过微信,QQ等平台能及时掌握学生日常学习过程中的表现、所取得的成绩,并及时给予指导,鼓励和表扬。
2.在大数据时代,医学影像物理学课堂教学要整合教师资源、推进团队建设
大数据时代彻底改变了以往孤军奋战的局面,必然走向团队合作。那么,教师的教学活动不再仅仅是教师的一个人的活动,教师的教学活动进而变成了各位教师组成一教学团队,教学团队之间的各位教师共同合作完成教学活动。也就是说要建立一个教学团队,依靠大数据信息技术支持,共同打造一个完备的医学影像物理学课堂教学体系。
由于医学影像物理学含有物理、工程数学、计算机、微电子学、有线电视技术和医学等多方面的知识,并且随着医学影像技术的发展也不断地发展。要适应大数据时代的医学影像物理学教学,教师就要提高自身的专业能力、课程自主设计和实施的能力以及使用数据的能力。教师应通过收集和研究分析和解释学生的各种信息包括行为、学生历时信息以及学生共时信息等数据,通过研究分析学生的信息来确定具体的教学步骤,自主设计适合所教授学生的教案,合理地教授学生知识。另外,教师不仅仅只掌握所要教授的医学影像物理学专业知识,还要掌握“跨界的知识”,如Excel、谷歌的Spreadsheets和Fusion Tables等统计工具,使用Blogger、Wordpress、JavaScript等工具生成数据和数据分析工具。教师者首先要了解如何通过阅读图标来追踪学生的进步;如何通过分析概率预测,给学生提供有针对性的学习建议。其次,教师要协同工作并有效地使用数据,为避免教师的重复性劳动,同一学科内部之间以及交叉学科单位之间的科学数据,在不侵犯知识产权的情况下,要努力做到资源的共享。比如:在讲解x射线摄影技术的教学过程中,教师就可以借用一例确诊为肺癌的临床病例,通过该病例影像,然后讨论影像展示的内容、x射线的特性、x射线摄影技术对于病例的诊断作用以及该技术存在什么缺陷或不足,如何改进等等。在教学过程中,教师通过实际的案例分析,将理论知识与实际紧密结合在一起,通过实际的案例来讲解晦涩难懂的理论知识,学生就比较容易理解并接受所学知识,师生互动,教学效果良好。
3.大数据时代的医学影像物理学课堂教学要实现以学生为主体的理念
在大数据时代,教师仍然可以规划和实施医学影像物理学课堂教学,但是授课方式不再是以教师为中心的授课方式,而是教师与学生相互结伴来共同完成的教学活动;教师要真正的了解学生并且要与学生形成互动,教学活动不再枯燥无味,学生真正的参与到教学活动当中;只有这样,医学影像物理学教学活动的才能顺利进行,才能实现以学生为主体的理念。
篇3
[关键词] 医学影像学;X线;计算机断层成像;磁共振成像技术;超声分子显像技术
[中图分类号] R445 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2015)10(a)-0033-04
Research of present situation and the latest progress of medical imaging
YUAN Ye
Department of Radiology, the 731 Hospital of China Aerospace Science and Industry Group, Beijing 100074, China
[Abstract] Medical imaging has from the traditional anatomical imaging into the function and molecular imaging era. Imaging diagnostic accuracy has sharply rising. Nowadays, X-rays, CT, MRI have routinely applied in the diagnosis of the disease, guiding treatment and treatment effectiveness evaluation. Medical imaging image achieves changes from 2 D to 3 D imaging, and even the 4D imaging. In clinic, all the techniques have their advantages and disadvantages and applicable condition. Ultrasonic molecular imaging technology has became a kind of potential and ideal molecular imaging method, which is the focus in this field of research in future.
[Key words] Medical imaging; X-ray; Computed tomography; MRI techniques; Ultrasonic molecular imaging technology
近年来,随着计算机技术的迅猛发展,与该技术关系度密切的影像技术也取到了前所未有的新成果,医学影像学作为医学方面发展最为快速的一门学科,其设备成像质量也向数字化迈进[1-4],如计算机断层成像(computed tomography,CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)等,图像的时间分辨率和空间分辨率均得到很大提升,实现了从2D到3D,甚至是4D的功能成像转变,影像诊断准确率得到大幅升高。本研究综述医学影像学的现状及最新的进展研究,旨在为临床医学的发展提供更多客观的诊疗参考。
1 常规X线
X线平片是迄今为止应用最早、最普遍、操作最便捷的影像学检查方法[4-5]。随着技术的不断发展,常规X线已从模拟模式(传统的胶片)逐步发展为数字模式(医用显示器阅片)[6]。该方式下的数字图像分辨率较高,图像锐利度良好,细节显示较为详细;曝光范围宽,可结合临床需求来处理各种图像;摈弃了胶片化模式,节约物质及时间成本,方便患者,同时也有利于医院会诊与医学生教学[7-10]。常用的方法主要有计算机X线摄影(computed radiography,CR)、数字X线成像系统(direct digital radiography,DDR)等。
CR是X线平片数字化较为成熟的一种体现,其以成像板作为载体,利用X线曝光及信息处理系统形成数字影像,信息的层次感增强。随着DR技术的普及与发展,其将逐渐在急诊医学中推广应用[11-13]。DDR主要利用平板、数字化探测器,通过X线影像数字化的直接转化,利用计算机将结果在监视器上还原。与CR不同的是,DDR的转换方式更为直接。在不久的将来,DDR技术将会在血管机和胃肠机等各类X线诊断设备中广泛推广。CR是DDR技术的前身,两者有一定的共同的优点:X线图像质量较好;复制与传送十分快捷,存储较方便;X线辐射剂量减少,不足同类检查剂量原有剂量的1/10,使用起来更为安全[14-15]。但相对来讲,CR的缺点是拍片速度较慢,耗时长[16]。未来一段时间CR和DDR技术会并存,不过随着医学影像技术的不断发展,CR终将被DDR技术所取代。
2 CT
20世纪90年代初,单层螺旋CT(single-slice helical computed tomography,SSCT)在临床中逐渐被关注,并逐渐成熟。其中以CT血管造影为代表的三维后处理技术,改变了传统的显示方式,其以操作简单、扫描迅速、重复性好、无创等特征广泛应用,但SSCT自身的容积覆盖速度范围较窄,医生往往需要手动增大层厚或调节螺距来进行调节,这样会明显降低后处理图像的分辨力,图像伪影较为明显,此特点限制了SSCT在临床的推广使用[17-24]。
计算机辅助检测(computer-aided detection,CAD)是当今发展起来的一种新技术,在肿瘤中的应用广泛[25-27]。CAD是一种将计算机数字化信息输入计算机,再由相关医师复阅来提高早期肿瘤检出效率的方式[28-29]。CAD往往在不增加医生工作量的情况下,提高了病变检出率,能够在临床辅助医疗中有较好的应用效果[30-35]。其优势主要表现为稳定、迅速、无生理局限,人为因素(如经验限制、疏忽、疲劳等)的影响较小,降低了误差率。有研究显示,CAD系统对于恶性肿块检出的敏感性为86%,对于活检证实的恶性钙化的检出敏感性可高达98%,可见CAD系统对于检测及标记成簇微小钙化的敏感性较高[32]。
3 MRI技术
1974年磁共振技术首次应用于人体活体成像。近年来随着超高场强设备的发展及3D设备的不断成熟,射频场的均匀性和图像质量得到了大幅提升,利用仿真180射频脉冲、超级回波技术、多通道放射状射频发射线圈能够使射频变形减少,超高场强MRI的图像分辨率提高,磁敏感伪影减少。目前新型且应用较为广泛的有以下几种:
3.1 三维动脉自旋标记技术(three dimensionalartery spin labeling,3D ASL)灌注成像
3D ASL作为一种无创灌注成像技术,具有明显的优势:①在1.5 s内能够达到1000多次的射频标记,较传统脉冲式标记下的信噪比升高,灌注效果十分均匀,此连续式标记能够满足大范围3D全脑容积灌注成像的要求;②利用FSE序列可有效评价传统2D ASL所不能评价的区域的灌注信息,包括颅底、颞部等区域;③采用螺旋K空间采集技术,在数分钟内完成全脑灌注成像,克服每个梯度线圈的自感问题和多个梯度线圈间的互感问题[33-34]。3D ASL灌注将动脉血中的水分子作为内源性示踪剂,独立于血脑屏障,能够更为准确地对梗死后再灌注的组织进行评价,鉴别畸形的脑血管,对颅内肿瘤新生血管给予准确的肿瘤分级[35]。
3.2 多对比度成像
在MRI应用于临床的过程中,需要对脂类物质信号的抑制来提高病变与背景组织之间的对比,以更好地显示病变,提高诊断的正确率。在脂肪抑制方面,传统的脂肪抑制技术往往对磁场均匀度的要求较高,信噪比不高。目前,基于三点式Dixon技术的多对比度成像技术能够保证任意的水、脂肪比值,提高信号强度,提高组织结构交界处图像的清晰度,达到水脂彻底分离。另外,多对比度成像技术的一次成像便可获得4种对比度(水相、脂相、水脂同相、水脂反相),扫描流程得到明显优化,病变诊断的特异度、病变检出的敏感度显著提高。最小二乘法估计技术(iterative decomposition of waterand fat with echo asymmetry and least-squaresestimation,IDEAL)是对Dixon技术进行改进的精准定量化技术,通过多回波采集及区域增长技术,能够达到肝脏内脂肪含量的精确量化[36-37]。IDEAL技术较传统水脂成像方法具有更高的脂肪定量的精准性,目前已在脂肪肝、肿瘤、代谢性疾病等疾病治疗效的评估中有所应用。
3.3 扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)
DWI是依赖于水分子运动的一种成像方式,能够快速检出肝硬化的小肝癌、胃癌、直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤,对于全身性有肿瘤转移存在较高的敏感性,目前尚处于研究阶段。高清DWI可降低DWI图像变形,提高DWI的空间分辨率及信噪比。可通过校正采集、识别和重新计算错误数据等技术来减少不同数据截断或生理运动所出现的误差[38]。高清DWI可应用于神经系统,如大脑、脑干、脊髓、丘脑以及灰质核团的细微结构,还可用于腹部病变的鉴别诊。目前衍生出Q-空间成像、高角度分辨率成像(HARDI)、QBI等方法能够准确反映水分子在各个方向上的扩散特性,即能获得更加精确的纤维走向和连接处结构。动态增强MRI量化参数能够间接对肿瘤血管的通透性及病变的纤维化程度进行评价,主要在乳腺、腹部及盆腔器官实质性肿瘤的早期诊断及治疗效果的监测中有所应用。随着MRI设备和技术的进步,MRI技术正在向定量成像技术、个体化治疗疗效评估和多模式MRI分子影像技术方向发展。
4 超声分子显像技术
随着超声造影成像技术的不断发展与完善,尤其是靶向微泡造影剂的出现,超声分子显像已成为了一种潜在的、较为理想的分子显影方法[39]。目前,超声分子显像的基础研究虽然取得了一些进展,但亦面临着诸多技术的难点:如何制备特异性好的靶向微泡造影剂;如何改善普通微泡造影剂仅能作为血池内显影剂的现状等。液气相变纳米粒、光声成像等新技术为超声分子显像以及多模态分子显像研究提供了新的思路与方法,是目前该领域研究的热点与发展方向。
5 小结与展望
医学影像学是现代医学发展最快的学科之一,目前已从传统的解剖成像进入了功能和分子显像时代。医学影像学常规应用于疾病的诊断、治疗指导及治疗效果评价,期望能有效可视化人类疾病高度的表型差异性及其隐藏的内涵特征。但一直以来,影像学家仅从上述影像中提取主观性、半定量的信息,如果能够利用已有数据研究并通过多学科、多领域的广泛协作,解码隐含在影像信息中的因患者细胞、生理、遗传变异等多因素共同决定的综合影像信息,并能客观且定量化将其“内涵”呈现在临床诊治、预后分析的整个过程,这无疑会为临床医学各个方面的发展带来一场举世瞩目的革命并造福人类。
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篇4
PACS 技术发展趋势
1. 成像设备的快速发展要求更合理、高效的PACS存储方案
几年前设备研发厂商还引以为傲的64层CT已经被256层CT的光芒覆盖,它能够产生相当于64层扫描仪10倍尺寸的数据集。如何将爆炸性增长的影像数据安全的管理、高效的利用势必成为影响未来决策而需要解决的因素。东软医疗PACS产品致力于引导用户建立投资合理,可任意扩充,高性价比的存储模型和分级在线存储方案,轻松应对海量存储与高峰并发,并为客户解决原有系统的切割、历史数据的迁移和长期数据如何在线保存以及快速调阅等具体问题。
2. 医疗成像成为医院广泛应用的手段
拍摄、检索、存储诊断影像不再集中在放射检查,数码影像的范围迅速扩展,包括了数量更为丰富、密度更大的心血管造影、数字化肿瘤、病理学影像等领域。整合单独科室的PACS解决方案,以及将安全功能和其他管理功能标准化的能力,正在促使像东软这样的本土PACS解决方案提供商考虑企业范围PACS解决方案,如何整合并合理利用被放射科、心血管科、肿瘤科、病理科各自单独管理的医疗成像数据成为我们关注的重心。正是因为诊断设备的DICOM兼容使得这些不同的成像设备越来越朝统一的PACS基础架构发展。CPACS标准减小了各厂家对标准理解的差异,为我们减小了多类设备的兼容性差异。
3. 影像后处理技术和计算机辅助诊断
目前,PACS系统越来越被医生所依赖。此外,医生还希望今后PACS的发展方向是更方便临床使用。他们尤其希望在PACS中增加图像后处理技术。现在,医生对CT、MRI 等大型仪器的图像后处理都只能在原机上进行,并且每个PACS供应商、每个机器的处理技术方法以及处理能力各不相同,需要他们分别学习、掌握与研究,这不仅占用了他们的宝贵时间,也浪费了他们的研究精力。如果有一天,PACS的各项功能都完备了,那么就能从最大程度上满足医生的工作需求。同时,各大型仪器厂家设备应该成为PACS系统的数据输入单元,这样做有利于厂家的硬件生产、研究与开发,减少现在各厂家对各自软件的操作及昂贵的费用支出。同时要求厂家用统一的标准方式输送其影像数据,PACS可以从各个厂家的设备获得这些数据,用PACS自己的一整套、最优化的处理技术及强大的处理功能对图像进行后处理。医生只需要研究一套PACS,就可以对图像进行最优化的处理,真正实现应用、研究与需要的一体化。这将是PACS供应商今后努力研究与开发的方向和目标。此外,它已经远远超出了PACS的现有内涵,加大了PACS供应商的研究与开发的难度。哪家PACS厂商先实现了这一目标,它就能研发出最受医生欢迎的PACS产品。东软医疗在早些年前就开始致力于三维后处理、图像融合以及计算机辅助诊断等方面的科研工作,提出了属于PACS的一整套的功能强大后处理技术工作站,同时实现了统一的操作、报告和UI风格。
4. PACS同EMR/HIS的无缝整合
随着国内PACS用户的逐步成熟,系统间资源共享成为他们的迫切需求。PACS同其他信息系统的整合目的主要有三个:首先,可以达到信息的一次性输入,PACS和其他各个系统一次性输入形成无缝连接,提高工作效率,减少失误;其次,使当前各种各样的诊疗信息实现共享,消除信息孤岛,有利于医疗企业资源利用。这也涉及到接口的问题;第三,能够提高患者的满意度。因此,系统间的互联互通成为PACS建设者的首要工作。
东软一直很重视推动PACS和HIS/EMR的集成与整合,在国内多家大型三甲医院用户具体的整合实施工作中,借鉴经验教训,最后总结出下面的道理:IHE参考模型为系统融合建好了“梁”和“骨”,DICOM和HL7等标准恰恰填好了构架中的“血”与“肉”,至于各家PACS厂商又可以在这“血肉”之上建立属于各家风格的美丽外表,发扬特色和优势特性。整合的道路我们要以国际IHE参考模型为医院信息系统融合的基本指导方案,规范业务流程,优化实施过程,发掘符合中国国情的特色模型。
5. 新医改下的区域影像数据中心
新医改环境下区域影像中心的发展趋势,是一个很大的话题。影像融合和区域影像中心某种程度上是和医疗体制改革密切相关,区域影像中心的探索和发展还有很长的路要走。区域影像中心的提出是医院内部PACS 应用发展后的必然结果,是在医院内部实现患者影像信息共享后,在医院之间这一更高层次的实现,同时也是电子病历系统实施的基础和先决条件。
我们认为建设区域范围内的数据中心需要注意以下3点:首先,要基于一个稳定的、可扩展的集成平台;其次有一套明确的保证互联互通的标准;最后,要对集成平台和应用软件进行认证,要有国家级的认证机构和严格的认证测试手段,对通过认证的厂商产品和购买、应用经过认证产品的用户给予奖励。在区域卫生信息化的长期建设过程中,刺激厂商和用户双方都有实现互联互通能力的积极性。只有同时重视技术和管理两个层面的问题,通过政策和管理来推动和促进技术层面的进展,再通过技术层面的进展来逐步落实和完善政策层面的设想及规划,把技术和管理作为一个整体来考虑,才能最大程度的确保PACS建设过程的高效和结果的成功。
目前,世界很多发达国家由于电子健康档案应用系统分散以及信息标准不统一,实现信息共享和逻辑集成的方式主要选用互操作技术的发展路线。由于电子健康档案内容复杂,存储分散,信息生命周期长,要实现众多医院和各种应用系统之间的信息共享,必需选择和研究互操作技术。因为区域卫生信息网络包括各种各样的应用信息系统,必定会有多个应用系统供应商共同参与才能完成。
东软医疗PACS产品发展路线与规划
近几年,PACS已经从最初的单机版系统发展到科室级乃至全院级PACS,并随着集团医院内部和区域医疗机构之间对影像存储、共享和管理的迫切需求,快速发展为区域PACS系统。
传统的中心化PACS解决方案应用到广域网分布式环境中会遇到系统应用瓶颈、架构封闭难扩展和系统拥有总成本高等问题。东软根据多年的行业经验规划出一套PACS发展技术路线,并提出了基于产业标准的PACS解决方案。它能够满足集团医院和医疗机构对于企业级PACS的高性能访问、大容量分布存储、数据备份、系统容灾和降低系统拥有总成本的要求,可以为我国医院集团企业级PACS和医疗机构间区域PACS的建设提供良好的借鉴和指导作用。它在提高我国医学影像信息存储、管理和共享水平的同时,让广大患者享受到高效医疗信息服务带来的便利。
篇5
医学放射物理学是以物理学知识研究和解决有关疾病诊断和治疗的交叉学科。从1895年伦琴发现X射线以来,放射诊断和放射治疗不断地在临床应用和实践,目前已发展成现代医学的重要学科。现今的放射诊断(包括核医学诊断)已具有良好的设备如X线诊断机、CT(计算机断层摄影)、DSA(数字减影仪)、MRI(核磁共振成像)等影像技术。这些技术的创新必然改变医学影像的思维。原来的二维模式被现代的三维(立体)甚至四维(脏器移动、血管搏动)影像所取代。从解剖学结构转化成功能化影像学(分子生物学水平),能够观察到非常细微的形态学改变,其图像质量、清晰程度和扫描速度均达到了空前的高度。这为医学的提高,为数字化医院的实现奠定了坚实的基础[1]。除诊断机外,60钴治疗机、直线加速器、近距离治疗机(后装机)、伽玛刀(γ刀)和体层放射治疗(tomotherapy)等设备的不断完善,为恶性肿瘤提供了强有力的治疗手段。两者的结合是发展现代医学牢固的支柱。近年来从放疗机又派生出很多治疗肿瘤的仪器。国内能见到的有“超声聚焦刀”“射频治疗仪”“各种热疗机”“氩氦冷冻治疗刀”等,虽名目繁多,然皆属于物理学治疗肿瘤的范畴。其治疗效果,各单位僅有少量报道,难以确切评价。
2影像诊断技术在肿瘤放射治疗中的应用
影像技术在现代肿瘤放射治疗中的作用已越来越显示其重要性,已成为多学科交叉研究和关注的热点,而且贯穿于肿瘤放射治疗的全过程。对肿瘤早期诊断、鉴别诊断、临床分期、治疗方式选择、生物靶区的精确定位、外科手术方案中的切除范围、疗效监测和评价、治疗后随访、复发再分期和再次治疗计划的实施等各个阶段提供了精确信息,极大地促进了肿瘤放射治疗技术的发展。进入21世纪以后各种新的影像信息源和成像新技术迅速普及,使放射治疗从常规放疗转换成三维适形放疗(3D-CRT)、调强放疗(IMRT)和图像引导放疗(IGRT)[2]。近年来不断有新的组合型一体化设备先后问世例如CT与直线加速器组合、PET与CT组合[3],PET与MRI组合等,打破了医学影像与肿瘤临床治疗的传统界限和模式,经历了一个从一般到特殊,从单纯形态到功能结合,从宏观诊断向微观和分子水平诊断的发展过程。
3放射治疗物理学新进展
随着计算机的临床应用和医学影像新技术的问世,先后出现了各种类型的放射治疗仪器,使三高一低(高剂量、高精度、高疗效和低损伤)这一治疗目标成为可能。最具代表性的设备有X刀和γ刀[4]、智能跟踪放射手术加速器(Cyberknifer)[5]、断层放射治疗机(Tomotherapy)、动态靶向定位治疗机(dynamictargeting,DT)[6]、影像引导放疗机(imageguidedradiotherapy,IGRT)和诺力刀等。以往的常规放射治疗虽有效果,但受到肿瘤周围正常组织耐受量的限制而被迫中断。提高肿廇组织剂量,减少周围正常组织受量,改善“治疗增益比”就能增加局部控制率和治疗效果。适形放疗能使肿瘤在照射过程中高剂量区剂量分布在三维(立体)方向,不但与肿瘤靶区形状一致,且其强度均等分佈,但当肿瘤紧邻或包裹正常重要组织时就必须对射野各点的输出剂量率或强度进行调整,使周围正常组织受到保护,从而引入了调强的机制。1993年临床开始应用调强适形放疗和逆向治疗计划设计[7],不仅能使照射与靶区形状一致,还能通过动态多叶光栏(MCL)对射线束强度进行调整,使多束不同强度的射线束穿透治疗区形成射线边界锐利(类似刀切),射野内各点剂量均匀的照射。调强适形放射治疗是放射治疗领域内一次重大的历史飞跃,对肿瘤放射治疗的发展起到了巨大的推动作用。放射治疗物理学经过漫长的发展阶段基本上已满足临床放射治疗的需要。但有些问题尚需进一步研究和探索。特别是调强适形放疗中有关照射时间,剂量分割,各单位自行设定,无常规可循。其次,肿瘤靶区的精确定位,亚临床灶的判断,照射时病人的移动均很难撑握及控制。希望能找到一个理想的解决办法。
4高LET(线性能量传递)治疗机
尽管加速器所产生的X线和电子线,60钴所产生的γ线能量很大,能杀死大量癌细胞,但当射线进入人体后,沿着行进的径迹(轨迹)其传递能量却很小称低LET,低LET对缺氧细胞和静止期细胞(不参与分裂和增殖的细胞)起不到杀灭的作用。因此20世纪70年代国外开始研究高LET射线。这类射线的生物效应对细胞氧含量和细胞分裂(增殖)各期的依赖性较小。它们可以在缺氧或低氧状态下仍可起到杀灭肿瘤细胞的作用。问世的仪器有快中子、负π介子、各种重粒子及质子等。临床已开始应用,更多的还处于研究阶段。国内中子刀临床已开展,积累了较丰富的治疗经验。质子治疗[8]正在试运行中,这些仪器造价昂贵,费用难以承受,短期内无法普及。在高LET治疗中要算硼中子俘获治疗系统(boronneutroncapturetherapy,BNCT)[9]能量释放最为猛烈。它是一种通过发生在肿瘤细胞内的原子核爆炸摧毁肿瘤细胞的治疗方法。其原理是给患者注射一种含非放射性的自然元素硼(10B)能与肿瘤细胞有很强亲和力的特殊化合物。当进入人体后迅速浓聚于肿瘤细胞内,此时用超低能中子射线照射,中子射线与进入肿瘤细胞的硼元素发生核反应,释放出一种具高线性能量转换的α粒子,即使少量的α粒子在肿瘤细胞内释放就足以杀死肿瘤细胞(此种方法类似于氢弹爆炸必须有引爆装置才能发挥氢弹的威力)。该治疗方法尚处在实验室阶段,国内亦正在酝酿之中。
5放射物理剂量和放射生物剂量
采用X线治疗肿瘤必需标明剂量单位。临床最初采用“红斑量”即生物体受照后皮肤出现红斑现象,但这一定义含糊不清,既有物理剂量的内容又有生物反应的表示。要区别各自剂量内涵,物理学首先提出以“伦琴”命名剂量单位。实际是一个物理剂量,反映光子辐射本身的性质,但不能作为临床剂量使用,以后逐渐转换成吸收剂量。它不仅反映射线的性质,也显示射线与生物体相互作用的程度。常用戈瑞(GY)和cGY。(GY的百分单位)作为剂量单位,一直沿用至今。而生物剂量是指对生物体辐射响应程度的测量。这是二个不同的定义,但又紧密相关。为达到二者的统一,1967年ELLIS将辐射的“疗程时间”“分割次数”“每次剂量”“照射体积”和“射线性质”等物理学剂量因子与生物剂量有机的组合,提出放疗的效应估算,设计出一系列公式,称为名义标准剂量(nominalstandarddose,NSD)即时间——剂量——分割(time-dose-fraction,TDF)。将此公式制成表格式便于查找。但TDF不能区别对各种肿瘤组织照射后所产生的损伤程度,有的早期即表示(早反应组织),有的晚期才发生。(晚反应组织)为充分表达物理剂量与生物剂量之间的关系,代之以线性二次方程公式(简称α/β公式)来计算,仍以GY为剂量单位。Fowler用α/β公式的概念提出了生物效应剂量(biological-effective-dose,BED)即DBE公式。经计算可以分别求出早反应和晚反应组织的等效剂量,但它仅仅是一个大致的范围。公式来源于动物实验。临床应用必须慎重。要考虑物理剂量的各种参数,又需要注意肿瘤组织照后的各种反应。尤其是组织修复和再增殖现象的发生。因此,很多学者提出了外推反应剂量(extrapolatedresponsedose,ERD)公式。DER是一个简便的数学模式,把物理学诸因子与生物反应相结合,希望能更正确的反映肿瘤组织受照后的真实变化。DER也并不是最完美和理想的方案。由于个体的差异,各种肿瘤组织对受照后的反应亦不同,难于用单一公式来表达物理剂量单位和生物剂量单位的转换。这一课题尚待进一步探索。目前,有关放射剂量学的改制国家已经启动,放射物理工作者应努力按ICRU(国际辐射剂量单位委员会)24号出版物。IAEA(国际原子能机构)227、374号出版物和中华人民共和国JJG(国家剂量检测规程)589-2001标准执行。总算有了一个规范的物理学剂量的法律保证。
6近距离治疗(后装机)
自1898年居里夫人发现了镭(Ra)元素之后,1905年开始了第一例组织间Ra插植治疗。1930年Paterson和Packer建立了Ra针插植规则及剂量计算方法,正式开始了近距离治疗。直到20世纪80年代近距离放射治疗技术(后装机)取代了传统的近距离放射治疗。后装机采用远距离操作,计算机控制,能够勾划出清晰的图像和剂量曲线分布。无论从安全性、可靠性、防护性和病人舒适程度考虑,明显提高了精度和治疗效果,从而迅速推广。近距离治疗有多种方式,因肿瘤位置或解剖结构的差异,可采取不同的照射技术,空腔脏器常用腔内治疗,实质性肿块采取组织间植入,近几年又开展了放射性粒子植入技术,配合其他治疗手段治疗前列腺癌[10]、胰腺癌[11]、甚至某些类型的肺癌、脑瘤等,取得良好效果。这也是继近距离放疗后的进一步发展,过去有些模具或敷贴器治疗现在已为浅层X线或电子束所取代,术中置管术因受条件限制,国内仅有少数单位作过报道。近距离治疗常用的核素种类繁多,源型各异,(管、针、液、胶囊等剂型)能量和半衰期也不同,除60钴能量较高外,多数为低能含γ和β的混合线。放射线经金属外壳过滤后成单一的γ线能谱。它照射的范围有限,损伤危险性很小,是重要的辅助放射治疗工具。
篇6
(泉州医学高等专科学校 福建 泉州 362100)
摘 要:文章通过分析产业结构调整对卫生职业教育带来的新形势、新需求,主要从卫生职业教育经费投入及分配的现状入手,着重说明产业结构调整对卫生职业教育及职业教育经费的调整、适应、协调三个方面入手,研讨由此引起的职业教育费来源、投入、方向、专业、规模等方面的变化,力图在卫生职业教育经费适应卫生产业结构调整方面引起更多的关注。
关键词 :卫生;职业教育经费;产业结构调整;研究
中图分类号:G718.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.09.041
收稿日期:2015-03-20
卫生部门的产业结构是一定时期医学科学、卫生技术、医疗保健的特点和本质决定的,它需要不断地进行调整。一个地区卫生职业教育的发展规模、专业布局及整体水平必须与该地区的卫生产业结构相适应,所以卫生职业教育将受到调整的影响,并需要与之进行协调和适应,才能充分发挥为地方经济发展服务的功能。卫生职业教育经费的投入情况,是直接影响卫生职业教育的发展速度、规模、质量等的重要因素,在卫生产业结构调整的背景下,如何根据调整需求抓住机遇,争取多渠道来源,把有限的经费结合调整需求,既要合理安排,又要重点保障,为保证卫生职业教育调整的落实和正常运转提供必要的资金,是本文研究的主要内容。
1 卫生产业结构调整的分析
1.1 卫生产业结构调整的必要性
医药卫生事业关系亿万人民的健康,是重大民生问题。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出要深化医药卫生体制改革,建立健全基本医疗卫生制度,同时针对一段时期以来卫生产业结构出现的的问题进行调整,增加新兴卫生产业和事业条目,具有重要意义。
1.2 卫生产业结构目录调整的内容
2011版《产业结构调整目录》中,卫生服务从原来的“其他服务业”中改为归入新增的“教育、文化、卫生、体育服务业”门类中,并进行具体条目修改。在保留原来“基本医疗、计划生育、预防保健服务设施建设”条目的基础上,新增“全科医疗服务”、“卫生咨询、健康管理、医疗知识等医疗信息服务”、 “预防保健、卫生应急、卫生监督服务设施建设”等条目。
2 卫生职业教育变革与产业结构调整的分析
2.1 卫生职业教育变革与产业结构调整的关系
卫生职业教育是最直接连接卫生产业的教育类型,对卫生产业结构调整的反应十分敏感。一方面,卫生产业结构的升级和优化是卫生职业教育发展和改革的原动力;另一方面,卫生职业教育的发展和改革又是卫生产业结构调整和升级的推动力,需要通过发展卫生职业教育打造一支稳定的技术型、技能型精良人才队伍的支撑。
2.2 卫生职业教育适应产业结构调整的设想
一是卫生部门和教育部门制定正确的适应产业结构发展的卫生职业教育导向模式,加强卫生产业结构和卫生职业教育的宏观指导;二是按照医学科学和卫生技术的发展趋势,调整卫生职业教育的专业设置;三是按照生物、心理、社会医学模式改革卫生职业教育制度和教学内容。四是以服务为宗旨,以就业为导向,大力发展卫生职业教育。五是为保证调整的落实和正常运转,还必须为卫生职业教育的调整提供必要的资金保障。
3 卫生职业教育经费投入与产业结构调整的协调性和适应性研究
3.1 改革卫生人才培养模式,重点保障卫生专业结构优化经费
专业设置是卫生职业教育与卫生产业的接口,卫生职业教育经费投入要重点保障学校适应卫生专业结构而进行卫生职业教育专业优化的经费。要预算安排足额经费,确保改革卫生人才培养模式,经费投入要以就业为导向,保证其进行广泛的调研、论证的费用,正确处理保持专业相对稳定性和适应社会需求变化多样性之间的关系,要以稳定卫生职业专科层次应用型教育为主体,结合学校优势,明确发展方向,重点优化和提升卫生职业教育专业结构。
以某国家示范医学类职业院校为例,在经费上重点保障优化卫生职业教育专业结构的资金,从以下三点入手:一是适应卫生专业结构调整——按结构调整后的需求增设卫生职业教育专业,如检验预防、医学影像专业;二是从地域结构调整——基层单位、边远地区需求定向招生,并提供政策资金支持等;从人才年龄、层次结构——加强在职人员的继续教育和函授教育等等。
3.2 主动适应产业结构调整,加大专业建设新思路方面投入
根据卫生产业结构调整的新增条目,学校主动从经费上划拨专项资金,鼓励学校院系展开专业建设论证,主动适应调整的新形势,努力拓展新思路。结合产业结构的需求,改造老专业,设置新专业(或专业方向),并在充分论证基础上,敢于对老化专业舍弃或转换,并相应对转换专业知识进行更新和培训,使之与专业转换协调发展。做强传染病、儿童、精神卫生专科护理方向的人才培养模式;做大临床基层全科医疗人才培养计划;做好“预防保健、公共卫生等新专业的人才培养规划;探索卫生咨询、健康管理、医疗知识等医疗信息服务的专业设置等。
以某国家示范医学类职业院校为例,学校财务预算方案结合优化专业结构的需要,安排专项资金,用于聘请行业专家学者对学校发展规划进行论证;诚挚邀请广大教职医护员工出谋划策,财务部门积极参与,并为各专业建设提出具有建设性的意见和建议;组织召开护理、临床、口腔、药学、检验、医学影像、生物制药等专业论证会,听取各专业“一年计划”、“三年规划”、“五年愿景”的方案;结合学校示范后建设,进一步打造办学特色和亮点,确立了各专业结构优化的规划,并提供重点经费保障机制。
3.3 以就业为导向,加强卫生职业院校内涵建设经费投入及绩效考评力度
目前全国基层卫生人才十分紧缺,加快卫生职业教育发展,必须以就业为导向,把工作重点放在提高教学质量上,加强学校内涵建设。在加强学术内涵建设的经费投入上,一定要积极跟上国家对高职教育的推进步伐,抓住机遇,争取教育部、教育厅等各级专项资金为学校内涵建设注入资金和活力。学校要建立内涵建设资金投入的长效机制、保障机制、动态调整机制。围绕调整后的卫生产业结构,适应人才需求,根据城区功能,优化专业布局;做大骨干专业,打造特色学校;明确专业内涵,强化专业建设;加强校企合作,推进联合办学;壮大师资队伍,建好实训基地,并从财务管理上要加强经费使用过程的跟踪管理和项目结束后的绩效考评力度。
3.4 创新办学思路和模式,开创社会服务和提高自身创收能力新局面
卫生职业教育要创新办学思路和模式,通过各种渠道来提高自身的创收能力,增强财务实力;同时力求能提供社会服务,发挥更大的社会效益。以某医学国家骨干示范院校为例,在创新实践中摸索出一条具有自身特色的建设道路,并获得双赢。如加大校企合作办学力度,与医学前沿技术—干细胞研发中心共建科研信息中心;引进企业合作,共建药品食品检测中心;根据市场需求,与本地区各大医院共同出资举办护工公司;争取项目资金,建设SPF动物实验室,为本地区的医学人员提供科研实验平台等等,这些创新的办学模式既发挥学校的社会服务效应,又提高自身创收能力。利用地域优势,加大与台湾地区院校的闽台合作办学项目,引进台湾高校的优质资源到校授课,学生分批赴台湾高校研修学习,去体验不同的教育理念等。坚持学历教育与培训并举,积极实施“双证书”制度;学校科学设置专业,扩大招生创收;学校适应产业结构调整争取专项资金;鼓励多种形式创收卫生职业教育经费,投入大量资金,采购前沿医学教学设备,既加强实验基地建设,又利用先进的医学教学设备筹建医学知识教育基地等。
当前,卫生职业院校要抓住机遇,以服务为宗旨,以就业为导向,面向基层培训高素质的技能型、应用型人才。本文的预期价值是通过卫生行业和卫生职业教育两者结合研究,能引起高校财务人员对行业政策、行业结构的关注、解读、调研、创新,根据各行业结构变化趋势及时调整经费投入,为学校改革发展的各种财务决策提供服务,发挥高校自主办学的作用,致力于培养出适应社会需求的专业人才。
参考文献
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1.1集成
它是依据临床医学技术的需求,由多种医疗仪器设备组成一个系统,构成一个完整的技术平台,例如:一体化、数字化手术室的建设[2],是指将现代化数字技术应用在手术室工作环境中,并利用一些软硬件设施,实现与医院已有信息系统的集成,实现HIS、LIS、PACS中患者信息的共享;实时共享手术视频和医学影像资料,实现远程教学和远程会诊;规范和优化手术室及麻醉科工作流程,提高工作效率;实现手术安排及进展状况透明化,可对患者手术过程进行全程追踪;自动记录、存储术中大量的患者信息,并生成各种医疗文书报表,以备科研统计和医疗举证之用;加强麻醉、手术过程中器械、耗材、药品使用及库存等方面的管理;实现科室事务智能化管理;建立麻醉专家咨询及预警系统,提高麻醉质量,减少麻醉意外。这一复杂系统工程由医学工程部门制定计划和工程技术方案,并组织实施、监督和管理。
1.2预防性维护
随着科学技术的进步,临床所使用的医疗仪器的功能越来越强大,其本身的结构也更加复杂,利用医疗仪器对患者进行诊断治疗已经成为现代化医院对患者诊疗的重要手段之一;这就要求医学工程技术人员能够尽快排除医疗仪器的故障,使其恢复正常,满足患者的需要。现阶段医学工程技术人员维修工作难度也越来越大。笔者认为,医疗仪器的维修工作重点在于第一个“维”字,即对医疗设备进行维护保养,由于医院本身缺乏厂家的技术支持,医学工程技术人员自行维修的几率越来越小,这种情况之下只能依靠厂家售后服务来解决。但这并不是说医院就不需要医学工程技术人员,只是医学工程技术人员的工作重点要做适当的调整。根据全院医用设备的运行情况,医学工程技术人员积极做好医疗仪器的定期维护保养工作及预防性检修,把有可能引起医疗仪器故障的因素消灭在萌芽状态,降低医疗设备的故障率,进而延长医疗设备的使用寿命。例如我院皮肤科整形美容的一台激光机,过了保修期后,由于后续的保养工作做的不到位,激光光路里面有很多灰尘,这样以来就造成了激光能量的损耗;再者,由于长时间的使用,激光打在光路中的反射晶片上,总会造成反射晶片的损耗,时间久了晶片的反射率下降,这也是造成激光能量偏低的重要原因。如果医学工程技术人员能定期对激光机进行维护保养,校正光路,清洁光路里面的灰尘,那么激光能量在传递的过程中的损耗就会减小,这样本来需要两次烧灼的疤痕可能只需要一次就可以完成,从而延长激光机的使用寿命。
2临床医学工程专业技术人员在医院物流建设中的作用
物流管理是指依据物流专业理论与方法,采用医工结合的途径,认识医院中的物品(如:器械、耗材、试剂等)流动的规律,应用信息技术和自动控制技术实现现代管理。医院物流[5]研究的产品主体是药品、医用耗材、办公用品等大宗物资,是医院最主要的成本支出,其重要性对于任何医院而言均是不言而喻的。医院物流不能照搬其他行业物流的经验。医院物流研究的一个重要内涵就是库存管理和最佳批量模型。我院医疗器械管理科正在努力建设数字化库房,积极开展网上采购工作,这样就能极为方便快捷的采集到医用材料在院内流通的信息,将这些信息进行进一步的分析,从而摸索出一套适合本院现状的物流管理方法。
3临床医学工程在医院成本控制中的作用
物资采购是医院经济运营中的重要环节[6],在医院的成本管理中,导致医院医材采购成本过高的一部分原因是采购权较为分散,要解决上述的问题,临床医学工程人员就需要结合医院的实际情况制定一整套规范的控制措施和管理手段,来规范物资采购。首先就要将采购权回收,除了临床医学工程科(医疗器械管理科),其他科室不能够自己采购,必须要通过临床医学工程科进行购买。此外,医院要积极响应卫生部及其他相关政府机关的号召,使用那些参与卫生部或者其他政府相关部门招标中标入围产品,这些中标产品的价格比较规范合理,这样就能够在一定程度上降低医用耗材的成本。
4临床医学工程专业技术人员在医院科研中的作用
当临床工作人员在做科研时遇到工程技术上的问题,由临床医学工程技术人员协助解决。现代化医院已经不再是一个简单医疗机构了,它应该是集医疗、教育、科研为一体的综合性机构,临床医疗人员不断的进行理论和实验研究,发现新的生理病理现象,从中探索出一种新的诊疗手段,从而提高医院的医疗水平。随着医疗研究的不断深入细化,研究实验越来越复杂,研究实验需要借助越来越多的工程技术手段来进行,这就是通常所说的“医工结合”。例如一种新的音乐电针灸治疗仪的设计,这是当时临床的一个研究生申请的课题,单一的脉冲刺激容易引发人体的适应性和耐受性,影响治疗效果,因此想设计一种受音乐信号调制的脉冲治疗仪,通过脉冲刺激肌肉,并统计结果,看看是否有助于缓解人体的适应性和耐受性。而脉冲激发的电路部分则由临床医学工程人员根据临床所提的要求协助进行设计,从而产生出适合该实验需要的“量身定做”的脉冲信号,这便是一个比较简单的“医工结合”。
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【关键词】 床边教学; 骨科临床教学; 应用
中图分类号 R68 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2015)5-0158-02
doi:10.14033/ki.cfmr.2015.05.076
临床实习是医学学生将基本医学理论准确运用到临床实际操作中的重要阶段,同时也是医学教学过程的一项重要组成部分[1]。骨科临床实习教学作为骨科教学工作的一个重要环节,在其中发挥着重要的作用,但骨科学具有较强的专科性,除此之外,新技术与新理论发展迅速,这些都导致其成为临床教学的难点[2]。在本文中,笔者旨在突出床边教学,并结合其他方法,对床边教学在临床实习教学中的应用进行探讨。
1 床边教学的内涵
所谓床边教学(bedside teaching),就是临床医师将教学地点改在患者病床旁边,并结合具体案例进行讲解,是学生在临床教师的指导下将理论知识与实践相结合,不断提高自身分析与解决问题能力的过程[3]。床边教学是以实习医生为主体、临床教师为主导、患者为中心的一项临床教学。根据相关文献记载,床边教学模式最早应用者是法国内科医师Sylvius。其具体做法是:在日常的病房查房中,根据患者的实际临床表现向学生提出相关问题,并讲授相关的医学知识以及自己的临床思维。直到近代加拿大著名医学专家William Osler才进一步对床边教学的重要性作进一步阐述:最好的学习是通过患者,患者是最好的教科书。
床边教学可以有效培养医学生各方面技能,如:体格检查、采集病史、医患沟通技巧以及临床思维等,一直以来,在培养实习医生中占有举足轻重的地位。
2 实习床边教学的必要性
临床医学主要来源于临床实践,是在实践中不断完善和发展自己的一门实践性科学[4]。临床教学具有自身特有的思维方式,医师会在与患者对话与接触中,将对患者的诊断产生表象与知觉假设,并通过实验室检查、X线光片对假设做出印证与,由表及里,由浅入深。
对于传统的教学模式,往往局限于将重点放在课堂,形势与时间上都远远脱离实际[5]。多数学生习惯于死记硬背,对于普通理论考试,成绩相当优异,但一到临床实践,动手操作能力十分差。病房其实是最佳的“课堂”,床边教学模式可以有效培养实习医生的临床思维能力。为了让实习医生尽早地将自身实习生思维模式向医师思维模式转变,将理论知识合理有效地应用到临床实践中,必须将床边教学模式在实习教学中的地位提升。
3 床边教学的模式以及内容
为了让实习医生能够更好地将日常所学的理论知识合理有效地运用到临床实践中去,更快地建立临床思维模式,对于床边教学模式必须加以抓紧,以此来丰富床边教学的具体内容,提高其教学质量。现将床边教学工作中的方法与体会分享如下。
3.1 结合骨科临床案例,提高实习生医德修养
良好的医德医风是一名医务工作者高尚职业道德的具体追求,这些道德医风不仅仅靠自身的严格训练,更重要的是临床教师的正确指引,这并不是一朝一夕就可建立起来的,所以,指导老师的气质、品格等均会对学生未来产生一定影响[6]。为了加大对实习学生职业道德的培养,笔者要求指导老师要时刻注意自己的言行,通过自身的言行去影响实习学生,培养其正确的思想:时刻将患者利益放在首位、时刻以患者为中心,除此之外,通过临床案例的教学,让实习学生学习如何与患者家属沟通。
3.2 严格实行“主任医师责任制”
科室由高级医师担任科研负责人,负责临床实习教学的全面工作。待实习生进入骨科后,“主任医师责任制”明确实施,将每一位实习学生落实到位(将其分配给一位主治医师),主治医师负责该位学生的具体教学工作。在临床带教老师的指导下,正常参加科室常规诊疗工作(一般由科室统一安排),正常参加全日制值班工作。通过值班,实习医师可以从带教老师身上学到许多技能,如:如何处理急诊患者、如何参与对危重患者的抢救、如何观察住院患者病情变化。对于急诊手术,应尽可能地让实习学生上台,慢慢教他们如何进行正确的外科清创术、如何正确地穿手术衣、如何铺单等。带教老师应教会他们如何进行简单的石膏外固定术操作、骨折手技复位等,尽可能地避免不必要的手术纠纷与差错。
3.3 结合具体案例,培养学生病史采集与读片能力
通常,对于患者的病史采集与体格检查是获取患者疾病诊断的第一手资料,该方法有效、直接。由于骨科临床的特殊性,医院应加大实习学生对于X片阅读能力的培养。例如,对于打球扭伤导致跟腱断裂的患者,要仔细询问其外伤史,详细了解其当时损伤情况以及局部疼痛具体症状,这样可以让实习学生懂得询问患者病史以及体格检查对于最终诊断的重要作用。除此之外,在查房中,对于具体患者,详细地向实习学生讲解关于X片的阅读方法,使得学生能够读懂较为常见的骨折X片。随着科学技术的不断发展,医疗设施也在不断更新,医学影像学辅助检查也在临床检查中得到普及[7],部分医师重手术却不重视基本操作。在临床实习中,医院应突出床边教学,通过带教老师的言传身教来增强实习学生的使命感,让他们懂得仔细、耐心是一个医师必须具备的素质。
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关键词:本科教育;医学检验;课程设置
2012年国家本科专业目录中,医学检验专业从临床医学二级学科转变为医学技术一级学科,更名为医学检验技术,学制由五年改为四年,学位由医学改为理学,培养目标由“医学高级人才”改为“应用型人才”,实际上明确了培养目标是“检验技师”而非“检验医师”,教学内涵由重视临床改为注重技术[1-2]。随着培养目标改变,必然要对培养方案进行改革,其中课程改革是关键。因此,如何重构既满足临床需要又符合新时期特点的医学检验技术专业应用型人才培养的课程体系,是摆在医学院校面前的一个重要课题。本文就医学检验技术专业课程设置谈一些体会,并对医学检验和医学检验技术专业课程体系作比较。
1明确医学检验技术专业的培养目标
根据医学检验技术专业教学质量国家标准,本专业旨在培养品德高尚、基础扎实、技能熟练、素质全面的德、智、体、美全面发展的应用型医学检验技术人才[3]。掌握医学检验技术基础知识、基本理论、基本技能及基础医学、临床医学相关知识;掌握先进医学检验技术,具备初步医学检验能力;具有终身学习能力、批判性思维和创新能力及一定的科研发展潜能;能胜任医疗卫生机构及与医学检验相关机构的临床检验、卫生检验及其他医学实验室工作。
2理顺课程设置的基本思路
课程设置是培养目标和培养模式的切入点,构建课程体系应慎重[4-6]。教学思想应统一于人才培养要求,突出医学检验技术的基本属性,不能认为是对原有课程的简单压缩或只需将有关临床课砍去。在人文公共课不能动的现状下,怎样争取其他教学单位支持,构建保证本专业学生获得所需基础及相关临床知识的课程体系?另外,教学内容应根据培养要求进行改革,其中教师知识结构调整是重中之重。在保证医学检验技术为主的同时,在学生临床医学知识薄弱的背景下,怎样处理无法回避的与临床的联系和结合?因此,第一,科学制定主干课程,以培养检验技师为目的;第二,对课程设置做具体界定,弱化过于冗长、纯理论的基础课程,整合临床课程,促进专业多方位发展;第三,理顺课程关系,避免重复;第四,重视技能训练,满足应用型技术人才培养要求;第五,就学科特点作自身考虑外,聘请三甲附属医院、教学医院检验科骨干人员为专家,就课程设置提出意见和建议。
3构建“三个平台、一个环节”的课程体系
综合医学检验技术的专业特点和课程性质及最低毕业学分要求,利用本校综合性大学优势,构建“三个平台、一个环节”的课程体系,即通识教育、学科基础、专业教育平台及实践教学环节。每个平台的课程分为必修和选修两大类,其中通识教育、学科基础的必修课和选修课在平台中比例约为60%和40%,专业教育平台中二者的比例约为70%和30%。实践教学环节主要包括实验课程、社会实践、技能培训、毕业实习等,其中实验课程的配置主要体现在三个平台中。打破原来授予“医学学位”、培养“检验医师”的旧课程体系,建立适合授予“理学学位”、培养“检验技师”的新课程体系。
3.1调整和整合课程
3.1.1学科基础课程“检验技师”的主要任务不是诊断,将病理学、脱落细胞学等课程调整到“学科基础平台”。压缩带有浓厚“临床医学”色彩的人体解剖学、生理学等课程内容。将无机化学和有机化学整合为医用化学,加强化学与医学检验各亚学科的联系;将化学分析和仪器分析整合为分析化学,针对仪器检验时代特点,将仪器分析内容整合到检验仪器学。另外,将物理及电子技术基础(必修)调整为医用物理学(选修),以减轻教学任务和学习负担。
3.1.2专业教育课程把单独设置的内、外、妇、儿、传染病、诊断学等临床课程一体化,将内科学与诊断学整合为临床医学概论1(必修);将外科学、妇产科学、儿科学整合为临床医学概论2(选修);将传染病学调整为选修课。这种整合表面上属于“不得不”,实质上是一个整合临床课程内容的机会。针对四年制检验技术的要求,临床课程整合以诊断为先导、以内科为重点、其他各科力求简明扼要,体现了对临床医学知识不应强调系统性而应强调整体性的观念[7-8]。
3.2按照学科发展、知识衔接的先后设置课程
四年制本科学制短、任务重,课程设置既要注重知识的完整性,学科的系统性,又要避免内容重叠,培养学生岗位基本能力,做到纵向阶梯少重复,横向平台不重复。医学检验技术专业课包括临床免疫学及检验、临床微生物学及检验、临床生物化学及检验等,基础课包含医学微生物学与免疫学、生物化学等,这些课程间存在着部分内容重复及衔接不当问题。学生学习专业课程时常会遗忘之前所学的基础知识,老师不得不重复基础课内容。因此,将基础课与相应专业课安排于相邻2个学期,使学生在学习基础知识后更好地继续学习临床技能,起到了课程整合的效果。
3.3配置和优化课程,培养学生应具备的知识、能力和素质。
3.3.1突出专业特色课程检验医学是现代精密实验技术与临床知识的有机融合,是医学领域中发展较迅速的学科,其外延已扩展到与人类健康有关的检验、试剂研发、仪器设备制造和产品营销等。增加检验仪器学为主干课程,将临床检验仪器集中讲授,做到纲举目张,避免重复;增加分子生物学检验课程,介绍分子生物学技术。
3.3.2兼顾职业资格考试及研究生入学考试增加临床实验室质量管理课程,将生化、免疫、细胞等有关质量管理的内容集中讲授,既避免重复、节约课时,又提高学生的学习兴趣,使学生树立质控意识和标准化操作理念;并将临床输血与检验变更为必修课。目前研究生入学考西医综合而非检验综合,故设置临床医学概论1(诊断学、内科学)、临床医学概论2(外科学、妇产科学、儿科学)等课程。
3.3.3加强英语及计算机知识教育增设医学检验专业英语课程,增加双语授课比重;在通识教育平台要求修满5学分的计算机模块课程。检验工作对专业英语和计算机技术的要求不断提高,学好专业外语,不但有利于对自动化仪器的学习和掌握,在吸收国外先进经验、与世界先进技术接轨方面也非常必要。计算机技术不仅要学好,还要熟练地掌握和应用,以便能够驾驭不断更新的、智能化程度越来越高的检测仪器。
3.3.4增加数理统计、文献检索等“工具性学科”的教学比重在医学统计学、SPSS在统计学中的应用等课程基础上,增设科研设计与论文写作、医学文献检索和利用等课程,增强学生的数据处理及科研能力,为可持续学习奠定基础。3.3.5加强人文素质教育利用本校综合性大学优势,在通识教育平台,要求学生选修人文社会科学类、体育与艺术类课程不低于该平台选修课程的60%。另外,增加医学人文等课程,提高学生的社会适应能力。
3.3.6增加选修课考虑学生后期专业方向分化,增设预防医学、国际卫生检疫、医学影像学、超声诊断学等选修课程,学生根据个人学习基础和职业规划选修。
3.4强化实践教学
3.4.1基于学生差异化发展,改革实践教学构建由基础性、综合性、设计性和创新性实验组成的整合化、分层次实验教学体系。增加综合性、设计性实验,将生理学、病理生理学实验整合为机能学实验,增加显微形态学实验、现代病理技术等课程,将实验与理论分开,单独开课,单独考试,实验教学不再是理论教学的附属品,提高实验教学质量。另外,以教师科研课题为载体,将大学生创新创业计划项目、大学生科研等融入创新教育体系。
3.4.2增加实验课程比重,优化实验教学内容增强教学与临床及社会需求的联系。调整理论课与实验课的课时比例。引入近年来各亚学科所取得的最新成果,注意知识的更新和延伸。遵循“检验技师”培养目标,减少相关疾病发病机制探讨及过分深入的检测指标的临床分析。重视临床模拟教学,包括病例讨论式教学、临床标本检测等。
3.4.3加强临床实训和见习,使学生早期接触临床对低年级学生,提倡到医院搞社会实践,了解实验室工作流程,达到百闻不如一见的效果。对高年级学生,以各医院检验科及试剂、检验仪器生产企业为依托,安排临床见习,使学生熟悉未来工作环境和各种检验标本的采集与处理,将理论学习与临床实践、知识传授与能力培养紧密结合。
3.4.4注重实习前岗前培训增加专业基本技能强化训练学时,并将其分成两部分,首先在检验诊断学实验室进行实习前强化训练,然后到医院检验科进行各专业组实战训练。
3.4.5重视毕业实习强化检验的综合技能。最后一年进入实习,严格按照实纲要求,加大训练力度,加强检查指导、规范管理,定期进行操作技能考核。在教师指导下,完成一项课题设计,结合临床资料分析检验结果,撰写调查报告,学校组织专家评审。
4比较医学检验及医学检验技术专业课程体系
五年制医学检验与四年制医学检验技术专业学分相差较大,前者243.7学分,后者160学分;各平台或环节学分占总学分比例差异也较大,五年制的通识教育、学科基础、专业教育平台和实践教学环节的学分占总学分比例分别为25.4%、26.3%、33.4%和14.9%,四年制的则分别为30.6%、25.0%、25.0%和19.4%,见表2。表明医学检验与医学检验技术专业课程体系间存在较大差异,主要表现为医学检验技术总学分减少,通识课程比例较高,导致学科基础和专业教育课程,尤其后者所占比例明显降低。另外,医学检验技术的实践教学环节比例提高,体现了应用型医学技术人才培养目标。再者,医学检验的学科基础课/专业教育课为0.788,医学检验技术则稍有增加,为1,主要由于后者通识课比例增高,专业教育课比例降低;另外,本科教育强调“重基础、宽口径”的培养模式,从这方面看基础课较之专业课可适当多一点,至于多少为合适,应结合各校实际情况作进一步研究,关键是要有特色[9-10]。总之,新一轮专业目录调整,为医学检验技术专业发展带来了新的机遇和挑战。今后相当长一段时间,各校都会以教育部文件精神为指导,根据本校实际和市场需求,构建新的课程体系和培养方案。本校将根据四年制医学检验技术专业培养目标,在现有五年制医学检验专业课程基础上,通过配置和优化课程,初步构建医学检验技术专业的课程体系,并通过实践不断优化、完善,形成具有本校特色的培养方案,为与本校类似的地方高校提供借鉴。
参考文献
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篇10
1.1图像融合的内涵图像融合是指将多源图像传感器所采集到的关于同一目标的图像经过一定的图像处理,提取各自的有用信息,最后综合成同一图像以供观察或进一步处理。从信息论的角度讲,融合后的图像将比组成它的各个子图像具有更优越的性能,综合整体信息大于各部分信息之和,也就是说,融合的结果应该比任何一个输入信息源包含更多的有用信息,即1+1>2,这就是图像信息的融合[2]。
1.2医学图像融合的分类一个完整的医学图像融合系统应该是各种成像设备、处理设备与融合软件的总和。由于融合图像的应用目的不同,决定了医学图像融合具有各种各样的形式。根据被融合图像成像方式不同,可分为同类方式融合和交互方式融合。同类方式融合(也称单模融合,mono2mo2dality)是指相同成像方式的图像融合,如SPECT图像间融合,MR图像间融合等;交互方式融合(也成多模融合,multi2mo2dality)是指不同成像方式的图像融合,如SPECT与MR图像融合,PET与CT图像融合等。按融合对象不同,可分为单样本时间融合、单样本空间融合以及模板融合。单样本时间融合:跟踪某一病人在一段时间内对同一脏器所做的同种检查图像进行融合,可用于对比以跟踪病情发展和确定该检查对该疾病的特异性;单样本空间融合:将某个病人在同一时间内(临床上将一周左右的时间视为同时)对同一脏器所做几种检查的图像进行融合,有助于综合利用多种信息,对病情做出更确切的诊断;模板融合:是将病人的检查图像与电子图谱或模板图像进行融合,有助于研究某些疾病的诊断标准。另外,还可以将图像融合分为短期图像融合(如跟踪肿瘤的发展情况时在1~3个月内做的检查图像进行融合)与长期图像融合(如治疗效果评估时进行的治疗后2~3年的图像与治疗后当时的图像进行融合)。综上所述,依据不同的分类原则,医学图像融合有多种方式,在实际应用中,临床医师还可以根据各种不同的诊断与治疗目的不断设计出更多的融合方式。
1.3医学图像融合的主要技术方法与步骤医学图像融合的过程是一个渐进的过程,不同的融合方法有各自具体的操作和处理,但是,不管应用何种技术方法,图像融合一般都要经过三大主要的步骤来完成,分别是图像预处理、图像配准和融合图像的创建。
1.3.1图像预处理医学图像预处理是指对获取的各种图像数据做去除噪声、对比度增强、感兴趣区域分割等处理,统一各种数据的格式、图像大小和分辨率,对于有条件的图像还可以进行重新断层分层以确保图像在空间分辨率和空间方位上的大体接近。在此基础上,还可根据目标特点或不同应用目的建立适当的数学模型。
1.3.2医学图像配准医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种或一系列空间变换,使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。这种一致是指人体上的同一解剖点在两幅匹配图像上有相同的空间位置,配准的结果应使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义的点及手术感兴趣的点都达到匹配。图像配准是图像融合的先决条件与关键,图像配准精度的高低直接决定着融合结果的质量。目前,已存在多种配准方法,文献[3]对医学图像配准技术做了详细的归纳和总结,配准处理一般可以分为图像变换和图像定位两步:(1)图像变换:其目的在于确保多源图像的像素或体素表达的实际空间区域相同。确保多源图像对同一脏器在空间描述上的一致性。图像的变换包括平移、旋转、定标、反射等处理,医学图像常用的基本变换有:刚体变换、仿射变换、投影变换和非线性变换。在图像融合实践中,以上几种方法经常联合使用,一般都由计算机自动完成,并可进行一些人工的修正,从而提高结果的准确性。(2)图像定位:在实际应用中,图像分辨率越高,图像细节越丰富,实现点到点意义的对应难度越大。图像的定位(配准)方法可大致分为两大类:基于外部定位和基于内部特征的方法。基于外部定位的方法有:定标架法、面膜法和皮肤标记法等,其优点是定位简单,精度高(一般都可达到像素级的精度),缺点是这些方法仅限于刚体变换,而且有时会对人体产生一定程度的损伤。基于内部特征的方法是从不同成像模式中提取共有特征的标志进行定位,这些标志包括解剖标志、几何标志、局部点、线、表面轮廓特征和像素特征等,这类方法仅基于病人自身图像的信息,是回顾性算法,不需在成像之前对病人做任何特殊处理,缺点是内部标志的寻找相当困难和麻烦,计算量大,需要人为介入,配准精度由具体算法决定。其主要方法有:①标志点法:包括解剖标志点法和几何标志点法;②图像分割配准法:包括曲线法、表面法等;③基于像素特征的配准法:有矩和主轴法、相关法、最大互信息法和图谱法等。近年来小波变换也被应用于图像配准中,它可以利用在低分辨率下的配准参数作为基础和引导,得到在高分辨率下更为准确的结果,这种方法有较强的鲁棒性,而且可以加快配准时间。此外,基于一定数学物理模型的非线形配准也是近年研究的热点。
1.3.3医学图像融合医学图像在空间域配准之后,就可以进行融合了,融合图像的创建又分为图像数据的融合与融合图像的显示两部分来完成。
(1)图像数据融合:在当前的研究中,主要有两类方法:以像素为基础的方法和以图像特征为基础的方法[4]。以像素为基础的方法,即点对点的方法。由于像素是图像的基本元素,像素间灰度值的差异显现出图像中所包含的结构信息,因此简单地把两幅图像对应像素点的灰度值进行加权求和、灰度取大或者灰度取小等操作,便可得到一幅融合图像。这类方法是对图像进行逐点处理,所以用到的数学原理易于理解,算法实现也比较简单,不过实现效果和效率都相对较差,融合后图像会出现一定程度的模糊。以图像特征为基础的方法,要对图像进行特征提取、目标分割等处理,用到的算法原理复杂,但是实现效果却比较理想,能够满足诊断的要求。现有的基于图像特征的融合方法几乎都是从变换域上的图像编码和压缩技术延伸来的,有Laplacian金字塔法[5]、Gaussian金字塔法[6]、比率低通金字塔法[7]、多分辨率形态滤波法[8]和小波变换法[9]等,这类方法融合的一般步骤为:①将源图像分别变换至一定的变换域上;②在变换域上设计一定的融合规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。
(2)融合图像的显示:融合图像有多种直观的显示方法,常用的有伪彩色显示法、断层显示法和三维显示法等。①伪彩色显示法:由于人眼对彩色图像的分辨能力是灰度图像的几千倍,因此对融合图像采用伪彩色显示可大大提高观察者对图像特征的识别能力。融合图像的伪彩色显示往往是以某个图像为基准,该图像用灰度色阶显示,另一幅图像叠加在基准图像上,用彩阶显示;②断层显示法:对于某些图像可以将融合后的三维数据以横断面、冠状面和矢状面断层图像同步地显示,便于观察者进行诊断,这种显示要求观察者对于图像三维层面特征有丰富的经验;③三维显示法:将融合后的三维数据以三维图像的形式显示,使观察者可更直观地观察病灶的空间解剖位置,这在外科手术设计和放疗计划制定中有重要意义。
2医学图像融合的应用前景
经过近些年的研究,图像融合技术已开始应用在临床治疗和影像诊断中,并取得了许多令人可喜的成果。原发癫痫病灶的准确定位一直是困扰医学影像界的一大难题,许多学者利用融合技术对此做了富有成效的探索。例如:Pelizzari等[10]对癫痫病人的MRI、PET图像融合处理后,可观察到病人的脑外伤、炎症、硬化症等的变化,还可看到手术及麻醉前后的区别;Lewis等[11]研究表明,于发作期和发作间期对癫痫患者分别进行SPECT检查,将二者的图像相减,再分别于MRI图像融合,可使功能损伤的解剖学标记更准确,以SPECT所示的局部脑血流对大脑新皮质的癫痫灶准确定位,从而为手术提供重要依据。将图像融合技术应用于脑颅成像中,可以精确定位颅内病变,提高诊断准确性。例如:Hill等[12]融合CT和MRI图像,建立了大脑的三维坐标系统,以辅助脑的定位治疗,其定位精度高于单独从一个图中的定位;Rubinstein等[13]运用T1、TC、FDG脑图像与MR图像融合对脑肿瘤手术或放疗后的变化和复发进行监测,对发现治疗后肿瘤体积大小改变,区别肿瘤坏死与复发部分,均具有极高的诊断价值。在胸腹部图像融合的应用中,由于胸腹部脏器形状不规则又易受呼吸游动影响,很难做到精确配准,因此这方面的融合报道较少,但也有学者进行了有益的尝试。如:Li[14]将MR融合到三维PET代谢图中,显示代谢与解剖信息,在对内脏肿瘤患者的试验中,以不同色彩显示腹部各区域的三维图像;Magnani等[15]证实,CT/PET对非小细胞肺癌侵犯纵隔淋巴结的分期诊断中,二者的融合图像比单纯应用CT或PET更为准确。在放射治疗的应用中,利用融合图像精确定位照射区与周围正常组织的空间关系,可减少周围正常组织的放射性损伤。Wong等[16]对轫致辐射SPECT和CT图进行三维融合,从而定位要进行放射治疗的灌注后肿瘤,得到良好效果;Pinz等[17]应用图像融合技术测定用核素标记的单抗治疗淋巴瘤、肺癌和前列腺癌等恶性肿瘤的剂量,可详细确定其放射性分布。在外科手术的应用中,准确了解病变与周围组织的关系对制定手术方案,决定手术是否成功至关重要,Sannazzari等[18]以融合技术确定放射线标记的单克隆抗体聚积(SPECT)的解剖结构(CT),可对术前及治疗中的肿瘤进行精确分级和定位。
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