基于PACS的以數(shù)字化影像征象分類為模塊的教學(xué)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用 作者：吳穎 吳政光 禤浩純 洪文松 歐景才 梁春雷【摘要】 目的 研究基于PACS的以數(shù)字化影像征象分類為模塊的教學(xué)系統(tǒng)及臨床應(yīng)用。 方法 在PACS系統(tǒng)中，允許每一權(quán)限醫(yī)生對(duì)典型病例圖像注釋后按影像征象進(jìn)行歸類，然后存儲(chǔ)于SQL SERVER2000服務(wù)器中，采用模塊化管理方式，歸類的影像征象按臨床實(shí)踐要求分析其病理過程、可能的疾病及其鑒別診斷方法。在專業(yè)的顯示器（或個(gè)人計(jì)算機(jī)）上，通過用戶界面輸入解剖部位/影像征象即可調(diào)閱相關(guān)圖像進(jìn)行教學(xué)，必要時(shí)通過Intranet或Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。 結(jié)果 系統(tǒng)開放性、穩(wěn)定性好，影像數(shù)據(jù)和信息能安全、無損的存儲(chǔ)，傳輸速度快，操作互動(dòng)性好。 結(jié)論 基于PACS的以數(shù)字化影像征象分類為模塊的教學(xué)系統(tǒng)符合臨床實(shí)踐過程要求，具有直觀、實(shí)用性強(qiáng)，操作簡便，圖像安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，便于臨床影像教學(xué)工作的開展。 【關(guān)鍵詞】 PACS; 數(shù)字化; 醫(yī)學(xué)影像學(xué); 模塊化教學(xué) Abstract Objective To study the development and application of the digitalized image classification module tuition system based on PACS. Methods In PACS, each authorized doctor can be permitted to classify the images after annotating them, then, the images are saved into the server of SQL Server 2000. The classified images are modularized and can be analyzed in pathology, illness categories and differential diagnosis according to the clinical research. The correlative images can be read and displayed in professional monitors (or personal computers) for tuition, and they can also be transferred through Intranet or Internet if needed. Results The system is open and stable, and all image data and information can be saved and transferred safely and losslessly with satisfying speed and interaction. Conclusion The system is suitable for the clinical applications with many good features such as intuition, practicality, easy operation and safety and is very beneficial to clinical tuition. Key words PACS; Digitalization; Medical images; Module tuition 傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像教學(xué)方法離不開以疾病為主導(dǎo)逐步展開，按照病因、病理、臨床表現(xiàn)、影像診斷等順序進(jìn)行教學(xué)，此種教學(xué)方法對(duì)學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)影像基礎(chǔ)知識(shí)起到了良好的作用。然而，進(jìn)入臨床實(shí)踐后，這種教學(xué)模式、思維方法存在很多弊端，限制了年輕醫(yī)師解決實(shí)質(zhì)醫(yī)學(xué)影像難題的能力，為了拓展學(xué)生的思維空間，提高臨床影像診斷與鑒別診斷的能力，自2003年7月起，我們研究在PACS系統(tǒng)中，建立一套以普通放射影像征象分類為模塊的教學(xué)系統(tǒng)，通過對(duì)分類的影像征象的X線解剖、病理分析、提出根據(jù)同一影像征象可能的疾病及其鑒別診斷方法，非常適用于臨床實(shí)踐過程的要求，收到良好的效果，現(xiàn)總結(jié)報(bào)告如下： 材料與方法 1.材料 1.1醫(yī)院的PACS PACS采用星形總線拓?fù)洌⊿tar bus topology）結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)為100M/1000M以太網(wǎng)，圖像采集與傳輸采用DICOM 3.0標(biāo)準(zhǔn)，使用傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（TCP/IP），將工作站和服務(wù)器連入網(wǎng)絡(luò)。 1.2數(shù)字化放射科RIS/MiniPACS系統(tǒng) RIS系統(tǒng)可與醫(yī)院PACS 聯(lián)網(wǎng)：人體各部位數(shù)字化影像存儲(chǔ)于服務(wù)器中便于訪問、調(diào)用和處理，對(duì)典型病例圖像經(jīng)標(biāo)釋后以影像征象分類為模塊存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。 （1）.硬件平臺(tái) 網(wǎng)絡(luò)采用100M/1000M 以太網(wǎng)，3COM24口100M/1000M 交換機(jī)，服務(wù)器配置為Dell2850機(jī)架服務(wù)器；Dell220S陣列柜；診斷工作站Dell（雙豎屏）多臺(tái)套；專用DICC（八屏顯示器）教學(xué)會(huì)診工作站等。 （2）.軟件平臺(tái) 服務(wù)器操作系統(tǒng)采用WINDOWS SERVER2003；診斷工作站操作系統(tǒng) WINDOWS2000 PROFESSIONAL；DICC 操作系統(tǒng)采用WINDOWS2000 PROFESSIONAL；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫采用 SQL SERVER 2000；系統(tǒng)開發(fā)軟件使用VC.NET。 2.方法 2.1影像征象分類模塊教學(xué)系統(tǒng)的建立 （1）.圖像數(shù)據(jù)庫的建立 醫(yī)學(xué)影像圖像經(jīng)CR掃描儀或DR直接轉(zhuǎn)換為符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)于服務(wù)器中，于每日工作中，由在圖文工作站的審核報(bào)告醫(yī)生將典型病例、特殊病例、追蹤證實(shí)病例等，根據(jù)其最后診斷，用矩形工具框的文字注解功能，將圖像進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)釋后，按影像征象分類項(xiàng)目點(diǎn)擊存入教學(xué)數(shù)據(jù)庫中1。以呼吸系統(tǒng)X線診斷為例，我們將胸部基本病變X線征象分類為：胸部一側(cè)陰影、大葉陰影、肺段陰影、斑片狀陰影、球形陰影、空洞與空腔陰影、彌漫性陰影、小于1cm的播散性結(jié)節(jié)病、縱隔與肺門腫塊灶等2，在日常工作中，對(duì)符合教學(xué)條件的病例，應(yīng)用矩形工具框的文字注釋功能將圖像進(jìn)行標(biāo)釋后，于教學(xué)項(xiàng)目欄點(diǎn)擊相應(yīng)分類項(xiàng)，系統(tǒng)自動(dòng)保存圖像于相應(yīng)模塊數(shù)據(jù)庫中，以備教學(xué)調(diào)閱。 （2）.圖像數(shù)據(jù)庫管理 圖像數(shù)據(jù)庫包括圖像數(shù)據(jù)庫和文本文件庫，圖像庫主要為CR、DR等數(shù)字化影像解剖圖像和各部位典型圖像庫，文件庫包括影像表現(xiàn)、圖像標(biāo)釋、臨床特點(diǎn)、病理、X線診斷與鑒別、分類索引等，以分類的影像征象作為檢索詞檢索所需教學(xué)病例等，同時(shí)，系統(tǒng)程序允許對(duì)庫文件進(jìn)行日常維護(hù)和管理。 （3）.圖像數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò) 在醫(yī)院內(nèi)部采用局域網(wǎng)，也可通過Internet 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。 2.2系統(tǒng)安全策略 采用“口令加密技術(shù)”、“訪問級(jí)別的控制”、“數(shù)字證書”等加密技術(shù)，對(duì)一些重要的操作進(jìn)行記錄追蹤，建立系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄的修改、存取等系統(tǒng)操作日志，保證數(shù)據(jù)的安全性。 結(jié) 果 1.用戶界面設(shè)計(jì) 用戶界面設(shè)計(jì)以實(shí)用為原則，兼顧美觀、使用方便，功能強(qiáng)大，實(shí)行報(bào)告處理、病例管理、統(tǒng)計(jì)查詢、影像教學(xué)、HIS連接、設(shè)置、幫助等菜單，點(diǎn)擊某一菜單后將出現(xiàn)相應(yīng)界面3。 2.模塊化影像征象教學(xué)資料的調(diào)閱 雙擊桌面應(yīng)用程序圖標(biāo)后，輸入用戶名和密碼，彈出用戶界面RIS 圖文管理窗口，在主菜單欄中選擇影像教學(xué)菜單，通過復(fù)合檢索，顯示教學(xué)片庫信息窗口，點(diǎn)擊相應(yīng)模塊項(xiàng)目欄，選中病例即可顯示其影像資料進(jìn)行實(shí)時(shí)教學(xué)，同時(shí)顯示相應(yīng)病例的RIS信息。在DICC 教學(xué)會(huì)診工作站中，可同時(shí)調(diào)閱同一病例的不同時(shí)期影像資料或不同病例影像資料同時(shí)顯示，便于進(jìn)行前后對(duì)比分析，加深理解記憶。此操作不但可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，還可通過醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)，必要時(shí)經(jīng)過Internet 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)4，5。 3.文本文件庫的應(yīng)用 文本文件庫包括影像表現(xiàn)、圖像標(biāo)釋、臨床資料、病理知識(shí)、X線征象，分類X線診斷及鑒別索引等，系統(tǒng)程序自動(dòng)搜索影像征象模塊對(duì)應(yīng)的病理基礎(chǔ)、臨床資料、X線診斷與鑒別診斷并生成文本在工作站顯示，便于學(xué)生根據(jù)同一影像征象進(jìn)行病理分析，診斷與鑒別診斷分析。如大葉陰影影像征象，系統(tǒng)生成并顯示： 3.1大葉陰影的病理學(xué)基礎(chǔ)：肺不張；滲出性炎癥；壞死性炎癥；增生性炎癥；間質(zhì)性炎癥等。 3.2大葉陰影的X線征象：支氣管氣像；支氣管狹窄或梗阻；支氣管擴(kuò)張；大葉陰影的密度；肺葉體積縮小；大葉陰影發(fā)生部位；肺門區(qū)腫塊等。 3.3大葉陰影的X線診斷：肺癌；肺結(jié)核；肺炎；支氣管內(nèi)良性腫瘤及肉芽腫；惡性組織細(xì)胞增生癥；先天性大葉支氣管肺發(fā)育不良；支氣管內(nèi)異物等2。 討 論 醫(yī)學(xué)影像管理與通訊系統(tǒng) （Picture Archiving and Communication System，PACS）的應(yīng)用為遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)會(huì)診和教學(xué)提供了可能，建立一套符合臨床路徑的現(xiàn)代化影像教學(xué)系統(tǒng)是大多數(shù)醫(yī)學(xué)工作者和醫(yī)學(xué)生們的迫切要求。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，此種教學(xué)方法對(duì)學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)影像基礎(chǔ)知識(shí)起到了良好的作用，然而，進(jìn)入臨床實(shí)踐后，這種教學(xué)模式只能培養(yǎng)出單向思維的工作模式，難以適應(yīng)復(fù)雜的臨床診療工作，限制了年輕醫(yī)師解決實(shí)際醫(yī)學(xué)影像難題的能力，為了拓展學(xué)生的思維空間，提高臨床醫(yī)師的影像診斷和鑒別診斷的能力，我們研究在PACS系統(tǒng)中，建立一套以普通放射影像征象為模塊分類的教學(xué)系統(tǒng)，通過對(duì)影像征象的X線解剖、病理分析、提出根據(jù)同一征象可能的疾病及其鑒別診斷方法，比較符合臨床診療和思維過程，明顯提高了本專業(yè)學(xué)生提前獨(dú)立進(jìn)行臨床實(shí)踐的能力1。 1. 模塊化分類醫(yī)學(xué)影像教學(xué)的優(yōu)越性 以數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像征象為模塊分類的教學(xué)方法符合臨床實(shí)踐的要求。醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是介于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁學(xué)科。將教學(xué)建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)之上，極大了拓展了醫(yī)學(xué)生和低年資醫(yī)師的思維空間，提高了對(duì)醫(yī)學(xué)影像的診斷與鑒別診斷的能力。 2.用PACS 進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像教學(xué)的優(yōu)越性 （1）.影像存儲(chǔ)數(shù)字化。大大節(jié)約了膠片開支及其管理費(fèi)用的同時(shí)，還能對(duì)圖像進(jìn)行后處理，使圖像獲得最佳的效果。利用PACS的標(biāo)注功能，可以對(duì)圖像的重要部分加上文字或圖形標(biāo)注，便于教學(xué)演示和資料交換等7。 （2）.影像資料檢索網(wǎng)絡(luò)化?？晒?jié)省技術(shù)操作時(shí)間，快速、方便地在各臨床、急診科室隨時(shí)調(diào)閱圖像進(jìn)行讀片診斷或教學(xué)，在顯著提高工作效率的同時(shí)，為綜合發(fā)揮各類影像診斷設(shè)備的功能提供了廣闊的空間。各種教學(xué)病例可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享7，8。 3.傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像教學(xué)的局限性 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像教學(xué)因疾病種類和時(shí)空的限制，制約了影像專業(yè)學(xué)生