趙鶴亮 洪 波 趙新斌 張惠英

(河北聯(lián)合大學(xué)附屬醫(yī)院CT室，①放射科 河北唐山 063000)

醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的教學(xué)，主要目的是幫助學(xué)生學(xué)會(huì)CT及MRI等影像設(shè)備的相關(guān)檢查，熟練其操作的步驟和成像的過(guò)程，明確成像參數(shù)在影像檢查結(jié)果質(zhì)量方面存在的影響。同時(shí)要幫助學(xué)生掌握不同病理情況下使用不同參數(shù)組合的方法，讓影像檢查結(jié)果以其最敏感的方式顯示病變。以上都是在教學(xué)中保證基本質(zhì)量的要求。要達(dá)到這些目標(biāo)，就要選擇最有效方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是一種解決的途徑，它是將理論知識(shí)與臨床實(shí)驗(yàn)的教學(xué)完美結(jié)合，通過(guò)高仿的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為學(xué)生講解和操作臨床影像設(shè)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量直接影響學(xué)生的就業(yè)機(jī)會(huì)和工作實(shí)踐能力［1］。但是，該教學(xué)也存在較大的缺陷，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備需要高投入，限制了對(duì)CT和MRI的操作室的建立，最終不能正常地開(kāi)展影像檢查的操作課程，無(wú)法將教學(xué)與技能訓(xùn)練完全的結(jié)合起來(lái)。這些都對(duì)學(xué)生的影像技術(shù)學(xué)習(xí)不利，使其不能較好地學(xué)習(xí)知識(shí)、了解原理，更是減少了實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)。所以如何可以解決這些教學(xué)難題，達(dá)到滿意的實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)效果，筆者采用計(jì)算機(jī)仿真分析的方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)［2］。近來(lái)得到了國(guó)內(nèi)同行的廣泛關(guān)注。

1 影像實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求

針對(duì)我國(guó)對(duì)影像專業(yè)所設(shè)定的培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱以及實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)等方面的要求，所要研發(fā)的相關(guān)軟件要定位在本科影像專業(yè)。不僅要在實(shí)驗(yàn)室做到仿真掃描的操作，同時(shí)要幫助學(xué)生深入的理解影像技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)。通過(guò)對(duì)我國(guó)目前應(yīng)用的主流的CT和MRI品牌的調(diào)研。經(jīng)過(guò)論證最后選定西門(mén)子公司1.5TMRI掃描儀和16層螺旋CT掃描儀作為仿真操作軟件的研發(fā)藍(lán)本［3］。編程軟件的選擇基于一定的要求，操作系統(tǒng)必須流暢運(yùn)行，體積較小，穩(wěn)定安全，但是計(jì)算機(jī)硬件無(wú)需太高要求，適合所有的WINDOWS系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)要求相對(duì)開(kāi)放，幫助改善本專業(yè)的操作技術(shù)以及科研條件，定期對(duì)其進(jìn)行升級(jí)以適應(yīng)教學(xué)要求。

2 仿真操作系統(tǒng)研發(fā)

2.1 探究?jī)?nèi)容 ①主要的研究?jī)?nèi)容是國(guó)內(nèi)近期主流影像設(shè)備的基本操作原理、界面以及成像參數(shù)等，此外還有參數(shù)間關(guān)系、參數(shù)選擇在影像質(zhì)量上的影響，最后明確系統(tǒng)模式及其功能。②在主流設(shè)備基礎(chǔ)上確定系統(tǒng)的框架、編寫(xiě)流程等，以期系統(tǒng)的仿真達(dá)到最優(yōu)的效果。③針對(duì)人體的不同部位，并根據(jù)其在影像圖片的不同適用范圍及要求等方面，采集不同的圖像建立準(zhǔn)確的影像數(shù)據(jù)庫(kù)，為教學(xué)提供詳細(xì)的影像資料。④明確人體部位與操作界面、參數(shù)等的詳細(xì)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.2 設(shè)計(jì)原則 ①智能化原則:設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要自動(dòng)判別掃描時(shí)設(shè)定的參數(shù)及選項(xiàng)。若出現(xiàn)參數(shù)以及選項(xiàng)的遺漏、設(shè)定參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤等現(xiàn)象，要在其保存協(xié)議過(guò)程中拒絕預(yù)掃描，待其修改錯(cuò)誤后才可實(shí)施操作。②科學(xué)性原則:要求設(shè)計(jì)整體新穎，具有縝密的構(gòu)思，準(zhǔn)確地突出教學(xué)目的，完全符合影像學(xué)的要求。此外，系統(tǒng)可以隨時(shí)升級(jí)以便滿足影像設(shè)備的進(jìn)展和更替。③實(shí)用性原則:該仿真操作系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)時(shí)要求的語(yǔ)言模式是英漢雙語(yǔ)，同時(shí)適應(yīng)于本科教學(xué)和大中專的教學(xué)要求;配合實(shí)訓(xùn)操作加強(qiáng)成像原理知識(shí)的理解;在WINDOWS系統(tǒng)下建立影像設(shè)備，將兩者的操作界面完美結(jié)合，在個(gè)人的電腦上對(duì)該操作進(jìn)行設(shè)備的模擬，以便實(shí)時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料，使得教學(xué)達(dá)到實(shí)訓(xùn)效果。為學(xué)生畢業(yè)后自主接受繼續(xù)教育提供了可能［4］。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3.1 CT系統(tǒng)。①初始界面:錄入患者的基本信息以及其檢查的部位。②掃描設(shè)定面:對(duì)定位像的掃描參數(shù)、掃描程序進(jìn)行設(shè)定。③操作界面:選取該次掃描的范圍以及檢查的部位。④參數(shù)設(shè)定主界面:設(shè)定具體的掃描參數(shù)以及掃描方法，同時(shí)幫助掃描程序的啟動(dòng)。⑤重建界面:將薄層圖像調(diào)入，能夠應(yīng)用常見(jiàn)重建技術(shù)，實(shí)施多平面重建技術(shù)、曲面重建技術(shù)、最大密度成像技術(shù)、容積再現(xiàn)技術(shù)等主流技術(shù)的操作。

2.3.2 MRI仿真系統(tǒng)。①主界面:該界面有11項(xiàng)功能模塊，進(jìn)行信息采集、部位選擇、體位、設(shè)定掃描的參數(shù)、保存以及激活等功能。②操作界面:幫助對(duì)掃描部位以及范圍進(jìn)行準(zhǔn)確的確定，采集信息，處理定位像。③顯示圖像界面:掃描后采集的圖像，并且處理采集圖像。④重建界面:重建三維圖像。

2.4 技術(shù)要求 完善主界面以及從屬界面間的鏈接，同時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、顯示以及調(diào)用等。確保臨床操作維持在高度的仿真，并且結(jié)合探索以及理論知識(shí)的切入點(diǎn)。幫助學(xué)生完全地掌握影響相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，正確地對(duì)選項(xiàng)以及參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)順利地對(duì)掃描協(xié)議進(jìn)行保存，將仿真的掃描進(jìn)程完成啟動(dòng)，這樣才是實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)際的密切結(jié)合。該仿真系統(tǒng)時(shí)多參數(shù)選擇的設(shè)計(jì)方法，能夠在人體全部部位進(jìn)行多功能的模擬掃描。同時(shí)其功能模塊在設(shè)定選項(xiàng)和參數(shù)等方面均符合臨床的真實(shí)要求。依照教材的影像學(xué)知識(shí)進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，按照常規(guī)的掃描參數(shù)進(jìn)行范圍的選取。而且每項(xiàng)參數(shù)均與實(shí)際情況有準(zhǔn)確的鏈接。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用

該仿真教學(xué)在影像實(shí)訓(xùn)中是一種新型的新模式，在我院的本?？茖W(xué)生的教學(xué)中廣泛的開(kāi)展使用，得到了師生的肯定。其主要的特點(diǎn)有以下幾個(gè):①將大型、復(fù)雜的影像設(shè)備簡(jiǎn)化，其操作流程、參數(shù)設(shè)定以及成像過(guò)程等均以仿真的技術(shù)操作，完全無(wú)需限制人數(shù)以及環(huán)境等，幫助學(xué)生較早地接觸設(shè)備，提高感性的認(rèn)識(shí)，深刻地了解影像知識(shí)以及關(guān)鍵點(diǎn)。②真實(shí)感較強(qiáng)，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)以及操作的興趣，為其以后的臨床事業(yè)打下較好的基礎(chǔ)。③仿真系統(tǒng)的圖片中包含大量的人體部位準(zhǔn)確斷層圖片，但是研究含有質(zhì)量較低的圖片，可以幫助學(xué)生進(jìn)行圖像質(zhì)量的判斷與評(píng)價(jià)。④常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要大投資，而仿真系統(tǒng)卻耗材極低，在反復(fù)利用的基礎(chǔ)上節(jié)省很多的經(jīng)費(fèi)。

［1］孫述和，謝青松，董付國(guó)，等.操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與探索［J］.計(jì)算機(jī)教育，2012，(1):93

［2］李 碌，武海澄，劉正敏，等.永磁型MRI系統(tǒng)中磁體的仿真分析與優(yōu)化［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2005，22(7):239

［3］汪百真，俞曼華，張俊祥，等.CT、MRI仿真操作系統(tǒng)的研發(fā)及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.蚌埠醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，38(2):219

［4］黃 磊，翟 健，陳基明，等.基于Web技術(shù)的MRI仿真訓(xùn)練系統(tǒng)在Mm開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.電化教育研究，2012，3(227):72