时间：2023-08-18 17:31:51
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关键词：图像融合；医学图像；多模态；小波变换
中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2122-04
1 背景知识介绍
图像融合是指综合两个或多个源图像的信息，以获取对同一场景的更为精确、全面和可靠的图像描述。它将不同传感器所采集到的关于同一目标的多幅图像，或同一传感器在不同时间采集到的关于同一目标的多幅图像，经过一定的图像处理算法，提取各自的有用信息，生成一幅能够更加有效地表示目标信息的新图像。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[1]。
图像融合通过多幅图像间的冗余数据处理，提高图像的可靠性；通过对多幅图像间的处理，提高图像的清晰度。与单一、孤立的原始图像相比，经融合得到的图像更适合人或饥器的视觉特性，可以提供更多的目标信息。比如，由于受到云、烟雾、照明环境以及传感器固有特性等因素的影响，通过单一传感器所获得的图像信息不足以用来对目标和场景进行更好的检测、分析和理解．将一些成像条件相同、镜头聚焦目标不同的多个图像，通过图像融合技术处理可以得到一幅目标清晰的融合图像[2]。
图像信息融合按信息抽象程度的不同(也对应完成不同级别的功能)可分为3个从低到高的层次：像素级(原始数据)融合、特征级(或目标级)融合、决策级融合。
图像融合从配准的图像出发，经过特征提取、属性判决而得到融合结果。上述三个层次与图像工程的三个层次有一定的对应关系，在实际中要根据需要选择和结合不同层次融合的特点，获得全局最优的效果。
多模态医学图像融合技术是20世纪90年代中期发展起来的一项高新技术，也是当前国内外在医学图像处理与分析研究中的热点之一。医学图像融合则是指对医学影像信息如CT、MRI、SPECT和PET所得的图像，利用计算机技术将它们综合在一起，实现多信息可视化，对各种医学影像起到取长补短的作用。
2 多模医学图像融合技术
2.1 多模医学图像融合的主要步骤
多模医学图像的融合是建立在两种或多种不同模态医学图像配准基础之上的，它可归纳为三步，如图1所示。
第一步是预处理。对获取的两种或多种图像数据分别进行去噪、增强以及分割图像特征的提取等处理，统一两种数据格式、图像大小和分辨率，对序列断层图像做三维重建和显示；第二步是配准。配准是指对图像寻求一种或一系列空间变换，使它与另一图像上的对应点达到空间上的一致。配准主要解决的问题是两幅图像之间的几何位置差别，包括平移、旋转和比例缩放等基于对特征空间、相似性准则和搜索策略的不同选择，配准方法可分为基于全局域准则的方法、频域傅立叶法、基于特征的匹配法和基于弹性模型的匹配法；第三步是融合。图像在空间域配准后便可选择不同的融合算子和融合规则进行融合。本文主要讨论第三步融合，以下介绍的各种融合技术都是在配准之后的基础上进行的。
2.2 医学图像融合算法
目前常用的医学图像融合技术包括：加权平均法、多分辨金字塔法、小波变换法、基于假彩色技术的融合算法及基于调制技术的融合算法等。下面就其中几种方法作进一步的说明，由于基于小波变换的方法在图像融合技术中的重要性，将在下一节详细介绍。
2.2.1 简单图像融合方法
像素灰度值极大(小)法：设g1(x, y), g2(x, y)为两幅输人图像，f(x, y)是融合图像。则像素灰度值极大法为f(x, y) = max{g1(x, y), g2(x, y)}
此方法只需要对两幅配准图像取对应点的极大值即可。像素灰度值极小法思想相同，只须取原图像对应点的极小值即可。这些方法简单，效果一般，应用有限。
加权平均法：加权平均法同是一种最简单的多幅图像融合方法，也就是对多幅图像的对应象素点进行加权处理。这种方法的优点是简单直观，适合实时处理，但实现效果及效率较差，其难点主要在于如何选择权重系数。
基于图像分割的融合方法：这种方法是以一幅待融合的图像为基准，从另一幅图像中分割出感兴趣的部分(通常是病灶)，然后对两幅图像进行配准，建立空间映射关系，将一幅图像上的特征映射到另一幅图像上。比如我们可以利用CT图像空间分辨率好的特性，以它为基准，再利用MRI图像对软组织成像清晰的特性，从中分割出病灶，经过配准、融合得到新图像。该方法的特点是图像的融合效果好，难点在于如何自动准确地分割出ROI。医学图像由于其对比度低、细节丰富、边缘模糊等特点，分割更为困难。常用的边缘检测算子有Roberts、Sobel、Canny等。其中Canny算子因其有良好的信噪比而使用较多。文献[7]提出一种用改进的Canny算子对病灶轮廓提取的方法。此外，我们还可以使用小波或神经网络等智能方法进行病灶特征的提取。
2.2.2 多分辨金字塔形分解融合法
这是一种多尺度、多分辨率的图像融合方法，其融合过程是在不同尺度、不同空间分辨率、不同分解层次上进行的。高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、梯度金字塔、比率低通金字塔及形态学金字塔被统称为多分辨金字塔。多分辨金字塔方法是目前较为常用的图像融合方法。在这类算法中，原图像不断地被滤波，形成一个塔状结构。在塔的每一层都用一种算法对这一层的数据进行融合，从而得到一个合成的塔式结构。然后对合成的塔式结构进行重构，最后得到合成的图像，合成图像包含了原图像的所有重要信息。
2.2.3 智能图像融合
2.2.3.1 神经网络方法
自1986年BP神经网络模型诞生以来，神经网络在各种领域获得广泛应用。神经网络适合于非线性建模，具有自学习、自组织、自适应能力。在进行图像融合时，神经网络经过训练后把每一幅图像的像素点分割成几类，使每幅图像的像素都有一个隶属度函数矢量组，通过对其提取特征，将其特征表示作为输人来参加融合。文献[11]给出一种自组织特征映射(SOFM)神经网络融合算法，文献[12]是一种基于知识的神经网络(KBNNF)融合算法。
2.2.3.2 演化方法
演化方法模拟自然界生物演化过程，具有自适应、自学习和鲁棒性强等特点。另外，演化计算对于刻画问题特性的条件要求较少，效率高且易于操作，目前已广泛应用于各种领域中。文献[13]给出了基于进化策略和HIS变换的图像融合方法，其效果优于传统算法。
2.3 基于小波变换的图像融合算法
2.3.1 图像的二维小波分解
图像是二维离散信号，对它的分析和处理需要使用离散二维小波变换。Mallat提出了小波变换的快速分解与重构算法，利用两个一维滤波器实现对二维图像的快速小波分解，再利用两个一维重构滤波器实现图像的重构。
二维小波分解和重构各使用一组滤波器，分解使用一维分解低通滤波器L和高通滤波器H；重构使用一维重构低通滤波器L'和高通滤波器H'。在分解阶段，首先使用低通滤波器L和高通滤波器H对图像的每一行进行滤波得到两组矩阵系数。然后，使用低通滤波器和高通滤波器对两组系数矩阵的每一列滤波。这样，1副图像经过第1级小波分解，产生4副子图像LL、LH、HL和HH。3幅细节子图像LH、HL和HH分别包含原图像在水平、垂直和对角线3个方向上的高频信息，而近似子图像LL是原图像低通滤波版本。另外，这副子图像还是下一级分解的输入。因此，一幅图像经过N级小波分解产生3N+1副子图像。在同一分解级上的子图像尺寸相同。合成运算首先对子图像的每一列使用低通滤波器L'和高通滤波器H'滤波，然后对得到的图像的每一行滤波。
图像经二维分解之后，分别得到图像的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角方向的高频分量，下图是图像经三层小波分解的结果。
上述过程即金宇塔形小波分析，另外对图像的分解还有树状小波分析、多小波分析、提升小波分析，它们较之于金宇塔形小波分析，具有更多优点，在试验中能够获得更好的效果。现今大部分对小波图像融合的研究重点一般集中在两方面：一是使用不同的小波基函数和不同的小波分析方法；二是后面讨论的在进行系数融合过程中对融合策略的改进及融合算子的选择研究。
2.3.2 基于小波变换的图像融合过程
基于小波变换的图像融合，就是将待融合的原始图像经过特定的小波变换得到小波图像序列，在不同的特征域(如高频和低频图像)上的图像序列采用不同的融合规则进行融合以得到小波图像序列，最后将融合后的小波图像序列经过小波逆变换(重构)，得到多传感器图像的融合图像。基于小波变换的图像融合过程(如图3所示)。
两幅图像融合的基本步骤如下：
1) 对A、B两幅图像分别进行小波变换，建立各待融合图像的小波金子塔图像序列；
2) 分别使用不同的融合算子作用于各个分解层的不同高频子图像以及最高层的低频子图像，从而得到融合后的小波金子塔图像序列；
3) 对各分解层进行小波反变换，最终所得到的图像就是融合图像。
2.3.3 基于小波变换的融合规则
基于小波变换进行图像融合的关键是系数组合，即为获得质量尽可能好的融合图像，以适当的方式合并系数的过程．合并系数的方式称为融合法(Fusion Rule)．融合法则由活动水平测度(Activity-Level Measurement)、系数分组方法(coefficient Grouping Method)和系数组合方法(Coefficient Combining Method)组成，对这三者的不同选择形成不同的融合法则[17]。
目前小波域的融合规则主要分为两种：基于单个像素的和基于区域特征的融合规则。前者主要包括：(1)小波系数的直接替换或追加；(2)最大值选取；(3)加权平均等。后者主要包括：(1)基于梯度的方法；(2)基于局域方差的方法；(3)基于局域能量的方法等。
基于像素的融合规则在融合处理时表现出对边缘的高度敏感性，使得在预处理时要求图像是严格对准的，否则处理结果将不尽人意，这就加大了预处理的难度。基于区域的融合规则由于考虑了与相邻像素间的相关性，降低了对边缘的敏感性[18]，所以具有更加广泛的适用性。
2.4 不同融合算法的评估
由于图像融合技术所面向的研究对象的多样性和复杂性，至今尚未找到普适的参量能对所有的图像融合结果作标准量测。不同融合方法的结果，可用目视判别：优点是直接、简单，可直接根据图像处理前后的对比做出定性评价，缺点是主观性较强。
为了进一步客观定量评价融合效果，从融合图像包含的信息进行分析，对不同类的图像融合结果所采用的定量评价参量有熵、交叉熵、平均梯度、标准偏差、光谱扭曲程度、互信息量等，且不同的文献资料对这些参量的具体定义存在差异。下面介绍几种常见的定量评价指标。
1) 信息熵
图像的熵值是衡量图像信息丰富程度的一个重要指标．融合前后的图像其信息量必然会发生变化，计算信息熵可以客观地评价图像在融合前后信息量的变化。根据Shannon信息论的原理，一幅图像的信息熵为。
在某种程度上可以认为，如果融合图像的熵越大，表示融合图像的信息量越大，融合图像所含的信息越丰富，融合质量越好。
2) 交叉熵
交叉熵(Cross entropy)亦称相对熵(Relative entropy)，交叉熵直接反映了两幅图像对应像素的差异，可用来度量两幅图像间的差异，确定各种融合效果的优劣。交叉熵越小，说明融合后图像与标准参考图像问的差异越小，即融合效果越好。若标准参考图像为尺、融合后图像为F，则参考图像尺与融合图像F的交叉熵为：，式中pRi表示参考图像尺中灰度级i出现的相对频率；pFi表示融合图像F中灰度级i出现的相对频率。
3) 平均梯度值
平均梯度是敏感反映图像对微小细节反差和纹理变化特征表达的能力，同时也反映了图像的清晰度，一般平均梯度越大，图像层次越多，融合后图像纹理越清晰，融合达到了提高空间分辨率的目的。
这里，M和N分别是图像的行数与列数。
Ix=g(i+1，j) - g(i，j)
Iy=g(i，j+1) - g(i，j)
式中g(i，j)为(i，j)像素点的灰度值。
3 医学图像融合技术的应用
作为当今医学影像技术研究中的热点问题之一，多模态医学影像融合技术的研究及其研究成果，对临床治疗有着重要的意义。医学图像融合经过近些年的研究，已经应用在影像诊断、临床治疗中，国外已经有了产品化的融合软件系统。
3.1 图像融合在颅脑成像的应用
由于脑组织有颅骨的限制与界定，相对较为固定，容易确定标志进行准确配准。目前，临床主要进行颅脑的图像融合。融合图像精确定位颅内病变，提高诊断准确性：形态学成像与功能成像的图像融合，可精确定位功能图像所示异常改变区，提高诊断的准确性。丁里等研究认为，SPECT与MRI融合可精确判断rCBF减少的范围及部位，为脑变性疾病和脑血管病的诊断提供标准化方法。例如：融合图像可精确确定脑变性疾病rCBF减少及消失区，尤其当其位于额叶、颞顶枕交界等与神经心理功能有关区域时，融合图像研究结构和功能改变与临床神经心理改变之问关系更佳。
原发癫痫病灶的准确定位一直是困扰影像界的一大难题，许多学者利用融合技术对此做出了富有成效的探索。例如：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，再分别与MRI图像融合，可使功能损伤的解剖学标记更准确，以SPECT所示的局部脑血流定位大脑新皮质的癫痫灶进行准确定位，从而为立体定向外科手术提供重要依据。
3.2图像融合在体部成像的应用
感兴趣区在图像采集中无变形和失真是图像融合的前提。由于多数体部脏器的形状不规则，又易受呼吸运动影响，较难做到准确匹配，故图像融合应用于体部成像的报道还比较少，主要从受呼吸运动影响相对较小的颈部和盆腔开展研究工作，但是对受呼吸运动影响较大的肝、胰和肺等脏器也尝试进行融合。Magnani等证实，CT/PET对非小细胞肺癌侵犯纵隔淋巴结的分期诊断，融合图像比单纯应用CT或PET更为准确。
4 多模医学图像融合技术的最新进展与前景
4.1 图像融合技术新进展
在图像融合技术研究中，不断有新的方法出现。像素级图像融合的最新进展[22]，主要有图像融合理论框架、实时融合系统集成、统计学方法、新的图像分解方法、神经视觉生理学方法图像融合与图像处理算法的互相结合、基于成像物理模型的融合方法、自适应优化图像融合研究、基于图像融合的目标识别和跟踪算法研究等。
其中新的分解方法有：
1) 矩阵分解法：文献[23]认为从不同传感器获取的图像，可以看作是融合图像乘以不同的权重，故可以使用非负矩阵分解技术来进行图像融合。
2) 易操纵金字塔分解：易操纵金字塔是一种多尺度、多方向、并具有自转换能力的图像分解方法，它把图像分解成不同尺度、多方向。与小波变换不同，它不止三个方向的子带系列，不仅保持了紧支集正交小波的特点，而且具有平移不变性及方向可操纵等优点。使用基于拉普拉斯变换、小波变换的融合方法，即使待融合的图像间存在较小的配准误差，也会引起融合图像的严重退化，出现双边缘以及虚假成分，而基于易操纵金字塔的融合方法能够克服这些缺点。
3)Hermite变换：由于Hermite变换基于高斯梯度算子，所以对图像融合来说，具有更好的图像表示模型。
4.2 医学图像融合技术难点与存在的问题
医学图像融合技术难点与存在的问题目前，医学图像融合技术中还存在许多困难与不足。首先，基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以至现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用，通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主，超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑，肿瘤成像等；其次，由于成像系统的成像原理的差异，其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大，因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一；最后，缺乏能够客观评价不同方法融合方法融合效果优劣的标准，通常用目测的方法比较融合效果，有时还需要利用到医生的经验。
4.3 医学图像融合技术的研究前景
在图像融合技术研究中，不断有新的方法出现，其中小波变换在图像融合中的应用，基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向[25]。目前，图像融合主要应用于体层成像。随融合技术不断进步，其在非体层成像方法(例如：x线平片、超声等二维图像)的应用逐渐增多，并具有较高的临床价值。随着三维重建显示技术的发展，三维图像融合技术的研究也越来越受到重视，三维图像的融合和信息表达，也将是图像融合研究的一个重点。另外，在医学图像的压缩、计算机辅助科学、图像存档及通信系统、远程医学等方面，图像融合技术，都有巨大的发展空间。
综上所述，医学图像融合可综合各种影像学技术的优势，提供丰富信息，对疾病的诊断、治疗、判断预后和观察疗效均有重要意义。医学图像融合研究虽起步较晚，但发展很快，各个学科间的交叉渗透是发展的趋势。我们有理由相信，随着研究的不断深人和技术的不断成熟，医学图像融合技术一定会得到越来越广泛的应用。随着该技术的不断完善，图像融合可能成为临床常规应用的方法之一。
5 结束语
近十几年来，图像融合技术虽然得到了快速发展，并在很多领域得到成功应用，但是由于其自身理论仍然不够成熟，因此仍在不断发展和完善中。其中存在的主要问题有：1) 缺乏完备、系统的理论。目前，对数据融合的方法研究尚处于初步阶段，许多新技术如人工智能、神经网络、模糊理论等在数据融合方面的应用研究还处于初级阶段。目前为止还没有出现一整套完备、系统的理论来推动该领域的发展。此外，还需要研究建立相应的融合标准和评价方法。2) 快速实时算法。由于图像的特殊性，在设计图像融合算法时一定要考虑到计算速度和所需的存储量，如何得到实时、可靠、稳定、实用的融合算法和硬件电路是目前的一个研究热点。3) 对于像素级融合而言，作为一个广义上的图像预处理，对目标探测识别的贡献很有限，而且应用也很受限。要想从图像融合中获得目标的更多信息，就需要特征级融合乃至决策级融合。而研究特征级和决策级图像信息融合的文献没有研究像素级融合问题的文献多，这是一个具有挑战性的重要研究领域，图像序列以及视频信息的融合问题也是非常有意义的研究课题。
小波变换用于图像融合有不少优点：图像经小波分解后，不同分辨率的细节信息互不相关，这样可以将不同频率范围内的信号分别组合，产生多种具有不同特征的融合图像；图像在不同分辨率水平上的能量和噪声不会互相干扰；融合图像的块状伪影亦容易消除。图4为使用Dabechies小波进行分解并进行融合的例子。
基于小波变换图像融合的优点，小波变换在医学图像融合中的应用已经受到大家的普遍重视，是融合研究的一个新热点，而且目前多分辨小波分析技术已经成为多分辨图像融合的一种主流技术。由于小波分解的快速算法能实现图像的实时融合，我们相信采用基于小波分析的医学图像融合方法具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1] Hall D I, Llinas J. An introduction to multi-sensor data fusion[J]. Proc IEEE，1997,85(1):6223.
[2] Pohjonen H. Image fusion in open-architecture PACS environment[J]. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2001(66):69-74.
[3] 郭利明. 图像处理及图像融合[D]. 西安: 西北工业大学, 2006.
[4] Vaquero JJ, Pascau J. PET, CT, and MR image registration of the rat brain and skull [J]. IEEE Trans Nucl Sci, 2001,48(4):1440-1445.
[5] Aiazzi B, Alparone L, Baronti S, et a1．Context-driven fusion of high spatial and spectral resolution images based on over sampled multi-resolution analysis[J]. IEEE Trans Geosci Remote Sens, 2002,40(10):2300-2312．
[6] Hill DL．Medical image registration. Phys Med Biol, 2001,4(1):6.
[7] 曲桂红，张大力，阎平凡．一种基于图像分割的医学图像融合方法[J]. 北京生物医学工程, 2003,22(1):1-4.
[8] Burr PJ, Adelson EH. Merging images through pattern decomposition [A]. In: Proe SPIE Appl Digit Imag Proe VIII[C]. San Diego, 1985:173-181．
[9] Poh IC. Van Genderen J L. Multi-sensor image fusion in remote sensing: concepts, methods, and applications[J]. Int J Remote Sens, 1998,19(5):823-854．
[10] Toet A, Van Ruyven LJ, Valeton JM. Merging thermal and visual images by a contrast pyramid[J]. Optic Eng, 1989,28(7):789-792．
核医学科是一门边缘学科，内容涉及多个学科，其检查项目几乎涵盖了人体所有系统，同时还涉及核物理、辐射生物学效应、辐射防护等基础学科；随着现代医学的发展，核医学功能影像的优势得到越来越充分的体现，尤其在肿瘤学、心脑血管疾病中的应用，越发显得重要；因此及时修订教学大纲，适当增加教学时数；同时紧扣临床实际应用，调整教学内容，重点突出核医学功能显像优势，在有限的学时内，精简内容，重点讲述核医学优势项目，如：（1）内分泌系统核医学。（2）临床应用广泛的核医学技术，如：骨骼系统、泌尿系统等。（3）在临床诊断治疗、疗效判断、预后评估中有较高临床应用价值的核医学技术，如：肿瘤核医学、心血管系统核医学、神经系统核医学。（4）临床价值重大的核素治疗，如甲状腺疾病及肿瘤的核素治疗等。对重点内容进行重点讲解，从核素显像的原理，影像的分析要点、常见的异常类型、临床应用价值以及核素治疗的适应证、禁忌证、治疗后的防护，突出教学中的重点内容；同时给出实际病例，进行课堂讨论，积极与学生互动，活跃课堂气氛，充分调动学生的学习积极性，增强教学效果。在考试命题过程中，充分体现教学大纲中的重点内容，突出核医学的临床实用性。
2改进教学方法，进行多模式教学
过去由于教学内容多，理论课时数少的矛盾，教师们更多进行了“填鸭式灌输”的传统教学模式，课堂以教师讲授为主进行教学，忽略了与学生的互动、提问、讨论等环节，使学生疲于接受教学内容，而难以及时消化吸收，导致学习兴趣低、学习效率低。随着多媒体技术在医学教学中的广泛应用，核医学的教学模式发生了前所未有的变革。多媒体技术将图像、动画、视频及文字资料生动逼真的融于教学过程中，将抽象的无法用语言描述清楚的教学内容予以模拟，给学生们更为直观、深刻的影像，为学生提供了一个感性认识与理性认识相结合的平台。教师们充分利用多媒体教育技术来辅助教学，将大量的图片制作成多媒体幻灯，将核素示踪过程完全以图片或动画的形式展现给学生，结合实际病例进行提问并展开讨论，最大限度的吸引了学生的注意力，高度的调动了学生学习的积极性、主动性，实现教学互动，突出了教学中的重点，增加了教学信息量，同时增强了教学效果。
3将核医学影像与其它影像学进行比较，体现出核医学功能显像独特优势
在教学过程中，我们发现学生们以放射学得理念学习核医学，特别强调解剖学的概念，例如在描述影像时，常用放射学概念，如“密度”、“信号”等，因此，授课时，我们特别将放射影像学与核医学进行对比，在总论的教学过程中，强调放射影像学与核医学成像原理的不同；在各论教学时再进行比较教学；例如心肌灌注显像是核医学的一个重点内容，主要目的是评估冠心病心肌缺血的部位、范围及程度；而多排螺旋CT冠状动脉血管成像（简称冠脉CTA）也是目前诊断冠心病的主要影像学诊断手段之一；我们将二者进行比较教学；冠脉CTA检查的是冠状动脉的解剖学改变，即冠脉有无狭窄、钙化及肌桥，并对病变进行精确定位。理论上冠状动脉狭窄可致心肌的血流灌注减少，但由于机体有着强大的代偿机制，并不是所有冠脉狭窄、斑块及肌桥都会出现心肌缺血或梗死，因此，冠脉CTA并不能显示冠脉疾病引发的心肌缺血的范围、程度；然而这恰好是心肌灌注显像的特长。心肌灌注显像观察的是心肌的血流灌注情况，通过心肌放射性分布的多与少反映心肌血流灌注的多与少，而心肌细胞聚集放射性的多少取决于该部位冠状动脉灌注血流灌注量，即心肌灌注显像反映的是冠状动脉狭窄这个病因所导致的结果-冠心病患者心肌缺血的范围及程度，从而判断预后，并可评价冠脉支架的疗效。这好比是水渠与稻田，冠状动脉好比是水渠，心肌好比是稻田，水渠有问题不能代表稻田的灌溉不好，而我们更为关注的是稻田里的麦苗是否长的好，即心肌是否缺血。由此可见冠脉CTA所提供的是解剖学信息，心肌灌注显像提供的是功能学信息[2]，二者分别反映了一个疾病的两个不同的侧面，从不同的角度对疾病进行评估，各有所长，不可相互替代或混淆。
4紧随现代医学发展，及时更新教学内容，增加核医学最新研究进展，培养学生及时跟进医学科技发展的新动态
科学技术的飞速发展带动了现代医学的发展，现代医学影像学的发展更是日新月异。现代医学影像学已从单纯的形态学诊断发展为形态与功能成像并重，并着眼于分子影像学的研究，分子影像学代表了21世纪医学影像学的发展方向。随着现代核医学的不断发展，尤其是分子核医学取得了显著进展，带动了肿瘤核医学、核心脏病学及神经核医学的迅猛发展。尤其是图像融合技术的应用，解决了核医学图像模糊、解剖结构欠清晰的难题；PET/CT、SPECT/CT图像融合一体机的使用，使核医学的发展进入了新的发展阶段[2]。另外，随着现代临床医学及现代医学影像学的发展，有些传统的核医学检查方法的临床应用逐渐减少，甚至被淘汰了；同时，随着核医学仪器及放射性药物的发展，核医学中新的内容层出不穷，我们需要及时跟进核医学的发展，将核医学的新技术、新进展及时补充到教学中，突出核医学先进性及实用性，及时对教学内容进行更新并重点讲解这些内容，例如：随着PEC/CT的广泛使用，正电子显像成为了核医学研究热点，并广泛应用于临床，因此，正电子显像的显像原理、临床应用价值就成为了新的重点内容；这样更贴近临床的教学，不但提高了学生的学习情趣，同时也拓宽了学生的知识面，使得学生们及时跟进学科发展新动态，在将来的临床实践中能更合理自如的运用核医学知识为临床服务。
5加强教师技能培训，促进教师知识扩展
1更新教学理念
超声医学是一个年轻的专业，又是一个发展迅速的专业。随着超声医学在临床的广泛应用和价值的不断提高，本、专科及超声医学继续教育中超声专业的教学内容有不断增加的趋势，充分利用有限的时间，给学生介绍本学科各种技术的成像原理，显示疾病的手段和临床应用，让学生全面了解本学科的各种先进技术和每一种技术的临床应用范围以及超声医学的新进展，可以激发学生的学习兴趣和求知欲望。
2注重培养学生的临床思维能力
超声诊断是通过对图像进行观察分析，从而做出疾病诊断。妇产科超声图像比较复杂，怎样才能对复杂的图像进行正确分析从而诊断疾病，除了必须掌握解剖学、病理学、组织学等医学基础及超声成像基础知识外，还必须掌握妇产科学及妇产科急诊等临床相关学科的知识，掌握妇产科病史的采集方法，具备一定的临床思维。超声诊断的临床思维特点是以形态学思维为主导，经过分析概括后形成解剖和病理的概念，再结合临床资料分析、判断，对疾病做出诊断。因此，必须注重培养学生的临床思维能力，以便使学生在超声检查时能够结合临床资料进行综合分析判断。
3加强多媒体课件的应用
近年来，随着超声影像技术的日益数字化，多媒体课件的制作也日益简单，这为超声医学影像教学提供了极为有利的条件[1]。教师在课堂上可以通过多媒体给学生形象地演示超声影像课件、对照大体解剖图谱及典型病例图像等，教学省时省力、学生易懂易记，且资料齐全详尽，内容形象直观，达到了事半功倍的效果。例如，讲解卵巢良性畸胎瘤，其声像图错综复杂，除了表现卵巢囊肿的特征外，由于其内容物的含量及分布不同造成了畸胎瘤的各种不同声像图特征都具有特异性。先复习畸胎瘤的组织学来源，再讲解其典型的声像图，如星花征、类实质性、脂液分层、面团征等，生动形象，化繁为简，学生看后过目不忘，教学效果得以极大改善；同时，这在客观上也提高了授课教师的综合能力，教师必须广泛了解国内外相关学科的新进展，并结合自己的临床知识精心备课，认真做好多媒体课件，才能进行主次分明、内容详尽的讲解，并适时更新，以提高课堂效率。
4与相关学科紧密结合
妇产科超声诊断的基础是妇产科学、解剖学、组织学、病理学，如果没有妇产科学知识，超声科医师就对疾病的发展、转归认识不足，漏诊率高；如果没有解剖学知识，超声科医师就无法准确获取超声图像；如果没有组织学、病理学知识，超声科医师就无法对病变进行准确诊断，造成“知其然不知其所以然”的结果。在讲授每一章节前都应指导学生对相关的妇产科学、解剖学、组织病理学知识进行复习，同时注意指出部分超声解剖内容与大体解剖内容的差别，这样有利于学生建立整体概念和空间概念，有利于这部分内容的学习。在讲授每一种疾病的超声声像图时都应结合其病理学进行讲解。同一种疾病会有不同的病理结构，其超声声像图也会有所不同，要着重讲解这些内容，加深学生对图像理解的深度。超声知识与临床知识的结合也非常重要，钱林学[2]提出“临床知识是理解超声图像的钥匙”，讲解图像内容要结合临床诊断知识，可进一步加深学生对某一疾病超声图像的理解和对超声知识的记忆。此外，超声图像与其他影像学图像的结合教学也很重要，多种影像进行比较就是一种特别的教学手段，不仅可将同一种疾病显示的不同影像图像进行对比，还可将不同检查方法进行比较，从而总结出某类疾病的最佳检查手段。超声不是一门孤立的学科，通过将超声知识、基础知识、临床知识以及其他影像学知识结合起来讲解，可以使学生融会贯通，增强横向思维能力，用联系的、发展的眼光看待疾病，增强对疾病的整体认识，加深对所学内容的理解和掌握。
5加强师资培养
师资力量是衡量教学水平的重要标准之一，在教学中占有举足轻重的地位。培养教师使其不仅具有扎实的超声医学知识，而且还要及时掌握新技术，同时具备扎实的临床基础、影像医学中其他专业的知识(如放射学、核医学等)。定期参加由临床、放射、超声、病理等多学科组成的联合讨论，使得超声科医师具有完整的、系统的、不断扩展更新的知识体系，从而培养出一支具有丰富的超声医学、临床实践及教学经验的高素质医师队伍。
6提高学生的外语水平，强化其科研意识
儿科影像学一向不被学生所重视，所以要从思想上使生能够认识儿科影像学的重要性。儿科放射学不同于成人放射学，俗话说:“麻雀虽小，五脏俱全”，而且由于小儿患者年龄和疾病的特殊性，我们无法套用成人的标准进行诊断。所以，在教师的讲授和课堂教学相结合的方式进行学习的同时，借助网络和多媒体技术，提高学生对儿科疾病的认识，是非常有必要的。深刻理解和记忆概念，加上教学互动，充分发挥教师与学生的主观能动性，可以调动学生学习的积极性，从而在教学活动中形成教师与学生，学生与学生，教师与教师之间的多边互动交流。
不断提高医学影像学教学质量
1综合运用多种教学方法医学影像教学的幻灯片不仅应图文并茂，而且文字要简洁明了，概念准确，条理清楚，图像显示要求清晰、典型，其次在一张幻灯片上，还可以插入多幅图像及动画演示。因为影像显示是医学影像学教学的核心内容，这是由于医学影像学这门课的特点来决定的。为使教学更活泼、生动、形象，我们配套使用了一系列教学模具、教学录像。为了体现医学影像教学以图像学习为主的特点，我们利用先进的多媒体教学法结合病例分析，借助多媒体技术，给学生生动的体验;既充实了学生的基础知识，又拓宽了知识面，增加了新技术、新进展的学习与掌握。通过多媒体课件的动画旋转演示，课堂气氛活跃，学生更容易轻而易举地接受。比如，讲授小儿先天性心脏病章节时，采用小儿心脏CT血管造影(CTA)的动态旋转以及电影模式，全方位反映了小儿心脏的心内畸形及心外大血管畸形的情况。
学生过目不忘，在进入工作岗位后，就能迅速独立适应临床工作。综合运用影像学比较，通过对正常生理解剖学及临床治疗过程进行比较，找出病理学和影像学之间的异同，从而找出疾病发展的规律和特点，掌握疾病的发展趋势。在医学影像学教学中，将解剖学、生理学、病理学、临床医学、医学影像技术学和病理学影像、医学影像学等多学科结合起来，对不同设备产生的不同检查结果，疾病发展的不同阶段的特征，俗称同病异影、异病同影。将“理论联系实际，重视实践”作为总的指导思想。我们专门配置了电脑和投影仪用于影像图片示教，通过幻灯片演示典型病例，采用启发式提问分析病例的方式，调动学生的积极性，使其最大限度地掌握教学内容。
2加强医学影像实验课教学医学影像学是一门实践性很强的学科，我们在安排学生实习时，不是按检查设备分设实习岗位，而是按解剖部位分类设实习岗位，按系统分为若干个实习小组:影像技术组、小儿神经放射组、小儿心血管放射组、小儿消化道放射组、小儿骨科组等，使学生的知识结构更系统，更合理。我们的教学目的是使学生走上工作岗位后，无论是做临床医生还是影像学医生，都能正确选择检查的适应证，提高诊断的阳性率、准确率。
3建立儿科影像学教学片库，多给学生实践的机会对于影像学专业的学生来说，导师制的跟班临床带教学习成为其最主要的学习方法。但这种学习方法并不可取，我们在临床中遇到的病例不系统、不典型，这样不利于学生理解，常会将学生带入误区，使学生感觉一头雾水。当学生走上工作岗位后，遇到很多从未见过的病例后，就会挫伤自信心和学习的积极性。因此，我们在安排实习过程中，按照各个系统分门别类地将各种典型病例进行归纳，通过病例讨论的形式讲授给学生，系统讲授诊断和鉴别诊断方面知识，鼓励学生多参与阅片讨论会，多给学生创造实践的机会，让学生的知识更全面、更系统。
关键词：医学；标准化；影像诊断；设备软件
【中图分类号】R285【文献标识码】A【文章编号】1674-7526（2012）08-0373-01
随着我国经济的飞速发展，我国的科学技术取得了不断的发展，一些全新的数字化影像技术开始应用于临床，比如CR，PET，MRI，DSA等等，医学影像诊断设备的电脑化已经逐步成为影像科室的必然发展趋势，医学影像设备的网络化也已逐步成为影像科室的必然发展趋势。影像技术的不断发展对影像诊断设备的操作管理软件所提出的要求越来越高。新的影像诊断设备软件应该是满足所有医学的影像任务，满足医学影像应用，满足医学影像系统设置，最终覆盖整个医学影像应用的全面软件解决方案，而不再仅仅是一种设备的操作控制平台。所以，对医学影像诊断设备软件的标准化进行分析具有一定的理论意义和实践意义。
1软件系统的标准化
在最终用户端，软件的标准化则体现为一致的用户界面设计，为用户在不同的诊断工作站上提供一致的工作环境，为用户在不同的影像设备上提供一致的工作环境。针对整个医学诊断影像软件领域，软件设计提供全面的解决方案。西门子公司的“新沟通”（syngo）软件在这一方面走在医学诊断影像软件领域的最前列。下面，本文简要地阐述了syngo的四个方面的特点：
1.1支持临床工作流程：“以人为本”是标准化软件设计的中心思想，其设计是按照临床工作的流程进行的。以前，大都是从数据处理的角度来设计影像软件的，没有将医院工作的整体流程考虑在内，只是单一地完成影像设备本身应具备的功能，是单立式的设计，所以，其不能通用于不同的影像设备，不能满足临床工作不断增长的需要。Syngo软件的设计则是一体化的设计，从而可以将病人从送检到缴费的整个过程集成到影像设备软件，从而提供了一种满足所有医学影像任务的全面软件解决方案，提供了一种满足所有医学影像应用的全面软件解决方案，提供了一种满足所有医学影像系统设置的全面软件解决方案。
1.2适用于各种医学影像任务、应用和系统：病人登录、图像评价、通用三维图像后处理、数据管理以及网络传输等是影像设备软件的公共功能，同时，其又能为不同的设备设置不同的配置，比如，病人做CT检查时，需要输入身高，而做MR检查时则需要输入病人的体重。
1.3简单易用的用户界面：标准化的影像设备软件将Windows的操作扩展到医学影像的应用上，Windows的操作使用惯例是用户界面操作的基础，这样有利于用户尽快地掌握基本的操作技能，方便用户进行操作，为用户减少很多不必要的麻烦。
1.4完善的软件功能：3D图像评价和后处理、通用的病人登录、图像胶片打印、图像胶片排版、各种图像评价、各种图像的后处理、图像网络传输、图像存档以及病人数据浏览等是设备完善的软件功能，同时，设备还有CT检查、BOLD图像后处理、心脏功能分析以及MR检查等特有的软件功能。
2网络互连与互操作
在网络化的工作环境中，一方面，数字化影像设备和医院信息管理系统之间在局域网内实现信息、图像的传输交换，数字化影像设备和医院放射科信息管理系统之间在局域网内实现信息、图像的传输交换，数字化影像设备和医学影像存储传输系统之间也在局域网内实现信息、图像的传输交换。另一方面，影像设备设备还通过广域网与远程计算机实现信息传输。
医学图像网络存储的标准需要规范，医学图像网络通信的标准也需要规范，因为只有这样，才能有效地实现各个厂家的各种数字化影像设备的集成。经过多年的发展，国际影像设备厂商公认接受DICOM3.0，其成为医学数字成像的国际性统一信息标准，成为医学通讯的国际性统一信息标准。其为在标准网络框架内不同来源的医学影像设备间影像相互交流提供了技术实现的可能性，为在标准网络框架内不同来源的医学影像设备间影像相互操作提供了技术实现的可能性。
3设备远程维护和支持
随着科学技术的不断发展，医学影像诊断设备越来越复杂，设备的维护越来越重要，设备的应用支持越来越重要。通过远程维护可以预先监控系统，通过远程支持也可以预先监控系统，从而有效地解决潜在的问题，降低系统的故障率；在系统需要维修时，通过远程诊断可以准确地分析和解决问题，通过远程修复也可以准确地分析问题和解决问题，从而使得维修时间得到了缩短。所以，远程维护成为大型医学影像诊断设备软件的发展方向之一，远程支持成为大型医学影像诊断设备软件的发展方向之一。
远程诊断服务器对本地影像系统的访问是基于Internet/WWW协议进行的，某些授权操作的执行也是基于该协议，比如，调整系统参数，测试系统部件的功能等等，从而实现设备的远程诊断，实现设备的远程修复。
可以利用公用电话网构建远程网络，可以利用ISDN技术构建远程网络，也可以利用数字专线构建远程网络。
参考文献
[1]上官辉，王溶泉.现代医学影像专业人才培养实行“四・三”格局的实践与探讨[J].中国临床医学影像杂志，1995年01期
[2]DavidM.Hynes.数字X射线影像设备的技术升级――2K系统提高了数字视频荧光影像的质量[J].中国医疗器械信息，1997年02期
[3]赵亚舒.医院医疗设备维修社会化问题的深入思考[J].医疗设备信息，2006年04期
关键词：基层医疗机构 PACS
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）02-0279-01
一、基层医院发展现状
基层医院一般具有X光C或数字化X光机（CR、DR）、CT、超声等检查设备，部分医院还有核磁共振和内窥镜，由于在县域内的龙头地位和作用，日常检查数量较大，随着应用逐步普及深入，医院的信息处理量不断增加，信息之间的相互关系也更加复杂。传统的诊疗方式以胶片和手写报告为介质，在影像和诊断报告的存储、检索、调阅、统计等方面面临诸多困难，由此产生的质量控制、配置资源、人才培养和专科建设等方面更是难上加难。同时造成现有设备的闲置和浪费。这对目前尚处于发展中的我国是存在一定困难的。
我区仍有50%基层医院使用20世纪80～90年代上海200～500 mA X线机，摄片清晰度比较差，但是部分基层医院将在近年中引进更新的微型、小型或大型数字化X线机，所以在2010年前后基层医院放射科将进入数字化影像系统时代。
二、好处
PACS系统可以给医院带来那些好处有：
a. 防止发生胶片丢失；
b. 缩短放射科影像和会诊报告时的需要时间；
c. 避免由于图像质量问题需重复拍片；
d. 不同地方的医生要同时使用同一病人的影像；
e. 可建立整个医院（甚至区域）范围内完全的电子病案；
f. 节约胶片和药水的费用；
g. 节约存放胶片所需空间的费用；
h. 为远程医疗提供远程影像学服务；
i. 提供使更多医生网络化协同工作的能力；
j. 强化管理，规范医生的行为，减少差错的发生。
三、存在的问题
1.PACS系统装备价格高，后续维护成本大，基层医院缺乏日常维护的专业人员
2.大多基层医院影像设备落后，没有标准的接口，增加了使用的难度
3.以前开发的HIS/RIS系统没有考虑到标准化，与PACS系统进行接合时效果比较差。
4.各个医疗机构PACS系统品牌多样化，导致标准不统一，难以统一整合。
5.较远距离的基层医疗机构，直线网络行不通的情况下，需要考虑电话线及VPN的链接方式。
四、解决思路
1.在基层医疗机构配置了计算机放射成像设备：为了实现数字影像传输，上级部门需要给基层医疗机构统一配置计算机放射成像设备（CR），为实施区域影像系统建设奠定了基础。
2.建设区域放射影像集中诊断中心：在上级医疗部门设立放射影像集中诊断中心，购置灰阶显示器，配备有资质的专业放射诊断医师，为基层医院上传影像图片进行集中诊断。
3.开发建设区域影像信息系统：在放射影像集中诊断中心和各基层医疗机构安装区域放射医学影像集中诊断系统，基层医疗机构拍摄的影像图片上传到区域放射医学影像集中诊断平台，集中诊断中心医生通过平台调阅图像，出具诊断和报告，并将报告通过平台回传到提交的基层医疗机构，并打印给病人；区域影像信息系统还与医院管理信息系统、健康档案管理系统等对接，实现了院内放射检查申请、收费、报告流程电子化，放射影像与电子病历、健康档案也实现了关联，方便医生和病人调阅。
4.升级改造网络设备：由于影像检查生成的图片清晰度高，每张图片达到几十兆，要实现区域内影像图片的快速传输和共享，对卫生数据网络的传输速度和带宽提出了更高的要求。为此，必须对光纤网络进行了升级改造，为区域影像系统建立了专用链路作为影像传输路径。改造后的信息网络内部数据传输速率达到百兆，外网速率达到五十兆，影像图片传输速度得到了显著提高，保障了区域影像系统建设顺利实施。
5.建立健全管理制度：为了确保区域PACS系统的顺利推进，上级医疗部门依据国家有关法律法规和上级部门的技术要求，结合工作实际，制定了放射医学影像集中诊断流程及管理方面的相关制度，保障了PACS顺利实施。
6.加强培训和考核：需要上级医疗机构组织省、市三甲医院专家对影像检查医技人员进行培训，就集中阅片工作中遇到的疑难影像图片进行讲解，提高基层医疗机构放射诊疗水平。
参考文献
[1]冯锡钢，江贵平，李树祥；非DICOM设备标准化的实现技术[J]；北京生物医学工程；2002年01期
[2]李新华，李荣环，张海宁，崔文国；小型工作站在中小型医院的应用价值探讨[J]；CT理论与应用研究；2000年02期
[3]张进华，陈浪，漆剑频；医学影像存档与通信系统（PACS）存储介质现状及选择原则[J]；放射学实践；2002年02期
[4]张继宗；车红民；徐理想；；影像医学在法医学中的应用[J]；法医学杂志；2006年02期
[5]张传凤；医学图像存档与通信系统[J]；感光材料；1999年04期
[6]高磊，李建国，韩铁铮；X射线机数字化成像[J]；国外医学.生物医学工程分册；2000年06期
转化医学（translationmedicine）是近年国内外医学领域流行的一个新概念，2003年美国国立卫生研究院正式提出“转化医学”概念。它以人的健康为本、以重大疾病为研究出发点、以促进科学发现转化成医疗实践为宗旨。其主要目的是打破基础医学与临床医学领域固有的隔阂，搭建两者间的桥梁，使日新月异的基础医学研究成果转化为改善人类健康的防治措施［3］。因此，转化医学本质上是一个双向开放、往返循环、持续向上的研究过程［4，5］。转化医学理念已逐渐成为世界医学研究领域的共识，其应用有利于推进临床医学更好、更快速地发展。
2肿瘤影像医学教学的现状
肿瘤影像学是医学专业中较为特殊的一门学科，其教学主要包括肿瘤医学影像诊断和肿瘤医学影像技术两方面。肿瘤医学影像诊断的教学模式比较成熟，主要注重临床常见肿瘤的诊断及鉴别诊断。但肿瘤医学影像技术教学则较为欠缺，尤其是对肿瘤影像新技术的研发、功能拓展、临床医学与工程技术结合及运用等方面的授教还较为薄弱。目前肿瘤影像医学教学工作主要存在以下问题：①传统的肿瘤影像医学教学授课的模式过于单一，跨学科联系较少，不利于学生创新思维的培养。②现行课程安排中有关学习方法、获取知识手段的课程较少，不利于学生综合素质的培养。③缺乏理论联系实践的教学方法，单纯从理论和阅片等教学手段难以让学生对肿瘤影像表现与临床特征之间的关系进行系统地理解。④教学内容陈旧。该学科知识更新快，教材、教案等教学内容和方法不足以满足临床工作的需求［6］。⑤学生技术研究能力的培养与临床实际应用能力脱节。肿瘤影像医学教育要求培养既会诊断又会技术研究，既有转化理念和能力又有肿瘤影像学基础知识与临床实践经验的综合型人才。因此，开展转化医学教育尤为必要，它是当前培养综合型人才最有效的途径之一。提倡“从实验桌到病床旁”的转化医学教学理念在肿瘤影像医学教学中的应用具有重要的现实意义。
3转化医学教育理念在肿瘤影像医学教学中应用的意义
3.1促进肿瘤影像医学教学多学科的合作
不同学科、不同思想、不同理念的相互碰撞有利于创新思维的产生，而一个学科的发展壮大，也需不断加强不同学科间的知识与技术合作，加强学科的交叉与融合。因此建立肿瘤影像学、基础肿瘤学、工程技术学、物理学等多学科的科研小组，让各组组员发挥各自的专业优势，形成多学科交叉研究，通力合作及协调发展，形成纵横交错的综合体系，才有望实现肿瘤影像医学的可持续发展［7］。转化医学教育强调理念的改变，它打破以往的单一学科或有限合作的教育模式。首先为学生提供一个学科交叉的开放式研究平台，鼓励将物理工程实验室发现的有意义的成果转化成能为临床提供实际应用的手段，有效将肿瘤的基础研究成果转化到临床实践中，同时也对肿瘤影像征象进行基础研究。其次，不同的影像成像手段各有优劣，将彼此的优势互相融合已成为医学影像设备研发的潮流。转化医学教育对这一潮流的发展具有重要的推动作用，从而进一步为肿瘤的诊断提供更多的成像手段，有利于肿瘤的诊断及鉴别诊断。如在既有的CT、MRI、PET、B超等设备的基础上研发PET-CT、PET-MRI或将几种成像设备融合的机器。多学科交叉研究的平台具有稳定而强大的效果，所形成的多学科介入机制能够满足临床及基础研究的需求。
3.2为肿瘤影像医学教学搭建理论与实践的桥梁
转化医学理念的应用一方面能增强肿瘤医学影像学专业的学生加深对临床知识的重视和理解，另一方面也为临床医技人员提供进入实验基地探索基础研究的机会。以转化医学理念为指导，重视从临床中凝练课题，可以培养医学生一切从实际出发的意识，自觉做到理论联系实践，使基础研究与临床应用相结合［8］。如肿瘤医学影像学专业的学生在临床实践过程中发现某种肿瘤具有相同的影像征象，但是纯粹的临床实践无法为其提供相应的基础理论支撑依据。转化医学理念主张临床医生与研究员密切合作，提倡由临床医生仔细观察肿瘤的影像特征，将相关信息提供给基础研究员，再由基础研究员对此进行研究，进而将科研成果反馈到临床，为临床提供有力的依据，通过探究性研究达到解决临床问题的目的，从而提高医疗总体水平。
3.3有利于培养学生的团队精神
转化医学理念的应用为肿瘤影像学专业的学生提供了多学科合作的机会，让学生在学习过程中不断提高与他人进行沟通交流的能力，并在交流过程中获得多种学习方法，从而提高自身的综合素质［9］。如肿瘤影像学专业的学生在学习X射线、CT、MRI、PET、B超检查等的成像原理时，可与物理学专业的学生合作学习。通过观摩物理学专业学生的操作，共同探讨相关问题以获得深层次的实验体验，从根本上理解相关概念及原理，将枯燥、深奥的理论学习转化为有趣且自主参与的实验操作。另外，通过与其他学科学生的交流，可进一步培养肿瘤影像学专业学生的团队精神，培养适应学科发展所需的医学影像技术工程师，塑造能灵活将基础研究与临床实践融为一体的专业人才，构建合作融洽的专业团队。
3.4有利于培养具有转化医学理念和能力的学生
肿瘤影像医学蓬勃发展，临床应用技术不断更新，而现有的教材、教案等教学内容和教学方法却停滞不前，不利于医学生第一时间掌握肿瘤相关研究新进展及新技术。许多学生毕业后开始到临床一线工作，在实际工作中遇到相应的技术问题时，常常无法到实验室通过相关研究来解决当前技术的缺陷，不利于技术的改进与发展。转化医学的应用一方面为肿瘤医学影像技术研究人员熟悉和参与临床工作创造了条件，鼓励学生到临床进行实践，让学生在相关教材内容还未能及时更新的情况下，通过到临床实践仍能及时掌握最新的技术。另一方面，为学生参加工作后再次进入实验室进行技术研究打下铺垫，真正做到将临床影像医学的应用与工程医学授课有机结合，有利于培养具有肿瘤医学影像诊断能力和肿瘤医学影像技术研发能力的综合型人才。
4结语
【关键词】医学影像技术
医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法,并基于工程学原理发展起来的一种技术,其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的图像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。
4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。
5 技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器
官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像(OTC或NIR)
近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
【关键词】循证医学;医学影像学;互联网;资源
在过去的近三十年间，生物医学领域越来越支持临床实践应该基于医学科学研究取得结果的关键评价原则。如今，互联网促进了最新出版物提供即时在线访问以获取这种评价，甚至在他们印刷出版之前。越来越多的信息通过互联网和通过有质量与相关性过滤二级刊物的完全访问。这种根据给定的结果(证据)而进行的临床实践研究，逐渐行成了一种学科———循证医学(EBM)。它正在日益渗透到医疗保健，并且医生的教学学习、临床实践和作出决定发生明显的变化，甚至影响到管理人员和政策制定者决策。
1什么是循证医学
上个世纪下半叶，加拿大麦克马斯特大学的戈登•亚特和戴夫•萨克特提出运用现有的最好的临床科学研究证据指导临床实践研究决策，同时也重视结合个人的临床经验。基于证据的医学，被称为循证医疗或循证实践［1］，也就是应用最佳的证据系统，设定可用的选项和策略以衡量在临床管理和决策，即临床研究与最佳可用的外部临床证据和临床专业知识一体化结合［2］。戴夫•萨克特认为:循证医学是明确和明智地使用当前最好的证据在对患者做出认真的决策。意味着循证医学实践中坚持个人的临床专业知识与最佳的可用外部证据系统相结合进行研究。但是，循证医学不只是当前最佳外部可用证据和临床专业技术相结合。还要把患者的价值观和选择必须列入循证医学的第三个因素。因此，循证医学是研究证据、临床专业知识和患者的价值观和选择的组合体［3］。循证医学通常建议应用下两种情况下:一是当学术研究中心为医疗机构的特殊专家群体或专门组织的专家提供高质量的初步研究，所做的系统评价、荟萃分析和决策分析等步骤，都是坚持以证据为基础的指导方针，并努力将他们融入实践中。二是当医生在日常工作实践中发现问题，而进行文献搜索和评价，然后设定为当前最好的应用证据。在实践中有可能发生这两种模式同时提供给医生在决策分析、荟萃分析和指导方针时使用的外部证据。任何一情况下都会改进患者的医疗服务的质量。无论如何，必须发挥临床专业、外部证据和患者的价值观和选择的关键集成作用。然而，循证医学也受到质疑和批评的困扰。被指出:证据未经证实;简化了研究议程和限制了患者的选择;查找证据浪费了昂贵时间;专业自和临床研究自由受到威胁［3-4］。由于这些困扰限制了循证医学的发展和应用，而不是根据循证医学本身的内在问题。戴夫•萨克特做出了客观的评价:循证医学的关键作用是通过利用个人临床专长最大限度地提高患者生活质量，医疗服务成本可能会提高而不是降低［3］。应该铭记循证医学的价值，作为循证医学的目的是使用的概率推理为每个患者提供最好的选择，循证医学的支持者们投入大量精力在努力提高当代医学。
2延迟发展的循证医学影像学和以证据为基础的医学影像学特点
循证医学影像学(EBMI)是基于证据的医学影像学，也称为基于证据的成像。近几年才在文献中首次出现。医学影像学被循证医学包含在范围之内，萨克特在1996年指出:"循证医学并不仅局限于随机试验和荟萃分析。我们需要通过找到与临床疑似病症患者相符合的横截面进行研究，做出准确的临床诊断，而不是一项随机试验"［3］。放射科医生是医学影像的翻译和解说员，需要了解现有的文献证据对他们的研究结果和报告的影响。从2001年开始，出现了几篇介绍了循证医学影像学方面的论文。2006年出版了第一部由圣地亚哥•麦地那和克雷格布•莱克莫尔撰写的循证医学影像学著作，书中表示:只有30%临床影像可以通过可靠的科学探究得以证实［5］。而其他作者估计，不到10%左右的临床成像支持足够的随机对照试验，荟萃分析和系统评价的证实。循证医学在医学影像学中的应用推广因此推迟。从这个角度来看，医学影像学是明显落后于其他医学专业。
3循证医学影像学的发展延迟的原因还在于医学影像学学科自身的特征
首先，影像学检查诊断的性能评价必须基于用于图像生成和后处理技术知识。在临床实践中应用临床专业技术知识与最好的外部证据相结合，新技术和新设备的不断发展最好的外部证据也在发生变化，临床影像学的发展本质上是依靠新技术的发展。一直以来临床影像学的发展与新技术的开发息息相关，比如CT由单螺旋发展成多排探测器螺旋扫描仪，从而使开展了心血管CT和冠脉CTA一样，这一新进展开拓了磁共振技术的临床应用，正如20世纪80年代兴起的磁共振成像技术，在研发新序列时由于硬件和软件的创新，使其获得了更高信噪比和对比信噪比、空间分辨率和时间分辨率。而同步更新最新技术知识对于影像医生是个挑战，并且在日常读片时间之外需要贡献一定的时间用于学习新的成像模式或技术，在影像学研究中，每一个市场上出现的新技术都应该对其性能加以测试。其次，在影像诊断中通常会面临无法确切诊断的情况，随着他们越来越多的出现，不断涌现新技术由发展到成熟。新技术创新发展不仅需要理论研究和新设备为基础，而且还反复进行技术性、诊断性和可重复性的研究，新技术的推出必须在临床诊断的需要和患者的切实利益之间取得平衡。新技术的发展更好地提高了影像诊断能力，显著的改善了影像治疗计划，最大限度地提高患者的健康水平和患者的生活质量。循证医学影像学(EBMI)的一般分五步:1)提出需要解决的EBMI问题:提出好的问题是循征医学影像学研究的关键，EBMI问题都是有利于医学影像学发展和提高，并产生积极影响和推动作用，所有工作和内容也将围绕其展开和讨论，密切相关。这些问题往往是来源于临床医学影像学上的疑难问题，提出问题需要运用临床经验和技巧去发现和提取的;2)运用精确关键词获取决策依据:检索相关文献获得证据十分关键。现如今相关证据文献的分布既广泛又分散，涉及到较多的数据库和期刊，查找获取证据是一个耗时费力的过程。其目的是通过系统检索得到证据，为获取可靠证据奠定基础。要求检索者既能熟悉准确、规范的应用医学主题词，还要熟练运用检索引擎;既能熟悉医学影像学相关网站，还要灵活使用检索技巧;3)甄别所获的文献依据:经检索系统获取的有关文献信息并非与你的初衷相吻合，因此，应用系统评价和分析对得到的有关文献进行具体的研判和评价，筛选出指导临床决策的结论来。①文献的研究结果是否是真实可靠地反映情况;②文献的研究结果是否具有实用临床价值;③文献的研究结果是否具有推广适用性价值，是否是特指的环境和人群。这些可以让医学影像人员决定每篇文献是否可以用作最佳证据起到重要的作用;4)得出最佳解决方案:EBMI的最终目的是做出正确的诊断或治疗方法。要求医学影像人员不能仅凭文献评价得出结论，应把评价结论与患者的临床生物特征、自身专长等结合起来。必要时候依据具体患者意愿，与患者或亲属仔细讨论，在了解、知情、同意的情况下，运用获得的证据结论用到患者的诊疗方案中，处理优先的问题;5)效果总结评估:追踪实践总结评价再评价在开展EBMI的实践中也很重要。通过认真细致的分析、评价和总结，以达到总结经验并积累目的，不断提高了专业技能和促进了学术水平，提高医学影像学水平和质量更好的服务大众。美国医药研究所的临床指南中循证医学原则是运用最好的外部证据，结合涉及的临床专业知识和患者具体情况而从事的研究。世界卫生组织所指出:“准则应为利益的平衡和参与各种诊断和治疗提供通用的、关键的和准确的信息，使医生可以在个别情况下发挥最严谨的判断”［6］。
4循证医学影像学的网络资源
