數字化醫學影像教學平臺的構建及展望

殷國生

（江漢大學衛生技術學院醫學影像系，湖北武漢 430016）

數字化醫學影像教學平臺的構建及展望

殷國生

（江漢大學衛生技術學院醫學影像系，湖北武漢 430016）

結合日常教學實際對數字化醫學影像學教育教學的方法進行探討和研究，旨在探討怎樣做到進一步開發和利用數字化教育教學技術以及構建數字化醫學影像學教育教學平臺，使廣大的醫學影像工作者和學生利用這個平臺進行學習和學術交流，獲取更多的信息，促進我國的醫學影像教育教學更快發展。

數字化技術；醫學影像；教育教學

1 數字化技術的含義

數字化技術指的是運用0和1兩位數字編碼，通過電子計算機、光纜、通信衛星等設備來表達、傳輸和處理所有信息的技術。數字化技術一般包括數字編碼、數字壓縮、數字傳輸、數字調制與解調等技術。數字化技術是信息技術的核心，信息的媒體有多種，如字符、聲音、語言和圖像等。這些信息媒體存在著共同的問題，一是信息量太小，二是難以交換、交流。數字化技術的實現，這些問題便迎刃而解。無論是字符、聲音、語言、圖像，還是中文、外文，都使用世界上共同的兩個數字——0和1來編碼、表達、傳輸和處理，到了終端，即用戶手上，又原原本本地還它本來面目。這無異于消除了世界上各個國家，各個民族之間的語言隔閡。一般來說，每8個0和1就是一個最基本的信息單位，稱為1個比特，簡寫為1 b。每秒鐘傳輸的信息量稱為信息的傳遞速率（b/s，即每秒傳送多少個比特）。每秒傳送1千比特為1 kb/s，每秒傳送1兆比特表示為1 Mb/s，再大就表示為1 Gb/s等。

2 醫學影像學中的數字化技術

數字化攝影技術的概念于1981年在布魯塞爾召開的第15屆國際放射學會學術會議上，首次提出了數字化X線成像技術的物理概念及臨床應用結果，使醫學影像技術步入了數字化的新紀元。現在醫學影像數字化技術有狹義和廣義之分，狹義者是指計算機X線攝影（CR）、數字X線攝影（DR）和直接數字X線攝影（DDR）。廣義者是指除了上述的CR、DR、DDR外，還包括數字減影血管造影（DSA）、計算機斷層攝影（CT）、磁共振成像（MRI）、超聲成像（US）、正電子發射計算機斷層顯像（PET）等。

數字化成像技術是指以數字化方式采集、顯示和存儲影像的技術，按照成像能源的不同，主要分為以下四大方面。

2.1 以X線作為成像能源

以X線作為成像能源的技術包括目前所有的數字化的X線攝影方式：數字減影血管造影（DSA）、計算機X線攝影（CR）、數字X線攝影（DR）、直接數字X線攝影（DDR）和計算機體層攝影（CT）。

2.2 以超聲作為成像能源

以超聲作為成像能源是指在熒光屏上以輝度顯示、以灰度調節、以超聲回波信號表示的形態學信息。包括B型超聲、多普勒型超聲、M型超聲等。

2.3 以磁作為成像能源

1973年，Lauterbur解決了MRI的空間定位方法，獲得了第一幅水模的二維圖像，以磁源性技術替代了放射學技術成像，獲得了另一類與放射學影像具有完全不同特征的醫學影像技術，即MRI。

2.4 以放射性核素作為成像能源

單光子發射計算機體層射影（SPECT）和正電子體層攝影（PET）分別是向體內注射放射性核素后，采集體內不同部位發射的放射性信息，并以體層攝影方式顯示組織的核素攝取，反映組織代謝與功能信息的醫學影像。

以上各種成像方法的共同特點就是能把人體內部結構的形態學信息以影像的方式顯示出來。這些數字化技術形成的圖像與非數字化技術形成的模擬圖像不同，它可以通過計算機技術進行圖像后處理，例如對圖像進行放大、縮小、翻轉、裁減、明暗度的調節或興趣區的選擇等。此外，這種數字化圖像還可以儲存在計算機中和通過網絡傳輸。

3 數字化醫學影像學教學平臺的構建

圖像存儲與傳輸系統（PACS）構建了醫院數字化信息平臺，它將醫院放射信息系統（RIS）和醫院信息系統（HIS）相連接，集計算機、圖像壓縮與網絡傳輸技術于一體，使醫院聯網和在線學習成為可能，使醫師在醫院的各個地方均可利用圖像終端結合資料庫進行圖像調閱和學習。影像存檔與通訊系統借助先進的網絡技術和數字化成像設備構建了現代化的醫院圖像信息網絡，這種圖像存儲與傳輸系統（PACS）不僅改變了醫院放射科室傳統的影像診斷方法和管理模式，也為醫學院校的數字化醫學影像學的教學創造了條件。當醫院和學校的計算機局域網（LAN）與廣域網（WAN）或因特網（INTERNET）鏈接后，在此基礎上建立的數字化教學平臺將能有效整合醫院的醫療資源和學校的教育資源，對實現資源共享、遠程教學和業務培訓，提高教學效率將起到積極的作用。

計算機網絡技術，醫院圖像存儲與傳輸系統（PACS）和學校的現代化教學手段以及與我們醫學影像有關的全國的醫學院校及省、市級的醫院，全國和省、市級的醫學會、放射學會和放射技術學會的網站以及國外的一些網站上有很多共享的醫療資源和教育教學資源，共同為數字化醫學影像學教學平臺的構建奠定了良好的基礎。

數字化醫學影像學教學是指在教育領域建立互聯網平臺，教師通過網絡這個平臺進行教育教學活動，學生也可通過這個平臺進行學習，使教師的教學和學生的學習均進入一種全新的模式，這種教學又稱為網絡化教學。數字化醫學影像學教學具有3個要素。（1）數字化的教學環境，也就是所謂信息技術教學環境。它經過數字化信息處理具有信息顯示多媒體化、信息傳輸網絡化、信息處理智能化和教學環境虛擬化的特征。它包括設施、資源、平臺、通訊和工具。（2）數字化教學資源。它是指經過數字化處理，可以在多媒體計算機上或網絡環境下運行的多媒體材料。包括數字視頻、數字音頻、多媒體軟件、CD-ROM、網站、電子郵件、在線教學管理系統、計算機模擬、在線討論、數據文件以及數據庫等。數字化教學資源是數字化教學的關鍵，它可以通過教師開發、市場購買以及網絡下載等方式獲得。（3）數字化教學要求教師具有良好的信息素養。只有培養良好的信息素養，才能夠理解信息帶來的知識并形成自己的觀點和知識結構。

4 數字化醫學影像教學平臺的意義

數字化醫學影像學教學與傳統教學方法相比，有以下意義。

（1）空間拓展：傳統意義上的教室將不復存在。教室的概念是網絡環境中同時處于學習狀態的學生群體，而與物理位置無關。（2）時間拓展：人們可以根據自己的需要自主安排學習時間，突破了傳統定時集中上課的束縛，即教學不再受地點和時間的限制；接受教育的時限也不再有學制的限制，成為終身教育。（3）教育對象的拓展：除了在冊的學生（包括校內的、遠程教育的），數字化校園也接受社會上其他成員的請求，向全社會開放其教學資源。（4）教學方式本質變革：將課堂上以教師的講授為主的模式，轉化為教師講授和學生學習相結合以學生自主學習為主的模式，教師的重要作用體現在引導和幫助方面。（5）教學內容質的飛躍：數字化教學內容，不只是傳統書本知識的電子化，而是從形式到內容的全新構造，其主體是各門課件及多種形式的教學輔助資料，其主要特征是電子化、數字化、多媒體、多層次、多鏈接，是多媒體與超文本的結合，是多種技術的融合。（6）學習管理和評估也必須適應數字化教學的要求，做出相應的變革：如對學生自主學習的考核問題，對實踐性環節、自助實驗環節等的考核和評估等。數字化教學模式能為學生提供圖文聲像并茂、豐富多彩的交互式人機界面，為學生創設情景并使之進入學習情景，最大限度地發揮學生的主動性和積極性，為其實現探索式、發現式學習創造條件。利用多種技術手段建立學生之間、學生與教師之間協商交流的暢通渠道，方便進行學習討論和研究，鼓勵學生在自主學習和不斷探索的基礎上主動建構知識，實現自己獲取知識、自我更新甚至創造知識的理想目標。

5 對數字化醫學影像教學平臺構建的展望

數字化技術在臨床醫學影像學上的廣泛應用，為構建數字化醫學影像學教育教學平臺奠定了基礎。在沒有使用數字技術教學的年代，教師為學生上醫學影像診斷學課程時，講理論課主要靠口述和用粉筆在黑板上寫板書，上實驗課閱片時教師要抱一大摞X光教學片在觀片燈上看，到醫院看設備時是分組看，很費時間，尤其如果要看與手術有關的操作檢查時，教學效果會更差。現在使用了數字化技術教學，教師的教學和學生的學習都不像過去那么辛苦了，教學效果也明顯提高了。例如現在無論是上理論課還是上實驗課，都可以采用光盤、多媒體、PACS、網絡等技術進行教學，這種教學不僅效率高、生動活潑，而且實現了真正意義上的資源共享，充分利用了醫療資源、教育資源和社會資源，過去許多想做但不能做的事情都得以實現。因此，構建數字化醫學影像學教育教學平臺已是大勢所趨。當然，要構建數字化醫學影像學教育教學平臺還要因地制宜，循序漸進，逐步提高，不斷完善。

G40-03

A

1671-1246（2012）10-0045-02