基于PACS系統的多模態影像資料數據庫的建立在教學中的應用

范莉芳 傅雨晨 高麗婷 徐曉燕 李文皓

皖南醫學院醫學影像學教研室 安徽蕪湖 241000

醫學影像診斷學是一門實踐性很強的學科，醫學生大學期間因缺乏實踐經驗，對疾病的認識局限于書本，缺乏臨床感悟，對疾病的影像特點很難做到融會貫通，圖像儲存與傳輸系統的出現和應用為醫學影像教學工作的改革提供了有利條件。PACS以高速運行的計算機為基礎，以高速網絡連接各種影像相關設備，以數字化方式采集、儲存、管理、傳輸和顯示醫學影像及其臨床資料相關信息[1]，將PACS系統應用于教學中，會極大地提高教學效率[2]。

傳統影像教學方法是由不同老師分別教授學生X線、CT及MRI相關知識，以大班講授理論為主，再使用小班模式集體閱片的教學方式，以實現理論與實踐的相對結合，在當時的確取得了一定的效果[3]，但這種教學方式有很多弊端。首先耗時長，比較機械不靈活，其次初學者接受困難，也不便課后自學。與以往相比，現在醫學影像診斷學教學任務更繁重，主要表現為新增知識多，而學時卻無明顯增加。醫學影像診斷學是一門綜合性課程，是系統解剖、局部解剖、斷層解剖、臨床醫學及醫學影像多門學科知識的融合，歷屆學生都反映學習難度很大，學習效果欠佳。隨著互聯網技術發展，教學上越來越多引進互聯網和智能化技術[4]，故我們通過PACS系統建立多源影像資料(X線、CT及MRI)數據庫來解決以上難題。建立多源影像資料數據庫，整合多種影像資源，學生可以同時學習X線、CT及MRI相關知識，通過老師橫向串聯講解，學生可將知識點串聯，以達到真正的理解，這種方法事半功倍，極大地提高了學生學習興趣以及教學質量[5]。

1 影像學教學現狀與教學中存在的問題

1.1 教學方式相對單一

目前大多院校影像教學基本采用大班理論知識講解和小班閱片兩種方法，教授內容較單薄，課堂氛圍不濃厚，膠片數量有限，清晰度不佳，且搬運不便，教學實用性不強，難以調動學生的主觀能動性。實驗教學一般是在理論課后由帶教老師先系統回顧理論知識，然后學生自主觀閱影像膠片，讀片過程中提出問題再由老師解惑。但因上課時間有限，膠片數目和種類也有限，每個學生能看的膠片有限，學習效果不佳。

1.2 影像教學圖片資源更新不及時

影像膠片更新不及時，有些圖片變得模糊、缺損。而影像學發展很迅速，有些疾病的影像檢查方式早已更新，如神經系統原先以普通X線平片、腦室或腦池造影為主，但這些檢查在目前基本被淘汰，被CT、MRI等檢查方法取代，影像資料庫中應及時補充相關影像圖片，否則將禁錮學生的思想，甚至會誤導學生。

1.3 教學內容多、涉及面廣而學時少

醫學影像學是一門實踐性很強的學科，醫學影像學雖然是五年制，但學生大四下學期要去臨床實習，在校實際理論學習時間只有3年半，而這段時間要完成幾十門課程的學習，學習壓力很大，效果欠佳，提高教學效果是亟待解決的問題。

2 本研究的實現基礎

2012年以WEB SERVICE為核心技術的新一代PACS影像系統在我校一附院全面啟用，成功運用于臨床。2016年醫院PACS系統和校本部PACS系統成功聯網，順利實現了遠程教學及資源共享，為多模態影像資料數據庫的建立提供了實踐平臺(如圖1)。

圖1

3 多模態影像資料庫的采集流程

多模態影像資料數據庫的病例要求比較嚴格，收集的病例必須是同時做了X線、CT及MRI三種影像學檢查方法中至少兩種，且具有典型影像學表現。比如，惡性腫瘤病人除了要做X線檢查外，仍需進一步做CT、MRI等相關檢查，只有這種影像資料齊全的病例才可納入數據庫(具體流程如圖2)。

圖2

4 本系統的結構及組成

本系統包括記錄每個病例數據錄入、查詢統計和數據輸出系統(如圖3)。

圖3

本系統共分為三個部分：

(1)錄入系統。錄入系統利用Microsoft Access 2010窗體導向編制的數據錄入窗口。分1個整合錄入窗口和3個分窗口。第一個分窗口錄入的是相關臨床資料，如性別、年齡、現病史及既往史等，此部分主要是供后期閱片時提供參考，影像診斷離不開臨床，臨床資料具有重要的參考價值；第二個分窗口錄入影像資料，此部分為重點內容，錄入的影像資料須診斷明確或有明確的病理結果，且每個病例須包含完善的影像資料(包含X線、CT、MRI三種方法中至少兩種)的臨床典型病例；第三個分窗口為診斷結果，此診斷結果一般是病理確診結果，作為參考答案。

(2)查詢和統計系統。利用數據庫系統Microsoft Access 2010的查詢向導，建立按檢查部位查詢、按器官系統查詢和按病理結果查詢三個查詢。這種查詢方法的設定可及時準確查詢到所需影像資料，方便又快捷。

(3)數據輸出。輸出查詢統計結果及患者檢查報告單。

5 本系統的主要特色

5.1 技術特色

本數據庫病例資料采集系統是基于云PACS實行分布式架構部署，建立區域性醫學影像云服務平臺，醫學影像學實驗中心與教學醫院之間的PACS影像串流傳輸、自動路由與歸檔；所得影像學資料進行數據標準化處理，滿足遠程教學和自學需求，具有功能擴展性強及通用性高的特點。

Microsoft Access 2010適用性廣，操作簡單，使用多種資料連線，以及從其他來源連結或匯入資訊，以整合數據庫，當資料庫延伸到網絡上，使用者通過瀏覽器開啟網絡數據庫，資料庫如有變更，將自動獲得同步處理。也可離線處理網絡資料庫，進行設計與資料變換，當再次連線時變更內容同步更新到Microsoft SharePoint Server 2010上。通過Access 2010與SharePoint Server 2010，資料可獲得集中保護，保證影像資料的安全性，提高可存取性與管理能力。Microsoft Access 2010為數據庫的管理與使用提供強大的操作平臺。

5.2 功能特色

從教學實際出發，按照臨床科室病例資料采集的基本步驟和各項輔助檢查的具體內容建立多模態影像資料數據庫，可讓學生同時學習某疾病的相關影像學檢查的典型影像學表現及相關臨床資料，極大地提高學生學習興趣及效率，解決了課時少、教學效果不佳的難題，通過對疾病多種影像學表現的橫向學習、縱向比較，便于掌握疾病典型影像表現，為學生日后從事影像相關工作打下牢固基礎。

6 教學體會

目前，隨著PACS系統的建立及網絡信息技術發展，多數醫學院校影像學教學已逐漸由傳統板書、掛片式單向輸送模式演變為以現代網絡為中心的多種教學模式相結合，實現以學生為中心，激發學生的主觀能動性，注重實踐[6]。這種方法可以更好地進行“學導式”教學，先由授課老師提出問題，學生通過搜索PACS上的圖片以主動學習和遠程交互式學習為主，再由老師分析點評總結。變被動學習為主動學習，明顯提高了教學質量和教學效率[7]。基于PACS系統多模態醫學影像資料數據庫的建立在教學中的應用體會主要有以下幾點。

6.1 提高教學質量和教學效率

PACS系統有助于培養學生主動學習、綜合分析問題的能力[8]。利用PACS系統與臨床實際病例相結合，教師可引導學生對不同疾病各種影像圖像的異同點進行分析、比較、總結。對疾病的影像特點形成系統的認識，還可幫助學生了解不同影像設備的相關成像原理，加深對所學基本理論知識的理解，理清不同醫學影像成像方法的優勢、缺點和互補性，進而掌握各種醫學影像技術檢查的適應證，能夠辨別不同疾病最佳影像學檢查方法，掌握疾病不同影像檢查方法的圖像特點，結合病史看圖診病。

6.2 避免了膠片的儲存與管理

以前教學用的打印膠片是從平時工作中遇到的病例逐漸收集的，這樣不僅耗時費財，膠片還容易出現發霉、模糊、劃痕等損壞，多模態影像資料數據庫采用的是電子影像圖片，無需膠片的儲存與管理。

6.3 提高了學生學習興趣及效率

通過建立多模態影像資料數據庫，學生可高效地學習并掌握相關疾病多種影像表現，通過橫向學習及縱向比較，明顯提高了其學習興趣及效率。

結語

本文結合醫學影像診斷學特點探索基于PACS系統的多模態影像資料數據庫的建立在教學中的應用，目前學生反映對醫學影像診斷學興趣更濃，學習效率更高。今后，根據實際情況逐漸完善該教學數據庫，希望將疾病的超聲圖片也納入該系統，同一種疾病提供更多的影像學信息，將書本知識更好地和臨床實例聯系起來，幫助同學們在校期間更高效地學習醫學影像診斷學。