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关键词:脾气虚证;神经肽Y;血管活性肠肽;丝裂原活化蛋白激酶;四君子汤;大鼠
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2014)04-0059-04
中医临床“脾虚证”病程中出现纳呆、腹胀、大便溏结不调等症状均为胃肠道生理功能紊乱所致。研究表明,胃肠激素分泌紊乱是导致胃肠功能障碍和脾虚发生的原因之一[1]。而丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,Mapk)级联是细胞内广泛存在的丝/苏氨酸蛋白激酶超家族,是将细胞质的信号传递至细胞核并引起细胞核发生变化的重要物质,它与细胞凋亡、增殖、肿瘤发生以及氧化应激性肠上皮细胞损伤等有密切关系,是细胞内信号传递的重要途径[2-4]。本课题以脾气虚证大鼠为对象,研究神经肽Y(NPY)、血管活性肠肽(VIP)和Mapk14基因在脾气虚证病程中的变化及益气健脾中药的干预效应,以揭示脾气虚证发生的内在机制。
1 实验材料
1.1 动物
SPF级Wistar大鼠,3月龄,雌雄各半,体质量(180±20)g,甘肃中医学院医学实验中心提供,动物合格证号:SCXK(甘)2011-0001-0001011;实验设施合格证号:SYXK(甘)2011-0001-0000314。
1.2 药物与试剂
中药均购自兰州复兴厚中药材有限责任公司。益气健脾中药(四君子汤)以人参、白术、茯苓、甘草按3∶3∶3∶2比例配制,第1次加10倍量蒸馏水浸泡4 h。按常法煎煮2次,每次40 min,滤出药液加热浓缩至每1 mL药液含原药材2 g,冷却后置4 ℃冰箱备用,使用时稀释至所需浓度。大黄制剂:将生大黄饮片粉碎,用蒸馏水浸泡,置于50 ℃水浴6 h,去渣,滤出药液加热浓缩至每1 mL药液含原药材2 g,4 ℃保存备用。NPY放免试剂盒(批号20110927)、VIP放免试剂盒(批号20111014)均购自北京华英生物技术研究所;Trizol 试剂(批号AK7208-1)、反转录及Real Time qPCR试剂盒(批号0000036802)均购自Promega Corporation。
1.3 主要仪器
DF110型电子分析天平,XYJ80-2离心机,HH-4数显恒温水浴箱,FT-630G微机多探头γ计数器, KDC-2044低速冷冻离心机,BIOMATE 3S核酸蛋白测定仪,S1000TM逆转录仪,Chemi DOC XRS+凝胶成像分析系统,CFX96TM Optics Module PCR仪(美国BIO-RAD公司)。
2 实验方法
2.1 分组与造模
适应性饲养1周后,受试动物按体质量编号,采用随机数字表法[5]分为空白组、模型组(7、14、21 d组)、益气健脾组,每组10只,雌雄各半分笼饲养。除空白组外,其余各组参考文献[6],以大黄法、力竭法及饥饿法三因素复合法复制脾气虚证模型。每日上午以1 mL/100 g体质量灌服大黄制剂液;每日下午将动物负重,于大鼠尾根部缠绕质量为该大鼠体质量10%的保险丝,放入水深50 cm、水温20 ℃的水槽中游泳,以力竭(即大鼠鼻尖没入水面10 s)为度。控制饮食,每日8:00给食,20:00撤食,共21 d。
2.2 给药
造模同时,益气健脾组每日给予四君子汤20 g/kg灌胃,灌胃容积为1 mL/100 g体质量,连续给药3周;空白组、模型组给予同体积蒸馏水灌胃。
2.3 标本采集与检测
造模时分别于第7、14、21日取材并制备待检样本。各组大鼠于末次灌胃给药后,禁食不禁水24 h,乌拉坦(1 g/kg)麻醉采血后断头处死并制备待检标本。血清制备:股动脉取血4 mL,静置2 h后2000 r/min离心10 min,取上清,放入尖底管中,4 ℃低温冰箱保存备用。采用放免法,按试剂盒说明检测NPY和VIP。小肠组织的收集:动物处死后,迅速截取近胃窦端小肠组织,其中一部分小肠组织置于用DEPC处理过的冻存管中,于-80 ℃冷冻保存待测Mapk14基因表达;一部分小肠组织称重后,用眼科小剪刀尽快剪碎,分别置于匀浆器中,用组织重9倍生理盐水匀浆(匀浆器的末端置于放冰块的冷水中),3500 r/min离心10 min,取上清液,置4 ℃冰箱保存,小肠组织匀浆上清液采用放免法待检NPY和VIP。
2.4 小肠丝裂原活化蛋白激酶14基因表达水平检测
采用实时荧光定量PCR法。取适量小肠组织,用Trizol法抽提总RNA:称取50 mg小肠组织块置于研钵中,加入1 mL Trizol研磨均匀,冰上孵育5 min, 4 ℃、12 000 g离心5 min;移入离心管中,冰上孵育5 min,加0.2 mL氯仿,震荡后4 ℃、12 000 g离心15 min,取上清液移至新离心管,加0.5 mL异丙醇,震荡,冰上孵育10 min,4 ℃、12 000 g离心 10 min,弃上清液,RNA沉于管底。向沉淀中加入 1 mL 75%乙醇,震荡后4 ℃、8000 g离心10 min,弃上清液,室温下干燥,加入50 μL DEPC处理水溶解RNA。核酸定量分析仪测定其OD260/OD280均在1.8~2.0之间,经总RNA琼脂糖凝胶电泳检测,提取的RNA符合纯度要求,可用于后续PCR。
反转录合成模板cDNA:在0.5 mL去酶管中加入总RNA 5 μg、15×Oligo dT 1 μL、Random Primer 1 μL,加Nuclease-Free Water至10 μL;70 ℃变性5 min,冰上放置5 min以上;加入逆转录GoScriptTM 5×Reaction Buffer 4 μL,MgCl2(25 mmol/L)2 μL,PCR Nucleotide Mix(10 mmol/L)1 μL,Recombinant Rnasin Ribonuclease inhibitor 0.5 μL,GoScriptTM Reverse Transcriptase 1 μL,Nuclease-Free Water至10 μL,总体积为20 μL。混匀配制的反应混合物,短暂离心后25 ℃温浴5 min,42 ℃反应60 min,再70 ℃ 15 min灭活处理,所得单链cDNA放置于-20 ℃备用。
引物设计:从NCBI中查询目标基因ID及序列,由TAKARA公司[宝生物工程(大连)有限公司]设计和合成目标基因引物。见表1。
实时荧光定量PCR以β-actin作为内参基因,相同模板相同基因设3复孔、8次平行实验,得到各扩增反应的Ct值。反应体系据GoTaq 2-Step RT-qPCR试剂盒说明书配制。反应参数:预变性95 ℃、2 min,变性95 ℃、15 s,退火60 ℃、60 s,循环40 次,终末延伸65 ℃、5 s,95 ℃。连续检测荧光并记录扩增曲线,采用样点拟合法分析结果得到目的基因和β-actin的Ct值。用比较Ct值法计算相对表达量:ΔΔCt=(测试组目的基因Ct值-测试组内参基因Ct值)-(对照组目的基因Ct值-对照组内参基因Ct值),相对表达量=2-ΔΔCt。
3 统计学方法
采用SPSS13.0统计软件进行分析,实验数据用―x±s表示,组间样本均数差异比较用F检验,F检验差异有统计学意义时,再用q检验进行两两比较。P
4 结果
4.1 一般情况
空白组大鼠始终表现为反应灵敏,活动及饮食量正常,被毛浓密柔顺而有光泽,粪便呈棕褐色颗粒状。模型组大鼠多数在第5日即开始出现倦卧、被毛稀疏干枯;第10日后出现少食、怠动、消瘦,肛周污秽,部分动物出现脱肛,动作迟缓,甚至行动歪斜,同时毛发失去正常光泽而枯槁、疏散,而后出现畏寒,成群蜷缩或拱背,并逐渐出现体质量减轻,大便增多(垫料呈橘黄色)等脾虚症状。益气健脾组大鼠第6日出现轻度倦卧、被毛稀疏干枯;第13日后出现少食、怠动、消瘦,肛周污秽,少部分动物出现脱肛,动作迟缓,大便增多等;第16日后上述症状开始减轻或消失,表现为反应较为灵敏,活动及饮食量正常,被毛疏散但有光泽,粪便部分呈颗粒状。
4.2 益气健脾中药对脾气虚证大鼠血清和小肠神经肽Y含量的影响
与空白组比较,模型7、14、21 d组大鼠血清和小肠NPY含量均降低,其中以模型14、21 d降低明显 (P
4.3 益气健脾中药对脾气虚证大鼠血管活性肠肽含量的影响
与空白组比较,模型7、14、21 d组大鼠血清和小肠VIP含量升高,其中模型21 d组升高明显(P
4.4 丝裂原活化蛋白激酶14实验样品扩增曲线与融解曲线
通过融解曲线得知,扩增具有特异性。见图1、图2。
4.5 益气健脾中药对脾气虚证大鼠小肠丝裂原活化蛋白激酶14 mRNA的影响
与空白组比较,模型7、14、21 d组大鼠小肠Mapk14 mRNA相对表达量升高,以模型21 d组最为显著(P
5 讨论
中医脏腑疾病的证候基础和治则治法研究是临床辨证论治的前提和基础,其中脾虚证在诸多疾病中广泛存在,故而研究脾虚证发生机制及益气健脾法的干预效应具有重要指导价值。脾虚证是以消化系统为主的多系统、多器官的功能紊乱,是一种全身性的病理状态,但均存在胃肠道运动功能紊乱,消化吸收功能下降,淀粉酶活性下降及其化学消化能力低下,胃排空加速,小肠吸收功能下降。同时胃肠道内分泌及激素异常,餐后血清胃泌素明显降低,G细胞合成分泌功能减弱[6-7],提示脾虚证的发生机制复杂。中医临床和实验研究表明,益气健脾中药(如四君子汤类方)能够显著改善脾虚诸症,其中四君子汤以脾虚胃弱为主治证候,是体现益气健脾法的代表方剂,由人参、白术、茯苓和炙甘草组成。方中人参性甘大补脾胃之气;白术苦温,助君药人参燥湿健脾;茯苓甘淡健脾,渗湿利水;炙甘草味甘性微温,和中益气。四药相合,具有益气健脾之功效,亦能体现通过益气健脾以助脾之“运化”的功效[8-11]。
NPY是由36个氨基酸残基组成的多肽,广泛分布于哺乳动物中枢神经系统和肠道交感神经丛,肠神经丛中NPY可与肠黏膜下神经节中的周围性胆碱乙酰转移酶相结合,从而发挥刺激食欲、增强营养物质吸收的作用,其在胃肠道的作用是抑制性的,为肠道体液和电解质分泌的强抑制剂,能够抑制肠液和胰液的分泌,抑制胃肠运动[12]。VIP是由28个氨基酸组成的肽类物质,既是胃肠道激素又是神经肽,作为抑制性神经递质,VIP可减慢胃排空,抑制胃酸及胃蛋白酶,抑制小肠环形括约肌收缩,降低十二指肠收缩频率,松弛结肠平滑肌,减弱结肠运动[13]。NPY/VIP在消化系统疾病及胃肠生理功能紊乱中起重要作用,基于“脾主运化”理论推测,可能是脾虚证发生的物质基础之一。
MAPK信号途径存在于所有生物体内的大多数细胞内,是真核生物细胞重要的信号转导通路,可将细胞表面信号刺激转导至细胞及其核内,与细胞增殖、存活、分化、凋亡等生理过程密切相关[13],其中Mapk14属于“应激诱导”的MAPK,激活的Mapk14能通过激活内源性通路,使下游c-myc表达增强,诱导bax转位,亦可增强肿瘤坏死因子-α表达,诱导细胞生理功能紊乱和细胞凋亡[14]。
本研究结果显示:与空白组比较,模型各组大鼠血清、小肠NPY含量降低,且以模型14 d、21 d组显著(P
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【关键词】 异动症 中药 多巴胺D2受体 神经行为学表现 大鼠
Objective: To explore the effect of traditional Chinese herbal medicine (TCM) for nourishing liver and kidney, clearing meridians and removing toxic substances, on the neurobehavioral manifestations and the activity of the dopamine D2 receptor in rat with levodopainduced dyskinesias (LID).
Methods: The rat model of Parkinson's disease (PD) was established by injecting 6hydroxydopamine (6OHDA) into right substantia nigra of brain, then, the model of LID in rat was produced by injecting levodopa (LD) and benserazide for 4 weeks. The rats were pided into normal control group, 4week LD treated group, 4week LD plus TCM treated group, 8week LD treated group, and 8week LD plus TCM treated group, and the effect of the TCM on neurobehavioral manifestations was observed. The radioligand binding assay (RLBA) and Scatchard drawing were used to measure the maximal binding capacity of receptor (Bmax) and equilibrium dissociation constant (KD) of the dopamine D2 receptor in corpora striatum.
Results: Compared with the 4week LD treated group and 8week LD treated group, TCM could decrease abnormal involuntary movement scores of the rats with LID; the RLBA revealed that the dopamine D2 receptor Bmax significantly increased (P
Conclusion: TCM can improve the activity of the dopamine D2 receptor and relieve the symptoms of LID.
Keywords: levodopainduced dyskinesias; traditional Chinese herbal medicine; dopamine D2 receptor; neurobehavioral manifestations; rats
异动症(levodopainduced dyskinesias, LID)是左旋多巴(levodopa, LD)长期治疗帕金森病(Parkinson's disease,PD)过程中普遍出现的并发症,主要表现为舞蹈症和手足徐动症,严重影响帕金森病患者的日常生活质量。目前,各国学者在努力寻找PD病因的同时将研究重点集中在如下两方面:一是如何阻止或减缓黑质多巴胺能神经元的进行性变性;二是如何减少左旋多巴制剂毒副作用。本研究主要探讨滋补肝肾、通络解毒中药对LID大鼠行为学和纹状体多巴胺D2受体数量及亲和力的影响。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 实验药物 滋补肝肾、通络解毒中药——熟地平颤汤颗粒合用蝎蜈胶囊为上海市名中医胡建华教授经验总结方,熟地平颤汤颗粒由熟地黄15 g、枸杞15 g、桑寄生20 g、天麻15 g、僵蚕10 g、莪术15 g、白芍药20 g和天南星15 g组成,由江阴天江药业有限公司制成颗粒剂(批号:0504312),每袋重4.8 g,相当于生药31.25 g。蝎蜈胶囊(批号:010813)按全蝎︰蜈蚣=1︰1配制,烘干打粉,灌制胶囊,每粒含生药0.3 g。将4袋熟地平颤汤颗粒和10粒蝎蜈胶囊(相当于成人1 d用量,含生药128 g)混合后溶于100 ml生理盐水中,使每毫升含生药1.28 g。LD粉剂5 g(批号:SLD6382)和苄丝肼粉剂5 g(批号:SL06492),由美国Sigma公司提供。
1.1.2 主要试剂和仪器 6羟基多巴胺(6hydroxydopamine,6OHDA)、阿朴吗啡(apomorphine,APO)和布他拉莫,美国Sigma公司产品;3H螺环哌啶酮和闪烁液,美国PerkinElmer公司产品。大鼠脑立体定位仪,TOW3A型,第二军医大学产品;超速离心机,LE80K型,Beckman公司产品;液体闪烁发光记数仪,Wallac1450型,美国PerkinElmer公司产品。
1.1.3 实验动物 成年雄性SD大鼠30只,体质量180~220 g,由上海西普尔必凯实验动物有限公司提供,动物许可证号为SCXK沪20030002。
1.2 实验方法
1.2.1 PD大鼠模型制备 PD大鼠模型制备参照文献[1]方法,SD大鼠用1%戊巴比妥麻醉后,固定于大鼠脑立体定向仪上,参照包新民等[2]所著大鼠脑立体定位图谱,确定右侧黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNC)和中脑腹侧被盖部(ventral tegmental area,VTA)三维坐标位置,SNC为前囟后4.8 mm、矢状缝右侧2.0 mm、硬膜下8.0 mm;VTA为前囟后4.8 mm,矢状缝右侧1.2 mm,硬膜下8.2 mm。牙科钻打孔,向两坐标点各注射6OHDA 6 μg(溶于含0.2%抗坏血酸的生理盐水中,6OHDA浓度为2 g/L),注射速度为1 μl/min,留针10 min。术后,用医用明胶海绵填塞颅骨孔,缝合切口皮肤,伤口上涂抹磺胺颗粒抗感染,待动物清醒后放回饲养笼中饲养。术后2周腹腔注射阿朴吗啡(0.5 mg/kg体质量)诱发大鼠旋转,记录注射后30 min内大鼠旋转方向和旋转圈数,若大鼠恒定转向右侧且旋转圈数>7 r/min则视为PD模型成功。
1.2.2 LID大鼠模型制备 对成功的PD大鼠予左旋多巴/苄丝肼治疗(10 mg/ml左旋多巴和2.5 mg/ml苄丝肼溶于含0.2%维生素C的消毒生理盐水中),制备LID大鼠模型[3],左旋多巴的注射剂量为10 mg/kg体质量,每天9时和17时进行腹腔注射,持续4周。根据其是否出现刻板动作和对侧旋转行为等异常不自主运动(abnormal involuntary movement,AIM),筛选出LID模型,AIM评分>20分则视为LID模型成功。
1.2.3 动物分组及给药 左旋多巴用药4周后,将成功建立的LID模型大鼠,分为模型组(8周模型组)、中药干预组、中止给药对照组(4周模型组)、中止给药+中药干预组,每组6只,再另取6只未造模大鼠为正常对照组。正常对照组及中止给药对照组给予生理盐水灌胃,模型组继续予以左旋多巴/苄丝肼腹腔注射(注射剂量为10 mg/kg),中药干预组在模型组处理基础上给予中药灌胃,中止给药+中药干预组则在4周时停用左旋多巴/苄丝肼的基础上加用中药(同中药干预组),每次灌胃量为9 ml/kg,1次/d,连续4周。
1.2.4 AIM评分测定 除正常对照组大鼠外,模型各组大鼠于观察期间每周进行AIM评分,参照文献方法[4],将AIM分为4个部分(前肢AIM、口面部AIM、轴性AIM及运动AIM)进行评定,每部分又根据其有无和严重程度划分为5个等级,计为0~4分,其中0分为无;1分为偶尔出现;2分为经常出现;3分为持续存在,刺激使之停止;4分为持续存在,刺激也不能使之停止。理论上1只大鼠1次腹腔注射左旋多巴/苄丝肼后的AIM最高评分为64分。评分在左旋多巴/苄丝肼腹腔注射后立即进行,30 min评定1次,共120 min,5组数据平均值为本次的AIM分数。
1.2.5 膜蛋白制备 参照张旺明等[5]方法制备膜蛋白,大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉后,快速断头取脑,于冰块上分离并切取双侧尾壳核脑组织各1块。加入4 ℃预冷的Tris盐酸缓冲液,冰浴中制成匀浆,离心后,取沉淀以Tris盐酸缓冲液(pH 7.4)1~2 ml稀释,充分混悬,即成膜蛋白悬液。以考马斯亮蓝法测定膜蛋白浓度,并用Tris盐酸缓冲液调整膜蛋白浓度为1 g/L左右。
1.2.6 多巴胺D2受体活性的测定 采用双复管法(每个样本分为9个不同浓度反应管,重复测定2次)测定,反应管内加入浓度呈倍比递增的标记配基(特异性结合:10、20、40、60、80和100 μl。非特异性结合:20、60和100 μl)和非标记配基(非特异性结合:100 μl)以及定量的膜蛋白液0.2 ml,加入Buffer缓冲液,使每管总反应体积为0.4 ml,37 ℃水浴中孵育15 min,于冰浴中终止反应。以多头细胞样品收集器收集于玻璃纤维滤纸上,置80 ℃烘箱中烤干,剪下样品,以2000CA/LL型液态闪烁计数仪测定其放射活性,以空白滤纸点样进行校正。计算各点特异性结合计数,使用受体数据软件包(上海第二医科大学编制),按Scatchard公式计算出多巴胺受体的最大结合容量(maximum binding capacity, Bmax)和平衡解离常数(equilibrium dissociation constant, KD)。
1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件包进行数据分析,采用单因素方差分析及t检验进行组间比较,结果用x±s表示,检验水准α=0.05。
2 结 果
2.1 各组大鼠给药前后AIM评分的变化 与用药前比较,模型组大鼠用药后第1、2、3和4周的AIM评分逐步增高(P
2.2 各组大鼠双侧尾壳核多巴胺D2受体活性 各组大鼠与正常对照组比较,损毁侧多巴胺D2受体Bmax显著降低(P
3 讨 论
在PD的发病机制中不仅由于脑中多巴胺神经元的减少,多巴胺能受体也起重要作用。多巴胺能受体分为D1和D2两族[6],PD的病理主要涉及的是D2的损害。LD是临床上疗效较好的多巴类替代治疗药物,Ldopa在体内转化为多巴胺后,多巴胺可通过自身氧化代谢生成具有细胞毒的的多巴醌和其他自由基。因此,LD可能加速多巴胺神经元的变性,具有一定神经毒性。Nakao等[7]提出纹状体神经元可将外源性多巴转换成多巴胺,增加的多巴胺作用于突触后多巴胺D2受体引起D2受体下调,使纹状体损毁侧与其健侧的D2受体表达数减少。Brooks等[8]运用正电子发射断层照相术(positron emission tomography,PET)和多巴胺D2受体PET显像剂11C雷氯必利研究比较了早期和晚期对多巴胺制剂反应波动的PD患者的D2受体,结果发现前者基底节D2受体放射性结合率正常或增高,而后者则明显下降(尾核、壳核部分分别下降30%和18%)。
结合本实验结果,异动症大鼠随着LD腹腔注射时间的延长,异动症症状愈发加重,纹状体D2受体亲和力明显下降,健侧亲和力也有下降。我们认为LD虽然能明显改善PD的症状,但LD治疗能使纹状体多巴胺D2受体下调,D2受体下调到一定阈值可能为LD长期治疗后引起疗效减退的原因。
本次实验从异动症行为学检测可以发现,从第0周到第2周,中药干预组和模型组的异动症症状均略有加重。从第2周末到第4周,模型组的异动症症状进一步加重,而中药干预组症状有明显减轻。同时,中药干预组与模型组比较,D2受体亲和力明显增高。从结果中进一步可以看到,异动症大鼠停用左旋多巴后,异动症症状均有下降趋势,但加用中药后,下降趋势更明显。受体活性结果也表明,中止给药+中药干预组与中止给药对照组比较,D2受体亲和力上调更明显。说明中药可明显改善LID大鼠双侧尾壳核多巴胺D2受体活性,撤药可部分恢复多巴胺D2受体活性,加用中药效果更佳。故认为滋补肝肾、通络解毒中药可以有效缓解异动症症状,明显改善D2受体功能。
我们在临床研究中证实,滋补肝肾、通络解毒中药具有增效减毒作用[9]。过去在滋补肝肾、通络解毒中药治疗PD大鼠的研究中发现,中药可通过清除氧自由基[10],增加大鼠酪氨酸羟化酶及其信使核糖核酸的表达[11],抑制多巴胺神经元的凋亡[12]等机制来改善PD大鼠的旋转行为[13]。而这些机制与LID密切相关,故可以认为滋补肝肾、通络解毒中药具有多靶点作用。
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关键词:医学影像学;教学;比较影像学;重要性
一、引言
随着信息技术的发展,医学影像学也从传统X线诊断逐渐发展成为当今计算机断层扫描显像(CT)、B型超声波、磁共振(MRI)以及核医学影像四大影像技术为基础的医学影像学综合学科。在该种背景下,传统的教学模式显然已经不能满足当前影响专业教学需求,比较影像学作为一种全新的教学模式,开始在临床教学中逐渐获得了广泛的应用,而且发挥出了巨大的作用。本文正是基于该种背景,从比较影像学的相关理论入手,仔细对比较影像学在医学影像学教学中的具体应用及其重要性进行了探讨。
二、比较影像学的相关理论
1.比较影像学概念。比较影像学是近些年随着信息科技的发展而逐渐兴起的一种全新的影像诊断模式,其临床教学模式主要是基于医学影像学基础上,在临床应用的角度之下,将生理学、解剖学、病理学、临床各个学科以及医学影像技术学等多个学科结合在一起,使多种学科以医学影像学为中心组成一个有机的“生物链”进行综合教学的方法。
2.比较影像学的发展。随着计算机技术的发展,计算机断层扫描显像(CT)、B型超声波、磁共振(MRI)以及核医学影像一起组成了当今医学四大影像手段,它们在功能性成像以及形态学检查方面的应用相对已经十分成熟,而且在临床实践中获得了广泛的应用。但是随着目前各类新的医学功能分子影像层出不穷,如各类组合型一体化设备SPECT/CT、PET/CT、CAT等广泛应用,逐渐体现出了生物医学影像开始出现由分散逐渐走向融合的主流趋势。在该种背景下,比较影像学的出现及其发展开始成为了必然。
3.比较影像学教学法的必要性。在传统的医学影像学教学模式之下,教师往往在讲授某种影像学技术时,总是放大该种技术的优势而忽视其他技术的特长,久而久之就会让学生产生疑惑,或者造成学生的片面之感。因此,教师在讲授医学影像学课程时,需要注意对比较教学法的应用,向学生讲清各种诊治方法的不足和优势,这也是比较影像学教学法应用的必然和必要性。
4.比较影像学的应用模式。在现代医学影像学的比较影像学教学模式中,首先应该通过专题讲座让学生真正明白和理解比较影像学的基本方法和概念,然后以多组病例为切入点对具体的方法进行讲授,最后在实际的工作中,尽量多和学生一起应用比较影像学的方法对疾病进行诊断。
三、比较影像学在医学影像学教学中的重要性及其应用
1.满足了现代医学影像学的发展需求。在传统的医学影像学教学中,教师往往都是按照教材的顺序依次对各个组织系统的成像原理、成像方法、正常和异常影像的表现等进行讲解,而对于其他影像学的表现很少涉及,显然学生很难从整体上对疾病的认识进行把握,同时对各种医学影像学的诊断手法也缺乏系统的认知。目前,随着各种成像设备的横空出世,比如三维后处理软件工作站等,使得影响图像质量和检查范围不断得到提升。在这种情况下,传统的教育模式显然无法满足学生在未来的临床工作需求。因此,在授课中加入其它医学影像学的表现,并对图像之间的差异进行比较,能够显著提升医学影像学的教学效果,满足现代医学影像学的发展需求。
2.疾病的全面、多角度分析。应用比较影像学可以向学生更加全面以及多角度地对疾病进行了解,一般情况下在对某种疾病的影像学表现时,适当地结合其他影像学技术进行展现,能够通过比较来找出该种疾病在不同影像表现间的相似和不同之处。从而在各种影像表现所反映的解剖、病理、生化等信息间的联系的基础上,有针对性地解析为什么会出现该种影像,比较适合于学生在本质上对疾病的成因、发展和预后进行了解。可以说,每种医学影像学在疾病的诊断中都有着各自的优势和不同,学生能够学习和掌握同一种疾病的不同成像技术和检查方法下的图像特征,有利于从全面和多角度下对疾病进行分析。
3.提高了学生的临床实践能力。随着现代化医学影像学学科的发展,学生在实习时面对的内容一般情况下是非常多的,其往往在面对CT、MRI、普通X射线以及超声等各种影像学诊断手段时显得无从下手,即使当时掌握了,随着时间的推移仍然被遗忘,从而不得不回到岗位后再重新学习。而比较影像学将从根本上为此类问题的解决提供了一种良好思路,学生在比较影像学的教学手段之下,可以对各种不同医学影像手段进行横向的比较,在此基础上还可以实现举一反三、触类旁通,从而有效提升了临床教学的效果,从而建立起了影像专业整体框架,能够认识到影像专业的发展方向,使其对将来走向工作岗位充满信心。
4.比较影像学的具体应用内容。一般情况喜爱,比较影像学课程的主要内容可以归纳为如下两个方面,其一是对各种医学影像学自身发展的纵向比较:(1)影像设备的进步、更新和与之相联系的新技术的采用,这些进步给临床带来的益处;(2)显像剂的发展史及与之相联系的新技术的采用;(3)介入显像的发展史以及有针对性地解决的临床问题;(4)从各影像学各自的纵向发展史中找出共性和规律,以预测今后的发展。
其二是对各种医学影像学技术的横向比较:(1)各种医学影像学技术的原理、方法、适应疾病、诊断效能以及优缺点等;(2)各种医学影像学技术的准确度、灵敏度以及特异性;(3)同一患者各病程的影像学比较;(4)各种医学影像学技术的性能及成本比较;(5)创伤性及其不良反应;(6)各种医学影像学技术在疾病决策方面的比较,通过比较提出对某一疾病检查的优选方案。
四、结语
总之,医学影像学作为当今发展迅速的一门医学学科,分散和融合必定会成为未来的主流趋势,这也是比较影像学教学方法应用的必然性,从而为未来培养出高素质医学影像综合人才的奠定重要基础。
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关键词:医学影像学;现状;未来;综述
【中图分类号】R473【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)04-0140-01
随着医学影像学飞速发展,它在临床医学中的地位不断提高,由X线、超声、放射性核素显像、CT、数字减影血管造成影及介入装置、磁共振成像所组成的医学影像学家族已经成为临床主要的诊断和鉴别诊断方法、医院现在化的重要标志、科学研究的主要手段及医院重要的经济收入来源。现将医学影像学的发展与展望综述如下。
1 医学影像学技术发展的历史回顾
1895年11月8日德国物理学家伦琴发现了一种新型射线(a kind of new rays)。并于11月22日为夫人拍摄了一张手部x线照片,也是人类第一张x线影像。随后,x线被广泛的应用于对疾病的诊断和治疗,形成了放射诊断学和放射治疗学。x线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外,还用于x线衍射分析和工业探伤等多种用途。因此,x线的发现对人类作了重大贡献。1971年亨氏菲尔德发明了CT,将传统的X线的直接成像转变为间接成像,从而奠定了现在影像学的基础,随后出现的MRI、正电子发射型体层摄影术等影像学技术,以及近期出现的分子成像和光成像,使医学影像学在显示形态学状态之外,还能完成组织器官功能检查,并最终在分子和细胞水平显示组织、器官的化学成分和代谢变化。
2 医学影像学现状
曾经在我国长期使用用的x线透视检查的应用逐年减少, 大型医院或者发达地区的中小医院已逐步取消透视, 而代之 以x线摄影检查, 且以DR检查占主导地位。传统 X线造影检查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X线脊髓造影检查被 MRI所取代;其次是多排螺旋CT和MRI结合光学内镜逐步取代 X线消化道造影、经静脉肾盂造影和胆道造影等检查;然后是 DSA的诊断性血管造影检查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴随设备的逐步普及,CT已经成为临床(尤其急诊)最重要的影像检查方法。MRI具有无创伤、 无射线辐射危 害,成像参数多、获得的信息量大,软组织对比度最佳等显著优点,是最活跃的影像学研究手段,已经成为很多重要疾病的确证诊断方法。超声以其设备普及、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害、可在病床旁边实施和便于复查等优点, 成为目前临床应用最主要的影像学筛选检查技术。以早年的CT为起点,CT、MRI等设备开始提供横断层面影像。同时,得益于计算机技术的进步,今天已经可以在较短时间内把上述的信息“重组”(reformation)为三维的、分别显示兴趣结构的、带有仿真色彩的,甚至以内窥镜的信息模式显示的“直观信息”。举例说,一个重度创伤的病人可能会有骨折、颅脑损伤、内脏损伤、血管损伤及其他并发症。今天,只需用CT从头到脚在数十秒钟内完成采集,病人即可回病房作急症处理,而放射科医师可使用一次采集的信息分别显示出骨骼、颅脑、内脏、血管等结构与病变,并给急症医师提供“直观的”兴趣结构的三维的、彩色仿真的诊断信息。这样的信息已经超越了大体解剖学的可视能力,达到了即使在手术刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。
3 医学影像学技术的发展趋势
各种医学影像学设备向小 型化、专门化、高分辨力和超快速化方向发展,MRI和CT的全器官灌注成像得到临床普及应用。虽然目前MSCT主要生产厂家的设计理念和主攻方向不一致,导致彼此设备的差异巨大,但是可以预测,在不远的将来,CT机的构造(包括发生器、X线球管的结构和数量、探测器种类和排数等) 将发生实质性变改, 也许球管和探测器的旋转速度更快,使MSCT的时间分辨力突破50 ms大关,使心脏得到真正的“冻结”,而探测器材质的改进能显著提高MSCT的空间分辨力。 各种介入治疗成为常规有效的治疗方法。集诊断与治疗一体化的医学影像学设备也在不断成熟和普及, 使疾病的诊断更加及时、 准确,治疗效果更佳。应用计算机仿真技术设计外科手术方案、 由影像导航 系统直接引导外科手术入路、确定手术切除范围,并在术中直接应用MRI对病灶切除范围进行现场评价会逐渐普及应用。在影像学网络化的基础上,医学图像处理将成为常规,而服务器软件取代工作站,实现多点同时后处理,并使图像后处理的自动化程度进一步提高。 伴随远程影像学的普及和宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更为快捷,图像更加清楚,影像学科医生可以在家里或者在出差旅途中完成诊断报告。
分子成像是医学影像学的热点研究方向之一,伴随分子成像的研究进展,会有多种组织、器官特异性对比剂问世,这些新型对比剂能显示特定基因表达、 特定代谢过程、特殊生理功能,其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强,真正实现疾病早期诊断。开发疗效监测对比剂(或称分子探针),以在最短时间得到治疗的反馈信息, 在分子水平上进行疾病的靶向治疗。除PET外, 其他医学影像学技术也能直接用于药物的研发和监测疗效,在活体早期、连续观察药物或基因治疗 的机制和效果,以利于药物筛选和新药开发。此外,分子成像方法和图像后处理技术将得到持续改进,并开发出用于分子成像的影像学新技术。 医学影像学技术的进展还将导致影像学科内部人员构成发生变化,物理师、数学家、生物医学工程师、计算机专家和循证医学专家占影像科室人员的比例越来越高,针对某种重大疾病可以组建包含内、外科和影像学医生的新型科室。医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗方法选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。参考文献
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关键词:应用型本科;医学影像;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)49-0278-02
吉林省计划近期将20所高校转型为应用型高校,通过调整招生计划、增列专业学位授权点、实施差异化拨款等政策,引导一批普通本科院校向应用技术类型高校或专业转型,支持高校深化校企合作、吸引行业企业深入参与专业建设和人才培养,为适应形势的发展,结合医学影像专业教学实际,就应用型医学本科院校培养医学影像专门人才做如下探讨。
一、应用型本科院校医学影像人才的特点
应用型本科院校医学人才与学术型医学人才不同,应用型医学人才是指具有丰富医学专业知识,并能把发明、创造转化成实践,主要承担转化应用和创造实际价值任务的人才。应用型医学人才可以细分为专科、本科和研究生等不同层次。高职高专层次培养的是职业技能型医学人才,在知识构建上以“实用”为限;本科层次的应用型医学人才在知识构建上强调搭建可塑性强的知识框架,强调以通识为目标的专业理论基础、宽广的知识面和一定的创新、科研能力。具体为接受医学影像学本科层次教育,具有较为宽广的医学基础知识和丰富的医学影像专业知识,素质全面,能将现有医学技术转化成实践,并有一定创新和发展的医学影像专门人才。
二、应用型本科院校医学影像人才专业培养目标
培养能够适应社会发展和国家现代化建设基本需要,道德品质和专业素质全面发展,具有基础医学、临床医学、医学影像学的基本理论、基本知识和基本技能,能在医疗卫生机构中从事医学影像诊断、医学影像技术、医学影像质量控制和质量保证以及医学影像设备管理的应用型医学影像专门人才。
三、应用型本科院校医学影像人才业务培养要求
应用型医学影像人才的必须具备丰富而全面的综合知识,这不仅是应用型人才提升医学专业水平的必备因素,也是个人持续发展的基础,应用型医学影像人才强调复合能力,即对医学知识、技术的应用能力和一定技术创新的科研能力,需要注重理论与技能相结合。应用型医学影像人才应当具有适于创业的专业素质、良好的心理素质和道德素质,具体如下。
1.素质方面。①政治坚定,热爱祖国,忠于人民,遵纪守法,有正确的世界观、人生观和价值观,愿为祖国医疗卫生事业的发展和人民群众的身心健康努力奋斗;②具备良好的职业道德,将维护人民群众的健康作为自己的职业责任,珍视生命,关爱病人,具有人道主义精神和基本人文素质,将预防疾病、救死扶伤作为自己的责任和使命;③技术优良,树立终身学习观念,紧跟医学发展潮流,不断追求卓越的医疗技术,认识到持续完善自身医疗技术的重要性;④重视医学的伦理问题,注意保护患者的隐私;⑤尊重患者的人格、及民族习惯,树立依法行医的法律观念,学会用法律保护病人和自身的权益;⑥具有严谨的科学态度,善于分析批判和不断创新,实事求是,有团队合作的精神和观念;⑦注意发挥医学影像资源的效益最大化,在应用各种影像检查技术进行准确诊断的过程中,应考虑到患者及其家属的利益。
2.知识方面。①理解并掌握一些自然科学和社会科学的基础知识和原理,并能用于指导自身未来的生活、学习和医学实践;②熟练掌握人体各时期的正常结构及其功能;③掌握常见病、多发病的发病原因,发病机理、临床表现、影像表现及诊断原则;④能够分析环境因素、社会因素及行为心理因素对疾病形成与发展的影响;⑤掌握基本的药理学知识及影像对比剂使用原则;⑥掌握科学实验在医学研究中的重要作用;⑦认识到预防疾病的重要性,了解常见传染病的发生、发展以及传播的基本规律,掌握常见传染病的分类,防治方法、影像表现及诊断原则;⑧掌握医学影像与放射治疗各种仪器设备的结构和一般维修方法。
3.能力方面。①应用医学影像诊断(放射诊断、CT诊断、MRI诊断)、超声诊断、核素诊断等各种影像诊断技术进行疾病诊断的基本理论、方法和技能;②应用各种射线进行放射治疗的基本理论、方法和技能;③医学影像与放射治疗各种仪器设备的结构和一般维修方法;④具有从事医学影像学和放射治疗学科学研究的初步能力;⑤具有一定的英语听、说、写能力,能够阅读本专业英文书刊;⑥具有一定的计算机应用能力。
四、应用型本科院校医学影像主干学科和核心课程
应用型本科院校医学影像学课程体系的特点主要体现在医学影像学核心课程的设计突出医学影像学与医学生物工程学科的相互融合。培养应用型医学影像专业人才,专业课程体系要突出应用型本科课程的设计要求并兼顾医学影像学专业要求,重点加强基础医学、医用电子学基础、计算机原理与接口、C语言等课程,课程设计强化实验、见习、实习等实践教学环节,重视学生实践能力的培养。
1.主干学科。基础医学、临床医学、医学影像学。
2.核心课程。系统解剖学、人体断面与影像解剖学、生理学、生物化学、病理学、药理学、诊断学基础、内科学、外科学、医学影像物理学、医学影像设备学、医学影像检查技术学、医学影像诊断学、超声诊断学、介入放射学、肿瘤放射治疗学。
3.主要专业实验。系统解剖学实验、断面解剖学实验、医学机能学、医学影像诊断学实验。
五、应用型本科院校医学影像课程设置和基本要求
应用型本科院校医学影像课程的设置要增强人才培养的指向性,基础课程突出应用性,以强化“应用”为重点,强调“必须、适用”,专业课程突出针对性,以强化“实用”为重点,强调“基本、常见”,着力培养学生的专业技术应用能力。
1.必修课(含限定选修课)体系结构及具体内容。通识课程包括以下内容:①思想政治教育包括思想道德修养与法律基础、基本原理、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策等。②体育教学包括课内教学和课外教学。安排在前两学年,第一学年体育基础教学,第二学年体育选项教学。③大学英语教学包括英语读写和英语听说。安排在前两学年,实行分层次教学。④计算机教学包括计算机应用基础课程、VB程序设计和C语言课程。⑤大学生职业发展与就业指导课。基础课程包括高等数学、医用物理学、医用化学、系统解剖学、人体断面与影像解剖学、组织学与胚胎学、生理学、生物化学与分子生物学、医学微生物学与人体寄生虫学、医学免疫学、病理学、病理生理学等。专业基础课程包括内科学、外科学、妇产科学、儿科学、医学影像设备学等。专业课程包括:医学影像检查技术学、医学影像诊断学、超声诊断学、肿瘤放射治疗学、影像核医学等。
2.非限定选修课。实行学分制,学生在校期间必需修满学分。其中包括人文社科类,自然科学类,艺术体育类和专业基础与专业类。
3.主要实践性教学环节。军事课程:军事训练2.5周。劳动:前四学年每学年安排劳动0.5周。社会实践(调查):前四学年每学年安排劳动1.5周。临床见习:共8周,第五学期安排临床见习2周,第六学期安排临床见习4周,第七学期安排临床见习2周。影像见习:共6周,第七学期安排影像见习2周,第八学期安排影像见习4周。毕业实习:共48周,其中X线科12周,CT科12周,MR科12周,超声科12周。
六、创新医学影像实践教学体系,培养学生综合实践能力
应用型医学本科院校与普通医学本科教学的本质区别是更强调教学的实践性、应用性和技术性。医学影像实践教学是培养高素质应用型医学影像人才的关键环节,也是医学影像教学中的重要组成部分。在课程体系设计上减少了验证性和演示性实验的比例,增加了设计性、综合性和研究性实验,购进了大型医学影像设备,增强了影像实验室的功能,通过大学生科研项目计划,增强学生设计、实施、分析和解决问题的能力,努力提高学生参加实践活动的积极性。在加强影像实验室建设的同时,还加大了对医学影像实践教学基地的建设,在巩固现有教学实习基地的基础上,致力于与省内外大型知名卫生医疗机构的联系,建立了一些高层次的影像实习培训基地,空间跨度基本涵盖南到浙江省、北至黑龙江省的广大区域,并按照应用型医学影像人才培养的目标制定了专业实习手册。课程改革,适当增加了医学影像学专业学生在医院实习的时间,并实现以实习促进就业的目的。
七、优化医学影像教学手段、构建高素质的教师队伍
教学方法改革在应用型医学影像课程体系构建中具有举足轻重的地位。鼓励医学影像学教师采用CBL、PBL、双语教学及计算机辅助教学法等方法,发挥学生在医学影像学教学过程中的主体地位,在教学方式上进行典型影像病例讨论、录像观摩、小组讨论等方法,充分发挥医学影像专业学生的积极性和主动性,提高医学影像学专业学生分析和解决实际问题的能力,促进医学影像学专业学生知识、能力和素质的谐调发展,从事影像教学的教师应具有系统的理论知识和较高的教学水平,丰富的实践经验和较强的实践能力。此外,聘请省内外医学影像学知名专家任兼职教师,以指导实习、专题讲座等形式将行业内最新成果、技术带入课堂。鼓励医学影像学青年骨干教师参与在岗培训,通过外出进修、学术交流等形式进行教学、科研能力培训,提高其教学科研能力。
应用型医学本科院校的医学影像专业人才培养过程要做好各门课程负责人的遴选和课程教学团队的组建工作,选择高职称、高学历的资深骨干教师担任主干课程负责人,结合影像课程特点和实际,科学、客观地分析影像课程现状和存在问题,抓住制约医学影像教学质量提高的瓶颈,采取切实有效措施,在解决实际问题上下功夫,确保应用型医学本科院校的医学影像专业人才培养工作取得实效。
Abstract: Along with the development of science and technology, the arisen virtual instrument technology in our country plays a significant role in education system. This paper discusses the application of virtual instrument technology in medical imaging experiment teaching, constructs a simulated medical imaging technology experiment environment. It takes the man-machine interactive way, and has innovative, alternation, aptitude, simulation, openness and expansibility, etc. It achieves positive result in improving experimental teaching effect, improving students' interest in study, and fostering students' skills and thinking ability.
关键词: 虚拟仪器技术;医学影像技术;课程评价;虚拟实验
Key words: virtual instrument technology;medical imaging technology;curriculum evaluation;virtual experiment
中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)25-0232-02
1 概述
随着现代医学实验课程的不断发展,传统的医学仪器实验由于场地、维护费用等现实条件的限制,大部分医学院校的实验教学资源都比较匮乏,使得医学实验教学不得不寻求更新的更符合时代要求的实验手段。虚拟仪器技术即在计算机技术、数据库技术与网络技术等支撑下,架构支持真实实验环境的虚拟实验平台。虚拟实验平台形成了一个虚拟环境,在这种环境中进行操作、控制、分析、观察和实验,同时控制真实的实验环境。这一技术有许多的优点,如交互性很灵活、对硬件资源要求不复杂,更简易,因此在实验教学中广泛应用,成为解决可视化知识学习的又一重要媒体技术。而信息技术与学科整合,正是立足于时代的高度。虚拟仪器技术与课程整合,与传统的教学模式不同,在丰富学科知识、优化学生认知、优化课堂教学结构等方面影响比较大。
近年来,在医学类高职院校实验实践教学中,非常强调学生的实际操作和动手能力,所以基于虚拟仪器的实验教学更突出了其优势,因而该技术在医学高职院校的实验教学中得到了进一步发展和完善。
2 医学影像技术传统教学的缺陷
板书教学是医学影像传统教学模式,学生在实验室动手操作实验。医学影像实验教学在学生获取专业知识时具有极大的重要性。它在使学生深入理解理论知识、形成职业岗位能力等方面起到许多积极的作用。传统的实验教学并不完善,还有不少的不足。由于大型影像设备昂贵,验耗材较多,综合性实验和开放性实验无法或很少实现。实验资源有限,不能做到人手一机,分组过大,难以反复训练,造成实验教学难以达到预期效果,严重阻碍了学生能动性和实践能力的培养。
3 医学影像虚拟实验的设计和优势
医学影像技术专业要求学生能够操作大型的影像设备,如CT、MRI等,这些设备价格昂贵,体积庞大,操作使用复杂,需要学生长时间练习操作。一般院校很难满足这些大型设备的教学使用需要,而虚拟仪器技术可以解决和克服这一难题。我们学院和徐州医学院合作,利用计算机仿真、数据库、图像处理、虚拟实现和三维重建等编程技术对现有的影像设备实验教学进行改革,开发了系列化大型医学影像设备CT、MRI、PET-CT仿真操作训练系统。仿真当今主流CT、MRI、PET-CT扫描工作站的常规操作,不需要设备主机,形成相应的仿真工作站,模仿真实CT、MRI、PET-CT扫描工作站的操作流程;从而实现不需要投入大型设备,就能做到学生人手一机进行操作训练,满足学生学习和掌握大型医疗设备扫描操作基本技术的需求。
医学影像学在当今社会已有了飞速的发展和显著的进步,本文着重分析影像教学中存在的困难和障碍,目的在于探讨促进影像教学的有效途径。
一、存在的问题
(一)影像技术飞速发展带来的挑战
自从我国1901年从国外引进第一台X线机以来,迄今已有100多年的历史。近几年来,多普勒超声、数字化X线机、多排CT、磁共振等逐步进入了各级医疗机构;在此同时,数字摄影技术的发展与普及异常迅猛,计算机电子成像,数字化X线成像,数字减影血管造影,图像存贮与传输系统等设备进入临床,被广泛应用,胆系、泌尿系,妇产科等方面的疾病也由无创伤、无辐射的B超所代替,传统的X线诊断仅成为医学影像手段之一。
(二)影像教学内容日趋广泛和复杂
医学影像教学涉及人体各个器官和部位的方方面面,加之新时代技术的飞速发展,形成了现代医学影像教学门类多、环节多,广泛而复杂的教学体系。计算机在医学影像中的应用,可谓本学科的最大特点,其在生物医学信号图像处理方面使医学对人体的认识越来越深入细致,使医学诊断手段更加现代化和快速准确;影像学与内科、外科、妇产科等学科的结合,产生了介入放射学,使原来只从影像上做诊断的医技大夫转为既诊断又治疗的临床医生。因此,原来单纯的X 线诊断学已远远不能满足临床的需要。但是由于教师对新技术掌握相对有限,众所周知,医学影像设备昂贵,购置所有新设备是不现实的,且许多新技术的采用需要临床科提供病源和配合;加之新技术发展日新月异,教师对新技术的了解和掌握受到了限制。为了保证和提高教学质量,我校多渠道争取资金,医学影像教学设备自近几年以来得到了更新,实验开出率达到90%。我校影像学科主要设备一览表,见表一。
表一 影像学仪器数量表
(三)教学软件滞后
利用教学软件进行图像存储、处理和教学是提高影像教学质量的有效途径之一,但目前尚处于比较落后和滞后的境况,与临床上影像学的发展极不吻合,给教学带来了极大的不便。
二、解决方法
综合分析现状,结合我校实际,我们通过以下途径较好地解决了上述矛盾,保证了教学质量。
1.多途径进行师资培养,制定切实可行的师资培养计划。
根据部颁教学大纲和我校实际情况,制定了短期、中期、长期师资培养计划,以提高教师学历层次及掌握和更新知识为主要目的。中职教育的培养目标为高素质的劳动者。目前中职教育存在片面强调学科体系和知识灌输现象,对知识应用、创新、实践能力培养重视不够。“世纪职业教育课程改革和教材建设”工作中要求树立以全面素质为基础,以能力为本位的指导思想,通过学校组织的各种讲座和参加中职大纲及教材编写,使全体教师树立起“以培养学生的创新精神和实践能力为重点,提高学生职业能力和创业能力”的思想,根据大纲结合我校实际情况,在培养实践能力上下功夫,可以采用走出去请进来的方式获取最新知识和信息。力求使每位教师了解和掌握本学科最前沿的各种检查技术和相关知识。
2.优化组合传统媒体与现代教学媒体。
由于影像学自身的特点,在教学中离不开各种教学媒体,随着科学技术的发展,现代化的教学媒体会源源不断地引入到教学之中。因此,在教学过程中,如何将传统教学媒体与现代教学媒体优化组合,合理运用,发挥各个媒体的最大效应将是教学中最迫切要解决的问题。
三、讨论
通过研究,笔者认为在选择多媒体组合时,还应遵循以下原则:
1.应视教学内容选择最能表达清楚、学生最易理解的媒体,没有必要处处强调现代媒体的重要性和主导作用。
关键词: 医学影像;PACS DICOM;关键技术;数据存储管理
中图分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0310061-01
0 引言
随着计算机和网络技术的快速发展,数字化医院的重要性逐步被医学界所认识,在数字化医院建设的各项环节中,PACS是重中之重,被专业人员所密切关注。PACS是近年来随着计算机技术、网络技术数字成像技术的进步而快速发展,其目的就是全面解决医学图像的获取、显示、处理、存储、传输和管理的综合系统,是实现数字化医院的关键。PACS借助计算机系统为医生能及时得到正确的检查数据和图像,使病人及时得到治疗,采用先进的计算机技术实现我院医学影像数字化、信息化,是今后我院发展的必然趋势。
1 PACS系统的发展历史及分类
PACS系统的发展已有近20余年,在80年代中后期所研究的医学影像系统主要采用专用设备,整个系统造价非常昂贵;到90年代中期,Computer graphics workstation的产生和Network communication technology的发展,使得PACS的整体价格有所下降。进入90年代末,计算机的普遍使用,网络的高速发展使得PACS可以建立在一个能被较多医院接受的水平上。
根据目前国际上流行的划分方法,PACS可分为三大类:
1)Full-service PACS:包括医学成像设备,影像存储、拷贝及输出等功能,并提供远程放射学服务,采用模块化结构设计。
2)Local PACS:包括数字影像设备CT、MRI、DR、CR等,常规X线设备的胶片可经胶片数字化后嵌入PACS系统。
3)Mini PACS:仅限于医学影像科,在医学影像科内部既实现影像传输、存储、显示等功能,又实现部分影像设备联网,达到科内影像全数字化和无胶片化。
经查询有关资料,我国目前大多数医院所使用的PACS主要以Local PACS结构为主。
2 PACS系统的功能及特点
PACS是基于计算机化的医学图像信息处理,并减少日常的报告书写工作,为临床医生及时提供图像信息。其工作原理是把病人的诊断图像,通过局域网传送到数据库;再由医生工作站提取、查看存放在数据库中的医学图像,医生可以向数据库提取查看不同成像设备生成的病人图像的需求,所有的医学影像设备、工作站和数据库都是通过局域网实现的。
2.1 PACS系统具备的特点
1)实用性:整个PACS系统应采用先进的计算机技术,界面全中文化,适使用于医院的需求。
2)安全性:系统稳定性强,具有完善的系统安全措施和逐级权限管理。
3)先进性:系统结构紧凑,能够完成存储管理、导入导出数据及查询检索等各种服务。
4)开放型:系统具有开放性,可扩展性,便于今后对系统升级、影像共享及远程会诊。
2.2 PACS系统的功能
1)影像处理功能:对影像进行缩放、移动、反相、旋转、滤波、播放及调节等功能。
2)影像管理功能:兼容各设备之间的影像传递,提供病人在不同时期、不同成像设备的影像及报告功能,支持影像及报告的打印。
3)远程会诊功能:支持医学影像数据的远程发送和接收,便于异地医学专家会诊。
3 PACS系统的设计
3.1 PACS系统设计中以DICOM 3.0为标准。就是在医生工作站和数据存储系统上,医生可以共享数据库中的所有影像信息。DICOM 3.0为PACS影像数据传输起了关键作用,该协议完全支持PACS的要求。
3.2 对现有设备进行兼容性处理。由于现有设备不符合DICOM 3.0标准,需要非DICOM网关的处理,才能接入PACS网络中。
3.3 系统可扩展性。PACS系统是需要逐步发展和完善的,因此在系统设计结构中要注意考虑,各个子系统的相对独立性及标准化,为今后的可持续扩展提供方便,提供接口。
4 PACS系统中核心技术
4.1 数字化影像采集。在PACS系统中,影像捕获系统的性能是至关重要,由于各家医院的影像格式、传输方式不同,因此对影像信息的交换带来了巨大的困难。为此,美国放射学会建立了一种标准,规范影像信息的交换,现广泛使用的标准称之为“医学数字影像通讯DICOM3.0”,影像数据的采集有直接采集、间接采集、视频采集及胶片扫描。
4.2 数据(影像)存储管理。因PACS系统中需要存储大量的医学影像图片,对图片的质量和精度要求较高,所以就需要采用一套完善的存储管理软件,该软件可对数据进行备份和恢复,提高数据可用性,实现存储的自动化管理。
4.3 影像网络模式。计算机网络是PACS系统的重要组成部分,将影像的采集、存储、显示、数据报告等模块单元连为一体,PACS系统采用Client/server模式组网。
4.4 影像设备接口。大多数医院影像设备接口不统一,很难接入PACS系统中,这就要求PACS系统设计时针对不同的接口类型,采取不同技术,实现兼容,解决临床诊断困扰,使影像数据解析成DICOM 3.0标准。
4.5 影像压缩技术。在线数据存储是PACS系统的基本要求,要求将影像进行压缩,便于存储和传输。压缩技术分为有损压缩和无损压缩。当前医学影像界研究数据存储的重点课题是有损压缩技术。
5 PACS系统实施的目标
PACS通过计算机局域网络将医院的各类影像检查设备连接在起来,将数字化的影像信息上传到服务器中进行分类、归档、存储,实现信息资源共享,实现医院影像的无胶片传送和存储,实现的目标有:
1)实现医学影像无胶片管理,从而降低影像学的运行成本。
2)实现HIS系统、LIS系、RIS系统与PACS系统的相连接,发展为智能化、数字化医院。
3)遵循DICOM 3.0标准,实施PACS的目的是实现影像信息资源共享,使医院的HIS系统、LIS系、RIS系统、与PACS系统之间能够协同工作,无缝连接,为医院信息系统处于良好的兼容中。