基于PACS的医学影像学交互式教学法的应用及发展前景

李勇刚，陈慧勤，郭 亮，曹永国

(1.苏州大学附属第一医院 医学影像学教研室，江苏 苏州 215006；2.苏州大学 教育学院，江苏 苏州 215021)

基于PACS的医学影像学交互式教学法的应用及发展前景

李勇刚1，陈慧勤1，郭 亮1，曹永国2

(1.苏州大学附属第一医院 医学影像学教研室，江苏 苏州 215006；2.苏州大学 教育学院，江苏 苏州 215021)

图像存档与传输系统(PACS)的普及与应用为基于PACS的医学影像学交互式教学法的发展提供了广阔的空间.苏州大学影像医学专业实现了校园局域网与教学医院PACS系统的物理连接，基于PACS的医学影像学交互式教学法增强了教学的直观性与生动性、有助于学生思维能力的培养与训练及建立标准化的考试与考核系统.

PACS；医学影像学；交互式教学

影像科工作人员所面对的均是数字化图像，且随着设备的更新与发展，信息量日益增大，传统的依靠胶片、光盘或磁带等图像储存与分析处理系统已难以满足大量数字化图像的存储与传输的需要.图像存档与传输系统的出现，实现了大容量图像的长期存储与快速传输，通过计算机网络的全覆盖，实现了医学影像科的影像资料与诊断报告的全院共享，极大地提高了影像科及医院其他相关学科的工作效率，并显著地降低了医疗成本.图像存档与传输系统(picture archive and communication system，PACS)是一种建立在数字化图像基础上的图像保存与传输的设备与软件系统，是为实现图像数字化管理而用于放射科、医院或医院间的图像信息管理系统[1].最初，这一系统仅用于医院内部的图像资料管理.近年来，逐步应用于医学院校医学影像学专业的教学与实践[2].苏州大学医学影像系作为国内医学院校中首先建立校园内医学影像学教学网络与教学医院PACS系统直接物理连接的教学机构，在尝试基于PACS的医学影像学交互式教学方面积累了一些新的经验.

1 PACS的构建及交互式教学系统

1.1 硬件结构

苏州大学医学部校园局域网设教师工作站1台，学生终端20台(见图1).本教学系统依托学校与医院之间的光纤以及双向的路由设置实现了异地的局域网访问.医院内部网络根据“千兆核心汇聚，百兆接入桌面”的拓扑结构进行规划构建，截至目前，已有20余台包括CT、DR、MRI以及后处理工作站在内的标准DICOM设备通过3层网络交换机接入，日均影像数据增量达到10 GB.PACS系统服务端则采用FCSAN架构构建，2台高性能PC服务器以1主1备的方式提供高可用性的数据库及文件服务，加以海量的磁盘阵列，稳定又高效地满足了医、教、研方面的需求.学生在校园局域网即可查询医院影像科各种设备所获取的病例实时图像信息，影像实习课在校园内即可完成，无需去医院登陆PACS系统，极大地减轻了医院PACS系统工作压力.

1.2 软件与管理系统

PACS系统之服务器操作系统使用LINUX REDHAT AS4，数据库软件采用Oracle 9i，两者搭配使得效率和安全性都较高，医院诊断工作站及学校影像教室客户端安装有WINDOWS XP和WIN7等主流操作系统.诊断及教学一体化软件在科室和教室全覆盖，软件系统采用基于C/S和B/S的混合应用体系的整体设计方案，分别针对图像处理和图像浏览的不同使用需求定制模块，满足了不同用户的复杂业务逻辑处理，同时具备完善的权限管理体系，网络管理员、各级教师及学生采用分级管理制，按照任务分工设立不同等级权限.校园局域网教师工作站采用凌波多媒体教学管理软件，并设立网络密钥，以同步控制学生终端(见图2).

1.3 交互式教学系统构建

基于PACS的交互式影像教学系统主要包括三大功能：①校园局域网教师终端利用PACS系统资源信息，采用树形结构，按照影像解剖、影像征象、各系统疾病图谱的分类方式，将正常影像解剖图、典型影像征象图及经病理或临床证实的各系统疾病图谱分类存放，由各专业课教师标注简短说明与注释，供学生自学与查询.所有病例图像在PACS系统上采用直接链接获取或转存为JPG格式并加上标注；②学生课外作业或实习考核系统，由各授课教师编辑病例或图像后，通过教师工作站控制软件开放给学生查询，学生在各自工作站调阅图像并作答；③通过PACS系统的查询功能，学生可根据疾病名称、日期、设备类型、诊断医师等检索项调阅大量的影像资料信息，并可点击查看影像诊断报告，进行自学.

2 基于PACS交互式教学的应用价值

1) 多模态、动态影像的实时链接有助于增强教学的直观性与生动性.图像能否清晰、直观地显示是影响医学影像学教学效果的关键因素.传统的多媒体幻灯教学法，由于受到教室内光线或图像放大等因素影响，许多影像征象及细节难以清晰显示，影响了教学效果.我校PACS教学系统通过教师工作站电脑控制软件，将幻灯中的图像在学生终端实时显示，图像细节得到清晰显示.通过在教学幻灯与PACS系统之间的迅速切换，教师在讲解某一疾病时，可以调阅PACS内经过整理的大量影像资源，极大地丰富了教学内容.

2) 增强了学生学习的主动性与积极性.以往教师的课堂教学由于受到学时限制，教学内容多限于教学大纲要求的内容，对于大纲范围以外疾病的影像学表现及常见病、多发病的少见征象或不典型征象常常难以涉及，且这种纵向的“填鸭式”教学方法不利于发挥学生学习的主观能动性和创造性.目前，国内大部分教学医院的PACS系统并未与校园内网络终端连接，而医院影像科的PACS终端承担了大量繁重的临床工作任务，很难提供给大批量的学生使用[3-4].我校将医院PACS系统与校园网络终端连接，解决了这一难题，学生能接触到大量临床一线的真实病例.

3) 有助于学生思维能力的培养与训练.科学的思维方式是影像诊断的基本功，学生的横向与纵向思维能力的培养尤为重要.影像诊断是以征象为出发点的，通过对疾病的各种征象的识读、归纳与总结，并结合临床表现与实验室检查，逐步缩小诊断范围，提出最有可能的诊断.影像诊断最忌讳的是经验主义的思维方式，这种思维模式常常会禁锢人们的思考范围，从而遗漏细节征象的观察与分析，导致误诊.基于PACS的交互式教学系统通过提供给学生大量的临床病例，让学生自己去分析图像并模拟撰写报告，教师再给予指导.通过学生主动地进行大量的模拟训练，有助于帮助学生建立科学的思维方法.

3 基于PACS的交互式影像教学的发展方向

目前，基于PACS的交互式影像教学还处于探索阶段，还有很多有待提高与完善之处.笔者认为，未来的发展方向至少应包括如下几个方面：(1)虚拟设备与后处理系统的构建.现代医学影像学发展迅速，新的成像技术不断涌现，医学影像技术的教学也需要与时俱进.可尝试与设备厂家或PACS软件公司合作，构建基于各种最新设备的虚拟操作与后处理系统，让学生在课堂教学中能理解与掌握各种设备的成像方法、参数设置、剂量控制及各种图像后处理技术，对新的影像技术能有更深的理解.(2)考核系统的进一步完善.基于计算机系统的考核方法在影像专业职称晋升及上岗考试中已得到广泛应用，但在教学考核及考试方面应用还不多.今后，基于PACS的考试题库及在线考核系统应在影像教学与考核中发挥更大作用，以减少教师工作量及实施标准化考试.(3)大影像系统的PACS构建.医学影像学教学内容包括放射医学、超声医学及核医学.目前，国内大部分医院PACS系统仅包含放射科各种设备的影像资料，而超声科及核医学科的影像资料尚无法共享[5-6].因此，有必要建立包括超声医学与核医学的大影像PACS系统，实现整个系统的兼容，为基于多模态成像的影像教学及比较影像学教学研究提供硬件支持，不断完善教学教法.

[1]吴恩惠，冯敢生. 医学影像学[M]. 北京：人民卫生出版社，2008.

[2]魏渝清，胡 建，王学建，等. 医学影像存档与通讯系统在影像诊断教学中的初步应用[J]. 中华放射学杂志，2003，37(8)：755-758.

[3]马奎元，张会如，董睿，等. 基于PACS的医学影像教学系统的现状及策略[J]. 中国高等医学教育，2010(10)：45-46.

[4]李 坚，林 立，陈益光，等. 影像本科生实习教学模式的探索[J]. 中国医学教育技术，2011，25(4)：450-452.

[5]吴政光，浩纯，欧景才，等. 基于PACS的交互式CR影像教学系统的创建与应用研究[J]. 中国CT和MRI杂志，2007，5(3)：35-37.

[6]田军章，江桂华，郑丽吟. 基于医学影像存储与传输系统的交互式CT影像教学模块的开发与实践[J]. 中华放射学杂志，2002，36(3)：276-278.

Application and Prospects of the Interactive Teaching Method of Medical Imaging Based on PACS

LI Yong-gang1，CHEN Hui-qin1，GUO Liang1，CAO Yong-guo2

(1. Medical Imaging Teaching and Research Section，The First Affiliated Hospital of Soochow University，Suzhou 215006，China；2. Education Institute，Soochow University，Suzhou 215021，China.)

The application and popularity of picture archive and communication system (PACS) provides expansive space for the development of the interactive teaching method of medical imaging based on PACS. The LAN of campus network in medical imaging department of Soochow university has a physical connection to PACS system in the affiliated teaching hospital. The main application value of interactive teaching method of medical imaging is to enhance the object features and vividness of teaching，be beneficial to the development and training of the mode of thinking of the university students and establish the standard exam and assessment system.

picture archive and communication system(PACS)；medical imaging；the interactive teaching.

R814.4

A

1008-5475(2012)03-0085-03

2012-05-12;

2012-06-20

国家自然科学基金面上项目资助(81171394)；江苏省高校自然科学基金资助项目(09KJB320016)；江苏省自然科学基金面上项目资助(：SBK201122654)

李勇刚(1974-)，男，湖北武汉人，副主任医师，博士，主要从事分子影像与功能影像学研究.

(责任编辑: 李 华)