基于PACS的实时三维及多平面重组在人体断面与影像解剖学教学中的应用

周运锋,董立军,王敏红,杨 晨,赵 宇,袁 权

(皖南医学院第一附属医院/弋矶山医院影像中心，安徽 芜湖 241001)

人体断面与影像解剖学是医学影像学本科专业必修课程，断面与影像解剖学的教学是基于系统解剖学，但是又有别于系统解剖学。随着PACS功能的日趋强大与完善，PACS在医学影像教学中作用也越来越重要[1-2]，其三维及多平面重组功能可以实现系统解剖与断面解剖图像实时关联与互换，让学生在系统解剖学的基础上学习断面与影像解剖学。本文旨在探讨基于PACS的实时三维及多平面重组功能在人体断面与影像解剖学教学中的应用价值。

一、材料与方法

1．研究对象。 我校2014级医学影像学本科班学生60人被分成观察组和对照组，每组30人。对照组采用传统的多媒体断层解剖图片讲解的教学模式。观察组采用PACS实时三维及多平面重组对断层解剖进行讲解的教学模式。两组学生为同一班级，前期所学系统解剖学及基础课程相同，学习成绩差异无统计学意义。

2．教材与教学内容。 教材采用王振宇、徐文坚主编的卫生部“十一五”规划教材、人民卫生出版社出版的第3版《人体断面与影像解剖学》。教学内容为第三章胸部的断面解剖与影像。

3．教学方法。 对照组采用传统的教学模式，即在教室多媒体理论授课，按照教材图片从横轴位、矢状位和冠状位讲授胸部断面解剖；同时在阅片室阅读标准胸部断层的横轴位、矢状位和冠状位的胶片图像，采用学生自己阅片和老师现场指导的方式。观察组是在多媒体和PACS系统上教学，理论授课的同时利用PACS的三维重建功能并选择合适的重组模式，结合窗宽、窗位技术的变换，将胸壁、肺、纵隔等结构进行三维显像(见图1)，让学生对胸部的组织结构有直观、感性的认识；其次是利用PACS的多平面重组功能，在同一屏幕上对标准的横轴位、矢状位和冠状位的胸部断层解剖进行联动显示并讲解(见图2)，必要时加以所需任何平面的断层图像，以更好的显示各组织结构、器官的相互比邻关系。

A为胸壁皮肤，B为胸大肌、肋软骨，C为胸壁骨性结构，D为纵隔血管，E为气管及支气管

图1 选择不同三维重组模式并结合窗技术对胸壁、纵隔和肺部等结构进行显示

4．教学效果的评价。(1)学生满意度评价。两组学生对相应的教学模式的满意度采用问卷调查的形式进行，满意度分为满意，基本满意和不满意三个等级。(2)学生学习效果评价。学生学习效果的评价采用试卷考核和PACS阅片考核两种方式，共四个部分，每个部分25分。试卷考核是在标准的横轴位、矢状位和冠状位图像上对给出的解剖名称进行标注，和对图像上已标注的部位填写解剖名称。PACS阅片考核采用同样方式，但不一定是标准的横轴位、失状位和冠状位，允许学生自己调节窗宽、窗位及断面位置。

A为右肺动脉层面横轴位图像，B和C为相应的失状位和冠状位图像，在PACS上三个方位的图像可以实时联动；A示两种考试模式，即标注和填写解剖部位

图2 横轴位、冠状位和失状位在PACS上实时联动显示胸壁及纵隔解剖结构

5．统计学分析。 所有的统计学分析采用SPSS 18.0软件进行，P<0.05有统计学意义。教学效果的评价采用两独立样本秩和检验或t检验。

二、结 果

1．两组教学满意度评价。观察组学生对教学的满意度总体评价要高于对照组，P=0.035(见表1)。

表1 两种教学模式学生满意度调查结果[n(%)]

2．两组教学模式学习效果评价。除试卷考核中填写解剖部位的成绩两组之间没有统计学差异外，观察组其他各项成绩及总成绩均高于对照组(见表2)。

表2 两组教学模式学生学习效果评价结果

三、讨 论

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的缩写，意为影像的存储与传输系统。它的主要任务就是把日常产生的各种医学影像(包括核磁、CT、超声、各种X光机等设备产生的图像)通过各种接口(模拟、DICOM、网络)以数字化的方式保存起来，当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用，同时增加一些辅助诊断管理功能[3]。随着PCAS的发展，辅助功能逐渐完善和强大，存储于PACS的薄层数据可以在教室或实验室的PACS系统上实现实时的三维和多平面重建功能，同时也可以在PACS上建立正常解剖、典型病例、疑难病例等各种数据库，供日常教学和学生、青年医师的自学。所以基于PACS辅助诊断管理功能的各种新的教学模式逐渐增多[2,4-5]。

基于PACS的人体断面与影像解剖学教学模式是将PACS引入教室或实验室，在讲授理论课的同时能在PACS上实时重组三维和二维的影像解剖图像，实现了理论与实践实时互换。由于应用不同重组模式和窗技术对不同组织结构进行实时三维显示，可以激发学生的学习兴趣，所以观察组学生的满意度高于对照组。同时，由于三维图像与系统解剖学图像相对应，在此基础上进行标准体位的多平面重组，然后学习断面解剖，有利于学生从系统解剖向断面解剖转换，更好地掌握断面解剖。再就是，学生可以在PACS上从任意方位连续动态的观察解剖结构，选择自己感兴趣的病例和解剖结构反复的从三维、二维的各种方位进行观察、理解和记忆。观察组学生成绩除试卷考核填写解剖部位的项目外，其他三项均高于对照组，也说明基于PACS的教学模式能让学生更好地掌握断面解剖。

传统教学模式是以老师讲解为主，学生是“填鸭式”的被动接受，学生学习兴趣及参与度往往较低，但是传统教学模式可以对学生进行比较系统的理论知识讲解。PBL(Problem-Based Learning)和TBL(Team Based Learning)等教学模式是以学生参与为主，充分调动了学生的学习兴趣、主观能动性和创造性，但是往往无法体现知识的系统性和完整性[4]。基于PACS的理论与实践实时互换的教学模式，既能对理论知识进行系统讲解，同时也能激发学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性和创造性，但是对学校的信息化程度要求较高，同时也要求教师要适应这种新的教学模式。