超声-CT/MRI融合成像技术在肝肿瘤教学中的探索

周文军，王 玲，慈 霞，周祖邦

（甘肃省人民医院，甘肃 兰州 730000）

随着科学技术的飞速发展，先进医疗设备的引入，治疗新理念的形成，富有创新性的治疗方案不断涌现。为了适应时代发展，影像医学教学要与时俱进，从平面转为立体，从单一变为多元，提高影像医学教学效率。在影像诊断学教学中，临床实习非常重要，是学生将理论知识运用于临床实践，将书本上学到的孤立、空洞、枯燥的理论知识与现实中肿瘤的影像特征相结合，快速提高影像诊断能力的重要环节。伴随三维影像技术重建、各种影像增强、电磁导航系统定位技术的飞速发展，融合成像技术在临床中的应用越来越广泛。相关研究显示，融合成像技术综合不同影像学技术的优点，通过治疗前后影像技术图像的对比，有望补齐肿瘤治疗中的短板。因此，摸索新的适合影像医学的教学方法，让医学生尽快掌握影像学知识，提高影像诊断学课堂教学效果及医学生实践技能，是带教教师值得探索的问题。

1 肝肿瘤影像教学现状及存在的问题

1.1 肝肿瘤

初次进入临床实习的医学生，很难将解剖学相关理论知识与患者临床表现联系起来。肝脏作为人体最大的腺体，除分泌胆汁促进脂肪的消化、吸收外，还与蛋白质、糖类、脂类、激素、维生素等多种物质的合成、分解、转化、储存有密切关系。肝脏结构复杂，解剖学将其划分为五叶八段，超声、CT、磁共振（MRI）图像均可提供划分五叶八段的肝静脉、门静脉依据，对肝肿瘤诊断、治疗、随访极其重要，肝恶性肿瘤分原发性和继发性两类，不仅造成肝功能损害，还可导致破裂出血、肝性脑病，严重者危及患者生命。肝脏具有门脉系统、肝动脉、肝静脉及胆管系统等，血流丰富，因而肿瘤生长快速，易转移，治疗甚为棘手，且预后不佳。目前，原发性肝癌是我国第4类常见恶性肿瘤、第2类肿瘤致死原因，严重影响我国人民的生命和健康[1-2]。对于医学生来说，掌握超声、CT、MRI等影像技术对学习融合成像技术有很大帮助，也对肝肿瘤诊断、治疗等具有重要作用。因此，让医学生将已掌握的肝肿瘤影像医学理论知识与临床实践相结合，通过实践形成感性认识，再结合理论知识，形成肝脏立体三维结构是教学难点和重点。

1.2 影像学检查技术的优缺点

1.2.1 超声检查 超声仪具有体积小、易操作、实时、无创等特点，因此彩色多普勒肝脏检查是临床上最常用的肝肿瘤筛查方法。常规的二维超声灰阶成像能够在疾病早期检出部分肝肿瘤，可初步鉴别恶性与良性、囊肿性与实质性肿瘤，并能观察到恶性肝肿瘤在肝脏内或腹腔内的转移、肝脏内的血管及胆管侵犯情况等。在二维超声灰阶成像的基础上增加彩色多普勒检查可以显示肿瘤内有无较明显的血管，同时判断肿瘤与肝内较大血管的位置关系。超声造影检查可提示肝肿瘤血流变化，判断是富血供还是乏血供肿瘤，在肝癌超声引导介入治疗及介入治疗后即刻评估疗效方面具有优势。目前，超声联合影像检查技术为肝癌精准定位和实时微创消融技术提供了有效手段[3]。手术中，超声联合造影检查能快速显示肝内微小肿瘤[4]。利用超声弹性成像技术可检测肝内实质性占位性病变组织的软硬度，为判断手术的可行性提供科学的辅助诊断信息[5-7]。超声技术的联合应用，为肝癌术前诊断、术中精准定位、术后正确评估起到了重要作用[8]。超声检查的缺点在于清晰度、分辨率等方面明显弱于CT，对胸腔、肠道等空腔器官易漏诊，肥胖体质、靶目标较深、体内气体等因素会影响检查结果。

1.2.2 CT检查 动态增强CT除应用于肝恶性肿瘤的临床诊断及临证分期外，还用于肝癌局部治疗（如TACE）效果评价，尤其是对经动脉化疗栓塞形成后碘油沉积的观察有明显优势。临床上常借助核磁CT处理技术进行三维血管重建、肝体积和肝肿瘤体积测量、肺部等其他脏器转移的评价。CT检查的不足在于难以发现密度变化较小或微小病变、局限于细胞水平的早期病变；对软组织的分辨率不高，会产生运动伪影及金属伪影，从而影响诊断；产生电离辐射，不适用于孕妇、备孕妇女及儿童。

1.2.3 MRI检查 MRI无辐射，组织结构分辨率高，可多方位、多序列参数成像以及扩散加权成像，从而为肝癌临床检测、诊断、分期和疗效评价提供技术支持。MRI检测和临证诊断直径≤2.0 cm肝癌的能力明显优于动态增强CT[9-10]，利用MRI评价肝癌细胞是否侵犯肝门、静脉主干及其分支，以及腹腔内或后腹膜淋巴结病灶转移情况比动态增强CT更具优势。MRI检查的缺点在于时间较长，体内有支架、心脏起搏器等金属物是绝对禁忌证，因而限制了部分人群的使用。

1.2.4 多种技术综合应用 为明确诊断，可以肝癌诊治指南为依据，综合利用动态增强CT、MRI、超声、造影检查和血清AFP筛查等。因此，肝肿瘤的诊断强调各种影像检查综合应用、优势互补、多元评估，学生提前了解超声、CT、MRI检查的优缺点，对后期学习融合成像技术尤为重要。肝肿瘤涉及分子生物学、基因组学、免疫学、病理学、医学影像学等学科，内容庞杂。目前，肝肿瘤的诊断，包括初步筛查，都离不开价格低廉、应用方便、操作灵活、图像清晰、非侵入性和无辐射的超声检查，且对许多组织器官肿瘤有诊断价值[11]。超声检查常作为大多数疾病、各类患者的首选检查项目。同样，CT和MRI在县级以上医院基本普及，增强CT和多模态MRI成像技术常用于肝肿瘤临床检出、诊断、分期和疗效评价。临床上，各种检查手段灵活应用，可避免漏诊、误诊。所以，新入职临床医生和医学生要重视影像诊断学知识的学习。

1.3 存在的问题

1.3.1 理论教学与实践教学缺乏联系 目前，影像诊断学教学多采用切面式教学，学生要记住每个脏器的切面，这种传统的填鸭式授课方式[12]，很难使学生对疾病有深入了解，因此，只能死记硬背，应付考试。学生进入临床后遇到肝肿瘤并发症时，很难做出正确诊断[13]。近年来，新的教学方法不断涌现[5，14-16]。这些教学方法在影像诊断学教学中得到广泛应用，但是学生仍不能将学到的理论知识应用于临床。

1.3.2 教学难题（1）超声教学的难题。相比CT和MRI检查结果，肝肿瘤超声图像的整体性较差，病灶的位置过深、过浅都会影响成像质量[17-18]。

（2）CT、MRI教学的难题。由于CT、MRI探头从上向下扫描，因此教科书上肝脏解剖图与实际检查中患者的肝脏位置有很大区别，学生难以对肝肿瘤的解剖位置、二维扫查断面、病灶结构有清晰的认识，极大地影响了学生影像医学学习积极性，同时也影响了带教教师的教学积极性。

（3）三维成像技术及融合成像技术专业性强，对带教教师要求较高。超声-CT、MRI融合成像技术精确度高、用时较少，适合应用于课时较少、以图像为主要内容的实践教学。但如何让学生尽快掌握肝肿瘤的超声-CT/MRI融合成像技术，并在临床上灵活应用，也是教学的难点。

2 教学设计

2.1 布置课前任务

带教教师自我介绍，建立学习QQ群及微信群。设计任务时，考虑到学生学习任务繁重、学业压力大的情况，为防止其产生厌学情绪，激发其学习积极性，应认真筛选有代表性、与肝肿瘤有关的学习任务，如要求学生预习肝内胆管系统的超声-CT/MRI融合成像图像，同时在QQ群及微信群发送有关肝脏解剖及肿瘤的短视频，帮助学生学习肝脏的解剖结构，了解其在超声、CT、MRI中的影像表现等。

2.2 课堂教学

实践对于医学影像技术专业学生来说非常重要，正确的诊断有赖于客观真实的图像资料分析。因此，学生要想规范地操作，获得标准图像，实践操作训练就显得非常重要。课上，带教教师耐心讲解、学生分组讨论、带教教师示范、学生操作练习、小结反思，前3个环节主要是使学生掌握基本知识、融合成像技术原理，熟悉操作过程。学生操作练习环节则是为了让每个学生都有练习的机会。学生两人一组，互为检查对象，带教教师针对学生操作中存在的问题进行指导，录制视频并发至QQ群及微信群。小结反思环节以学生为主，教师针对学生学习中遇到的问题进行解答，学生观看视频，熟悉操作流程，提高教学质量。

2.3 课后测验

课后测验以教学大纲为标准，要求学生对需要重点掌握的常见病、多发病的图像进行识别，通过实训强化操作技能，在掌握基本知识、基本技能的前提下，学习超声-CT/MRI融合成像技术，让学生对肝肿瘤影像医学诊断标准有更深刻的认识，培养学生创新能力。

3 教学实践探索

3.1 课前准备

随机选择120名临床医学专业实习生为研究对象，学生已进行了3个月的超声、CT、MRI实习。将学生随机分为观察组与对照组，每组60人，授课学时为90分钟。观察组进行基于超声-CT/MRI融合成像技术的介入超声实习教学，对照组开展普通腹腔超声实习教学。观察组通过院内网调取某一肝肿瘤患者的CT、MRI三维图像资料，带教教师在实践教学过程中，手把手教学生使用超声探头，介绍切面扫查时显示屏上门静脉、肝静脉、肝动脉、左右肝管、胆囊、胆总管等结构的位置和形态，并对肝肿瘤的位置及超声诊断特点进行细致讲解。在患者同意的前提下，学生两人一组，练习肝肿瘤超声切面扫查，分析超声切面的肝脏结构及与肿瘤位置的关系，将正常肝脏结构与肝肿瘤进行比对，教师现场答疑。

3.2 教学实施

带教教师选取近期有肝肿瘤典型临床症状的患者资料，针对超声、CT、MRI检查结果进行讲解和分析，并将该患者近期CT、MRI图像导入超声仪，利用融合成像技术进行检查，行超声引导下肝肿瘤活检或消融手术演示，对肿瘤位置、进针路径选择及针道显示等进行讲解，并对一些重要的手术操作过程录像，供学生课后复习。教学过程中关注学生表现，并对学生的提问给予详细解答，形成良好师生关系。

3.3 课后测试结果

3.3.1 测试内容 课后测试包括识图、笔试，笔试题型为简答题及选择题，测试时间20分钟。通过测试结果发现，观察组常见解剖结构分辨正确率及肝肿瘤疾病诊断正确率分别为90.5%和85.5%，明显高于对照组的67.7%和61.3%。教学过程中，观察组师生互动良好、相互提问，回答问题积极性明显高于对照组。

3.3.2 实践教学效果 教学过程中，通过融合成像技术同屏同步显示超声、CT、MRI图像，激发学生学习主动性和积极性，培养学生发现、解决问题能力，提高学生创新能力。相比之下，对照组学生则比较被动，很少提出有深度的问题。可以看出，超声-CT/MRI融合成像技术的应用有助于提高学生影像诊断学学习兴趣。由于学生已在影像科完成为期3个月的实习，对CT、MRI的肝肿瘤知识有所了解。因此，利用已经掌握的CT、MRI影像学知识进行类比学习，有助于提高其学习积极性和主动性，提升肝肿瘤影像诊断能力。

4 结语

教学医院要结合现有设备及患者资料提高学生临床技能，将超声-CT/MRI融合成像技术应用于影像诊断学临床教学，探索融合成像技术应用于影像学教学的可行性和实用性。近年来，超声-CT/MRI融合成像技术在国内医院广泛应用，根据临床报道，效果较好的只有实质性脏器（肝脏、肾脏、胰腺、前列腺等）[19]。融合成像作为先进的图像分析处理技术，专业性非常强，对带教教师的要求也较高，为了更好地培养适应社会发展的医学人才，应尽早让其了解、掌握融合成像技术。肝肿瘤的诊断要以超声、CT、MRI检查结果为依据，让学生参与诊断、活检、治疗、随访、评价等环节，促进学生和教师互动，激发学生学习积极性，使其更好地掌握临床技能。因此，建议有条件开展此类技术的教学医院，将超声-CT/MRI融合成像技术引入临床教学，为临床快速、准确诊断肝肿瘤提供新方法，培养出高素质的应用型医学人才。