关键词：信息技术； 医学影像技术； 应用

中图分类号：G436 文献标识码：B 文章编号：1006-3315（2016）01-192-001

在信息技术的推动下，现代医学影像技术日新月异，各种各样的新型技术及设备层出不穷，借助于医学影像技术辅助诊疗也成为医疗领域所广泛应用的方法。本文就信息技术在医学影像技术中应用的意义进行分析，并就信息技术在现代医学影像各技术中的应用进行探析。

一、信息技术在医学影像技术中的应用意义

医学影像技术不论在医学课程教学、实验教学、临床课程教学，还是医学科学研究、临床诊断治疗方面，均发挥着巨大的作用。

当前，不论医院、医学院校，还是医学研究机构均十分关注医学影像技术的信息化问题，这是由于传统医学影像在传输、存储、处理方面存在各种各样的弊端。如就医院而言，传统医学影像在影像胶片保存时所需耗费的存储空间极大，而且胶片处理过程需要耗费大量人力、财力与物力，病患所需等待的时间过长。胶片归档工作繁重，极易出错，手工进行胶片查询耗时耗力，时间久后，胶片极易老化，使得影像模糊，为再次查阅带来困难，甚至导致罕见影像受损。此外，难以实现远程会诊，需要人工送胶片，传输过程耗时耗力，且费用高。

而在医学类院校教学、科研工作中，传统医学影像技术也有种种弊端，包括如下：难以查找有用的影像，教学时需依赖医学影像，而教师为寻找同教学内容相符的影像，必须大量查阅资料、切片、标本，甚至需要到医院借阅，因而为其备课带来了极大的困扰。此外，很多罕见资料难以找到，即使找到也由于清晰度差不能使用。教师有时花费大量精力所找到的有用影像，由于影像载体不同而难以在课堂上展示，需要借助于各种各样的设备，费时费力，还难以完成教学任务，但是如果不用又无法用文字准确、清晰的表述，学生很难理解，导致教学效果不佳。

而信息技术的应用，有效地解决了传统医学影像所存在的各种问题，为医院影像管理、借助影像诊断病情、为病人提供便捷的就诊，为教师丰富教学活动，加深学生的理解，医学研究人员深入分析和研究疾病，提高影像使用率等方面，均带来了巨大而深刻的变革，极大地拓展了医学影像技术的应用空间，这正是信息技术在医学影像技术中应用的意义所在。

二、信息技术在医学影像技术中的具体应用

如今的医学影像早已脱离了之前依靠透视、拍片等加以诊断的情况，而是拥有CR、DR、MRI、DSA、CT等现代化医学影像技术，这项技术的诞生和发展均离不开信息技术的应用，如今现代医学影像技术已经成为了一门新兴专业，开始从人体解剖诊断逐步朝着分子、功能成像方面发展，而在此发展过程中仍有赖于信息技术的应用。

1.CR

该技术采用激光对成像信息加以读取和自动化记录，并以成像板作为基本载体，经曝光、信息读出后成功地形成了信息化平片影像，极大地提高了照片的分辨率与显示力。借助于信息技术，对图像进行处理，有助于进一步增加组织结构信息显示层次性，降低摄影辐射剂，减少对机体的损伤，还实现了将所获信息的高效传输，具有远程医学之功用。

2.DR

该技术借助于X线电视系统，借助于计算机信息化处理，将模拟信号经信息化采样、模/数转换等一系列过程，接入计算机中加以存储、分析、存储。所得图像具有很高的分辨率，所用放射剂量小，还可对图像进行处理，实现了无胶片自动化，借助于信息化工作站，能够同其他科室共享资源。

3.DSA

该技术是借助于计算机信息技术、影像增强、电视等技术发展而来，DSA图像能够对血管的径路图加以高清显示，加之应用了减影技术，极大地提高了对于血管的分辨力。

4.CT技术

该技术于上世纪70年代开始应用于临床，在信息技术的推动下，该技术已经经过了多次的升级与换代，无论是结构，还是性能均得到了提高和改善，并促进了其推广和普及。该技术对解剖结构显示清晰，能够对病变进行定位、定性诊断，因而在临床中具有广泛应用。

5.MRI

即磁共振成像技术，该技术在电子信息技术、图像重建技术的基础上形成，通过不同灰度，对组织结构进行反映，属于现代化医学影像技术中应用广泛的一种技术，且对于软组织具有很高的对比分辨率。

6.超声技术

超声成像原理同其它技术有所不同，但也能将组织、器官成像，因而也属于现代医学影像技术的一部分。该技术借助于各种超声设备，将超声发射之人体内，当其在体内传播时遇到不同组织、器官分界时，会出现回声，在借助于计算机信息技术，将此类回声信号加以采集、接收、加工、处理之后，就能够将其显示出来。

三、结语

综上所述，21世纪是信息技术高速发展和广泛应用的时代，现代医学影像技术借信息技术之东风，也必将得到快速的发展，不仅技术种类日趋丰富，而且检测效果日趋提高。通过深入地探析信息技术在医学影像技术中的应用，有助于加快提高医学放射技术水平，推动医疗水平的逐步提升。

基金项目：湖南省永州市科技计划指导项目（永科发[2013]17号）

参考文献：

关键词：高职；医学影像技术专业；人才培养模式；创新

随着科学技术的进步，医学影像检查设备在不断更新换代，诊疗手段日益先进，医院将面临严峻的挑战，这同时也对医学院校提出更高更新的要求。对于高职医学影像技术专业来说，必须进行相应的改革，才能适应社会、医疗单位对医学影像技术专业人才的需求。

我院2001年由鹤壁中专、鹤壁师范学校、鹤壁电大和鹤壁教育学院四所学校合并为鹤壁职业技术学院。其中医学影像技术专业是2002年在原鹤壁卫生学校（1995年合并入鹤壁中专）医学影像诊断专业的基础上开设的新专业，现该专业有在校学生350人。

根据大量的市场调研得知，社会对医学影像技术方面应用型人才的需求较大，因此我们设置了医学影像技术专业，确定了特定的培养目标和基本规格以适应相应的职业岗位，并进行了大胆的改革。

明确高职教育特色，促进可持续发展

当前，高职教育成为社会关注的热点，面临大好的发展机遇。同时，经济、科技和社会发展也对高职教育人才培养工作提出了许多新的、更高的要求。因此，高职医学影像技术专业要抓住机遇、与时俱进，以改革教育思想和教育观念为先导，在教学与改革的过程中，逐步建立适应医学发展需求、能顺利实现医学影像技术专业人才培养目标的高职教育思想和观念。为此，我院组织有关人员深入实习医院和用人单位，广泛开展调研和毕业生追踪调查，邀请医学影像专家组成教育教学改革指导委员会，对高职医学影像技术专业人才培养目标进行讨论。

经过充分的论证，我们认识到高职教育是高等教育的重要组成部分，属于高等教育的范畴。高职人才必须具备与高等教育相适应的基本理论知识和技能，掌握相应的新知识、新技术和新工艺，以较强的实践动手能力和分析、解决实际问题的能力，区别于普通高等教育，以较宽的知识面和较深厚的理论知识，区别于中等职业教育。也就是说既不能“吃”本科教育的“压缩饼干”，也不能“蒸”中专教育的“发面馒头”，而应该按照高职教育人才规格和基本特征，把培养目标定位在基础理论适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质较高的技术应用型专门人才上，要全面推进素质教育，树立科学的人才观、质量观和教育观。

明确培养目标，创建人才培养新模式

根据高职医学影像技术专业人才的需求形势，我院分析了高职医学影像技术专业教育特点，认识到高职医学影像技术专业要以培养高等技术性医学影像人才为根本任务，以适应社会和医院需求为目标，以培养技术应用能力为主线，创建高职医学影像技术专业人才培养的新模式。将培养目标定位在德、智、体、美全面发展，具有现代医学影像理念，具有良好的职业素质和技术操作能力，能适应现代医学影像设备技术操作需要的高级技术应用型人才上。经过探索，我们将人才培养模式概括为“人文为先，知识宽实，技能熟练，就业多向”。“人文为先”，是指面向就业岗位对医学影像技术专业人才的要求，增设人文课程，加强人文素质教育，充分体现以人为本的医学理念，适应新的“生物—心理—社会”医学模式。“知识宽实”，就是给学生搭建较宽的专业基础知识平台，在专业课开设时，我们就考虑以就业为导向，开设与就业有关的基础课和专业课，充分体现对准岗位开设课程。强化“技能训练”，充分体现高职教育的特点，增强学生的实践动手能力，并改变课程结构。从第一学期开始就在全部教学过程中加大实践训练课比例，采取有效的保障措施，实现课堂训练、业余训练、实习前集中训练、实习中技能操作应用训练相统一，全面提高实践技能操作。“就业多向”即在通用医学影像技术专业知识技能训练的基础上，按照就业岗位需求，寻求“大专业、小专门化”的课程组合模式，除通用放射专业外，还设置CT专业方向、MRI专业方向、超声专业方向、介入专业方向、放疗专业方向，以拓宽就业渠道，提高就业率，实现以就业为导向的培养目的。转贴于

加强专业建设，深化教育教学改革

对于高职院校，培养人才是根本任务，教学工作是中心工作，教学改革是各项改革的核心，提高素质是永恒的主题。近几年来，我们围绕这个思路，结合医学影像技术专业的实际情况，以专业建设为本位，以实际、实用、实践、实效为原则，重点进行了以下三项改革：

改革教学内容，重建理论教学体系按照培养目标和毕业生知识、能力和素质的要求，以突出医学影像技术操作能力，注重临床教学，加强技能实践，适应基层需要为原则，设置了医学影像技术专业的三大模块课程体系，即基本素质模块课程、专业素质模块课程、岗位素质模块课程。根据专业能力要素的具体要求及教学内容的逻辑关系，通过适当的精简、融合、重组、增设等途径，打破原有课程设计界限，优化课程和教学内容体系。如精简了医用物理学、医用化学、医学病原学等非主干课程的内容和教学时数；将原来的X线机结构与维修和X线摄影技术学在增加相关新内容后，分别重组为医学影像设备学、医学影像检查技术学；增设了医学影像新技术课程，如断层解剖学、介入放射学等；增开选修课，如放射治疗学、核医学、医学文献检索等。

改革实验实训环节，完善实践教学体系实践教学是培养学生实际工作能力和创新能力的重要环节。加强实践教学，就必须改革过去实践教学大纲包含于理论教学大纲之中的粗化设置，建立一个目标明确、自成体系、相对独立的实践教学体系。这个体系与理论教学体系相互联系，相辅相成。经过三年来的研究、探索与实践，我院高职医学影像技术专业已基本形成了一个完整、相对独立的“一个强化、四种训练、三个衔接”的实践教学体系。“一个强化”是指强化学生专业技能操作训练。“四种训练”是指基本技能操作训练、校内实训基地仿真演练、医院课间见习带练、毕业临床实习综合应用能力实练。“三个衔接”是指技能训练在校期间与考取技能证书相衔接、毕业后与考取职业资格证书相衔接、就业时与临床相衔接。

改革教学方法和教学手段，激发学生学习积极性在教学方法上，一是在课堂教学中注重启发式和讨论式教学，采取灵活多样的教学方式，以培养学生主动学习和学会学习。二是对于部分实践性较强的教学内容，诸如医学影像设备学、医学影像检查技术学、人体断面解剖学、医学影像诊断学、超声诊断学等专业课的教学，采取边讲、边练、边做、边学的方式，做到理论与实践教学一体化，以收到良好的效果。在教学手段上，充分利用挂图、投影、幻灯、录像，教学片、多媒体等教学设备进行教学，增加直观效果和学生感性知识，极大地激发了学生的学习兴趣。在专业课实践教学中，有时候将病人带到实验室，让学生进行X线透视、摄片、消化道造影及B超检查等，既可进行实际操作，又可培养学生与病人之间的人际沟通能力，使学生适应医院工作的能力得到加强。

关键词：分子生物学；分子影像学；医师；学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0186-02

分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识，分子生物学的研究内容涉及到生命的本质，它的出现对生命科学有着巨大的冲击，尤其是对医学有着重要的影响[1，2]。现代医学条件下，从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中，与之交叉产生的新兴学科――分子影像学，已然成为影像医学的前沿与热点[3，4]，学习和利用分子生物学的知识对于广大医生，特别是影像科医生来说有重要的意义，有助于我们了解行业研究的前沿和热点，提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生，特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题，原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此，随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展，今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能，从而有效地为临床工作及科学研究服务。

一、分子生物学在影像医学发展中的意义

近20年来，分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展，其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域，而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式，引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同，分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察，其优点是在器官或组织结构的形态变化之前，从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查，既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变，也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化，有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中，通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变，从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法，而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中，分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和治疗跟踪系统，在早期诊断疾病的同时进行治疗并跟踪其治疗后的变化，从而实现疾病诊疗的一体化。

二、影像医师学习分子生物学知识的必要性

分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物，分子影像学利用现有的一些医学影像技术，如核医学、核磁共振和光学成像方法等，通过特异性的分子探针的设计和应用，能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像，安全无创，可重复行强，在疾病的诊断、治疗以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科，作为影像医师要想掌握并应用好，除了原有的影像学知识外，还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术，而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析，从主观诊断转向客观的定量分析，因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识，在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力，借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、治疗效果及转归等，实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起，分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析，这也为实现个性化医疗，即精准医疗，提供了重要的条件。未来，分子影像学将推进个体化治疗的发展进程，例如许多肿瘤的诊断靶点，也可作为治疗靶点，通过筛选关键靶点，定制对应的特异性分子探针，应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳治疗方案，并能予以跟踪、评价，从而实现诊断治疗的一体化。总之，掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学，也有相应的规划教材和实验教材，因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础，但分子生物学的理论和技术不断地更新，这就迫使影像医师仍需要不断地学习，以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言，分子生物学是个崭新的领域，需在重新学习[8]。

三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径

影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性，并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外，更重要的方法还是自主学习，通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中，影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多，还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术，才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多：

1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料，可以优先选择国家规划教材，以便由浅入深的掌握分子生物学的理论，明晰各种常用名词、术语，了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善，还可以通过慕课等进行在线的视听学习[9]，有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下，再通过专业杂志和文献，了解最新的进展和研究动态。

2.明确方向，学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识，因此在学习中，影像医师应明确自身的研究方向，有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷，易于被广大医生接受，而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站，有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等，既能紧跟前沿动态，还可以与他人互动交流、进行讨论。

3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议，尤其是国家级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流，可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态，而且在交流过程中，可以与同行及专家进行直接的沟通，交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天，单单依靠影像科医师无法发展分子影像学，唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作，才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务，要与基础学科相互沟通，发挥各自的优势，协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题，有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。

总之，分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师，必须重视分子影像学的研究，学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术，才能适应现代医学发展的需要，更好的服务于科研与临床医疗工作。

参考文献：

[1]冯作化.医学分子生物学[M].人民卫生出版社，北京，2001.

[2]方福德.医学分子生物学的发展历程和展望[M].医学与哲学，1999，20，（1）：17-20.

[3]张龙江，宋光义，包颜明.分子影像学的研究和进展[J].中华放射学杂志，2002，36（10）：950-953.

[4]董鹏，王滨，孙业全，等.浅析分子影像学学科建设与影像医学专业研究生创新能力培养的关系[J].中国高等医学教育，2008，（6）：117-118.

[5]申宝忠.无限潜能魅力彰显――分子影像学研究的回顾与展望[J].中华放射学杂志，2014，（5）：353-357.

[6]Perrone A. Molecular imaging technologies and translationalmedicine. J Nucl Med，2008，49（12）：25N.

[7]申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011，（8）：132-166.

(一)设计思想:医学影像信息已占医院所有信息量的80%以上。通过研制PACS,可充分利用这部分信息,更好地为病人服务;同时,也方便了医务人员,提高了医院的工作效率、诊疗质量和市场竞争力,使医院的管理水平上一个新台阶。研制PACS的目的是应用数字技术、计算机技术和网络技术,将各种信号格式、各种类型的医学影像设备连成一个系统,旨在全面解决医学影像信息的采集、存档与传输,并能在各计算机工作站上对图像进行分析、处理。应用PACS还可实现远程医疗的影像传输,实现医学影像信息资源的共享,为建设数字化医院打下基础。

(二)功能特点:

1.影像采集诊断工作站:

(1)影像采集:目前医学影像主要有3类接口,一是非数字化接口,需用各种采集卡进行采集;二是数字化但非数字化影像通信标准(DICOM)3•0格式的接口;三是标准DICOM3•0接口。对于前两种接口,必须通过影像采集工作站来采集影像信息,并把非DICOM3•0格式的影像转换成DICOM3•0格式进行阅览、存储、传输和管理。对于标准DICOM3•0接口,可直接把影像送往服务器进行管理。对数字化的影像,要进行无损的采集和传输。

(2)影像浏览与处理:影像处理是PACS系统的一个重要功能:①丰富的图像和数据后处理功能;②具有无级缩放和放大镜功能;③多幅图像同屏显示;④支持图像黑白反转、伪彩色等显示功能;⑤支持动态电影回放,并可同屏显示同一病人不同设备检查的多个动态电影图像;⑥同一屏幕可分格显示病人的不同影像,供诊断比较;⑦图像上可以添加任意形式的图形或文字标注,并可在激光相机上输出;⑧规范的病历报告生成功能,并可同时存档;⑨自动将病历报告的文字信息和图像信息组合打印输出;⑩可根据病人姓名、住院号、检查号、检查科室及影像设备等多种途径查询和调阅病人图像。

(3)图像传输:能通过网络将图像传输到需调阅的工作站,亦可传输到异地供远程会诊。

(4)影像打印:医院内部可实现无胶片化管理,而当病人需要胶片时,软件具有胶片打印功能,打印的胶片完全符合诊断要求。

(5)诊断报告:系统在浏览影像的基础上,具有书写并打印诊断报告的功能。诊断报告能通过调阅模板进行修改,以便减轻医生的工作量。

(6)模板管理:系统除了提供常用的诊断模板外,用户可根据实际工作需要自己定义和修改诊断报告模板。

(7)统计功能:系统能够按科室、医生(含检查医生和开单医生)、病人身份和费别等统计所做检查的人次数和费用。(8)报告浏览:系统能够通过多种途径来浏览以往病人的诊断报告情况,并进行随访。

2.影像浏览工作站:影像浏览工作站具有两种功能,一是独立于医院信息管理系统,可通过检查日期、病人姓名等检索病人的影像,并能调出该影像相应的诊断报告。二是与医生工作站溶为一体,象调阅病历一样直接调阅病人的影像信息。

3.影像服务器系统:影像服务器是整个PACS系统的神经中枢,它应具备以下几个功能:(1)影像接收:对于符合DICOM3•0接口的影像设备,可直接接收;对于不符合DICOM3•0接口的影像设备,接收经影像采集工作站处理过的已经符合DICOM3•0格式的医学影像。(2)影像存储:对于采集来的医学影像信息,分别进行有损和无损压缩处理。一般把无损压缩的影像保存在磁带机中,作为离线存储。在目前数据库服务器中建立病人的ID号与影像内容及存储位置的对照表,以便能象电子病历一样管理病人的影像。

(三)运行条件:基本条件是医院建立100M带宽以上的局域网络,亦可在原有HIS网上加以改造。设备配置:①影像服务器配置:建议中、小型医院可采用HPLH-3000服务器配100G以上磁盘阵列。展开床位700张以上的医院可采用HPLH-6000服务器配200G以上磁盘阵列。②影像工作站配置:计算机除了要求在PⅢ500/128M/20G以上配置外,医学影像诊断对显示器还有特别的要求。放射科,特别是计算机摄片(CR),需配置2k×2k的肖像型显示器,其余科室可采用19~21英寸高分辨率(1600×1200,点距为•25以下)的显示器。

二、PACS的应用

我院是一所拥有1200张床位的综合性三级甲等医院。1998年开始建立了以WINDOWSNT为平台、光纤通讯为主干、“军字一号工程”软件为基础的网络系统,先后运行了护士工作站和医生工作站,开通了网上图书馆、网上情报检索等电子业务。在此基础上与某公司合作,于2001年1月开发建成了PACS,并开始运行至今,全院基本实现了无胶片化管理和图像信息资源共享(门诊病人需带片到外院会诊,亦可通过共享洗片机洗出胶片),达到了预期的建设目标。目前,我院的PACS系统已将国内外9大厂家生产的、具有5种接口的CT、ECT、MRI、CR、数字放射(digitalradiolgy,DR)、彩超及病理等10多台影像设备顺利与HIS融合,将医学图像以全数字化的方式传输到全院28个科室的220个医生工作站和院业务领导与有关部门的管理工作站上,实现了医学影像全数字化采集、存储、处理与传输。实践证明:运行PACS后,减少了病人就诊环节及占床等待检查的候诊时间,为抢救急、危重病人的生命赢得了宝贵时间。临床医生能同时调阅病人不同时间、不同检查的影像资料进行对比,影像科室医技人员可调阅其它影像资料来修正自己的诊断,从而大大提高了影像诊断质量。系统还为影像科室提供了常用模板和自定义模板功能,提高了工作效率,方便了医教研工作和机关统计工作,实现了全院资源共享。同时,PACS的运行对于提高医务人员的计算机水平及丰富影像知识大有助益。据我院近3年的统计数据,每年用于胶片、显、定液和套药等的消耗约100万元左右。实施无片化后,不但可节省上述经费,而且可节省大量储存胶片的费用,同时还可避免胶片丢失、虫咬和霉变等损害。国际上,远程医学在80年代后期获得了长足的发展,通过卫星和综合业务数据网,在远程咨询、远程会诊和医学图像的远距离传输等方面取得了较大进展[1]。我们的实践证明,PACS能大大提高远程会诊的质量和速度。

三、PACS开发应用的启示

(一)医院应将PACS建设提到议事日程:现代数字化医院基础的PACS系统已成为当前热点[2]。以往由于微机性能不足、高速网速率不够及工作人员的信息观念和操作技术水平有限,更由于PACS的整体价格使绝大多数医院难以承受,所以PACS的建立,尤其是与HIS实现整体链接的高性能的PACS的推进在国内仍处于起步阶段。随着计算机和网络技术的不断发展,高速网络、大容量存储设备及高质量显示、打印机设备的逐步普及,医学影像设备普遍都有数字化标准接口,这使建立实用的医学影像管理系统成为可能[3]。

(二)积极创造条件、依靠自己的力量建好管好PACS:在PACS建设中要选择适合中国国情、医院院情的技术与品牌。目前有些国外产品难与国内HIS融合,在技术接口上,有些只能接90年代后的DI-COM设备;在二次开发与升级维护上,缺乏及时性;在价格上,普遍比国内同类产品高。国产PACS有它的许多优点,只要充分考察技术及国内医院运行情况,并选准技术合作的公司和品牌,是可以建设好先进实用的PACS的。医院信息系统是一个动态工程,不管是在硬件上还是软件上,都需不断修改、升级和扩充,尤其在信息技术高速发展的今天和明天,这种更新和扩充会更快、更频繁[4]。因此,那种希望等到完全完善、成熟了再开展的想法,是不现实的。

(三)医院PACS的运行与管理必须适合自身的管理模式:PACS实施方案的设计优劣,在某种程度上决定整个系统的建设成败。为此,我们着重把好了“三关”。

1.建设前必须搞好解决方案,把好设计论证关。我们组成了由计算机工程技术人员、影像科室专业技术人员、机关相关人员和院领导的多学科“论证组”,在对本单位影像设备、HIS现状等实际进行充分调研的基础上,提出了《应用标准框架模式设计》和建立医院PACS的总体原则,即:要以“病人为中心”,与医院管理方案和影像科室工作程序紧密结合;有较好的系统稳定性和可扩展性;有与HIS融合的无缝连接性;有性能/价格和效益比的优化性。

2.建设中必须搞好关键环节,把好与管理网融合关。医院实施PACS是一项复杂的系统工程。我们与合作单位密切配合,共同探讨,遵循“整体设计、分布实施、便于扩展”的原则,把着重点放在关键技术上:如与PACS连接的非DCIOM3•0设备如何转化为DCIOM3•0格式;PACS与HIS无缝连接的“中间件”技术(XML—可扩展标记语言与HL7—医疗环境中电子数据交换标准)怎样有机融合;融合后图像信息与管理信息间怎样才能进行顺畅交流等[5]。经过反复实践及检测,效果满意。卫生部组织有关专家及领导考察验证后都给予了很好评价,并在此基础上制定了全军医院PACS的建设标准与规范,准备在全军推行。

目前，美、英、日、德等发达国家凭借其经济实力和技术优势，已经在数字医学领域占得先机。高端的医疗影像设备、人工智能产品等大多来自发达国家，其在数字医学基础研究和技术应用方面的成果同样引人注目。我国经历二十多年的医院信息化建设，各种信息管理与临床信息系统遍及全院，数字化医院成为综合实力较强医院追求的建设目标，远程医疗快速发展，区域卫生信息化建设成为医药卫生体制改革的重点，公共卫生信息化也取得了明显的进展。

同时，自2001年以钟世镇院士牵头提出构建“中国数字人”的设想开始，数字化技术在我国的基础医学研究便逐渐铺陈开来，而多个国内数字医学研究机构如南方医科大学、清华大学、复旦大学、浙江大学以及青岛大学附属医院与海信集团联合成立的山东省“数字医学与计算机辅助手术重点实验室”等，分别在计算机辅助诊断系统、数字医学影像设备、计算机辅助手术系统等领域投入了大量的科研力量，并取得令人瞩目的成绩。但是，我国在数字医学的核心技术领域起步较晚，与发达国家仍有差距，想推动我国数字医学快速持续发展，必须先对数字医学的未来发展趋势有深入的认识。

数字医学的发展趋势

目前，数字医学基础理论正逐步完善，数字医学学科体系逐渐清晰，智能化、可视化、微电子等高新技术也将进一步与医学检测、诊断、治疗等技术交叉渗透。数字医学的未来发展趋势主要体现在以下四个方面：

首先，未来会出现更加人性化的数字化医院管理。功能单一的医院信息系统的格局将被打破，PACS应用将会向区域、远程发展，无线移动、重症监护、远程医学、数字化手术室建设将会涌现，电子病历在社区医疗以及大范围的健康管理方面的应用会催生更多人性化的管理系统。随着信息技术的高度渗透，数字化医院必将会更注重信息提供利用的人性化，而且从管理到医疗，从门诊到临床都正在孕育着新的突破。

其次，数字医疗治疗技术将会更加智能化。将人工智能与经典医学理论和经验知识构建集评估、诊断、决策与预测于一体的智能专家诊断系统将会在临床诊断与治疗中发挥重要作用，而随着数字制造和智能制造飞速发展应运而生的智能医疗机器人，尤其是智能微型医用机器人将会在一定程度上辅助医生进行治疗。智能化的数字医学治疗技术将会给传统医学治疗带来重大变革。

最后，微创化、无创化的数字医疗检测技术将会不断涌现。多种生理参数的测量能够对人体健康状态或疾病进行诊断，而基于多种光学成像技术的临床应用将会是数字医疗检测技术实现微创、甚至无创检测的一个重要途径。近红外光谱技术、光学弱相干层析成像技术、多模态多光谱分子影像技术都将会实际应用在人体多种生理参数的检测中，而且由于光学成像技术本身对于人体没有损伤的特点，光学成像技术的进一步发展与应用将会推动数字医疗检测技术微创化甚至无创化。

计算机辅助手术系统的发展

精准化的数字医疗诊断、手术技术正成为国内外研究热点，这也是我国突破发达国家数字医学技术垄断的关键。其中，计算机辅助手术系统功能的日益强大，将会使精准外科手术成为可能，推动临床外科的跨越式发展，也必将会成为医学教育、医学科研和临床医学的新手段。与计算机辅助手术系统相配套的医用显示器的规范与普及，能够为医生诊断提供更精确的判断，推动远程医疗和社区医疗的快速发展。数字芯片的进一步发展与嵌入对医疗诊断设备性能和便携化的提升有着不可估量的作用。

目前，海信医疗设备有限公司通过与青岛大学附属医院董教授合作，开发出了低辐射剂量下的低质量CT图像消噪、增强技术，做出了一款世界水平的计算机辅助手术产品，该产品被命名为海信双子3D医学影像重建与计算机辅助手术系统（Hisense Gemini 3D Medical Imaging Reconstruction and Computer Assisted Surgery System，Higemi）。

它通过独自开发的医学图像预处理和分割技术，只需在一幅图像上设定相应参数和少量人工辅助，算法可以自动精确地在一系列CT图像上分割出肝脏、血管、肿瘤、胆囊等肝脏各组织。然后，通过滤波、CT层间自适应对应点插值、形态学、模式识别等算法处理分割结果，追踪肝脏三期图像上肝动脉、门静脉、肝静脉的血管走形，并利用三维配准算法对三期肝脏数据进行立体配准，精确地三维重建肝脏、肿瘤和胆囊等器官。

它可以三维观察病变与血管、脏器的关系，精确计算脏器、病变体积和门脉、静脉各分支供血区域，实施虚拟手术切除，确定最佳手术切除线。它在最难的肝部成像领域能够重建3级以上血管，区分0.6mm的肿瘤与血管间距，精确计算肝脏、肿瘤体积，极大地满足医生的临床需要。Higemi在临床上已经实际应用于多位小儿巨大肝脏的手术前模拟手术的规划设计和术中指导，以及活体肝脏移植的肝脏手术前精准判断。

未来，该产品将扩展到脑部、五官、神经外科和口腔等多个临床医学领域，形成功能强大的全身手术辅助系统。本产品利用了以下具体科学技术开发：

1.低剂量或普通剂量CT图像高清增强技术。海信开发的低剂量CT图像高清增强技术是一种CT图像后期处理技术，可以不对现有CT设备做结构性更改，将低辐射量低质量的CT图像还原成高质量图像。该系统可以减少50%～80%有害照射剂量（从300mAs降到60mAs）的情况下，仍达到同样质量的成像效果。如果按照原卫生部2012年公布的《GBZ165-2012 X射线计算机断层摄影放射防护要求》，使用针对不同人群、不同部位CT检查上限的辐射水平作增强型CT，得到的图像再作此项高清处理，则可以得到非常清晰的CT图像。利用此图像，可以更精确地分割器官和病变组织，做出精确的器官三维重建图形，非常有利于常规状态下的疑难病例的诊断和手术方案规划。该技术在世界处于领先水平，对提高现代医学影像设备的性能和安全性有十分重要的意义。

2.医学图像分割技术。在大量DICOM标准的CT腹部扫描图像上，根据灰度、纹理、血管生理特性等特征把二维图像分割为不同的部分，找到分界线（如器官外沿、肿瘤外沿和血管外壁等）。真实精确地找到不同组织分界线，是后续工作的基础。

3.建模，图像追踪技术。追踪多幅图像上肝动脉、门静脉、肝静脉三期的血管造影图像的CT强度变化，建立自学习拓扑模型将每幅图像中代表血管的CT值变化连接起来，形成血管走向信息。

4.模式识别技术。将分割出的不同组织分类并识别。

5.三维可视化，三维图像配准技术。同期不同图像间、不同期不同图像间的配准、建模；不同组织或功能区成像的容量渲染、着色；透明显示、任意断面显示、多平面显示。

6.定性定量分析。器官和内部组织的参数测量，定性定量计算，如精确计算器官总体积和部分体积。

7.肝脏功能分段与手术模拟技术。1954年，Couinaud根据人体肝脏Glission系统的分支走向以及肝静脉系统的回流将人体肝脏划分为八段，由于人体肝脏血管走向的个体差异性，Couinaud方法并不具有普适性，尤其是针对肝内出现肿瘤、血管变异等复杂情况，单纯依靠Couinaud方法进行肝脏分段并没有实际临床指导意义，实施肝脏精准手术迫切需要肝脏功能分段的精准导航。

随着数字医学的快速发展，现有的计算机辅助手术系统可以初步实现肝脏功能分段，同时为后期的模拟手术进行指导，与医生直接根据二维影像确定手术方案相比，肝脏功能分段及手术模拟系统的出现又将精准手术的发展向前推进了一大步。

目前，大多数肝脏功能分段方法根据肝脏内血管分支走向和血管分支支配区域进行分段，这与解剖学中关于肝脏分段的解释是一致的。其主要步骤包括：从二维影像信息进行精准血管信息提取，对重建后的三维血管系统进行骨架化操作，运用图论相关方法进行血管智能化分支（鉴于肝脏内血管系统较为复杂，需要借助人工辅助进行不同血管系统的判定），根据近似分段模型进行全肝分段并进行体积测算。其中，从现有的二维影像信息中进行准确的血管信息提取是肝脏功能分段的基础和前提；如何对骨架化血管进行智能化分支是极其关键的步骤，直接影响到全肝分段的结果；构造与肝脏实际功能一致的近似分段模型，能尽可能地减少手术出血率，降低术后并发症的发生。借助于肝脏功能分段以及精准的肝段体积测算数据，医生能方便、直观地进行术前规划。

目前，由于使用不同的血管骨架化方法和近似分段模型造成结果不同，如何统一业界功能分段标准，才能使肝脏分段更好地满足手术临床需要值得研究；由于肝脏血管系统的个体差异性以及肿瘤组织等的存在造成的肝脏畸形，目前必须借助少量人工辅助才能实现功能分段，如何实现完全自动化和智能化将成为未来肝脏功能分段的重要研究方向。

8.肿瘤定位及消融引导技术。近年来，随着医学、计算机学和生物学等的发展，肿瘤的治疗技术正在发生重大的变革，如何采用微创或无创方法靶点杀死和灭活肿瘤，同时又能最大限度地保护周围正常组织，已成为肿瘤治疗的热点。北美放射学会（RSNA）于1997年首次提出肿瘤消融的概念，即在超声、CT、MRI等现代影像设备等的指导下利用物理或者化学（热或冷效应）直接破坏异常或病变组织的技术。本产品具备的图像配准是图像融合的先决条件，必须先进行配准交换，才能实现准确地融合。之后进行的亚毫米级精度三维立体重建，能够清晰显示肿瘤大小、位置、数量及其与周围重要结构、脏器的毗邻关系，还能对肿瘤消融治疗的疗效进行评价。未来将US、CT、MRI图像融合的新型影像融合技术，根据各自影像的特点结合起来进行优势互补，可以更准确地发现肿瘤、制定治疗方案及引导穿刺和监控消融。

9.符合Dicom标准的2D/3D图形人机交互引擎技术。以上各种算法和相关功能的实现，有赖于强大的符合Dicom标准的2D/3D图形人机交互引擎技术，该技术是计算机辅助手术技术的核心难点之一，也是国内目前技术水平较弱的领域。海信集团开发的人机交互引擎将主流的OpenGL、DirectX、GPU加速等显示方式以统一接口形式表现，利于程序员开发调用。它涉及到多种类库耦合、多线程、GDI （Graphics Device Interface） 等多种底层操作技术，Dicom文件编解码等引擎底层分别编写，形成一组功能齐全的2D/3D图形人机交互引擎。海信Higemi计算机辅助手术系统即是基于此人机交互引擎实现了质的飞跃。

医用显示器的规范和普及

医疗显示作为医学影像的显示终端，为了达到对医学图像的精确显示需求，要求在显示终端首先符合DICOM Part 14的标准，使显示符合灰度标准显示函数（GSDF），从而保证在阅读医学灰阶图像时能够呈现出最精确的效果。而如果使用的普通显示器是不符合医学影像显示标准的，则容易造成误诊。

在精准手术临床辅助系统中，需要利用3D技术来展示更加真实生动的三维手术场景或CT/MRI人体器官图像。眼镜式3D显示器由于需要医生佩戴专用眼镜，会影响到医生手术操作，所以在未来会选用裸眼3D显示器。目前较成熟的多视点裸眼3D技术是光栅式，一种是狭缝光栅，一种是柱镜光栅。

首先，狭缝光栅方式裸眼3D显示器亮度较低，主要用于个人用移动设备即小尺寸显示中，而精准手术系临床指导系统需要大尺寸的裸眼3D显示器。这种大尺寸的裸眼3D显示器一般采用柱镜光栅，这种方式的显示器同样也存在一些目前无法突破的问题：1.由于光栅式裸眼3D显示具有分光的作用，贴装的光栅导致2D和3D信号的清晰度降低，难以满足手术临床指导显示器的需求。2.存在视区角度小、视区突变问题，在突变区域会看到重影和不正常的图像，同时立体景深和视区突变也是一个平衡关系，无法同时达到最佳状态。目前有研究针对此问题开发了视点跟踪技术，实时检测观看者在电视前的位置，将处在突变的区域调整为良好的视觉区域。但此方法更适合于单人观看的设备，当手术中多名医生观看的时候，很难调整并保证观看者都处于正常视区内。3.存在串扰问题、立体景深小于眼镜式3D显示器。

海信集团开发新型高性能的裸眼三维显示设备和人机交互设备可以解决这些问题。该设备通过UHD液晶屏的采用和UHD电路、光栅的开发，将3D分辨率提高到1280*720以上的高清标准，满足手术临床指导显示器的需求；通过独特渲染算法技术和柱镜光栅的研究和配套开发，解决视区角度小、视区突变的问题，扩大视区，达到不用视点跟踪能满足多人同时观看的要求；通过语音识别技术和手势识别技术，开发新型人机交互控制设备，实现便捷的操作，解放医生双手，防止手术污染。

数字芯片在数字医疗领域中的发展

针对数字医学影像设备的快速发展，应用高性能芯片进行设备集成化设计成为未来数字医疗设备发展的主流方向。为了满足这个需求，芯片应满足实时性和可靠性等要求。

首先是实时性，医疗设备需要快速的启动、无延时的图像显示、无缝的功能/参数转换，例如手术中的数字X射线影像、救护车与医院的实时影像交流。其次是可靠性，需要器件能够在各种环境下的长时间无故障运行，能够迅速从软件错误引起的故障中恢复，能够电磁环境抗干扰。

在满足性能需求的同时，还有一些因素需要考虑：1.体积，直接影响产品的便携性，便携性能使设备得到更广泛的应用，将医疗保健从城市普及到乡村及边远地区、灾患区、医院各个病房甚至救护车上；2.功耗，低功耗能大大延长设备续航时间，并有助于减小电池与设备尺寸；3.成本，低成本意味着更多人能够享受最新的医疗技术，比如发展中国家与边远地区的居民。

针对上述目标，异质SoC（片上系统）可以有效利用各种处理单元的优势，实现性能、功耗、体积、可配置性、可扩展性、开发效率（硬件&软件）、一次性工程费用（NRE budget）等因素的优化配置，成为当前的发展趋势。一个很明显的例子是，现在大多数高端嵌入式应用处理器都基于ARM内核（多核），并整合了图形加速器，视频编解码加速器等资源，实现了全可编程SoC，通过可编程硬件、软件及I/O，大大提高了系统的差异化与灵活性。

结语