基于PACS的實時三維及多平面重組在人體斷面與影像解剖學教學中的應用

周運鋒,董立軍,王敏紅,楊 晨,趙 宇,袁 權

(皖南醫學院第一附屬醫院/弋磯山醫院影像中心，安徽 蕪湖 241001)

人體斷面與影像解剖學是醫學影像學本科專業必修課程，斷面與影像解剖學的教學是基于系統解剖學，但是又有別于系統解剖學。隨著PACS功能的日趨強大與完善，PACS在醫學影像教學中作用也越來越重要[1-2]，其三維及多平面重組功能可以實現系統解剖與斷面解剖圖像實時關聯與互換，讓學生在系統解剖學的基礎上學習斷面與影像解剖學。本文旨在探討基于PACS的實時三維及多平面重組功能在人體斷面與影像解剖學教學中的應用價值。

一、材料與方法

1．研究對象。 我校2014級醫學影像學本科班學生60人被分成觀察組和對照組，每組30人。對照組采用傳統的多媒體斷層解剖圖片講解的教學模式。觀察組采用PACS實時三維及多平面重組對斷層解剖進行講解的教學模式。兩組學生為同一班級，前期所學系統解剖學及基礎課程相同，學習成績差異無統計學意義。

2．教材與教學內容。 教材采用王振宇、徐文堅主編的衛生部“十一五”規劃教材、人民衛生出版社出版的第3版《人體斷面與影像解剖學》。教學內容為第三章胸部的斷面解剖與影像。

3．教學方法。 對照組采用傳統的教學模式，即在教室多媒體理論授課，按照教材圖片從橫軸位、矢狀位和冠狀位講授胸部斷面解剖；同時在閱片室閱讀標準胸部斷層的橫軸位、矢狀位和冠狀位的膠片圖像，采用學生自己閱片和老師現場指導的方式。觀察組是在多媒體和PACS系統上教學，理論授課的同時利用PACS的三維重建功能并選擇合適的重組模式，結合窗寬、窗位技術的變換，將胸壁、肺、縱隔等結構進行三維顯像(見圖1)，讓學生對胸部的組織結構有直觀、感性的認識；其次是利用PACS的多平面重組功能，在同一屏幕上對標準的橫軸位、矢狀位和冠狀位的胸部斷層解剖進行聯動顯示并講解(見圖2)，必要時加以所需任何平面的斷層圖像，以更好的顯示各組織結構、器官的相互比鄰關系。

A為胸壁皮膚，B為胸大肌、肋軟骨，C為胸壁骨性結構，D為縱隔血管，E為氣管及支氣管

圖1 選擇不同三維重組模式并結合窗技術對胸壁、縱隔和肺部等結構進行顯示

4．教學效果的評價。(1)學生滿意度評價。兩組學生對相應的教學模式的滿意度采用問卷調查的形式進行，滿意度分為滿意，基本滿意和不滿意三個等級。(2)學生學習效果評價。學生學習效果的評價采用試卷考核和PACS閱片考核兩種方式，共四個部分，每個部分25分。試卷考核是在標準的橫軸位、矢狀位和冠狀位圖像上對給出的解剖名稱進行標注，和對圖像上已標注的部位填寫解剖名稱。PACS閱片考核采用同樣方式，但不一定是標準的橫軸位、失狀位和冠狀位，允許學生自己調節窗寬、窗位及斷面位置。

A為右肺動脈層面橫軸位圖像，B和C為相應的失狀位和冠狀位圖像，在PACS上三個方位的圖像可以實時聯動；A示兩種考試模式，即標注和填寫解剖部位

圖2 橫軸位、冠狀位和失狀位在PACS上實時聯動顯示胸壁及縱隔解剖結構

5．統計學分析。 所有的統計學分析采用SPSS 18.0軟件進行，P<0.05有統計學意義。教學效果的評價采用兩獨立樣本秩和檢驗或t檢驗。

二、結 果

1．兩組教學滿意度評價。觀察組學生對教學的滿意度總體評價要高于對照組，P=0.035(見表1)。

表1 兩種教學模式學生滿意度調查結果[n(%)]

2．兩組教學模式學習效果評價。除試卷考核中填寫解剖部位的成績兩組之間沒有統計學差異外，觀察組其他各項成績及總成績均高于對照組(見表2)。

表2 兩組教學模式學生學習效果評價結果

三、討 論

PACS是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意為影像的存儲與傳輸系統。它的主要任務就是把日常產生的各種醫學影像(包括核磁、CT、超聲、各種X光機等設備產生的圖像)通過各種接口(模擬、DICOM、網絡)以數字化的方式保存起來，當需要的時候在一定的授權下能夠很快的調回使用，同時增加一些輔助診斷管理功能[3]。隨著PCAS的發展，輔助功能逐漸完善和強大，存儲于PACS的薄層數據可以在教室或實驗室的PACS系統上實現實時的三維和多平面重建功能，同時也可以在PACS上建立正常解剖、典型病例、疑難病例等各種數據庫，供日常教學和學生、青年醫師的自學。所以基于PACS輔助診斷管理功能的各種新的教學模式逐漸增多[2,4-5]。

基于PACS的人體斷面與影像解剖學教學模式是將PACS引入教室或實驗室，在講授理論課的同時能在PACS上實時重組三維和二維的影像解剖圖像，實現了理論與實踐實時互換。由于應用不同重組模式和窗技術對不同組織結構進行實時三維顯示，可以激發學生的學習興趣，所以觀察組學生的滿意度高于對照組。同時，由于三維圖像與系統解剖學圖像相對應，在此基礎上進行標準體位的多平面重組，然后學習斷面解剖，有利于學生從系統解剖向斷面解剖轉換，更好地掌握斷面解剖。再就是，學生可以在PACS上從任意方位連續動態的觀察解剖結構，選擇自己感興趣的病例和解剖結構反復的從三維、二維的各種方位進行觀察、理解和記憶。觀察組學生成績除試卷考核填寫解剖部位的項目外，其他三項均高于對照組，也說明基于PACS的教學模式能讓學生更好地掌握斷面解剖。

傳統教學模式是以老師講解為主，學生是“填鴨式”的被動接受，學生學習興趣及參與度往往較低，但是傳統教學模式可以對學生進行比較系統的理論知識講解。PBL(Problem-Based Learning)和TBL(Team Based Learning)等教學模式是以學生參與為主，充分調動了學生的學習興趣、主觀能動性和創造性，但是往往無法體現知識的系統性和完整性[4]。基于PACS的理論與實踐實時互換的教學模式，既能對理論知識進行系統講解，同時也能激發學生的學習興趣，調動學生的主觀能動性和創造性，但是對學校的信息化程度要求較高，同時也要求教師要適應這種新的教學模式。