基于圖像存儲與傳輸系統和多模態醫學影像的核醫學教學改革與實踐

沈晨天 羅全勇

上海交通大學醫學院附屬第六人民醫院核醫學科，上海 200233

核醫學是醫學影像學的一門分支學科，傳統的臨床核醫學是應用放射性藥物和核醫學影像設備[如單光子發射型計算機斷層（single photon emission computed tomography，SPECT）、正電子發射型計算機斷層（positron emission tomography，PET）]進行診斷和治療疾病的一門學科[1]。傳統核醫學顯像主要反映組織器官以及細胞的功能和代謝變化，而缺乏解剖影像學信息[2]。隨著醫學影像學的發展，核醫學影像（包括SPECT、PET）與放射影像[計算機斷層（computed to mography，CT）、核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）]相互融合的多模態影像設備如SPECT/CT、PET/CT先后問世并在臨床得到廣泛應用，目前，SPECT/CT、PET/CT已成為臨床核醫學影像檢查的主流影像設備和技術，同時，最新影像學設備PET/MRI的臨床應用也在不斷的擴大[3]。然而，當下臨床核醫學的教學內容和大綱仍主要停留在傳統核醫學的教學模式上（SPECT、PET），缺少多模態影像學（SPECT/CT、PET/CT及PET/CT）的整合與融合，已逐漸不能適應臨床應用實踐，不利于核醫學專業學生的培養和發展，因此急需對目前臨床核醫學教學進行改革和探索[4]。

1 目前核醫學教學存在的主要問題

1.1 對多模態影像的教學重視不足

一般而言，影像醫學主要包括放射影像學、核醫學及超聲醫學。所謂多模態影像即對于同一患者或病灶同時使用一種以上影像學技術手段進行顯像，而在核醫學領域，多模態分子影像主要指傳統放射影像學技術與傳統核醫學影像技術的整合，即CT、MRI與SPECT、PET的融合，形成如SPECT/CT、SPECT/MRI、PET/CT、PET/MRI等新型多模態影像設備[5-6]。目前多模態分子影像已逐步成為臨床核醫學顯像應用的主流，傳統核醫學教學模式下培養的單一型核醫學人才可能無法滿足日益發展的顯像技術以及精準化、個體化醫療的需求，因此目前臨床核醫學亟需多元化、復合型人才的培養與加盟[7-10]。然而，目前核醫學對多模態影像的教學重視不足，主要的基本問題有以下兩點。

①教材過時：教材是教學的重要載體，一本好的教材有利于提高教學質量，而現行的核醫學教材幾乎都是基于傳統核醫學，往往只講述核醫學的內容，比如放射性藥物，放射性核素顯像的原理、方法、臨床應用及價值等，缺乏解剖影像學（CT、MRI）以及對比影像學的有機整合，導致有關多模態影像內容（如SPECT/CT，PET/CT，PET/MRI）往往是一帶而過，講述過于簡單、不夠具體與深入?？傮w而然，教學內容和教學大綱與臨床實際應用脫節較為突出[11-13]。

②師資水平不足：由于歷史原因，目前參加核醫學教學的教師對傳統核醫學的教學內容比較熟悉，但往往缺乏較為系統的解剖影像學知識，對解剖影像的講解幾乎只停留在定位診斷和衰減矯正上，對解剖影像學在相關疾病定性診斷方面的內容了解不足[14]。這就導致核醫學影像教學中教師偏重傳統核醫學內容的講解，而忽視或者回避解剖影像學的講解，這對于激發學生興趣和提高教學效果都是不利的。

1.2 圖像存儲與傳輸系統建設不完善

圖像存儲與傳輸系統（picture archiving and com munication system，PACS），又稱影像歸檔與通信系統，是進行全數字化影像診斷與管理的重要基礎，是醫療機構信息化水平的重要體現[12]。PACS系統在中國的發展起源于20世紀90年代，經過三十多年的發展，隨著醫院對信息化投入的迅速增長以及信息化技術的飛速發展，PACS系統已成為醫療機構日常運行并保持高質量醫療服務必不可少的配置[15]。同時PACS系統對于影像醫學各專業的教學與科研至關重要[16-18]。然而遺憾的是，目前我國醫療水平與資源尚未實現“共同富?！?，因此各地區、城市以及各級醫院的信息化水平必然存在較大的差異。

如前所述，完善的醫學影像PACS系統對于醫學影像學，包括核醫學專業學生的見習、實習以及畢業后教育均極為重要，但目前大多數醫院的核醫學科影像資料可能仍未納入醫院整體的PACS系統中，往往是相對獨立的保存相關資料，甚至是僅僅保存在影像設備的后處理工作站上，即尚處于微型PACS（mini-PACS）以及單機工作站模式。上述模式不利于核醫學影像資料的快速檢索、查詢和長期保存，無法和醫院的CT、MRI等相關影像資料關聯，更無法方便實現網絡教學[19-20]。

2 核醫學教學改革的做法與建議

2.1 建立完善的有利于教學實踐的PACS系統

PACS系統是對醫學圖像信息進行數字化采集、存儲、管理、傳輸和重現的系統，它不僅有助于提高醫療工作效率與質量，也為醫學影像診斷學教學提供了新的平臺[21-22]。根據PACS系統連接范圍與覆蓋的廣度，一般可將PACS系統分為四類，即基于互聯網的PACS系統、全院PACS系統（full-PACS）、mini-PACS系統、單機工作站[23]。上海市第六人民醫院核醫學科的PACS系統已完全整合至醫院整體PACS系統中，為衛寧公司開發，完成了從mini-PACS系統至full-PACS系統的升級。核醫學科所有影像設備（包括3臺SPECT/CT、1臺PET/CT、1臺伽馬相機）的圖像資料，包括原始采集數據和處理后的圖像，均傳輸到全院PACS上，并進行自動備份和儲存，同時整合了用于處理SPECT/CT和PET/CT圖像融合的第三方軟件，能對SPECT/CT和PET/CT的圖像進行再融合和再處理。同時科室的報告系統與醫院信息系統（hospital information system，HIS）相關聯，能夠非常方便地檢索、調閱患者的影像資料以及其他所有相關臨床資料，包括其他檢查、檢驗結果以及臨床病歷與病史信息，尤其是能同步調閱患者在院的CT和MRI影像資料，對于實現多模態影像教學非常有利[24]。

通過HIS-PACS系統，科室可對常見病的典型圖像和罕見病的典型圖像做標記與自動化記錄，以利于后續檢索和用于教學；對疑難病例的電子化留存，利于后續隨訪、學生讀片和考評測試等。該系統的應用可非常方便地搜集教學素材，建立教學資料庫，用于教材編寫和教學課件制作[25]。

通過一體化整合的PACS系統，有利于實現一站式的見習和實習教學，既能調閱患者的核醫學影像圖像，也能調閱解剖影像學圖像。在教室的一個電腦終端就可以調閱教學圖像和患者資料，進行實時的多模態影像處理和演示。教師可結合患者臨床信息和影像數據，實現生動教學，激發學生興趣，提高教學質量；學生也可現場操作、處理和調閱圖像，加深印象；從而實現理論與臨床實踐的過渡，為學生今后的臨床工作打下堅實的基礎[26]。

由此可見，不斷完善的PACS系統對于核醫學教學質量的提升以及多模態影像教學的實現至關重要[27]。隨著醫療大數據的不斷發展、現代互聯網醫療機構的不斷出現，基于互聯網的PACS系統的需求必然不斷增加?；诨ヂ摼W的PACS系統可實現不同醫院間醫療資源的共享，從而實現不同醫院、城市、地區乃至國家之間核醫學教學與人才培養的互通互聯。雖然尚存比如數據安全性等相關問題[28]，筆者認為，未來高質量核醫學教學的開展以及人才的培養均離不開基于互聯網技術的PACS系統的建立與完善。

2.2 編寫新的基于多模態影像的核醫學教材和教案

隨著SPECT/CT和PET/CT的應用日益廣泛，教材編寫也應當適應新的要求，應該引入解剖影像和比較影像學的內容。核醫學專業教材的編寫建議改變目前按系統編寫的模式，改為主要按疾病分類編寫的模式。可先系統講述每種核醫學顯像的基本原理和主要臨床價值，然后按疾病分類，分別講述每種疾病的核醫學檢查以及相應的解剖影像知識。

比如，核醫學肺灌注顯像，可先講述肺灌注顯像的基本原理和主要臨床價值，然后按疾病種類，主要講述其在肺栓塞診斷中的應用，結合SPECT/CT圖像融合，講述肺的CT解剖影像，如分葉、分段等[29]。同時應講述與肺栓塞相關的比較影像學內容以及各自特點和優缺點。明確肺灌注顯像的優勢何在，缺點在哪兒，什么情況應選擇這種檢查等。再比如，核醫學最常見的骨顯像，建議引入SPECT/CT的內容，否則教學內容可能顯得枯燥乏味。講述骨顯像的基本原理后，可以按照主要臨床應用，按疾病種類分別講述其核醫學和解剖影像的表現，包括CT和MRI。核醫學骨顯像主要用于診斷轉移性骨腫瘤、原發性骨腫瘤和特殊類型骨病等。沒有CT融合，其在骨關節良性疾病的應用價值十分有限；有了SPECT/CT以后，則可以清晰顯示關節解剖結構和形態變化，骨SPECT/CT斷層顯像在骨關節疾病中就有很大價值，比如退變關節炎、撞擊綜合征、假體松動與感染、隱匿性骨折等[30]。

通過編寫新的基于多模態影像學知識的核醫學教材和教案，可以讓學生更加深入地了解疾病的功能與解剖結構之間內在的聯系，通過傳統放射學圖像加深學生對核醫學圖像的理解，同時通過核醫學影像進一步加深對放射診斷學的印象，從而達到更貼合臨床的教學效果，提高醫學生的綜合臨床水平[31]。

3 小結

核醫學的發展已從平面顯像到斷層顯像，從單一模式到多模態融合，核醫學專業從業者不僅要熟練掌握傳統臨床核醫學功能影像內容，更要精通各種解剖影像學知識，但目前我國核醫學專業教學內容尚未及時更新、核醫學科教學相關系統尚未完善建立，使得大多數情況下核醫學教學內容和方法已無法匹配目前臨床核醫學的高速發展。同時根據2021年國家八部委聯合下發的《醫用同位素中長期發展規劃（2021-2035）》，我國核醫學需“加強人才培養”[32]。為此，當前，亟需通過建立完善的有利于教學實踐的PACS系統以及編寫新的基于多模態影像的核醫學教材和教案，提高臨床核醫學專業教學效果，激發學生學習熱情，為實現培養新一代符合臨床需求的、能夠帶動學科發展的綜合型核醫學臨床醫師的目標打下堅實的基礎，從而最終更好地為廣大患者提供同質化、高質量醫療服務。