DR虚拟操作系统的研发与应用研究
时间：2020-10-18 07:55:09 来源：达达文档网 本文已影响 人 
【摘 要】根据医学影像技术发展需要，研发了DR虚拟操作系统在影像教学中的应用，有效弥补了医学影像学教学资源的不足，适应了现代影像学的发展。
【关键词】DR；影像教学；虚拟操作系统
【中图分类号】R-3 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2012）06-0182-01
影像实验教学在学生获取专业知识的过程中占有极强的地位，它对加深理论知识的理解、培养学生的技术应用能力、实验素质和形成职业岗位能力等具有重要意义。但目前的医学影像实验教学面临许多困难，最明显的是学生不能随意使用精密而昂贵的医学影像仪器设备，使学生缺乏实践经验，毕业难以承担实践性、技术性较强的工作，在许多医学院校中已经影响到“医学影像”课程的学习［1］。如何利用好现代教育技术的优势，加快传统实验室的更新改造，提升医学影像实验室建设的层次，促进专业教学不断深化，提高课程教学质量，是摆在广大专业教师面前的重要课题。本文通过建立DR虚拟操作系统来解决了这一难题，让学生在个人电脑上模拟操作医学影像设备、图像处理及最后作出诊断，达到身临其境的教学效果，为以后的实习和临床工作奠定基础。
1 虚拟操作系统的研发
1.1 材料
联想台式计算机 （CPU 型号：AMD 闪龙 X2 190 ，CPU频率：2500MHz，内存容量：2GB DDR3 1066MHz硬盘容量：500GB 7200转，SAT显卡芯片：AMD Radeon HD 6350，19 英寸液晶显示器）；操作系统为 Microsoft Windows XP。虚拟操作系统操作软件开发主要为VisualStudio.NET2005、Imageware、Web Service和Flash等软件。
1.2方法
1.2.1 DR虚拟操作系统的研发
该系统的原理主要是利用Flash将多帧图像制作成连续动作的画面，通过设置动作将动画播放的原理。首先将DR的操作系统按正常顺序进行操作，同时逐一截屏得到单帧图像（制作动画的素材）并做好前后顺序的标记。然后将这些素材逐帧进行处理，最后用Flash软件对这些图像进行编辑成有条件播放的动画，即要想使屏幕上的画面出现变化，则必须激发某一种动作后画面才能更换来达到虚拟操作的目的。
1.2.2图像数据库的建立
主要是从附属医院收集全身各系统、各部位正常和各种病变的典型图像，根据教科书共分为八个模块：中枢神经系统模块、头颈部模块、呼吸系统模块、循环系统模块、骨骼系统模块、消化系统模块、泌尿生殖系统模块、乳腺。图像格式仍然是DICOM，便于学生进一步操作。在收集这些图像的同时还为这些图像资源制作标注，撰写病史资料、影像表现及诊断意见等相关文字信息，这些对培养学生的综合思维能力起着很大的作用。
1.2.3 报告书写系统的建立
研发的报告书写系统完全模拟临床工作程序，输入查询条件得到所要分析的图像，让学生通过分析图片，总结疾病特征，提出影像诊断，并给出鉴别诊断及鉴别要点，最后打印。此系统不仅培养了学生独立思考和自我学习的能力，也锻炼了学生的临床思维和分析能力。
1.2.4 虚拟展示技术
我们采用了Web Ser-vice结构化的 XML 文档技术，目的是为了让不同的系统可以跨平台，彼此相互兼容，具有无缝通信和数据共享的能力，使信息地传递、数据的交换能够更加方便快捷、准确，实现信息资源的有效整合。基于 Web Service 的虚拟展示技术在中心实验教学中的应用，为学生提供了丰富的数字仿真医学影像知识，丰富的教学手段与内容［2］。
2 系统应用结果
2.1 设备操作 该模块模拟影像设备运行过程的开关机、患者一般资料的输入、技术参数（曝光条件、扫描范围、层厚等）选择与显示、曝光控制等过程，通过该模块的仿真可使学生对整个机器的运行有比较全面的了解。
2.2 图像处理
学生可在此模块内图像进行图像后处理加工，如常规窗宽窗位的调节，感兴趣区的测量等。图像后处理技术应用于教学，提供了直观立体的图像信息,变抽象为形象，变复杂为简单，全方位、多角度地刺激学生的感官，有利于学生清楚地理解、记忆，提高了学习效率。
2.3 报告书写
影像学诊断报告是影像医学科对于临床会诊要求的答复，是报告医生影像诊断水平的客观反映。一方面反映了医疗水平，另一方面也反映出该医生的逻辑思维能力和对知识全面掌握的程度。目前，影像科医生多注重于阅片能力的培养，专注于疾病的诊断，往往忽视了影像学诊断报告书写能力的培养。因此影像学诊断报告的书写看似简单，但能够客观、准确、全面、逻辑严密地进行影像诊断报告书写，尚需一定时间的锻炼[3]。此模块为学生提供早期接触临床的机会，提高学生的动手和动脑能力，为今后的临床实习和工作奠定坚实的基础。
3 讨论
3.1 虚拟操作系统的优势
医学影像学是一门实践医学，是一门以正常与疾病人体影像图像为主要学习内容的课程。以往的传统教学方法由于X线设备比较简单，往往是由示教老师依照实习的要求和目标给学生一一讲解，随后给学生动手练习操作。但随着科技不断进步和发展，医学影像学目前已经完全实现了数字化，其概念抽象、专业性强、涉及面广、选择检查方式复杂，新理论、新技术、新业务发展快。在课程内容设置上，学内容明显滞后于影像设备的发展[4]。另一方面，DR设备的价格在几十万至几百万之间，而且需要大量的人员和资金进行日常维护，但是实验教学经费有限，一般不能满足实验需要。该虚拟操作系统不仅克服了传统医学影像学实验教学法的缺点，适应了现代影像学的发展，满足了医学教育事业的发展要求，使学生获得了更丰富的医学信息，有助于学生更好地掌握医学影像学各学科教材的内涵。同时也减少影像教学的抽象性，提高临床医学学生学习医学影像学的积极性，熟悉医学影像检查的流程，对今后的临床工作有很大的帮助。DR虚拟操作系统的另一在优点是节约了成本，节省了大量购买硬件设备的资金投入，彻底打破了空间和时间的限制，全天候为学生提供生动、逼真的上机学习环境，在培养学生的实际操作技能方面起到十分积极的作用。该虚拟实验操作系统既不用担心高档医疗设备的损坏，也不用担心对患者的侵扰，经济实用，易于推广，非常适合影像设备与技术学的实践教学，具有良好的应用前景[5]。
3.2 拟解决问题
虽然该操作系统在实践中有一定的优点，但随着影像技术的发展也显出其不足：（1）医学影像诊断学是一门应用多种成像设备，包括 X 线机、CT、MRI、超声等，要使学生的影像技术得到全面发展，这就需要我们继续研发多种设备的虚拟操作系统来整合成一个综合性的实验平台。但一些问题也随之出现，如这些系统能否同时放在一个操作平台上，相互之间能否兼容等。（2）如何实现实验的综合性：理想的虚拟操作系统是可以从虚拟患者的选择，根据其病症选择检查设备、仪器进行操作，并根据影像进行诊断，到最后的报告书写进行模拟，从而包含了《医学影像设备学》、《医学影像成像原理》、《医学影像技术检查学》、《医学影像诊断学》以及临床医学的综合知识。对学生从知识学习转向能力学习起到了积极的引导作用，不仅有助于提高学生对理论知识的理解能力、分析能力和综合应用能力，也有助于学生在踏上工作岗位后，能用辨证思维去诊治不同的患者，用创新思维去不断继续学习。
总之，虚拟操作系统的出现改变了原有的影像学教学模式，有效弥补了医学影像学教学资源的不足，我们要顺应时代要求，不断地探索一些好的教学手段和方法，更利于学生对所学理论知识的理解和掌握，提高了医学影像学的教学质量和教学效果。
参考文献：
[1] 游金辉,祝元仲,张小明.医学影像数字化实验教学平台在核医学实验教学中的应用[J]. 实验技术与管理,2011,28(4):25-26.
[2] 梁明辉,王晓东,夏力丁. 数字化仿真实验系统在医学影像学教学中的应用研究[J]. 中国医药导报,2011,8(11):122-124.
[3] 邵成伟,左长京,陆建等.浅谈影像诊断报告的书写[J].现代医用影像学,2008,17(4)217-218.
[4] 梁明辉,王晓东,夏力丁.医学影像数字化仿真实验教学中心的构建[J]. 实验室研究与探索,2010,29(7):222-224.
[5] 张俊祥,陈建方,时风等.医学影像学专业实践教学环节的改革与研究[J].中华全科医学,2008,8(6):820-821.
