放射医学技术与医学影像技术分析

胡群源

摘要：目的：随着医学影像分析技术的快速发展和临床影像数据量的急剧增长，如何快速准确地针对不同疾病医学影像进行精确诊断、分类和预后评估，是现代医学工作者面临的重大挑战。是一种高通量自动化提取高维度特征信息的新一代人工智能技术，目前已广泛应用于临床医学大数据分析领域，为临床医学影像的快速识别、精准分割和辅助诊断等分析工作提供了新的契机。本文综述了近年来技术在医学影像分析领域的最新研究进展，探讨了在MRI、CT、超声和X线等医学影像分析中的重要方法和典型应用，展望了放射医学技术与医学影像技术分析中的发展前景。

关键词：放射医学；医学影像；技术分析

引言

临床医学影像通过反映人体组织器官的形态及功能，在临床疾病的诊断和预后中发挥着重要作用。医学影像学新技术的日新月异，培养知识复合型、高层次应用型医学影像技术人才是我们医学影像技术专业教育的目标。实习是整个大学期间很重要的学习阶段，在不到一年的实习期间里，实习生除了要全面掌握设备的基本操作技术及影像学相关知识外，还需要学习解决临床工作问题的能力、跟患者沟通交流及表达自我及展现自我的能力，才能满足今后对高素质医学影像技术人员的要求。传统实习带教模式以集体观摩、集中授课为主，难以激发实习生学习积极性，同时还存在针对性差、特点不突出等问题。本院通过每月开展一次病例讨论的教学方式，来培养同学们的多项能力，也是切实有效的启发思考、增加生们的主动学习的教学方法，现将这种教学方式的具体方法和经验。

1CT影像分析中的应用

针对CT影像的计算机辅助分析技术的研究时间最长，且技术发展较为成熟。已有大量研究表明，利用对多层CT影像进行筛选和分类的辅助诊断技术能为临床医生提供有价值的参考意见。对CT影像进行适当的预处理可以有效提高模型对肺结节的分类能力，Ciompi等通过将肺部CT影像垂直的横切面、矢状面和冠状面进行旋转扩充，获得不同切面的结节图像，从而解决了临床训练数据不足的问题。在术前定位及放疗定位中，病灶轮廓勾画的不精确会对放疗计划的剂量学特性产生巨大影响及对正常组织造成毒性损伤，因此基于CT影像的器官轮廓精准分割有着重要的临床价值，而现有分割方法多采用手动分割，存在人为误差。近年来，技术在CT影像分割领域取得了一系列重要研究进展。在腹部CT影像分割领域，由于腹部器官较多且CT值相近，因此精准分割各器官轮廓是非常困难的。

2临床应用

2.1确定CT扫描方式及最佳扫描方案

临床为提高影像质量并满足日益增多的工作量，需要针对不同的扫描部位制定出最佳的CT扫描方案。仿真体模高度拟人化并且可重复使用，可作为患者的“替身”进行扫描方式、最佳扫描方案的测试。Kadesjö等使用二维检查（全景和根尖片）和锥形束计算机断层扫描（CBCT），比较儿童受检阻生犬齿的辐射剂量，所使用的就是拟人化的10岁儿童模型。2016年，日本学者Shohji等依照2014年影像学指南腹部扫描协议，对与日本人体型相似的仿真体模进行扫描，分析CTpol（容积剂量指数）-CT值曲线，通过分析腹部图像质量，制定出适合日本人的腹部扫描协议。临床CT技师以此为基础对患者进行检查，不但图像质量好，也能切实降低患者所接受的辐射剂量。美国学者Cannella等为探讨单源双能量CT预测非尿酸结石分类的准确性，将经皮肾镜取石术后回收的结石置于拟人全身体模中，分别使用40、70、140keV扫描，用红外光谱法测定结石成分，验证了单源双能量CT对分析结石成分的独特价值。

2.2患者剂量优化

随着CT技术的不断发展，临床X线影像检查频率和总辐射剂量都有较大增加。美国医学会统计显示1980年全美CT检查人数为360万，到1998年增至3300万。在英国CT检查人次仅为总人数的4%，但辐射剂量却占到受检者总辐射剂量的40%。我国CT设备绝对数量已达世界第3，较高的辐射剂量可能产生确定效应（组织反应），并增加随机效应发生的概率。CT医疗辐射已成为重要公共卫生领域关注的话题。近年来世界范围内，提倡在保证诊断前提下尽量降低辐射剂量。仿真人体模型模拟了正常人体形态及解剖，包括腰腹部的脊椎弧度，组织和皮肤的厚度、位置等，所以CT辐射对体模的影响更加接近真实人体情况。应用仿真体模，避免了在系统校验以及模拟实验过程中给患者带来的辐射效应，可以准确、有效地实现剂量优化。Elter等在磁共振引导放射治疗研究中开发了一种可反复调节的仿真体模，在磁共振和CT扫描中使用拟人化对比材料填充，在三维剂量测量中则使用聚合物剂量测定凝胶填充。可在该模型中设置模拟患者体内部分解剖变异，包括代表肿瘤和周围危险器官的2个PG结构和另外5个结构。随后进行辐射实验，得到相应的剂量检测结果。美国得克萨斯大学Matveev构建了另一种组织剂量等效、CT和磁共振均可用的、可运动的拟人化胸部体模模拟肺癌患者，动态模型的外壳由可充水丙烯酸构成，包含几个胸部区域内辐射敏感器官，肿瘤结构由液体聚氯乙烯塑料制成，周围肺组织由凡士林和微型泡沫聚苯乙烯球的混合物组成

3经验总结及讨论

医学影像技术实习的目标是为各级医疗机构培养具有良好的职业道德、扎实的医学理论知识和熟练的临床操作技能，能独立、规范的处理常见病及多发病的影像技师。如何将院校内学到的医学理论知识，在临床工作中加深理解、灵活运用、融汇贯通是实习基地需要解决的关键问题。通过实践，我们认为通过疑难病例讨论的形式可以提高学生学习的主动性及积极性，让学生们自己查询资料，自己思考，自己发现问题、解决问题并且把自己的成果通过演讲的方式展现出来这种教学方式对实习生综合能力的培养起到关键的作用，为毕业后顺利的进入临床工作做好准备。通过疑难病例讨论的方式，在培养影像技术人才中起到的作用，我们的经验总结如下：1）通过调查发现演讲能力的提高是最高的。演讲能力对于提升大学生的就业竞争力、综合素质、职业素养和人生自信都有着巨大的帮助。我国大学生长期在应试教育模式下，受到的束缚较多，存在一定的演讲恐惧和表达能力不足，严重者甚至会影响学生的交际和全面发展，在这样的背景下，实习期间培养演讲能力就更加重要。但是这种主题演讲又不同于一般的演讲，它要求学生对所演讲的内容具有更好的加工和整合，这就要求学生对演讲的内容更综合更全面的掌握。疑难病例讨论的教学模式给学生们提供了一个演讲锻炼的机会，为毕业前找工作和工作后展现自己奠定基础。2）专业资料查询收集的能力。老师提前1个月公布题目，并围绕题目设置相关的话题，这就需要同学们自己思考，自己查询资料。如今信息技术的发展越来越快，查询资料除了常规的数据库，如万方、维普、PubMed等外，还可以通过微信、微信公众号等方式获取，获得的资料更全面更便捷。这就要求学生要熟练的掌握数据库等资料的查询方法，为以后的工作和学习奠定基础。3）团队合作的能力。这种教学方式通过伙伴协同，角色管理，锻炼学生的自我管理，人际沟通合作，语言表达等多项能力，使学生得到较为全面的发展。当今医学的发展，已经向多学科多领域的发展，所以未来工作中需要跟科内及其他科室合作的机会很多，具备团队合作能力是很重要的。4）存在的不足：①教学题目缺乏拓展。疑难病例讨论的题目应该不仅仅是临床专业技术方面的问题，可以拓展到医患关系的处理及临床工作中特殊情况的处理方法等，更注重人文、情商教育。②缺乏英语话题。英语对于医学生来说是至关重要的，对于应试教育的大学生来说普遍存在听、说能力的欠缺，但听说能力恰好是日常国际学术会议等等用的到英语能力，所以我们考虑以后适当的增加一些合适的英语题目让学生们大胆尝试锻炼。

结束语

总之，在医学影像分析领域随着神经网络模型的日益完善，网络对疾病的识别速度、准确度、特异度和灵敏度均有望进一步大幅提高，伴随当前医疗信息大数据发展趋势，必将辅助医生提升临床分析能力，助力我国医疗水平发展，引领医学影像学进入一个新阶段。

参考文献

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