時間:2023-09-26 09:17:14
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關鍵詞:脾氣虛證;神經肽Y;血管活性腸肽;絲裂原活化蛋白激酶;四君子湯;大鼠
中圖分類號:R285.5 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5304(2014)04-0059-04
中醫(yī)臨床“脾虛證”病程中出現(xiàn)納呆、腹脹、大便溏結不調等癥狀均為胃腸道生理功能紊亂所致。研究表明,胃腸激素分泌紊亂是導致胃腸功能障礙和脾虛發(fā)生的原因之一[1]。而絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,Mapk)級聯(lián)是細胞內廣泛存在的絲/蘇氨酸蛋白激酶超家族,是將細胞質的信號傳遞至細胞核并引起細胞核發(fā)生變化的重要物質,它與細胞凋亡、增殖、腫瘤發(fā)生以及氧化應激性腸上皮細胞損傷等有密切關系,是細胞內信號傳遞的重要途徑[2-4]。本課題以脾氣虛證大鼠為對象,研究神經肽Y(NPY)、血管活性腸肽(VIP)和Mapk14基因在脾氣虛證病程中的變化及益氣健脾中藥的干預效應,以揭示脾氣虛證發(fā)生的內在機制。
1 實驗材料
1.1 動物
SPF級Wistar大鼠,3月齡,雌雄各半,體質量(180±20)g,甘肅中醫(yī)學院醫(yī)學實驗中心提供,動物合格證號:SCXK(甘)2011-0001-0001011;實驗設施合格證號:SYXK(甘)2011-0001-0000314。
1.2 藥物與試劑
中藥均購自蘭州復興厚中藥材有限責任公司。益氣健脾中藥(四君子湯)以人參、白術、茯苓、甘草按3∶3∶3∶2比例配制,第1次加10倍量蒸餾水浸泡4 h。按常法煎煮2次,每次40 min,濾出藥液加熱濃縮至每1 mL藥液含原藥材2 g,冷卻后置4 ℃冰箱備用,使用時稀釋至所需濃度。大黃制劑:將生大黃飲片粉碎,用蒸餾水浸泡,置于50 ℃水浴6 h,去渣,濾出藥液加熱濃縮至每1 mL藥液含原藥材2 g,4 ℃保存?zhèn)溆?。NPY放免試劑盒(批號20110927)、VIP放免試劑盒(批號20111014)均購自北京華英生物技術研究所;Trizol 試劑(批號AK7208-1)、反轉錄及Real Time qPCR試劑盒(批號0000036802)均購自Promega Corporation。
1.3 主要儀器
DF110型電子分析天平,XYJ80-2離心機,HH-4數(shù)顯恒溫水浴箱,F(xiàn)T-630G微機多探頭γ計數(shù)器, KDC-2044低速冷凍離心機,BIOMATE 3S核酸蛋白測定儀,S1000TM逆轉錄儀,Chemi DOC XRS+凝膠成像分析系統(tǒng),CFX96TM Optics Module PCR儀(美國BIO-RAD公司)。
2 實驗方法
2.1 分組與造模
適應性飼養(yǎng)1周后,受試動物按體質量編號,采用隨機數(shù)字表法[5]分為空白組、模型組(7、14、21 d組)、益氣健脾組,每組10只,雌雄各半分籠飼養(yǎng)。除空白組外,其余各組參考文獻[6],以大黃法、力竭法及饑餓法三因素復合法復制脾氣虛證模型。每日上午以1 mL/100 g體質量灌服大黃制劑液;每日下午將動物負重,于大鼠尾根部纏繞質量為該大鼠體質量10%的保險絲,放入水深50 cm、水溫20 ℃的水槽中游泳,以力竭(即大鼠鼻尖沒入水面10 s)為度??刂骑嬍?,每日8:00給食,20:00撤食,共21 d。
2.2 給藥
造模同時,益氣健脾組每日給予四君子湯20 g/kg灌胃,灌胃容積為1 mL/100 g體質量,連續(xù)給藥3周;空白組、模型組給予同體積蒸餾水灌胃。
2.3 標本采集與檢測
造模時分別于第7、14、21日取材并制備待檢樣本。各組大鼠于末次灌胃給藥后,禁食不禁水24 h,烏拉坦(1 g/kg)麻醉采血后斷頭處死并制備待檢標本。血清制備:股動脈取血4 mL,靜置2 h后2000 r/min離心10 min,取上清,放入尖底管中,4 ℃低溫冰箱保存?zhèn)溆?。采用放免法,按試劑盒說明檢測NPY和VIP。小腸組織的收集:動物處死后,迅速截取近胃竇端小腸組織,其中一部分小腸組織置于用DEPC處理過的凍存管中,于-80 ℃冷凍保存待測Mapk14基因表達;一部分小腸組織稱重后,用眼科小剪刀盡快剪碎,分別置于勻漿器中,用組織重9倍生理鹽水勻漿(勻漿器的末端置于放冰塊的冷水中),3500 r/min離心10 min,取上清液,置4 ℃冰箱保存,小腸組織勻漿上清液采用放免法待檢NPY和VIP。
2.4 小腸絲裂原活化蛋白激酶14基因表達水平檢測
采用實時熒光定量PCR法。取適量小腸組織,用Trizol法抽提總RNA:稱取50 mg小腸組織塊置于研缽中,加入1 mL Trizol研磨均勻,冰上孵育5 min, 4 ℃、12 000 g離心5 min;移入離心管中,冰上孵育5 min,加0.2 mL氯仿,震蕩后4 ℃、12 000 g離心15 min,取上清液移至新離心管,加0.5 mL異丙醇,震蕩,冰上孵育10 min,4 ℃、12 000 g離心 10 min,棄上清液,RNA沉于管底。向沉淀中加入 1 mL 75%乙醇,震蕩后4 ℃、8000 g離心10 min,棄上清液,室溫下干燥,加入50 μL DEPC處理水溶解RNA。核酸定量分析儀測定其OD260/OD280均在1.8~2.0之間,經總RNA瓊脂糖凝膠電泳檢測,提取的RNA符合純度要求,可用于后續(xù)PCR。
反轉錄合成模板cDNA:在0.5 mL去酶管中加入總RNA 5 μg、15×Oligo dT 1 μL、Random Primer 1 μL,加Nuclease-Free Water至10 μL;70 ℃變性5 min,冰上放置5 min以上;加入逆轉錄GoScriptTM 5×Reaction Buffer 4 μL,MgCl2(25 mmol/L)2 μL,PCR Nucleotide Mix(10 mmol/L)1 μL,Recombinant Rnasin Ribonuclease inhibitor 0.5 μL,GoScriptTM Reverse Transcriptase 1 μL,Nuclease-Free Water至10 μL,總體積為20 μL?;靹蚺渲频姆磻旌衔?,短暫離心后25 ℃溫浴5 min,42 ℃反應60 min,再70 ℃ 15 min滅活處理,所得單鏈cDNA放置于-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>
引物設計:從NCBI中查詢目標基因ID及序列,由TAKARA公司[寶生物工程(大連)有限公司]設計和合成目標基因引物。見表1。
實時熒光定量PCR以β-actin作為內參基因,相同模板相同基因設3復孔、8次平行實驗,得到各擴增反應的Ct值。反應體系據(jù)GoTaq 2-Step RT-qPCR試劑盒說明書配制。反應參數(shù):預變性95 ℃、2 min,變性95 ℃、15 s,退火60 ℃、60 s,循環(huán)40 次,終末延伸65 ℃、5 s,95 ℃。連續(xù)檢測熒光并記錄擴增曲線,采用樣點擬合法分析結果得到目的基因和β-actin的Ct值。用比較Ct值法計算相對表達量:ΔΔCt=(測試組目的基因Ct值-測試組內參基因Ct值)-(對照組目的基因Ct值-對照組內參基因Ct值),相對表達量=2-ΔΔCt。
3 統(tǒng)計學方法
采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析,實驗數(shù)據(jù)用―x±s表示,組間樣本均數(shù)差異比較用F檢驗,F(xiàn)檢驗差異有統(tǒng)計學意義時,再用q檢驗進行兩兩比較。P
4 結果
4.1 一般情況
空白組大鼠始終表現(xiàn)為反應靈敏,活動及飲食量正常,被毛濃密柔順而有光澤,糞便呈棕褐色顆粒狀。模型組大鼠多數(shù)在第5日即開始出現(xiàn)倦臥、被毛稀疏干枯;第10日后出現(xiàn)少食、怠動、消瘦,肛周污穢,部分動物出現(xiàn)脫肛,動作遲緩,甚至行動歪斜,同時毛發(fā)失去正常光澤而枯槁、疏散,而后出現(xiàn)畏寒,成群蜷縮或拱背,并逐漸出現(xiàn)體質量減輕,大便增多(墊料呈橘黃色)等脾虛癥狀。益氣健脾組大鼠第6日出現(xiàn)輕度倦臥、被毛稀疏干枯;第13日后出現(xiàn)少食、怠動、消瘦,肛周污穢,少部分動物出現(xiàn)脫肛,動作遲緩,大便增多等;第16日后上述癥狀開始減輕或消失,表現(xiàn)為反應較為靈敏,活動及飲食量正常,被毛疏散但有光澤,糞便部分呈顆粒狀。
4.2 益氣健脾中藥對脾氣虛證大鼠血清和小腸神經肽Y含量的影響
與空白組比較,模型7、14、21 d組大鼠血清和小腸NPY含量均降低,其中以模型14、21 d降低明顯 (P
4.3 益氣健脾中藥對脾氣虛證大鼠血管活性腸肽含量的影響
與空白組比較,模型7、14、21 d組大鼠血清和小腸VIP含量升高,其中模型21 d組升高明顯(P
4.4 絲裂原活化蛋白激酶14實驗樣品擴增曲線與融解曲線
通過融解曲線得知,擴增具有特異性。見圖1、圖2。
4.5 益氣健脾中藥對脾氣虛證大鼠小腸絲裂原活化蛋白激酶14 mRNA的影響
與空白組比較,模型7、14、21 d組大鼠小腸Mapk14 mRNA相對表達量升高,以模型21 d組最為顯著(P
5 討論
中醫(yī)臟腑疾病的證候基礎和治則治法研究是臨床辨證論治的前提和基礎,其中脾虛證在諸多疾病中廣泛存在,故而研究脾虛證發(fā)生機制及益氣健脾法的干預效應具有重要指導價值。脾虛證是以消化系統(tǒng)為主的多系統(tǒng)、多器官的功能紊亂,是一種全身性的病理狀態(tài),但均存在胃腸道運動功能紊亂,消化吸收功能下降,淀粉酶活性下降及其化學消化能力低下,胃排空加速,小腸吸收功能下降。同時胃腸道內分泌及激素異常,餐后血清胃泌素明顯降低,G細胞合成分泌功能減弱[6-7],提示脾虛證的發(fā)生機制復雜。中醫(yī)臨床和實驗研究表明,益氣健脾中藥(如四君子湯類方)能夠顯著改善脾虛諸癥,其中四君子湯以脾虛胃弱為主治證候,是體現(xiàn)益氣健脾法的代表方劑,由人參、白術、茯苓和炙甘草組成。方中人參性甘大補脾胃之氣;白術苦溫,助君藥人參燥濕健脾;茯苓甘淡健脾,滲濕利水;炙甘草味甘性微溫,和中益氣。四藥相合,具有益氣健脾之功效,亦能體現(xiàn)通過益氣健脾以助脾之“運化”的功效[8-11]。
NPY是由36個氨基酸殘基組成的多肽,廣泛分布于哺乳動物中樞神經系統(tǒng)和腸道交感神經叢,腸神經叢中NPY可與腸黏膜下神經節(jié)中的周圍性膽堿乙酰轉移酶相結合,從而發(fā)揮刺激食欲、增強營養(yǎng)物質吸收的作用,其在胃腸道的作用是抑制性的,為腸道體液和電解質分泌的強抑制劑,能夠抑制腸液和胰液的分泌,抑制胃腸運動[12]。VIP是由28個氨基酸組成的肽類物質,既是胃腸道激素又是神經肽,作為抑制性神經遞質,VIP可減慢胃排空,抑制胃酸及胃蛋白酶,抑制小腸環(huán)形括約肌收縮,降低十二指腸收縮頻率,松弛結腸平滑肌,減弱結腸運動[13]。NPY/VIP在消化系統(tǒng)疾病及胃腸生理功能紊亂中起重要作用,基于“脾主運化”理論推測,可能是脾虛證發(fā)生的物質基礎之一。
MAPK信號途徑存在于所有生物體內的大多數(shù)細胞內,是真核生物細胞重要的信號轉導通路,可將細胞表面信號刺激轉導至細胞及其核內,與細胞增殖、存活、分化、凋亡等生理過程密切相關[13],其中Mapk14屬于“應激誘導”的MAPK,激活的Mapk14能通過激活內源性通路,使下游c-myc表達增強,誘導bax轉位,亦可增強腫瘤壞死因子-α表達,誘導細胞生理功能紊亂和細胞凋亡[14]。
本研究結果顯示:與空白組比較,模型各組大鼠血清、小腸NPY含量降低,且以模型14 d、21 d組顯著(P
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【關鍵詞】 異動癥 中藥 多巴胺D2受體 神經行為學表現(xiàn) 大鼠
Objective: To explore the effect of traditional Chinese herbal medicine (TCM) for nourishing liver and kidney, clearing meridians and removing toxic substances, on the neurobehavioral manifestations and the activity of the dopamine D2 receptor in rat with levodopainduced dyskinesias (LID).
Methods: The rat model of Parkinson's disease (PD) was established by injecting 6hydroxydopamine (6OHDA) into right substantia nigra of brain, then, the model of LID in rat was produced by injecting levodopa (LD) and benserazide for 4 weeks. The rats were pided into normal control group, 4week LD treated group, 4week LD plus TCM treated group, 8week LD treated group, and 8week LD plus TCM treated group, and the effect of the TCM on neurobehavioral manifestations was observed. The radioligand binding assay (RLBA) and Scatchard drawing were used to measure the maximal binding capacity of receptor (Bmax) and equilibrium dissociation constant (KD) of the dopamine D2 receptor in corpora striatum.
Results: Compared with the 4week LD treated group and 8week LD treated group, TCM could decrease abnormal involuntary movement scores of the rats with LID; the RLBA revealed that the dopamine D2 receptor Bmax significantly increased (P
Conclusion: TCM can improve the activity of the dopamine D2 receptor and relieve the symptoms of LID.
Keywords: levodopainduced dyskinesias; traditional Chinese herbal medicine; dopamine D2 receptor; neurobehavioral manifestations; rats
異動癥(levodopainduced dyskinesias, LID)是左旋多巴(levodopa, LD)長期治療帕金森?。≒arkinson's disease,PD)過程中普遍出現(xiàn)的并發(fā)癥,主要表現(xiàn)為舞蹈癥和手足徐動癥,嚴重影響帕金森病患者的日常生活質量。目前,各國學者在努力尋找PD病因的同時將研究重點集中在如下兩方面:一是如何阻止或減緩黑質多巴胺能神經元的進行性變性;二是如何減少左旋多巴制劑毒副作用。本研究主要探討滋補肝腎、通絡解毒中藥對LID大鼠行為學和紋狀體多巴胺D2受體數(shù)量及親和力的影響。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
1.1.1 實驗藥物 滋補肝腎、通絡解毒中藥——熟地平顫湯顆粒合用蝎蜈膠囊為上海市名中醫(yī)胡建華教授經驗總結方,熟地平顫湯顆粒由熟地黃15 g、枸杞15 g、桑寄生20 g、天麻15 g、僵蠶10 g、莪術15 g、白芍藥20 g和天南星15 g組成,由江陰天江藥業(yè)有限公司制成顆粒劑(批號:0504312),每袋重4.8 g,相當于生藥31.25 g。蝎蜈膠囊(批號:010813)按全蝎︰蜈蚣=1︰1配制,烘干打粉,灌制膠囊,每粒含生藥0.3 g。將4袋熟地平顫湯顆粒和10粒蝎蜈膠囊(相當于成人1 d用量,含生藥128 g)混合后溶于100 ml生理鹽水中,使每毫升含生藥1.28 g。LD粉劑5 g(批號:SLD6382)和芐絲肼粉劑5 g(批號:SL06492),由美國Sigma公司提供。
1.1.2 主要試劑和儀器 6羥基多巴胺(6hydroxydopamine,6OHDA)、阿樸嗎啡(apomorphine,APO)和布他拉莫,美國Sigma公司產品;3H螺環(huán)哌啶酮和閃爍液,美國PerkinElmer公司產品。大鼠腦立體定位儀,TOW3A型,第二軍醫(yī)大學產品;超速離心機,LE80K型,Beckman公司產品;液體閃爍發(fā)光記數(shù)儀,Wallac1450型,美國PerkinElmer公司產品。
1.1.3 實驗動物 成年雄性SD大鼠30只,體質量180~220 g,由上海西普爾必凱實驗動物有限公司提供,動物許可證號為SCXK滬20030002。
1.2 實驗方法
1.2.1 PD大鼠模型制備 PD大鼠模型制備參照文獻[1]方法,SD大鼠用1%戊巴比妥麻醉后,固定于大鼠腦立體定向儀上,參照包新民等[2]所著大鼠腦立體定位圖譜,確定右側黑質致密部(substantia nigra pars compacta,SNC)和中腦腹側被蓋部(ventral tegmental area,VTA)三維坐標位置,SNC為前囟后4.8 mm、矢狀縫右側2.0 mm、硬膜下8.0 mm;VTA為前囟后4.8 mm,矢狀縫右側1.2 mm,硬膜下8.2 mm。牙科鉆打孔,向兩坐標點各注射6OHDA 6 μg(溶于含0.2%抗壞血酸的生理鹽水中,6OHDA濃度為2 g/L),注射速度為1 μl/min,留針10 min。術后,用醫(yī)用明膠海綿填塞顱骨孔,縫合切口皮膚,傷口上涂抹磺胺顆??垢腥?,待動物清醒后放回飼養(yǎng)籠中飼養(yǎng)。術后2周腹腔注射阿樸嗎啡(0.5 mg/kg體質量)誘發(fā)大鼠旋轉,記錄注射后30 min內大鼠旋轉方向和旋轉圈數(shù),若大鼠恒定轉向右側且旋轉圈數(shù)>7 r/min則視為PD模型成功。
1.2.2 LID大鼠模型制備 對成功的PD大鼠予左旋多巴/芐絲肼治療(10 mg/ml左旋多巴和2.5 mg/ml芐絲肼溶于含0.2%維生素C的消毒生理鹽水中),制備LID大鼠模型[3],左旋多巴的注射劑量為10 mg/kg體質量,每天9時和17時進行腹腔注射,持續(xù)4周。根據(jù)其是否出現(xiàn)刻板動作和對側旋轉行為等異常不自主運動(abnormal involuntary movement,AIM),篩選出LID模型,AIM評分>20分則視為LID模型成功。
1.2.3 動物分組及給藥 左旋多巴用藥4周后,將成功建立的LID模型大鼠,分為模型組(8周模型組)、中藥干預組、中止給藥對照組(4周模型組)、中止給藥+中藥干預組,每組6只,再另取6只未造模大鼠為正常對照組。正常對照組及中止給藥對照組給予生理鹽水灌胃,模型組繼續(xù)予以左旋多巴/芐絲肼腹腔注射(注射劑量為10 mg/kg),中藥干預組在模型組處理基礎上給予中藥灌胃,中止給藥+中藥干預組則在4周時停用左旋多巴/芐絲肼的基礎上加用中藥(同中藥干預組),每次灌胃量為9 ml/kg,1次/d,連續(xù)4周。
1.2.4 AIM評分測定 除正常對照組大鼠外,模型各組大鼠于觀察期間每周進行AIM評分,參照文獻方法[4],將AIM分為4個部分(前肢AIM、口面部AIM、軸性AIM及運動AIM)進行評定,每部分又根據(jù)其有無和嚴重程度劃分為5個等級,計為0~4分,其中0分為無;1分為偶爾出現(xiàn);2分為經常出現(xiàn);3分為持續(xù)存在,刺激使之停止;4分為持續(xù)存在,刺激也不能使之停止。理論上1只大鼠1次腹腔注射左旋多巴/芐絲肼后的AIM最高評分為64分。評分在左旋多巴/芐絲肼腹腔注射后立即進行,30 min評定1次,共120 min,5組數(shù)據(jù)平均值為本次的AIM分數(shù)。
1.2.5 膜蛋白制備 參照張旺明等[5]方法制備膜蛋白,大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉后,快速斷頭取腦,于冰塊上分離并切取雙側尾殼核腦組織各1塊。加入4 ℃預冷的Tris鹽酸緩沖液,冰浴中制成勻漿,離心后,取沉淀以Tris鹽酸緩沖液(pH 7.4)1~2 ml稀釋,充分混懸,即成膜蛋白懸液。以考馬斯亮藍法測定膜蛋白濃度,并用Tris鹽酸緩沖液調整膜蛋白濃度為1 g/L左右。
1.2.6 多巴胺D2受體活性的測定 采用雙復管法(每個樣本分為9個不同濃度反應管,重復測定2次)測定,反應管內加入濃度呈倍比遞增的標記配基(特異性結合:10、20、40、60、80和100 μl。非特異性結合:20、60和100 μl)和非標記配基(非特異性結合:100 μl)以及定量的膜蛋白液0.2 ml,加入Buffer緩沖液,使每管總反應體積為0.4 ml,37 ℃水浴中孵育15 min,于冰浴中終止反應。以多頭細胞樣品收集器收集于玻璃纖維濾紙上,置80 ℃烘箱中烤干,剪下樣品,以2000CA/LL型液態(tài)閃爍計數(shù)儀測定其放射活性,以空白濾紙點樣進行校正。計算各點特異性結合計數(shù),使用受體數(shù)據(jù)軟件包(上海第二醫(yī)科大學編制),按Scatchard公式計算出多巴胺受體的最大結合容量(maximum binding capacity, Bmax)和平衡解離常數(shù)(equilibrium dissociation constant, KD)。
1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件包進行數(shù)據(jù)分析,采用單因素方差分析及t檢驗進行組間比較,結果用x±s表示,檢驗水準α=0.05。
2 結 果
2.1 各組大鼠給藥前后AIM評分的變化 與用藥前比較,模型組大鼠用藥后第1、2、3和4周的AIM評分逐步增高(P
2.2 各組大鼠雙側尾殼核多巴胺D2受體活性 各組大鼠與正常對照組比較,損毀側多巴胺D2受體Bmax顯著降低(P
3 討 論
在PD的發(fā)病機制中不僅由于腦中多巴胺神經元的減少,多巴胺能受體也起重要作用。多巴胺能受體分為D1和D2兩族[6],PD的病理主要涉及的是D2的損害。LD是臨床上療效較好的多巴類替代治療藥物,Ldopa在體內轉化為多巴胺后,多巴胺可通過自身氧化代謝生成具有細胞毒的的多巴醌和其他自由基。因此,LD可能加速多巴胺神經元的變性,具有一定神經毒性。Nakao等[7]提出紋狀體神經元可將外源性多巴轉換成多巴胺,增加的多巴胺作用于突觸后多巴胺D2受體引起D2受體下調,使紋狀體損毀側與其健側的D2受體表達數(shù)減少。Brooks等[8]運用正電子發(fā)射斷層照相術(positron emission tomography,PET)和多巴胺D2受體PET顯像劑11C雷氯必利研究比較了早期和晚期對多巴胺制劑反應波動的PD患者的D2受體,結果發(fā)現(xiàn)前者基底節(jié)D2受體放射性結合率正?;蛟龈?,而后者則明顯下降(尾核、殼核部分分別下降30%和18%)。
結合本實驗結果,異動癥大鼠隨著LD腹腔注射時間的延長,異動癥癥狀愈發(fā)加重,紋狀體D2受體親和力明顯下降,健側親和力也有下降。我們認為LD雖然能明顯改善PD的癥狀,但LD治療能使紋狀體多巴胺D2受體下調,D2受體下調到一定閾值可能為LD長期治療后引起療效減退的原因。
本次實驗從異動癥行為學檢測可以發(fā)現(xiàn),從第0周到第2周,中藥干預組和模型組的異動癥癥狀均略有加重。從第2周末到第4周,模型組的異動癥癥狀進一步加重,而中藥干預組癥狀有明顯減輕。同時,中藥干預組與模型組比較,D2受體親和力明顯增高。從結果中進一步可以看到,異動癥大鼠停用左旋多巴后,異動癥癥狀均有下降趨勢,但加用中藥后,下降趨勢更明顯。受體活性結果也表明,中止給藥+中藥干預組與中止給藥對照組比較,D2受體親和力上調更明顯。說明中藥可明顯改善LID大鼠雙側尾殼核多巴胺D2受體活性,撤藥可部分恢復多巴胺D2受體活性,加用中藥效果更佳。故認為滋補肝腎、通絡解毒中藥可以有效緩解異動癥癥狀,明顯改善D2受體功能。
我們在臨床研究中證實,滋補肝腎、通絡解毒中藥具有增效減毒作用[9]。過去在滋補肝腎、通絡解毒中藥治療PD大鼠的研究中發(fā)現(xiàn),中藥可通過清除氧自由基[10],增加大鼠酪氨酸羥化酶及其信使核糖核酸的表達[11],抑制多巴胺神經元的凋亡[12]等機制來改善PD大鼠的旋轉行為[13]。而這些機制與LID密切相關,故可以認為滋補肝腎、通絡解毒中藥具有多靶點作用。
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關鍵詞:醫(yī)學影像學;教學;比較影像學;重要性
一、引言
隨著信息技術的發(fā)展,醫(yī)學影像學也從傳統(tǒng)X線診斷逐漸發(fā)展成為當今計算機斷層掃描顯像(CT)、B型超聲波、磁共振(MRI)以及核醫(yī)學影像四大影像技術為基礎的醫(yī)學影像學綜合學科。在該種背景下,傳統(tǒng)的教學模式顯然已經不能滿足當前影響專業(yè)教學需求,比較影像學作為一種全新的教學模式,開始在臨床教學中逐漸獲得了廣泛的應用,而且發(fā)揮出了巨大的作用。本文正是基于該種背景,從比較影像學的相關理論入手,仔細對比較影像學在醫(yī)學影像學教學中的具體應用及其重要性進行了探討。
二、比較影像學的相關理論
1.比較影像學概念。比較影像學是近些年隨著信息科技的發(fā)展而逐漸興起的一種全新的影像診斷模式,其臨床教學模式主要是基于醫(yī)學影像學基礎上,在臨床應用的角度之下,將生理學、解剖學、病理學、臨床各個學科以及醫(yī)學影像技術學等多個學科結合在一起,使多種學科以醫(yī)學影像學為中心組成一個有機的“生物鏈”進行綜合教學的方法。
2.比較影像學的發(fā)展。隨著計算機技術的發(fā)展,計算機斷層掃描顯像(CT)、B型超聲波、磁共振(MRI)以及核醫(yī)學影像一起組成了當今醫(yī)學四大影像手段,它們在功能性成像以及形態(tài)學檢查方面的應用相對已經十分成熟,而且在臨床實踐中獲得了廣泛的應用。但是隨著目前各類新的醫(yī)學功能分子影像層出不窮,如各類組合型一體化設備SPECT/CT、PET/CT、CAT等廣泛應用,逐漸體現(xiàn)出了生物醫(yī)學影像開始出現(xiàn)由分散逐漸走向融合的主流趨勢。在該種背景下,比較影像學的出現(xiàn)及其發(fā)展開始成為了必然。
3.比較影像學教學法的必要性。在傳統(tǒng)的醫(yī)學影像學教學模式之下,教師往往在講授某種影像學技術時,總是放大該種技術的優(yōu)勢而忽視其他技術的特長,久而久之就會讓學生產生疑惑,或者造成學生的片面之感。因此,教師在講授醫(yī)學影像學課程時,需要注意對比較教學法的應用,向學生講清各種診治方法的不足和優(yōu)勢,這也是比較影像學教學法應用的必然和必要性。
4.比較影像學的應用模式。在現(xiàn)代醫(yī)學影像學的比較影像學教學模式中,首先應該通過專題講座讓學生真正明白和理解比較影像學的基本方法和概念,然后以多組病例為切入點對具體的方法進行講授,最后在實際的工作中,盡量多和學生一起應用比較影像學的方法對疾病進行診斷。
三、比較影像學在醫(yī)學影像學教學中的重要性及其應用
1.滿足了現(xiàn)代醫(yī)學影像學的發(fā)展需求。在傳統(tǒng)的醫(yī)學影像學教學中,教師往往都是按照教材的順序依次對各個組織系統(tǒng)的成像原理、成像方法、正常和異常影像的表現(xiàn)等進行講解,而對于其他影像學的表現(xiàn)很少涉及,顯然學生很難從整體上對疾病的認識進行把握,同時對各種醫(yī)學影像學的診斷手法也缺乏系統(tǒng)的認知。目前,隨著各種成像設備的橫空出世,比如三維后處理軟件工作站等,使得影響圖像質量和檢查范圍不斷得到提升。在這種情況下,傳統(tǒng)的教育模式顯然無法滿足學生在未來的臨床工作需求。因此,在授課中加入其它醫(yī)學影像學的表現(xiàn),并對圖像之間的差異進行比較,能夠顯著提升醫(yī)學影像學的教學效果,滿足現(xiàn)代醫(yī)學影像學的發(fā)展需求。
2.疾病的全面、多角度分析。應用比較影像學可以向學生更加全面以及多角度地對疾病進行了解,一般情況下在對某種疾病的影像學表現(xiàn)時,適當?shù)亟Y合其他影像學技術進行展現(xiàn),能夠通過比較來找出該種疾病在不同影像表現(xiàn)間的相似和不同之處。從而在各種影像表現(xiàn)所反映的解剖、病理、生化等信息間的聯(lián)系的基礎上,有針對性地解析為什么會出現(xiàn)該種影像,比較適合于學生在本質上對疾病的成因、發(fā)展和預后進行了解??梢哉f,每種醫(yī)學影像學在疾病的診斷中都有著各自的優(yōu)勢和不同,學生能夠學習和掌握同一種疾病的不同成像技術和檢查方法下的圖像特征,有利于從全面和多角度下對疾病進行分析。
3.提高了學生的臨床實踐能力。隨著現(xiàn)代化醫(yī)學影像學學科的發(fā)展,學生在實習時面對的內容一般情況下是非常多的,其往往在面對CT、MRI、普通X射線以及超聲等各種影像學診斷手段時顯得無從下手,即使當時掌握了,隨著時間的推移仍然被遺忘,從而不得不回到崗位后再重新學習。而比較影像學將從根本上為此類問題的解決提供了一種良好思路,學生在比較影像學的教學手段之下,可以對各種不同醫(yī)學影像手段進行橫向的比較,在此基礎上還可以實現(xiàn)舉一反三、觸類旁通,從而有效提升了臨床教學的效果,從而建立起了影像專業(yè)整體框架,能夠認識到影像專業(yè)的發(fā)展方向,使其對將來走向工作崗位充滿信心。
4.比較影像學的具體應用內容。一般情況喜愛,比較影像學課程的主要內容可以歸納為如下兩個方面,其一是對各種醫(yī)學影像學自身發(fā)展的縱向比較:(1)影像設備的進步、更新和與之相聯(lián)系的新技術的采用,這些進步給臨床帶來的益處;(2)顯像劑的發(fā)展史及與之相聯(lián)系的新技術的采用;(3)介入顯像的發(fā)展史以及有針對性地解決的臨床問題;(4)從各影像學各自的縱向發(fā)展史中找出共性和規(guī)律,以預測今后的發(fā)展。
其二是對各種醫(yī)學影像學技術的橫向比較:(1)各種醫(yī)學影像學技術的原理、方法、適應疾病、診斷效能以及優(yōu)缺點等;(2)各種醫(yī)學影像學技術的準確度、靈敏度以及特異性;(3)同一患者各病程的影像學比較;(4)各種醫(yī)學影像學技術的性能及成本比較;(5)創(chuàng)傷性及其不良反應;(6)各種醫(yī)學影像學技術在疾病決策方面的比較,通過比較提出對某一疾病檢查的優(yōu)選方案。
四、結語
總之,醫(yī)學影像學作為當今發(fā)展迅速的一門醫(yī)學學科,分散和融合必定會成為未來的主流趨勢,這也是比較影像學教學方法應用的必然性,從而為未來培養(yǎng)出高素質醫(yī)學影像綜合人才的奠定重要基礎。
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關鍵詞:醫(yī)學影像學;現(xiàn)狀;未來;綜述
【中圖分類號】R473【文獻標識碼】A【文章編號】1672-3783(2012)04-0140-01
隨著醫(yī)學影像學飛速發(fā)展,它在臨床醫(yī)學中的地位不斷提高,由X線、超聲、放射性核素顯像、CT、數(shù)字減影血管造成影及介入裝置、磁共振成像所組成的醫(yī)學影像學家族已經成為臨床主要的診斷和鑒別診斷方法、醫(yī)院現(xiàn)在化的重要標志、科學研究的主要手段及醫(yī)院重要的經濟收入來源?,F(xiàn)將醫(yī)學影像學的發(fā)展與展望綜述如下。
1 醫(yī)學影像學技術發(fā)展的歷史回顧
1895年11月8日德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了一種新型射線(a kind of new rays)。并于11月22日為夫人拍攝了一張手部x線照片,也是人類第一張x線影像。隨后,x線被廣泛的應用于對疾病的診斷和治療,形成了放射診斷學和放射治療學。x線還用于疾病的預防、康復和預后隨訪。在醫(yī)學之外,還用于x線衍射分析和工業(yè)探傷等多種用途。因此,x線的發(fā)現(xiàn)對人類作了重大貢獻。1971年亨氏菲爾德發(fā)明了CT,將傳統(tǒng)的X線的直接成像轉變?yōu)殚g接成像,從而奠定了現(xiàn)在影像學的基礎,隨后出現(xiàn)的MRI、正電子發(fā)射型體層攝影術等影像學技術,以及近期出現(xiàn)的分子成像和光成像,使醫(yī)學影像學在顯示形態(tài)學狀態(tài)之外,還能完成組織器官功能檢查,并最終在分子和細胞水平顯示組織、器官的化學成分和代謝變化。
2 醫(yī)學影像學現(xiàn)狀
曾經在我國長期使用用的x線透視檢查的應用逐年減少, 大型醫(yī)院或者發(fā)達地區(qū)的中小醫(yī)院已逐步取消透視, 而代之 以x線攝影檢查, 且以DR檢查占主導地位。傳統(tǒng) X線造影檢查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X線脊髓造影檢查被 MRI所取代;其次是多排螺旋CT和MRI結合光學內鏡逐步取代 X線消化道造影、經靜脈腎盂造影和膽道造影等檢查;然后是 DSA的診斷性血管造影檢查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴隨設備的逐步普及,CT已經成為臨床(尤其急診)最重要的影像檢查方法。MRI具有無創(chuàng)傷、 無射線輻射危 害,成像參數(shù)多、獲得的信息量大,軟組織對比度最佳等顯著優(yōu)點,是最活躍的影像學研究手段,已經成為很多重要疾病的確證診斷方法。超聲以其設備普及、價格低廉、無創(chuàng)傷、無射線輻射危害、可在病床旁邊實施和便于復查等優(yōu)點, 成為目前臨床應用最主要的影像學篩選檢查技術。以早年的CT為起點,CT、MRI等設備開始提供橫斷層面影像。同時,得益于計算機技術的進步,今天已經可以在較短時間內把上述的信息“重組”(reformation)為三維的、分別顯示興趣結構的、帶有仿真色彩的,甚至以內窺鏡的信息模式顯示的“直觀信息”。舉例說,一個重度創(chuàng)傷的病人可能會有骨折、顱腦損傷、內臟損傷、血管損傷及其他并發(fā)癥。今天,只需用CT從頭到腳在數(shù)十秒鐘內完成采集,病人即可回病房作急癥處理,而放射科醫(yī)師可使用一次采集的信息分別顯示出骨骼、顱腦、內臟、血管等結構與病變,并給急癥醫(yī)師提供“直觀的”興趣結構的三維的、彩色仿真的診斷信息。這樣的信息已經超越了大體解剖學的可視能力,達到了即使在手術刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。
3 醫(yī)學影像學技術的發(fā)展趨勢
各種醫(yī)學影像學設備向小 型化、專門化、高分辨力和超快速化方向發(fā)展,MRI和CT的全器官灌注成像得到臨床普及應用。雖然目前MSCT主要生產廠家的設計理念和主攻方向不一致,導致彼此設備的差異巨大,但是可以預測,在不遠的將來,CT機的構造(包括發(fā)生器、X線球管的結構和數(shù)量、探測器種類和排數(shù)等) 將發(fā)生實質性變改, 也許球管和探測器的旋轉速度更快,使MSCT的時間分辨力突破50 ms大關,使心臟得到真正的“凍結”,而探測器材質的改進能顯著提高MSCT的空間分辨力。 各種介入治療成為常規(guī)有效的治療方法。集診斷與治療一體化的醫(yī)學影像學設備也在不斷成熟和普及, 使疾病的診斷更加及時、 準確,治療效果更佳。應用計算機仿真技術設計外科手術方案、 由影像導航 系統(tǒng)直接引導外科手術入路、確定手術切除范圍,并在術中直接應用MRI對病灶切除范圍進行現(xiàn)場評價會逐漸普及應用。在影像學網(wǎng)絡化的基礎上,醫(yī)學圖像處理將成為常規(guī),而服務器軟件取代工作站,實現(xiàn)多點同時后處理,并使圖像后處理的自動化程度進一步提高。 伴隨遠程影像學的普及和寬頻帶網(wǎng)絡的應用,醫(yī)學影像學圖像的遠程傳輸更為快捷,圖像更加清楚,影像學科醫(yī)生可以在家里或者在出差旅途中完成診斷報告。
分子成像是醫(yī)學影像學的熱點研究方向之一,伴隨分子成像的研究進展,會有多種組織、器官特異性對比劑問世,這些新型對比劑能顯示特定基因表達、 特定代謝過程、特殊生理功能,其毒副作用更小、對比增強效果更佳、診斷的特異性更強,真正實現(xiàn)疾病早期診斷。開發(fā)療效監(jiān)測對比劑(或稱分子探針),以在最短時間得到治療的反饋信息, 在分子水平上進行疾病的靶向治療。除PET外, 其他醫(yī)學影像學技術也能直接用于藥物的研發(fā)和監(jiān)測療效,在活體早期、連續(xù)觀察藥物或基因治療 的機制和效果,以利于藥物篩選和新藥開發(fā)。此外,分子成像方法和圖像后處理技術將得到持續(xù)改進,并開發(fā)出用于分子成像的影像學新技術。 醫(yī)學影像學技術的進展還將導致影像學科內部人員構成發(fā)生變化,物理師、數(shù)學家、生物醫(yī)學工程師、計算機專家和循證醫(yī)學專家占影像科室人員的比例越來越高,針對某種重大疾病可以組建包含內、外科和影像學醫(yī)生的新型科室。醫(yī)學影像學檢查不僅在診斷與治療的環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,而且可以在疾病預防、健康體檢、重大疾病篩查、健康管理、早期診斷、病情嚴重程度評估、治療方法選擇、療效評價、康復等環(huán)節(jié)發(fā)揮越來越大的作用,醫(yī)學影像學科的地位必將不斷提高。參考文獻
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關鍵詞:應用型本科;醫(yī)學影像;人才培養(yǎng)
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)49-0278-02
吉林省計劃近期將20所高校轉型為應用型高校,通過調整招生計劃、增列專業(yè)學位授權點、實施差異化撥款等政策,引導一批普通本科院校向應用技術類型高校或專業(yè)轉型,支持高校深化校企合作、吸引行業(yè)企業(yè)深入?yún)⑴c專業(yè)建設和人才培養(yǎng),為適應形勢的發(fā)展,結合醫(yī)學影像專業(yè)教學實際,就應用型醫(yī)學本科院校培養(yǎng)醫(yī)學影像專門人才做如下探討。
一、應用型本科院校醫(yī)學影像人才的特點
應用型本科院校醫(yī)學人才與學術型醫(yī)學人才不同,應用型醫(yī)學人才是指具有豐富醫(yī)學專業(yè)知識,并能把發(fā)明、創(chuàng)造轉化成實踐,主要承擔轉化應用和創(chuàng)造實際價值任務的人才。應用型醫(yī)學人才可以細分為專科、本科和研究生等不同層次。高職高專層次培養(yǎng)的是職業(yè)技能型醫(yī)學人才,在知識構建上以“實用”為限;本科層次的應用型醫(yī)學人才在知識構建上強調搭建可塑性強的知識框架,強調以通識為目標的專業(yè)理論基礎、寬廣的知識面和一定的創(chuàng)新、科研能力。具體為接受醫(yī)學影像學本科層次教育,具有較為寬廣的醫(yī)學基礎知識和豐富的醫(yī)學影像專業(yè)知識,素質全面,能將現(xiàn)有醫(yī)學技術轉化成實踐,并有一定創(chuàng)新和發(fā)展的醫(yī)學影像專門人才。
二、應用型本科院校醫(yī)學影像人才專業(yè)培養(yǎng)目標
培養(yǎng)能夠適應社會發(fā)展和國家現(xiàn)代化建設基本需要,道德品質和專業(yè)素質全面發(fā)展,具有基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、醫(yī)學影像學的基本理論、基本知識和基本技能,能在醫(yī)療衛(wèi)生機構中從事醫(yī)學影像診斷、醫(yī)學影像技術、醫(yī)學影像質量控制和質量保證以及醫(yī)學影像設備管理的應用型醫(yī)學影像專門人才。
三、應用型本科院校醫(yī)學影像人才業(yè)務培養(yǎng)要求
應用型醫(yī)學影像人才的必須具備豐富而全面的綜合知識,這不僅是應用型人才提升醫(yī)學專業(yè)水平的必備因素,也是個人持續(xù)發(fā)展的基礎,應用型醫(yī)學影像人才強調復合能力,即對醫(yī)學知識、技術的應用能力和一定技術創(chuàng)新的科研能力,需要注重理論與技能相結合。應用型醫(yī)學影像人才應當具有適于創(chuàng)業(yè)的專業(yè)素質、良好的心理素質和道德素質,具體如下。
1.素質方面。①政治堅定,熱愛祖國,忠于人民,遵紀守法,有正確的世界觀、人生觀和價值觀,愿為祖國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展和人民群眾的身心健康努力奮斗;②具備良好的職業(yè)道德,將維護人民群眾的健康作為自己的職業(yè)責任,珍視生命,關愛病人,具有人道主義精神和基本人文素質,將預防疾病、救死扶傷作為自己的責任和使命;③技術優(yōu)良,樹立終身學習觀念,緊跟醫(yī)學發(fā)展潮流,不斷追求卓越的醫(yī)療技術,認識到持續(xù)完善自身醫(yī)療技術的重要性;④重視醫(yī)學的倫理問題,注意保護患者的隱私;⑤尊重患者的人格、及民族習慣,樹立依法行醫(yī)的法律觀念,學會用法律保護病人和自身的權益;⑥具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,善于分析批判和不斷創(chuàng)新,實事求是,有團隊合作的精神和觀念;⑦注意發(fā)揮醫(yī)學影像資源的效益最大化,在應用各種影像檢查技術進行準確診斷的過程中,應考慮到患者及其家屬的利益。
2.知識方面。①理解并掌握一些自然科學和社會科學的基礎知識和原理,并能用于指導自身未來的生活、學習和醫(yī)學實踐;②熟練掌握人體各時期的正常結構及其功能;③掌握常見病、多發(fā)病的發(fā)病原因,發(fā)病機理、臨床表現(xiàn)、影像表現(xiàn)及診斷原則;④能夠分析環(huán)境因素、社會因素及行為心理因素對疾病形成與發(fā)展的影響;⑤掌握基本的藥理學知識及影像對比劑使用原則;⑥掌握科學實驗在醫(yī)學研究中的重要作用;⑦認識到預防疾病的重要性,了解常見傳染病的發(fā)生、發(fā)展以及傳播的基本規(guī)律,掌握常見傳染病的分類,防治方法、影像表現(xiàn)及診斷原則;⑧掌握醫(yī)學影像與放射治療各種儀器設備的結構和一般維修方法。
3.能力方面。①應用醫(yī)學影像診斷(放射診斷、CT診斷、MRI診斷)、超聲診斷、核素診斷等各種影像診斷技術進行疾病診斷的基本理論、方法和技能;②應用各種射線進行放射治療的基本理論、方法和技能;③醫(yī)學影像與放射治療各種儀器設備的結構和一般維修方法;④具有從事醫(yī)學影像學和放射治療學科學研究的初步能力;⑤具有一定的英語聽、說、寫能力,能夠閱讀本專業(yè)英文書刊;⑥具有一定的計算機應用能力。
四、應用型本科院校醫(yī)學影像主干學科和核心課程
應用型本科院校醫(yī)學影像學課程體系的特點主要體現(xiàn)在醫(yī)學影像學核心課程的設計突出醫(yī)學影像學與醫(yī)學生物工程學科的相互融合。培養(yǎng)應用型醫(yī)學影像專業(yè)人才,專業(yè)課程體系要突出應用型本科課程的設計要求并兼顧醫(yī)學影像學專業(yè)要求,重點加強基礎醫(yī)學、醫(yī)用電子學基礎、計算機原理與接口、C語言等課程,課程設計強化實驗、見習、實習等實踐教學環(huán)節(jié),重視學生實踐能力的培養(yǎng)。
1.主干學科?;A醫(yī)學、臨床醫(yī)學、醫(yī)學影像學。
2.核心課程。系統(tǒng)解剖學、人體斷面與影像解剖學、生理學、生物化學、病理學、藥理學、診斷學基礎、內科學、外科學、醫(yī)學影像物理學、醫(yī)學影像設備學、醫(yī)學影像檢查技術學、醫(yī)學影像診斷學、超聲診斷學、介入放射學、腫瘤放射治療學。
3.主要專業(yè)實驗。系統(tǒng)解剖學實驗、斷面解剖學實驗、醫(yī)學機能學、醫(yī)學影像診斷學實驗。
五、應用型本科院校醫(yī)學影像課程設置和基本要求
應用型本科院校醫(yī)學影像課程的設置要增強人才培養(yǎng)的指向性,基礎課程突出應用性,以強化“應用”為重點,強調“必須、適用”,專業(yè)課程突出針對性,以強化“實用”為重點,強調“基本、常見”,著力培養(yǎng)學生的專業(yè)技術應用能力。
1.必修課(含限定選修課)體系結構及具體內容。通識課程包括以下內容:①思想政治教育包括思想道德修養(yǎng)與法律基礎、基本原理、中國近現(xiàn)代史綱要、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策等。②體育教學包括課內教學和課外教學。安排在前兩學年,第一學年體育基礎教學,第二學年體育選項教學。③大學英語教學包括英語讀寫和英語聽說。安排在前兩學年,實行分層次教學。④計算機教學包括計算機應用基礎課程、VB程序設計和C語言課程。⑤大學生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導課?;A課程包括高等數(shù)學、醫(yī)用物理學、醫(yī)用化學、系統(tǒng)解剖學、人體斷面與影像解剖學、組織學與胚胎學、生理學、生物化學與分子生物學、醫(yī)學微生物學與人體寄生蟲學、醫(yī)學免疫學、病理學、病理生理學等。專業(yè)基礎課程包括內科學、外科學、婦產科學、兒科學、醫(yī)學影像設備學等。專業(yè)課程包括:醫(yī)學影像檢查技術學、醫(yī)學影像診斷學、超聲診斷學、腫瘤放射治療學、影像核醫(yī)學等。
2.非限定選修課。實行學分制,學生在校期間必需修滿學分。其中包括人文社科類,自然科學類,藝術體育類和專業(yè)基礎與專業(yè)類。
3.主要實踐性教學環(huán)節(jié)。軍事課程:軍事訓練2.5周。勞動:前四學年每學年安排勞動0.5周。社會實踐(調查):前四學年每學年安排勞動1.5周。臨床見習:共8周,第五學期安排臨床見習2周,第六學期安排臨床見習4周,第七學期安排臨床見習2周。影像見習:共6周,第七學期安排影像見習2周,第八學期安排影像見習4周。畢業(yè)實習:共48周,其中X線科12周,CT科12周,MR科12周,超聲科12周。
六、創(chuàng)新醫(yī)學影像實踐教學體系,培養(yǎng)學生綜合實踐能力
應用型醫(yī)學本科院校與普通醫(yī)學本科教學的本質區(qū)別是更強調教學的實踐性、應用性和技術性。醫(yī)學影像實踐教學是培養(yǎng)高素質應用型醫(yī)學影像人才的關鍵環(huán)節(jié),也是醫(yī)學影像教學中的重要組成部分。在課程體系設計上減少了驗證性和演示性實驗的比例,增加了設計性、綜合性和研究性實驗,購進了大型醫(yī)學影像設備,增強了影像實驗室的功能,通過大學生科研項目計劃,增強學生設計、實施、分析和解決問題的能力,努力提高學生參加實踐活動的積極性。在加強影像實驗室建設的同時,還加大了對醫(yī)學影像實踐教學基地的建設,在鞏固現(xiàn)有教學實習基地的基礎上,致力于與省內外大型知名衛(wèi)生醫(yī)療機構的聯(lián)系,建立了一些高層次的影像實習培訓基地,空間跨度基本涵蓋南到浙江省、北至黑龍江省的廣大區(qū)域,并按照應用型醫(yī)學影像人才培養(yǎng)的目標制定了專業(yè)實習手冊。課程改革,適當增加了醫(yī)學影像學專業(yè)學生在醫(yī)院實習的時間,并實現(xiàn)以實習促進就業(yè)的目的。
七、優(yōu)化醫(yī)學影像教學手段、構建高素質的教師隊伍
教學方法改革在應用型醫(yī)學影像課程體系構建中具有舉足輕重的地位。鼓勵醫(yī)學影像學教師采用CBL、PBL、雙語教學及計算機輔助教學法等方法,發(fā)揮學生在醫(yī)學影像學教學過程中的主體地位,在教學方式上進行典型影像病例討論、錄像觀摩、小組討論等方法,充分發(fā)揮醫(yī)學影像專業(yè)學生的積極性和主動性,提高醫(yī)學影像學專業(yè)學生分析和解決實際問題的能力,促進醫(yī)學影像學專業(yè)學生知識、能力和素質的諧調發(fā)展,從事影像教學的教師應具有系統(tǒng)的理論知識和較高的教學水平,豐富的實踐經驗和較強的實踐能力。此外,聘請省內外醫(yī)學影像學知名專家任兼職教師,以指導實習、專題講座等形式將行業(yè)內最新成果、技術帶入課堂。鼓勵醫(yī)學影像學青年骨干教師參與在崗培訓,通過外出進修、學術交流等形式進行教學、科研能力培訓,提高其教學科研能力。
應用型醫(yī)學本科院校的醫(yī)學影像專業(yè)人才培養(yǎng)過程要做好各門課程負責人的遴選和課程教學團隊的組建工作,選擇高職稱、高學歷的資深骨干教師擔任主干課程負責人,結合影像課程特點和實際,科學、客觀地分析影像課程現(xiàn)狀和存在問題,抓住制約醫(yī)學影像教學質量提高的瓶頸,采取切實有效措施,在解決實際問題上下功夫,確保應用型醫(yī)學本科院校的醫(yī)學影像專業(yè)人才培養(yǎng)工作取得實效。
Abstract: Along with the development of science and technology, the arisen virtual instrument technology in our country plays a significant role in education system. This paper discusses the application of virtual instrument technology in medical imaging experiment teaching, constructs a simulated medical imaging technology experiment environment. It takes the man-machine interactive way, and has innovative, alternation, aptitude, simulation, openness and expansibility, etc. It achieves positive result in improving experimental teaching effect, improving students' interest in study, and fostering students' skills and thinking ability.
關鍵詞: 虛擬儀器技術;醫(yī)學影像技術;課程評價;虛擬實驗
Key words: virtual instrument technology;medical imaging technology;curriculum evaluation;virtual experiment
中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)25-0232-02
1 概述
隨著現(xiàn)代醫(yī)學實驗課程的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的醫(yī)學儀器實驗由于場地、維護費用等現(xiàn)實條件的限制,大部分醫(yī)學院校的實驗教學資源都比較匱乏,使得醫(yī)學實驗教學不得不尋求更新的更符合時代要求的實驗手段。虛擬儀器技術即在計算機技術、數(shù)據(jù)庫技術與網(wǎng)絡技術等支撐下,架構支持真實實驗環(huán)境的虛擬實驗平臺。虛擬實驗平臺形成了一個虛擬環(huán)境,在這種環(huán)境中進行操作、控制、分析、觀察和實驗,同時控制真實的實驗環(huán)境。這一技術有許多的優(yōu)點,如交互性很靈活、對硬件資源要求不復雜,更簡易,因此在實驗教學中廣泛應用,成為解決可視化知識學習的又一重要媒體技術。而信息技術與學科整合,正是立足于時代的高度。虛擬儀器技術與課程整合,與傳統(tǒng)的教學模式不同,在豐富學科知識、優(yōu)化學生認知、優(yōu)化課堂教學結構等方面影響比較大。
近年來,在醫(yī)學類高職院校實驗實踐教學中,非常強調學生的實際操作和動手能力,所以基于虛擬儀器的實驗教學更突出了其優(yōu)勢,因而該技術在醫(yī)學高職院校的實驗教學中得到了進一步發(fā)展和完善。
2 醫(yī)學影像技術傳統(tǒng)教學的缺陷
板書教學是醫(yī)學影像傳統(tǒng)教學模式,學生在實驗室動手操作實驗。醫(yī)學影像實驗教學在學生獲取專業(yè)知識時具有極大的重要性。它在使學生深入理解理論知識、形成職業(yè)崗位能力等方面起到許多積極的作用。傳統(tǒng)的實驗教學并不完善,還有不少的不足。由于大型影像設備昂貴,驗耗材較多,綜合性實驗和開放性實驗無法或很少實現(xiàn)。實驗資源有限,不能做到人手一機,分組過大,難以反復訓練,造成實驗教學難以達到預期效果,嚴重阻礙了學生能動性和實踐能力的培養(yǎng)。
3 醫(yī)學影像虛擬實驗的設計和優(yōu)勢
醫(yī)學影像技術專業(yè)要求學生能夠操作大型的影像設備,如CT、MRI等,這些設備價格昂貴,體積龐大,操作使用復雜,需要學生長時間練習操作。一般院校很難滿足這些大型設備的教學使用需要,而虛擬儀器技術可以解決和克服這一難題。我們學院和徐州醫(yī)學院合作,利用計算機仿真、數(shù)據(jù)庫、圖像處理、虛擬實現(xiàn)和三維重建等編程技術對現(xiàn)有的影像設備實驗教學進行改革,開發(fā)了系列化大型醫(yī)學影像設備CT、MRI、PET-CT仿真操作訓練系統(tǒng)。仿真當今主流CT、MRI、PET-CT掃描工作站的常規(guī)操作,不需要設備主機,形成相應的仿真工作站,模仿真實CT、MRI、PET-CT掃描工作站的操作流程;從而實現(xiàn)不需要投入大型設備,就能做到學生人手一機進行操作訓練,滿足學生學習和掌握大型醫(yī)療設備掃描操作基本技術的需求。
醫(yī)學影像學在當今社會已有了飛速的發(fā)展和顯著的進步,本文著重分析影像教學中存在的困難和障礙,目的在于探討促進影像教學的有效途徑。
一、存在的問題
(一)影像技術飛速發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)
自從我國1901年從國外引進第一臺X線機以來,迄今已有100多年的歷史。近幾年來,多普勒超聲、數(shù)字化X線機、多排CT、磁共振等逐步進入了各級醫(yī)療機構;在此同時,數(shù)字攝影技術的發(fā)展與普及異常迅猛,計算機電子成像,數(shù)字化X線成像,數(shù)字減影血管造影,圖像存貯與傳輸系統(tǒng)等設備進入臨床,被廣泛應用,膽系、泌尿系,婦產科等方面的疾病也由無創(chuàng)傷、無輻射的B超所代替,傳統(tǒng)的X線診斷僅成為醫(yī)學影像手段之一。
(二)影像教學內容日趨廣泛和復雜
醫(yī)學影像教學涉及人體各個器官和部位的方方面面,加之新時代技術的飛速發(fā)展,形成了現(xiàn)代醫(yī)學影像教學門類多、環(huán)節(jié)多,廣泛而復雜的教學體系。計算機在醫(yī)學影像中的應用,可謂本學科的最大特點,其在生物醫(yī)學信號圖像處理方面使醫(yī)學對人體的認識越來越深入細致,使醫(yī)學診斷手段更加現(xiàn)代化和快速準確;影像學與內科、外科、婦產科等學科的結合,產生了介入放射學,使原來只從影像上做診斷的醫(yī)技大夫轉為既診斷又治療的臨床醫(yī)生。因此,原來單純的X 線診斷學已遠遠不能滿足臨床的需要。但是由于教師對新技術掌握相對有限,眾所周知,醫(yī)學影像設備昂貴,購置所有新設備是不現(xiàn)實的,且許多新技術的采用需要臨床科提供病源和配合;加之新技術發(fā)展日新月異,教師對新技術的了解和掌握受到了限制。為了保證和提高教學質量,我校多渠道爭取資金,醫(yī)學影像教學設備自近幾年以來得到了更新,實驗開出率達到90%。我校影像學科主要設備一覽表,見表一。
表一 影像學儀器數(shù)量表
(三)教學軟件滯后
利用教學軟件進行圖像存儲、處理和教學是提高影像教學質量的有效途徑之一,但目前尚處于比較落后和滯后的境況,與臨床上影像學的發(fā)展極不吻合,給教學帶來了極大的不便。
二、解決方法
綜合分析現(xiàn)狀,結合我校實際,我們通過以下途徑較好地解決了上述矛盾,保證了教學質量。
1.多途徑進行師資培養(yǎng),制定切實可行的師資培養(yǎng)計劃。
根據(jù)部頒教學大綱和我校實際情況,制定了短期、中期、長期師資培養(yǎng)計劃,以提高教師學歷層次及掌握和更新知識為主要目的。中職教育的培養(yǎng)目標為高素質的勞動者。目前中職教育存在片面強調學科體系和知識灌輸現(xiàn)象,對知識應用、創(chuàng)新、實踐能力培養(yǎng)重視不夠?!笆兰o職業(yè)教育課程改革和教材建設”工作中要求樹立以全面素質為基礎,以能力為本位的指導思想,通過學校組織的各種講座和參加中職大綱及教材編寫,使全體教師樹立起“以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點,提高學生職業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力”的思想,根據(jù)大綱結合我校實際情況,在培養(yǎng)實踐能力上下功夫,可以采用走出去請進來的方式獲取最新知識和信息。力求使每位教師了解和掌握本學科最前沿的各種檢查技術和相關知識。
2.優(yōu)化組合傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代教學媒體。
由于影像學自身的特點,在教學中離不開各種教學媒體,隨著科學技術的發(fā)展,現(xiàn)代化的教學媒體會源源不斷地引入到教學之中。因此,在教學過程中,如何將傳統(tǒng)教學媒體與現(xiàn)代教學媒體優(yōu)化組合,合理運用,發(fā)揮各個媒體的最大效應將是教學中最迫切要解決的問題。
三、討論
通過研究,筆者認為在選擇多媒體組合時,還應遵循以下原則:
1.應視教學內容選擇最能表達清楚、學生最易理解的媒體,沒有必要處處強調現(xiàn)代媒體的重要性和主導作用。
關鍵詞: 醫(yī)學影像;PACS DICOM;關鍵技術;數(shù)據(jù)存儲管理
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0310061-01
0 引言
隨著計算機和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,數(shù)字化醫(yī)院的重要性逐步被醫(yī)學界所認識,在數(shù)字化醫(yī)院建設的各項環(huán)節(jié)中,PACS是重中之重,被專業(yè)人員所密切關注。PACS是近年來隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術數(shù)字成像技術的進步而快速發(fā)展,其目的就是全面解決醫(yī)學圖像的獲取、顯示、處理、存儲、傳輸和管理的綜合系統(tǒng),是實現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院的關鍵。PACS借助計算機系統(tǒng)為醫(yī)生能及時得到正確的檢查數(shù)據(jù)和圖像,使病人及時得到治療,采用先進的計算機技術實現(xiàn)我院醫(yī)學影像數(shù)字化、信息化,是今后我院發(fā)展的必然趨勢。
1 PACS系統(tǒng)的發(fā)展歷史及分類
PACS系統(tǒng)的發(fā)展已有近20余年,在80年代中后期所研究的醫(yī)學影像系統(tǒng)主要采用專用設備,整個系統(tǒng)造價非常昂貴;到90年代中期,Computer graphics workstation的產生和Network communication technology的發(fā)展,使得PACS的整體價格有所下降。進入90年代末,計算機的普遍使用,網(wǎng)絡的高速發(fā)展使得PACS可以建立在一個能被較多醫(yī)院接受的水平上。
根據(jù)目前國際上流行的劃分方法,PACS可分為三大類:
1)Full-service PACS:包括醫(yī)學成像設備,影像存儲、拷貝及輸出等功能,并提供遠程放射學服務,采用模塊化結構設計。
2)Local PACS:包括數(shù)字影像設備CT、MRI、DR、CR等,常規(guī)X線設備的膠片可經膠片數(shù)字化后嵌入PACS系統(tǒng)。
3)Mini PACS:僅限于醫(yī)學影像科,在醫(yī)學影像科內部既實現(xiàn)影像傳輸、存儲、顯示等功能,又實現(xiàn)部分影像設備聯(lián)網(wǎng),達到科內影像全數(shù)字化和無膠片化。
經查詢有關資料,我國目前大多數(shù)醫(yī)院所使用的PACS主要以Local PACS結構為主。
2 PACS系統(tǒng)的功能及特點
PACS是基于計算機化的醫(yī)學圖像信息處理,并減少日常的報告書寫工作,為臨床醫(yī)生及時提供圖像信息。其工作原理是把病人的診斷圖像,通過局域網(wǎng)傳送到數(shù)據(jù)庫;再由醫(yī)生工作站提取、查看存放在數(shù)據(jù)庫中的醫(yī)學圖像,醫(yī)生可以向數(shù)據(jù)庫提取查看不同成像設備生成的病人圖像的需求,所有的醫(yī)學影像設備、工作站和數(shù)據(jù)庫都是通過局域網(wǎng)實現(xiàn)的。
2.1 PACS系統(tǒng)具備的特點
1)實用性:整個PACS系統(tǒng)應采用先進的計算機技術,界面全中文化,適使用于醫(yī)院的需求。
2)安全性:系統(tǒng)穩(wěn)定性強,具有完善的系統(tǒng)安全措施和逐級權限管理。
3)先進性:系統(tǒng)結構緊湊,能夠完成存儲管理、導入導出數(shù)據(jù)及查詢檢索等各種服務。
4)開放型:系統(tǒng)具有開放性,可擴展性,便于今后對系統(tǒng)升級、影像共享及遠程會診。
2.2 PACS系統(tǒng)的功能
1)影像處理功能:對影像進行縮放、移動、反相、旋轉、濾波、播放及調節(jié)等功能。
2)影像管理功能:兼容各設備之間的影像傳遞,提供病人在不同時期、不同成像設備的影像及報告功能,支持影像及報告的打印。
3)遠程會診功能:支持醫(yī)學影像數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送和接收,便于異地醫(yī)學專家會診。
3 PACS系統(tǒng)的設計
3.1 PACS系統(tǒng)設計中以DICOM 3.0為標準。就是在醫(yī)生工作站和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)上,醫(yī)生可以共享數(shù)據(jù)庫中的所有影像信息。DICOM 3.0為PACS影像數(shù)據(jù)傳輸起了關鍵作用,該協(xié)議完全支持PACS的要求。
3.2 對現(xiàn)有設備進行兼容性處理。由于現(xiàn)有設備不符合DICOM 3.0標準,需要非DICOM網(wǎng)關的處理,才能接入PACS網(wǎng)絡中。
3.3 系統(tǒng)可擴展性。PACS系統(tǒng)是需要逐步發(fā)展和完善的,因此在系統(tǒng)設計結構中要注意考慮,各個子系統(tǒng)的相對獨立性及標準化,為今后的可持續(xù)擴展提供方便,提供接口。
4 PACS系統(tǒng)中核心技術
4.1 數(shù)字化影像采集。在PACS系統(tǒng)中,影像捕獲系統(tǒng)的性能是至關重要,由于各家醫(yī)院的影像格式、傳輸方式不同,因此對影像信息的交換帶來了巨大的困難。為此,美國放射學會建立了一種標準,規(guī)范影像信息的交換,現(xiàn)廣泛使用的標準稱之為“醫(yī)學數(shù)字影像通訊DICOM3.0”,影像數(shù)據(jù)的采集有直接采集、間接采集、視頻采集及膠片掃描。
4.2 數(shù)據(jù)(影像)存儲管理。因PACS系統(tǒng)中需要存儲大量的醫(yī)學影像圖片,對圖片的質量和精度要求較高,所以就需要采用一套完善的存儲管理軟件,該軟件可對數(shù)據(jù)進行備份和恢復,提高數(shù)據(jù)可用性,實現(xiàn)存儲的自動化管理。
4.3 影像網(wǎng)絡模式。計算機網(wǎng)絡是PACS系統(tǒng)的重要組成部分,將影像的采集、存儲、顯示、數(shù)據(jù)報告等模塊單元連為一體,PACS系統(tǒng)采用Client/server模式組網(wǎng)。
4.4 影像設備接口。大多數(shù)醫(yī)院影像設備接口不統(tǒng)一,很難接入PACS系統(tǒng)中,這就要求PACS系統(tǒng)設計時針對不同的接口類型,采取不同技術,實現(xiàn)兼容,解決臨床診斷困擾,使影像數(shù)據(jù)解析成DICOM 3.0標準。
4.5 影像壓縮技術。在線數(shù)據(jù)存儲是PACS系統(tǒng)的基本要求,要求將影像進行壓縮,便于存儲和傳輸。壓縮技術分為有損壓縮和無損壓縮。當前醫(yī)學影像界研究數(shù)據(jù)存儲的重點課題是有損壓縮技術。
5 PACS系統(tǒng)實施的目標
PACS通過計算機局域網(wǎng)絡將醫(yī)院的各類影像檢查設備連接在起來,將數(shù)字化的影像信息上傳到服務器中進行分類、歸檔、存儲,實現(xiàn)信息資源共享,實現(xiàn)醫(yī)院影像的無膠片傳送和存儲,實現(xiàn)的目標有:
1)實現(xiàn)醫(yī)學影像無膠片管理,從而降低影像學的運行成本。
2)實現(xiàn)HIS系統(tǒng)、LIS系、RIS系統(tǒng)與PACS系統(tǒng)的相連接,發(fā)展為智能化、數(shù)字化醫(yī)院。
3)遵循DICOM 3.0標準,實施PACS的目的是實現(xiàn)影像信息資源共享,使醫(yī)院的HIS系統(tǒng)、LIS系、RIS系統(tǒng)、與PACS系統(tǒng)之間能夠協(xié)同工作,無縫連接,為醫(yī)院信息系統(tǒng)處于良好的兼容中。