趙 杰，陳平華，唐鶴云，胡俊峰

徐州醫(yī)學院醫(yī)學影像學院，江蘇 徐州 221004

在醫(yī)學影像領域，X線攝影被廣泛應用于疾病的診療中，是重要的臨床檢查手段之一。通過選擇合適的攝影體位，可以在減少X線使用劑量的同時得到更適合臨床診斷的圖像。體位的選擇既要遵循一些基本的原理，還要根據(jù)實際情況靈活應對。因此，在X線攝影擺位的教學中，需要給學生提供可以動手反復實踐的仿真操作環(huán)境。但是在具體實踐教學中我們發(fā)現(xiàn)，一方面，過量的X線會對人體造成嚴重的損害;另一方面，大型X線成像設備價格昂貴，廣泛應用于教學存在一定的困難。針對具體實踐教學中遇到的問題和困難，我們開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的仿真教學系統(tǒng)—模擬Digital Radiography擺位教學儀(以下簡稱模擬擺位儀，DR)，解決了教學中大型醫(yī)療設備學生“只能看，不能摸”、無法隨學隨練的困難［1］。

1 自制模擬Digital Radiography擺位教學儀技術實現(xiàn)

1．1 硬件技術實現(xiàn)

將圖像處理技術與計算機硬件設備結合，可以模擬DR設備的攝影以及成像過程，讓學生在不接觸X線的情況下反復練習擺位技術。

設備的基本原理:用可見光代替X線，用攝像頭替代X線接收器，通過一個與處理器連接的圖像采集裝置將高亮度的可見光投射到人體被照射部位，并采集該部位的照片，傳輸?shù)教幚砥髦羞M行圖像處理，再顯示到處理器屏幕上。

設備的組成(如圖1所示):模擬擺位儀有圖像采集裝置、圖像處理器與圖像顯示器。其中處理器采用PC機。

圖1 設備組成框圖

設備的硬件組成(如圖2a主視圖所示):圖像采集裝置由立柱安裝在帶有萬向輪的底座上。立柱上裝有滑道，可供圖像采集頭上下滑動。圖像采集頭與處理器連接。如圖2b側視圖所示，圖像采集頭能夠以滑道上任意位置為圓心做360°旋轉，底座上留有USB數(shù)據(jù)接口，用來和計算機主機交換數(shù)據(jù)。

圖2 硬件設備主、側視圖

工作過程:打開儀器，通過計算機控制圖像采集頭的高度及亮度，圖像采集頭將可見光投射到人體被照射部位，攝像頭采集該部位的照片，傳輸?shù)接嬎銠C中進行圖像處理，處理后得到的X光圖像顯示到計算機屏幕上，學生能夠及時看到操作結果。

1．2 軟件技術實現(xiàn)(以足部擺位判斷為例)

對足部常用擺位方式進行分析之后，我們采取引入特征點的方法來實現(xiàn)足部擺位正確性的判斷。其步驟為:在足部標記特征點(如圖3所示)，通過攝像頭采集圖像，將圖像進行處理，判斷結果［2］。

采集到的圖像經(jīng)過圖像灰度化、標記點分割等預處理，并對預處理的結果進行進一步判斷，可以得到標記點的個數(shù)，以得到的標記點個數(shù)為判斷標準，決定圖像的最終輸出結果。具體流程圖如圖4所示［3-4］。

圖3 加入特征點的足部圖像

圖4 標記點判斷流程圖

2 傳統(tǒng)X線擺位教學的方法與不足

X線檢查技術教學的總體目標是培養(yǎng)學生具有一定的X線檢查技術操作技能，掌握相應的放射診斷知識［5］，其中擺位技術是教學的重點和難點。傳統(tǒng)的X線擺位教學，需要以昂貴的X線設備為依托，在具體的臨床診療過程中逐步培養(yǎng)受訓者的操作技能。以徐州醫(yī)學院醫(yī)學影像技術專業(yè)的影像技術學教學為例:首先用課程40%的時間讓學生根據(jù)教材有關攝影體位的敘述互相擺體位;然后用課程50%的時間讓學生在實驗室的攝影床上進行擺位操作訓練，教師進行指導;最后利用10%的時間，安排學生到臨床見習，通過觀摩實際的臨床醫(yī)療過程，學習擺位及儀器的操作。

在傳統(tǒng)教學過程中主要存在兩點不足:①學生無法親手操作設備，無法對大型影像設備有具體的認知;②學生在訓練擺位的過程中，只能由指導教師對擺位的正確與否做出判斷，一方面授課效率無法提高，另一方面學生無法自主的反復練習［6］。

3 模擬擺位儀的效果

在X線擺位教學實踐中，將28名學生隨機分成甲、乙兩組。甲組作為對照組，采用傳統(tǒng)方法教學，乙組作為實驗組采用模擬擺位儀進行教學。教學時間為:理論12學時，實驗12學時。課程結束，對甲、乙兩組學生進行考評。考評內(nèi)容包含理論知識問答和實踐操作能力兩部分。其中，理論知識40分，操作技能60分，合計100分。考評結果顯示，乙組學生理論知識平均分為32．5分，操作能力平均分為56分，甲組學生理論知識平均分為30分，操作能力平均分為45分。通過對比甲、乙兩組學生的考評結果，可以看出運用模擬擺位儀進行教學能夠有效改善教學效果。

我們自行研制的“模擬Digital Radiography擺位教學儀”是一種將計算機技術與自動化技術相結合，應用于教學的實驗儀器，它可以模擬Digital Radiography的主要功能，學生可以借助該儀器，在不接觸X線的基礎上反復練習擺位，并且能夠通過計算機顯示的結果得知自己的擺位是否正確。在實際教學過程中，該儀器為學生提供了安全、仿真、可重復的實踐動手機會，能夠滿足教學需求，針對性地解決了實踐教學中的具體問題，收到了較好的實際效果。

［1］胡俊峰，武斌，唐鶴云，等．基于網(wǎng)絡的醫(yī)學影像學臨床教學模式研究［J］．中國醫(yī)學教育技術，2012，26(1):62-64

［2］徐正光，鮑東來，張利欣．基于遞歸的二值圖像連通域像素標記算法［J］．計算機工程，2006，32(24):186-225

［3］趙杰，童敏明．一種基于特征點的足部擺位判斷方法［J］．臨床醫(yī)學工程，2011，18(12):1844-1845

［4］張榮芳．基于多元圖特征基元的模式識別方法研究［D］．秦皇島:燕山大學，2009:38-39

［5］楊立輝，賈樹春．目標教學法在X線檢查技術教學中的應用［J］．遼寧高職學報，2004，6(4):93-94

［6］張曉康．X線攝影體位“451”教學方法的探討［J］．衛(wèi)生職業(yè)教育，2005，23(21):52-53