摘?要:本研究探討了影像組學(xué)在急性缺血性腦卒中預(yù)后的比較影像學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和價值。影像組學(xué)為比較影像學(xué)教學(xué)注入新活力,有助于醫(yī)學(xué)生全面理解和掌握急性缺血性腦卒中的相關(guān)知識。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究方法,醫(yī)學(xué)生可以參與到大規(guī)模醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的解析和分析中,探索預(yù)后相關(guān)的影像特征和模式,獲取更全面和綜合的疾病信息。影像組學(xué)為急性缺血性腦卒中臨床比較影像學(xué)教學(xué)提供了新的視角和方法,有助于提高醫(yī)學(xué)生的臨床思維和實踐能力。
關(guān)鍵詞:影像組學(xué);比較影像學(xué);腦卒中;教學(xué)
Abstract:This?study?explores?the?application?and?value?of?radiomics?in?comparative?imaging?teaching?for?the?prognosis?of?acute?ischemic?stroke.Imaging?omics?injects?new?vitality?into?comparative?imaging?teaching,helping?medical?students?fully?understand?and?master?knowledge?related to?acute?ischemic?stroke.Through?datadriven?research?methods,medical?students?can?participate?in?the?analysis?and?analysis?of?largescale?medical?imaging?data,explore?prognostic?related?imaging?features?and?patterns,and?obtain?more?comprehensive?and?comprehensive?disease?information.Imaging?omics?provides?a?new?perspective?and?method?for?clinical?comparative?imaging?teaching?of?acute?ischemic?stroke,which?helps?to?improve?the?clinical?thinking?and?practical?ability?of?medical?students.
Keywords:Imaging?omics;Comparative?imaging;Stroke;teaching
急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測的臨床教學(xué)旨在深化醫(yī)學(xué)生對影像檢查技術(shù)及臨床應(yīng)用重要性的理解。醫(yī)學(xué)生在充分認識急性缺血性腦卒中的臨床及影像特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)下AI大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用的背景,綜合運用影像組學(xué)等人工智能技術(shù),全面洞察疾病的起源、進程和預(yù)后,這有助于與時俱進地塑造醫(yī)學(xué)生的臨床思維,提升其臨床決策能力。
影像技術(shù)及后處理手段在近年來迅猛發(fā)展,推動了眾多新的成像和后處理技術(shù)的出現(xiàn)。各類技術(shù)方法具有不同的優(yōu)缺點,多數(shù)疾病的診療需要多種影像診斷手段共同完成。新型多元化教學(xué)模式由此產(chǎn)生并逐漸發(fā)展為一種新穎的臨床教學(xué)方式——比較影像學(xué)。比較影像學(xué)主要涵蓋以下方面:通過不同檢查手段和方法對比同一疾病的影像表現(xiàn);分析不同疾病的影像學(xué)特征的異同;比對疾病的功能影像學(xué)與常規(guī)形態(tài)學(xué)表現(xiàn);衡量疾病治療的影像經(jīng)濟效價;比較疾病診斷方法的時間耗費[1]。此外,它還需要將各類疾病的特征、影像表現(xiàn)與臨床、解剖和病理等因素進行綜合比較。比較影像學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生深入理解各類影像學(xué)技術(shù)的優(yōu)劣,并學(xué)會在臨床診療中恰當(dāng)?shù)剡\用影像檢查方法。影像組學(xué)作為一種新型的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)分析方式,其基于高通量醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)分析,通過復(fù)雜的計算模型和算法提取、分析大量醫(yī)學(xué)量化數(shù)據(jù)信息。在急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測的研究中,影像組學(xué)能助力提取和量化各類影像特征,例如腦組織的灌注、代謝和結(jié)構(gòu)變化,為預(yù)后評估提供強大數(shù)據(jù)依據(jù)[2]。
影像組學(xué)技術(shù)和比較影像學(xué)教學(xué)模式相結(jié)合,不僅可以提高醫(yī)學(xué)生的影像診斷能力,還可以幫助他們更全面地理解和掌握疾病的整個過程,從而推動臨床醫(yī)學(xué)教育的全面發(fā)展,提高教學(xué)質(zhì)量和效果。
1?當(dāng)前醫(yī)學(xué)教育教學(xué)模式概述
目前,全球醫(yī)學(xué)教育課程體系主要有三種類型:學(xué)科型、器官系統(tǒng)型和問題型[1]。國內(nèi)主流的教學(xué)模式是學(xué)科型,以臨床學(xué)科基礎(chǔ)課為核心,涵蓋臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課和臨床實習(xí)三個部分。該模式在理論與實踐的平衡方面表現(xiàn)出色,同時便于教學(xué)管理和實施。然而,此種模式也存在一定的問題,主要是各學(xué)科間缺乏縱向聯(lián)系,使學(xué)生容易陷入被動接收信息的狀態(tài)。這可能導(dǎo)致醫(yī)學(xué)生在綜合思維能力上的不足,限制了其對于疾病充分理解和獨立思考的發(fā)展,影響其臨床工作的勝任力。隨著醫(yī)學(xué)教育改革的深入,國內(nèi)也正在探索新的教學(xué)模式,在這一探索與實踐中,比較影像學(xué)起著重要作用。通過對比不同疾病的影像表現(xiàn)以及功能影像與常規(guī)形態(tài)學(xué)表現(xiàn),從而讓醫(yī)學(xué)生深入理解疾病的診療過程。
2?影像組學(xué)和比較影像學(xué)在臨床急性缺血性腦卒中預(yù)后教學(xué)中的可行性
影像組學(xué)技術(shù)和比較影像學(xué)教學(xué)模式的綜合運用在臨床教學(xué)中不僅具有可行性,而且可能會開創(chuàng)一種新的教學(xué)模式,從而提高學(xué)生對于整體臨床決策過程的理解和掌握。影像組學(xué)的基礎(chǔ)在于提取高通量的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù),它利用復(fù)雜的計算模型和算法從醫(yī)學(xué)圖像中提取和分析大量的量化數(shù)據(jù)信息。在急性缺血性腦卒中的預(yù)后研究中,影像組學(xué)可以幫助提取和量化各種影像特征,如腦組織的灌注、代謝和結(jié)構(gòu)變化,從而為預(yù)后評估提供有力的依據(jù)[2]。在教學(xué)過程中,影像組學(xué)的應(yīng)用可以使學(xué)生理解和掌握這種先進的數(shù)據(jù)分析方法,并學(xué)會如何將其應(yīng)用于各種臨床問題。比較影像學(xué)則強調(diào)對各種醫(yī)學(xué)影像檢查設(shè)備及其方法的深入理解和應(yīng)用,以及在其實際臨床應(yīng)用中進行有效的比較。在急性缺血性腦卒中的預(yù)后研究中,比較影像學(xué)可以幫助學(xué)生全面理解各類影像技術(shù)在腦卒中預(yù)后評估中的優(yōu)劣和權(quán)重,并對不同的影像技術(shù)的預(yù)測效能進行深入對比,以確定其在腦卒中預(yù)后評估中的適用性和優(yōu)越性。而影像組學(xué)和比較影像學(xué)的綜合應(yīng)用可以將高通量的影像數(shù)據(jù)分析與臨床實際應(yīng)用有機地結(jié)合起來,直觀量化評估疾患的診療效果和轉(zhuǎn)歸。在教學(xué)過程中,可以使醫(yī)學(xué)生在理解和掌握各種影像技術(shù)的同時,也能理解和掌握如何從大量的影像數(shù)據(jù)中提取有用的信息,以及如何在實際臨床決策中選擇最合適的影像學(xué)技術(shù)。影像組學(xué)和比較影像學(xué)的綜合運用在急性缺血性腦卒中預(yù)后臨床教學(xué)中具有明顯的可行性和優(yōu)勢,通過這種方式,醫(yī)學(xué)生可以更全面、深入地了解并掌握急性缺血性腦卒中預(yù)后評估的過程,從而增強臨床決策的能力,這無疑有助于臨床教學(xué)效果和質(zhì)量的提高。
3?在急性缺血性腦卒中預(yù)后臨床教學(xué)中的作用
3.1?使醫(yī)學(xué)生更系統(tǒng)地掌握急性缺血性腦卒中的相關(guān)臨床知識
影像組學(xué)為比較影像學(xué)在急性缺血性腦卒中預(yù)后的臨床教學(xué)注入了新的活力,這將有助于提升學(xué)生對于急性缺血性腦卒中相關(guān)臨床知識的全面理解和掌握。首先,數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究方法作為一種重要的教學(xué)策略,可以讓學(xué)生直接參與到大規(guī)模醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的解析和分析中,從中探索預(yù)后相關(guān)的影像特征和模式。這一過程將有助于學(xué)生實現(xiàn)從理論到實踐的轉(zhuǎn)變,使他們能夠更好地掌握影像特征的鑒別和影像數(shù)據(jù)的分析方法。其次,通過多模態(tài)影像融合的教學(xué),學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何整合和解析CT、MRI和腦血管造影等多種模態(tài)的影像數(shù)據(jù),從而獲取到更全面和綜合的疾病信息[3]。這種方法不僅提升了學(xué)生對多模態(tài)影像表現(xiàn)解讀的技巧,還激發(fā)了他們對不同影像模態(tài)、不同影像技術(shù)對比和整合的認識,進一步促進了他們在臨床疾病診治中的應(yīng)用影像學(xué)手段解決問題的能力。另外,引入影像組學(xué)中機器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)的教學(xué),比如如何提取急性缺血性腦卒中的病灶區(qū)域用以分析和模型訓(xùn)練,如何降維提取感興趣區(qū)的量化數(shù)據(jù),如何通過曲線下面積判讀診斷指標(biāo)的敏感性,等等,使醫(yī)學(xué)生有機會接觸并理解如何運用影像組學(xué)手段提取復(fù)雜的影像特征,并通過大規(guī)模的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行預(yù)后預(yù)測,這種多因素分析的模型構(gòu)建手段也是當(dāng)下醫(yī)學(xué)發(fā)展的熱門方向之一,通過這種融入新手段、新模式的比較影像學(xué)教學(xué),不僅能幫助學(xué)生在臨床診斷能力上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,也有助于他們掌握和應(yīng)用先進的人工智能技術(shù)用以實踐。此外,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的治療原則也應(yīng)貫穿于整個教學(xué)過程中,使學(xué)生能理解并運用基于患者個體的影像數(shù)據(jù)進行預(yù)后預(yù)測,明確不同的患者因為個體化的差異而有不同的轉(zhuǎn)歸,這有助于他們樹立精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的理念,從而進一步提高其制訂個性化治療和護理方案的能力。在比較影像學(xué)的教學(xué)過程中引入影像組學(xué)技術(shù),不僅提供了全新的教學(xué)視角和方法,同時也有助于培養(yǎng)學(xué)生對于急性缺血性腦卒中全面、深入的理解,有助于學(xué)生建立全面的臨床思維,促使他們能將影像學(xué)知識更好地應(yīng)用于實際臨床工作。
3.2?指導(dǎo)醫(yī)學(xué)生合理選擇影像檢查方法和分析手段
醫(yī)學(xué)影像學(xué)原理復(fù)雜,傳統(tǒng)授課式教學(xué)比較刻板抽象,學(xué)生理解難度較大,存在形而上學(xué)的可能性[4]。若在講授醫(yī)學(xué)影像基本原理和各疾病異同時,采用更生動的方式,比如直觀地引入大數(shù)據(jù)分析的影像組學(xué)技術(shù),用圖表直觀地顯示或者進行指標(biāo)化數(shù)據(jù)的判讀,可以更加形象地幫助學(xué)生理解各類影像技術(shù)及其方法在不同疾病診治中的價值,這可以提升比較影像學(xué)教學(xué)的整體效果,在指導(dǎo)醫(yī)學(xué)生掌握各類影像檢查技術(shù)及其優(yōu)缺點、應(yīng)用范圍的同時,也有利于他們在臨床工作中更好地選擇首選影像檢查設(shè)備和方法。教科書中前輩們積累的豐富經(jīng)驗為我們提供了首選檢查方法,如對顱腦損傷、出血性腦卒中患者首選CT檢查;新生兒的顱腦檢查選擇價廉、無創(chuàng)、無輻射的超聲檢查;MRI能實現(xiàn)多模態(tài)成像,顯示組織形態(tài)學(xué)特征,并用于功能成像,但價格較高;PET能檢查出全身病變及量化評估病灶的感興趣區(qū)域的功能代謝,但存在較大輻射風(fēng)險,且價格昂貴[5]。在使用影像組學(xué)的分析方法時,往往不僅僅需要提供臨床資料數(shù)據(jù),還需提供完善的影像、病理等醫(yī)學(xué)圖像資料,甚至是皮膚病灶、舌苔等實拍照片,這就需要我們在傳統(tǒng)的影像檢查基礎(chǔ)上更需要進一步完善相關(guān)資料,在急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測中,可結(jié)合臨床資料和影像組學(xué)手段建立組學(xué)預(yù)測模型[2],通過量化臨床影像學(xué)數(shù)據(jù)、臨床資料、實驗室指標(biāo)等,綜合評判其預(yù)后,這種評估手段在急性缺血性腦卒中預(yù)后的比較影像學(xué)教學(xué)模式中,具有更加直觀、科學(xué)的特征和較高的敏感性。在比較影像學(xué)的教學(xué)中,讓醫(yī)學(xué)生在理解各類影像檢查設(shè)備及其方法的原理、優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍的同時,還能對比考慮各種影像檢查手段的特點和診斷效能,這為他們未來在臨床工作中選擇合適的影像檢查方法提供了理論支持。
3.3?影像組學(xué)助推比較影像學(xué)創(chuàng)新
影像組學(xué)不僅有助于提升疾病預(yù)后預(yù)測的準(zhǔn)確性,還為比較影像學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展帶來了機遇。首先,影像組學(xué)引入了大數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究方法。通過大規(guī)模醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的分析,可發(fā)掘出預(yù)后相關(guān)的影像特征和臨床指標(biāo)。這種基于數(shù)據(jù)的研究方法有助于研究者尋找新的影像指標(biāo)、特征提取方法和預(yù)測模型,可以更加直觀地對于疾病特征量化分析,從而推動相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)診療手段的發(fā)展創(chuàng)新。其次,影像組學(xué)可以進行多模態(tài)影像融合。在急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測中,影像組學(xué)可將CT、MRI和腦血管造影等多種模態(tài)的影像數(shù)據(jù)融合,以獲取更全面和綜合的信息[3],這種融合方法為比較影像學(xué)研究提供了新的途徑,進一步促進了比較影像學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新。此外,影像組學(xué)的發(fā)展離不開機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù),深度學(xué)習(xí)算法可自動提取復(fù)雜的影像特征,通過大規(guī)模的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行模型訓(xùn)練,以增加預(yù)測的精確性和可靠性。這些技術(shù)的引入,推動比較影像學(xué)教學(xué)模式中由傳統(tǒng)的人工肉眼分析、人工手動特征提取方法轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒?、更自動化的方法,影像組學(xué)的運用也凸顯了個體化醫(yī)學(xué)的重要性。模型通過大規(guī)模數(shù)據(jù)的訓(xùn)練后,可以提供個體的預(yù)后預(yù)測,從而為每位患者制訂個性化的診療方案輔助臨床決策。
4?臨床教學(xué)中需要注意的問題
醫(yī)學(xué)影像學(xué)是一門飛速發(fā)展的實用學(xué)科,影像組學(xué)技術(shù)與比較影像學(xué)教學(xué)模式的融合對從事醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)的教師提出了更高要求。教師需要掌握全面的醫(yī)學(xué)影像學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)知識,如X線、CT、MRI、超聲和核醫(yī)學(xué)等,同時還需要熟練掌握與影像組學(xué)技術(shù)的操作流程和判讀。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)有計劃地為學(xué)生準(zhǔn)備相關(guān)臨床影像學(xué)資料和影像組學(xué)軟件,明確該疾病教學(xué)的根本目的和意義。在急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測的教學(xué)中,傳統(tǒng)的比較影像學(xué)模式對缺血性腦卒中預(yù)后的預(yù)測能力有限,而影像組學(xué)技術(shù)可以通過高通量數(shù)據(jù)的挖掘和機器學(xué)習(xí)提供更多信息,其不僅可以提高急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測的準(zhǔn)確性,還可以幫助醫(yī)學(xué)生更生動地理解和掌握臨床知識。教師應(yīng)該充分預(yù)課并進行預(yù)實驗操作,了解影像組學(xué)的操作流程,在比較影像學(xué)的教學(xué)框架下,總結(jié)分析各方法技術(shù)的優(yōu)勢和不足,如傳統(tǒng)影像學(xué)手段、傳統(tǒng)影像組學(xué)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)等,提高學(xué)生對急性缺血性腦卒中的理解和綜合比較分析能力,進一步提高臨床教學(xué)質(zhì)量。
綜上所述,在急性缺血性腦卒中預(yù)后預(yù)測的臨床教學(xué)中,將影像組學(xué)技術(shù)融入比較影像學(xué)教學(xué)模式,有助于提高醫(yī)學(xué)生準(zhǔn)確判別疾病預(yù)后的能力,從而提高比較影像學(xué)教學(xué)質(zhì)量和效果。
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基金項目:2023年度鹽城市重點研發(fā)計劃(社會發(fā)展)項目(YCBE202327);2019年度鹽城市醫(yī)學(xué)科技發(fā)展計劃項目(YK2019022)
*通訊作者:于泳(1987—?),男,碩士在讀,中級職稱,團委書記,研究方向為醫(yī)學(xué)教學(xué)研究。