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编号:10267717
网络版胸部影像多媒体教学系统
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 1999年第12期
     作者:王伟中 钱民 王华 王颂章 谢敬霞

    单位:王伟中、钱民、王华 广州军区广州总医院放射科 510010;王颂章 武汉,广州军区武汉总医院放射科;谢敬霞 北京医科大学附属第三医院放射科

    关键词:胸部疾病;多媒体;计算机辅助教学;计算机通信网络

    中华放射学杂志991210摘要:目的 设计制作适合在网络环境使用的胸部影像多媒体教学系统。方法 (1)搜集胸部病理证实的各种病例,图像以数码相机、扫描仪等方式数字化处理;(2)使用的制作软件为Frontpage 98, Homesite 2.5等。 结果 (1)资料内容丰富、信息量大,超过1 500幅图像;(2)以多级目录式结构交互显示每种项目的内容,使用非常方便。(3)在局域网、Internet等网络环境下运行良好。结论 设计合理、使用方便、适合在网络环境运行的多媒体教学软件将在影像教学方面起到重要的作用。
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    Multimedia medical imaging teaching files of the chest for network environment

    WANG Weizhong, QIAN Min, WANG Hua, et al.

    Department of Radiology, the General Hospital of Guangzhou Military Command, Guangzhou 510010

    Abstract Objective To design and program multimedia medical imaging teaching files of chest disorders for network environment. Methods (1) Collecting pathological proved images of chest disorders with digital camera and scanner. (2)Using Frontpage 98 and Homesite 2.5 for programming. Results (1) There were more than 1500 images in the teaching files. (2)With friendly interface and easy , flexible operation. (3)Reliable and stable operation in local network environment and Internet. Conclusion Well-designed and programmed medical imaging teaching files are easily acceptable and may play an important role in modern radiology education.
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    Key words Thoracic diseases Computed-assisted instruction Computer communication networks

    随着微型计算机日渐普及,计算机技术的发展,特别是近年来多媒体技术的不断完善,计算机在医学教育中的应用已越来越受到重视,目前国外许多机构或公司都已设计制作出多媒体教学系统,部分还应用于网络环境。而国内目前也有一些多媒体医学软件,但应用于网络环境的放射影像多媒体系统笔者则未见报道[1-4]。本课题正是在这种背景下,利用我们在病例资料完整性、应用Internet获取资料等方面的优势,设计制作适合在网络环境使用的影像多媒体教学系统胸部部分,以期达到促进影像医学教学发展的目的。

    材料与方法

    一、开发环境
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    1. 硬件部分:兼容机PⅡ233CPU, 64M内存, 6.4G 硬盘,AGP带4M 显存的显示卡,24倍速光驱,16位声卡, 点距为0.26~0.28的17~21 in(1 in=2.54 cm)彩色显示器。数码照相机为Olympus C-1400L和C-1000L,扫描仪为Agfa AcurusII。调制解调器为Wisecom公司的56 kbps(千波特率)voice/fax Modem。其他还有话筒、有源音箱等。

    2. 软件部分:操作系统为简体中文Windows 98 和Windows 97,图像处理软件为Photoshop 4.01、 Corel Draw 6.0和 ACDSee 32 V2.21等。系统编程应用软件为Frontpage 98和 Homesite 2.5等。网页浏览器为Microsoft IE 4.0和Netscape Navigator 4.0。

    二、资料来源与处理
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    图像大部分来源于广州军区广州总医院、广州军区武汉总医院多年来经手术病理证实的资料,部分资料来自得到允许用于教学的Internet网上资料,以及其他医院的少量资料。资料上的征象都得到资深影像专家的认定。CT机为Elscent Twin Flash、Simens DRH、GE 9800等。采用数码照相机和扫描仪录入图像资料,数码相机录入模式为HQ(High Quality 分辨率为1 280×1 024或1 024×768, 16位),扫描仪录入使用300 dpi(每英寸点数)分辨率, 12位模式。资料图像共有1 500余幅,由于图像较多,并考虑到要在Internet上运行,故采用有压缩的JPEG格式,并使用图像处理软件对图像进行剪辑、标注、调节亮度和对比度。经处理一般分辨率为450×338、8位灰阶图像大小约40 kb(字节)左右;分辨率为350×263、8位的图像大小约为30 kb左右。经过和原始图像的对比,此两种格式对原始的图像质量损失不大,得到了多位专家和许多资深放射科医师的肯定。图像较小有利于在网络上传输。

    三、设计思想
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    本软件的主要适用对象主要是本科学生和一些专业进修生,应达到不需要太多计算机知识就可以熟练使用。同时,因为本软件设计要求能在网络环境顺畅运行,因此,内容翔实、简单易用为第一要求。

    1. 在界面设计中,重点设计简洁合理的人机交互界面,目录、窗口、对话框、滚动条、按钮等功能层次分明醒目。

    2. 美工设计中软件目录、主题和按钮等以砖红色、白色等色调为主,蓝色白色背景相间并采用深蓝色和黑色字体,比较协调醒目。对需要重视的目录和内容可使用 Java Script (Java小程序)增加闪烁和走马功能。

    3. 文字设计除了主菜单等需用较漂亮的图形方式外,其余字体尽量使用 Windows 95 的标准字体以取得较好的兼容性。

    4. 背景音乐使用最小的MID文件格式,并设定开关。
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    四、应用环境

    1. 硬件部分:兼容机486/100主频CPU, 16M内存, 1.0G 以上硬盘,显示卡和显示器应能满足800×600分辨率、16位色彩显示。4倍速以上光驱,16位声卡,有源音箱等。如在网络环境最好用传输速度为33.6 kbps以上的调制解调器。

    2. 软件部分:操作系统为简体中文Windows 95,使用分辨率为800×600、16位以上色彩显示。网页浏览器使用Microsoft IE 3.0和Netscape Navigator 3.0以上的版本。

    结果

    一、系统组成

    本系统由应用解剖、检查方法、肺部病变、纵隔病变、心血管病、胸膜病变、胸壁病变、横膈病变、高分辨率CT、最新技术和疑难病变11个模块即一级目录组成。在选取不同的目录时,选中的目录呈高亮度显示。不论在选中何种目录,11项一级目录都一直在左侧的目录栏显示,在各种病变的下级目录中显示界面,一级目录仍然在左侧目录栏中显示,因此可达到随时的目录跳转,学习其他的内容,使用非常方便(图1~7)。
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    图1 胸部影像多媒体教学系统主菜单左侧白色按钮条为一级目录

    图2 选取一级目录中的最新技术后右侧红色按钮为二级目录,中间白色背景上的文字部分为对新技术部分的说明

    图3 选取二级目录中的三维重建按钮后出现的页面,在中间三维重建工具条下有4个病例按钮,左侧一级目录仍在,可随时跳转至其他目录

    图4 选取病例三维重建病例2后出现病例2为左上肺癌的三维重建图像,每幅图像可放大至全屏
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    图5 在最新技术目录中选取支气管仿真内窥镜的病例2,出现支气管内膜结核的仿真内窥镜图像和文字说明

    图6 从胸膜病变中选取胸膜间皮瘤病例1后得到的图像和文字说明窗口

    图7 多媒体教学系统菜单示意图

    1.在各种病变包括肺部、纵隔、心血管、胸膜、胸壁、横膈病变和最新技术的界面设计风格统一,其子目录即二级目录位于右侧,基本按先天变异性疾病、炎性病变、良性肿瘤、恶性肿瘤、转移性病变、胶原性疾病、系统性疾病的局部表现、其他病变等进行分类。三级目录即为具体疾病。选中后弹出中间的文字解释和讨论部分,在此界面可选择不同的病例学习。选中后弹出病例图像界面,其右侧首先显示为病历摘要,同时有可选择开或关的主要征象,具有测验功能。图像多而显示不全可按右侧的工具条或按钮,图像可放大并全屏显示。
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    2.在应用解剖目录中使用2×2表,分别显示同层面的解剖标本图、线条图、CT肺窗和CT纵隔窗图像。选中不同的解剖部位后该器官或结构以高亮度显示。同时在右侧文字栏中显示相应的文字说明。

    3.在疑难病变中主要选择较为疑难和少见的病例,界面风格相似,只是将病史作为独立一项,增加了诊断的选择、鉴别诊断和讨论的内容。具有测验功能。

    4.系统的各种疾病有多个病例,每个病例有多幅图像,甚至多达数十幅图像,图像类型虽然以CT为主,但许多病例有其他的影像手段如MRI,核素扫描等图像的对比,因此可对疾病影像表现有较为完整的了解。

    二、运行测试

    本系统在单机Windows 95操作系统、IE 4.0、 Netscape Navigator 4.0 等浏览器上运行稳定,未见程序运行出错或死机现象。亦未见字符错显等故障。对安装在局域网Windows NT主机上的系统进行访问亦未见异常。将本软件的一部分与Internet 网站链接(网址: http://imager.163.net/yxkp/xjs/xjs.htm),通过调制解调器进行访问也未见出错。
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    三、使用效果

    经过对在单机上使用本系统的实习学员、进修医师和资深的放射科医师共30名的调查了解,与传统的幻灯片教学和图谱阅读比较, 100%的受试者均认为本系统在可接受度、内容表达方面优于传统的教学方法。教学效果方面, 90%(27人)的受试者认为本系统优于传统的教学方法。对系统的缺点评价和改进栏较集中的意见为:目前难于普及16.7%(5人) ,部分图像质量有待提高20%(6人), 界面有待改进6.7%(2人)。

    讨论

    1.软件的设计思路:传统的医学影像学的教学内容文字较图像部分比例大,如目前大部分教材都以文字为主,图像较少,图谱形式的书籍中每一病例的图像张数也较少,学生对各种病例的阅片不够,加之目前的教学手段较单一,内容简单枯燥,学生的学习积极性很难提高,影响了教学的效果。

, http://www.100md.com     随着计算机技术的发展,特别是多媒体及计算机网络技术的发展,为影像医学教学提供了一种新的模式[5,6]。多媒体软件具备了如下主要特点:(1)形式多样,生动活泼,趣味性强;(2)具备高度交互性,变被动学习为主动学习,激发学生的主观能动性;(3)信息量大,内容丰富多彩,重现力强;(4)界面友好,操作方便。因而使学习者能够通过多种感官获取知识信息,增强理解能力,提高学习效率。

    多媒体制作软件很多,如Visual Basic 5.0, Authorware 3.5, DirectX 6.5, Toolbook 4.0等,各有其特点,都可制作出很好的多媒体软件,并可脱离软件开发平台运行,有些还支持网络环境,如DirectX 6.5等。但有些软件制作的多媒体软件不能支持网络环境,或图像格式受到一定的限制,制作的软件图像数据较大,一般以光盘的形式存储,适合于在单机运行,不利于在网络环境特别是Internet(国际互联网)上运行。而在Internet上进行信息交流已形成一种趋势[7],在网上有许多制作精美、内容丰富的多媒体教学软件[8,9]。利用Internet资源进行学习提高也越来越重要。
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    针对目前多媒体教学软件制作方面的一些不足, 并欲为影像教学提供一种新的模式,我们设计制作了这一软件。选择html(超文本标记语言)进行编程,使用的软件为Frontpage 98和Homesite 2.5等,目的是使软件有更好的网络兼容性。Frontpage 98的编程是可视化的,其动态链接特性可使软件形式灵活多变。设计好的软件可实现快捷灵活的跳转。Homesite 2.5有利于灵活的链接,且产生的文件较小,还可对网页进行细致的调整。用网页制作软件设计制作的软件需要网页浏览器的支持,因为目前绝大多数计算机都安装有网页浏览器,现在看来也算不上缺点了。

    2.软件的特点:本软件的除了具备一般多媒体软件的特点外,其特色是(1) 内容较丰富,信息量大,如每种疾病有数个病例,每个病例有多幅甚至数10幅图像,有利于学生较完整地了解疾病的影像特点。(2) 适合在网络环境包括在Internet上运行,置于网络计算机主机可提供多用户的访问,方便群体教学和远程交流。经过试用,能达到激发学习者的兴趣、增强教学效果的目的。目前国外已有大量制作精良的多媒体教学系统并得到了广泛的应用,相比之下,我国在这方面仍存在不少差距。本系统同样有不少值得改进的地方,采用目录式结构虽然方便浏览阅读,但在随机测验方面则较难实现。本软件未使用图像数据库,因此查询功能亦有待完善。适合网络上运行是本系统的优点,亦是它的缺点,因为在网络环境中因只能用较小的图像以加快传输速度,而压缩率大图像质量必然受损失,如何解决这一矛盾还需要进行不断的努力。相信不久的将来,随着网络带宽的扩展以及技术的发展,许多问题都将迎刃而解。
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    参考文献

    1 Pastore G, Valentini V, Campioni P, et al. Telecommunications and multimedia systems in education: what developments for radiology? Rays, 1996, 21: 290-301.

    2 Hardin PC, Reis J. Interactive multimedia software design: concepts, process, and evaluation. Health Educ Behav, 1997, 24: 35-53.

    3 Richardson ML. A World-Wide Web radiology teaching file server on the Internet. AJR, 1995, 164: 479-483.
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    4 秦笃烈,陈瑞芬,钱磊,等.多媒体病理教学系统的开发.医药与计算机,1998, 47-48:308-314.

    5 Mooney GA, Bligh JG. Information technology in medical education: current and future applications. Postgrad Med J, 1997 , 73: 701-704.

    6 Alusi GH, Tan AC, Campos JC, et al. Tele-education: the virtual medical laboratory. J Telemed Telecare, 1997, 3: 79-81.

    7 Zimmerman JL. Growth of the Internet and its impact on health care and society. N Y State Dent J, 1995, 61: 64-69.

    8 http://indy.radiology.uiowa.edu/VirtualHospital.html.

    9 http://med-www.bu.edu/bostonvamc/radcases/caseindx.htm.

    收稿:1999-03-11

    修回:1999-07-30, 百拇医药