现代医学影像学的发展和特征
1972年CT的开发和应用,使放射学进入了一个以体层成像和电子计算机图像重建为基础的新阶段,继之磁共振成像(MRI)、放射性核素成像、超声成像、数字减影血管造影(DSA)和数字X线成像逐步兴起并应用于临床。事实上,医学成像技术不仅有图像的产生,还包括图像的处理、显示、记录、存储和传输。这就为图像存储和通讯系统(PACS)的发展奠定了基础。20世纪70年代中期,介入放射学逐步应用于临床,尤其是介入治疗技术发展迅猛,近年已成为与内科学、外科学并列的三大治疗技术。影像诊断学与介入放射学结合共同构成了诊断和治疗兼备的现代医学影像学。以高科技为基础,向广大人民和病员提供先进的诊疗技术为特征的现代医学影像学,在先进国家和我国已分别于20世纪80年代和90年代中期形成了较完整的学科体系,开创了本学科的新纪元。
医学影像学的发展方向
步入新世纪,知识经济随着新经济的兴起,知识与经济的全球化和可持续发展将成为人类社会和经济发展的主流。生命科学(含脑科学)和信息科学将是跨世纪科学发展的主要学科;自然科学和人文科学交叉融合的发展趋向,将促使医学科学进一步向微观和宏观相结合的方向不断深入发展。一方面分子生物学将继续推进医学科学的发展,生物技术、基因工程和医学生物工程的结合,将加速预防和诊治技术的更新。另一方面社会、心理和生态环境的影响愈来愈受到重视。微观和宏观因素的结合,将促进医学科学各领域的发展,甚至使其面貌发生根本的变化。面对这一新的形式,医学影像学将如何发展?
--随着生命科学的进展,分子生物学、生物和基因工程(人类基因组/疾病基因组学)等,将深入和影响基础医学与临床医学(含影像学)的进程和发展。实际上,生理、功能和代谢成像以及基因诊断和治疗已经并将进一步影响影像学的诊治及基础研究,所谓生物医学成像(biomedical imaging)--分子/基因成像(molecular/genetic imaging)已提上日程。
--随着医学生物工程和计算机、微电子(microelectronics)技术的进展,新一代影像和介入设备及器具(如新近多层面螺旋CT,MR心脏、神经专用机等)的开发,功能的改进,各种影像设备的图像采集和显示新技术(如三维仿真成像、MR频谱以及各种图像的融合)和精确度的提高等,与生物技术相结合,组织和/或疾病特异性对比剂的开发和应用,影像诊断和介入治疗将不断拓展新领域,向广深发展。另外,MRI多种原子核成像(现为氢核)的研究、开发,医学成像的多能源化,如微波、红外线和光等,其发展愈来愈受到重视。
--随着信息科学的进展,影像学的数字化,图像存储与通讯系统(PACS)和远程放射学、进而远程医学系统,智能型计算机和工作站,计算机辅助诊断(computer aided diagnosis,CAD)和治疗等的进展和实用化,使"网络影像学"(network imaging)成为可能。人工智能技术(如机器人),亦将应用于影像诊断和介入治疗的操作。
--社会、心理和环境因素,对人类卫生保健的影响,对重大疾病如癌症、心脑血管病等发生、发展的意义应有新的认识。随着社会经济和生活水平的提高,人口老龄化,人们对健康的认识和医疗服务体系(health care system)的转变,广大人民对安全、有效而微/无创性诊治技术,以及对于心理、社会和环境相协调的防治对策的需求将会不断提高。
总之,影像学诊断将由大体形态学为主的阶段,向生理、功能、代谢和/或基因成像过渡;对比增强,由一般向组织和/或疾病特异性方向发展;图像分析由"定性"向"定量"发展;诊断模式由胶片采像和阅读向数字采像/电子传输(无胶片放射学)方向发展;介入治疗向实时、立体和少/无射线引导,进而与内镜、微创治疗/外科相结合的方向发展。同时,对疾病及发生机制的认识,将从器官、细胞向分子、基因水平深入,从个体(patient-oriented)到群体(population based)的卫生保健、疾病防治将具有新的含义。这些将改变医学影像学的诊治研究和实践方式(medical imaging research and practice),使医学影像学在未来的医疗研究和服务体系中占有更大的比率和更重要的地位。
我国的现状和问题
20世纪90年代中期,我国已基本上形成了现代医学影像学体系,近年又有不少新的进展。但整体上与国际先进水平仍有较大差距。
影像诊断学仍处于以形态学为主的阶段,功能、代谢成像如MRI扩散和/或灌注成像,MR频谱分析,正电子发射型计算机断层(PET)成像及超声心肌造影等已初步进入临床或刚刚起步。
--介入治疗的发展和普及应用,尤其是肿瘤、血管内(动脉、静脉)介入治疗及其多种技术的综合应用等,取得了重要进展。近年来,超声介入治疗和超声消融的实验研究,以及聚集强超声(high intensity focused US,HIFU)治疗肝癌、骨瘤等已初步应用于临床。但总的来说新技术发展较慢,而又面临微创治疗/外科(minimally invasive therapy/surgery)的挑战,同时主要介入治疗技术的规范化有待进一步解决。
--基础、实验研究和新技术开发薄弱,缺少创新;与影像学诊断技术相比,工程技术尤其是相关器械、材料的研制明显滞后。同时,全国各地区,甚至不同单位的专业、学术水平发展颇不平衡,专业队伍素质有待提高,缺少高素质的中青年学术带头人等为当前主要问题。由于历史及其他原因,我国放射学(含CT、MRI和介入等)、超声和核医学处于"分割"状态,不能适应新世纪医学影像学整体(包括人才的培养)发展的要求。
--科技事业的发展,一般可分为三个阶段:①引进、仿制为主的阶段;②消化、吸收、改进为主的阶段;③自主创新为主的阶段。这与一个国家的社会经济发展水平及其对科技的需求和投入(如R&D/GDP研究开发/国民生产总值的比值 )密切相关。作为一个发展中的大国,我国科技正进入或处于消化、吸收、改进为主的阶段,医学科技(含医学影像)也是如此。
发展战略的探讨
1.继续发挥我国临床应用研究的优势,组织"多中心研究",为此,应努力做到诊断和/或治疗及评价标准的"规范化"和"国际化"。
--以肿瘤的介入治疗为例,应严格按照国内外肿瘤学通用的诊断(如TNM分期,获取组织学诊断等)和疗效评价(CR、PR和年度存活率)标准。积极开展并建立我国影像诊断和介入治疗的基础及实验研究体系,加强体制和机制改革,例如,建立多学科或/和学科交叉(如影像技术与分子生物学、工程、物理等)的研究体制,发挥"团队"研究精神,并努力创新及其应用、扩散。无创新即无生命力。
2.致力于现代医学影像学("大影像"概念)科室的建设。要使人民和广大病员正确认识影像学是临床诊疗科室(或专业),能够提供先进的诊断和治疗技术,使广大病员受益;必须改变人们对影像医师的认识:既是诊断医师又是治疗医师。这并不是说每位影像医师既精于诊断又精于治疗,而医学影像作为一个科室(或专业)必须诊治兼备,包括影像诊断、超声、核医学和介入治疗亚专业分工,同时又要划分神经、心胸、腹部、骨关节影像学等,各有分工,协调发展,与其他科室相互配合,共同前进。这样才能适应新世纪医学科学尤其是临床医学的挑战,促进本学科的发展。
3.加强医学影像学专业的教育和培训,注重全面素质的提高。以医师为例:
--住院医师培训,应强调打好上述现代医学影像的全面基础,并应包括科研能力的培训。参照国外经验,应建立、健全培训基地的评估、严格考试、考核和资格认证等制度。
--同时,应调动生物医学工程方面的力量、条件和潜力,探索适合我国国情的医工结合和合作途径、方式,一方面致力于诊治技术的提高、创新,另一方面抓住重点,为研制开发高质量国产产品而努力。
--从在校教育开始,加强影像技术学专业人员的在职培训,尽快建设高素质的专业技术队伍。
4.建立、健全我国医学影像学的继续/终身教育体系,开展相关研究,重新认识其在知识经济社会条件下的重要意义。1994年"首届世界终身学习会议"提出"终身学习是21世纪的生存概念"。在校医学生的教育和住院医师培训应是"打基础"的学习和初步的专业培训(从一定意义上也是"打基础"的学习)。在其后的医、教、研工作仍应不断学习以适用工作中不断发展的需要。在新的历史阶段,医学(含影像学)的继续教育将向终身教育过渡、发展,这是必然趋势。
为此提出:①提高各类、各级专业人员对继续/终身教育重要性的认识、自觉性和责任感;②知识更新及专业技能的提高并重,扩大知识面,重视与不同学科和/或专业间的配合;③不仅要"学会"以适应工作需要,更要"会学",以提高创新能力;④充分利用现代化信息手段,如远程和/或网络医学体系;⑤加强管理,理顺体制,如卫生行政部门、学术团体、医教研机构,以及评估、验证机制等。
5.适应我国国情,统筹安排,做好提高与普及两方面的工作,继续开展影像学综合诊断应用研究,大力普及规范化的主要介入治疗技术,从而建立、健全社区与城市医疗机构影像学诊治服务及转诊机制,向广大城乡人民提供优质的影像学服务。争取增加科研和教育投入,除国家、各级政府外,通过政策引导,鼓励寻求企业和个人等多渠道来源。
21世纪的医学影像学,将以崭新的面貌展现在眼前,将以更迅猛的速度发展。让我们抓住机遇,迎接挑战,为使我国医学影像学在不久的将来跻身于世界先进行列而努力奋进!