第三章　物联网医学临床应用

自德国物理学家伦琴发现X线并应用于医学以来已有100余年的历史。近30年放射诊断学发展相当迅速，计算机断层扫描（computed tomography，CT）、正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等新技术不断涌现，放射治疗和介入治疗等不断发展，在疾病的诊治和研究中的作用已越来越大，已成为医学领域中发展最快的学科之一。但是限于篇幅，本章将主要介绍与物联网医学有关的物联网放射学。

目前还没有明确提出物联网放射学，但是远程放射学（teleradiology）已经得到认可。远程放射学是由放射科医生来判读，从一个位置传输到另一个位置的X线图像，并据此作出诊断。最适合于急诊室、ICU和紧急会诊。在这些情况下，图像可以跨时区（如中国、美国、西班牙、澳大利亚、印度）发送，得到不同地区专科医师全时空的诊断服务，为患者做出更加专业和权威的诊断，使更多患者获益。远程放射学要求有发送站、高速互联网连接和高质量的接收站。通过发射站传输数字化平片，而CT、磁共振和核医学扫描可以直接发送，因为他们已经是数字数据流。在接收端的计算机需要有一个高品质的显示屏幕，用于临床诊断或指导治疗目的。经过测试后传送到接受请求会诊的医生端。远程放射学的主要优势是能够使用不同的时区，提供实时的全时空服务。其缺点为成本更高，但是可省去患者的跨省份长距离求医费用，且可得到更及时的诊断，其社会和经济效益是无法计量的，特别适合中国和一些发展中国家。目前我国还没有资格准入制度，但是一些国家已有使用远程放射学的法律法规，需要发送影像学考试的医学执业许可证。有些国家要求二级管理，先发出远程放射学的初步报告，再由高年资放射科医生发出官方报告。

远程放射学不等于物联网放射学。根据物联网医学的三大流程和十大功能，可以将远程放射学发展为更具有社会和经济效益的新型学科，为此这里暂称其为物联网放射学。新型的物联网放射学应该具有物联网的三大流程和十大基本功能。物联网三大基本流程（全面感知→可靠传送→智能处理）可被放射学继承，十大基本功能也可移植到物联网放射学（表3-1），进行全时空物联网放射学服务。

与远程放射学相比，物联网放射学有很多转变：①模式转变：易使专业医疗联合所有联网医院，全面提高诊疗水平；②全时空：可实现实时在线任何时间任何地点的诊疗和管理；③全周期：贯穿诊断和治疗全程，并可建立终身的诊疗档案传到云中，供其他医疗单位参考应用；④个体化：针对不同人群提供个性化的诊断和治疗方案。

远程医学会诊在国内是近10年来开展起来的新业务、新技术、新方法，方便患者、节省费用。物联网医学的出现，对其发展起到了进一步的推动作用。传统的医学模式是患者到有医生、医疗设备及药品等医疗资源的医院或诊所就医，患者向医院流动。随着生物医学模式的发展，人们需要变动，导致了医院功能的扩展及变化，患者去医院就诊，医务人员也从医院走到社区为患者服务，医务人员与患者双向流动。随着电子计算机信息化的社会发展，提出了应用物联网医学会诊系统将医院与患者、医院与专家、专家与患者联系在一起，联网共同完成诊断与治疗工作，增加了医疗资源与患者的联络方式，形成了一种较为新型的医疗体系。物联网医学会诊，主要是两地或多地医生相互交流式共享患者诊断治疗信息，特别是放射图像、超声图像、病理检查、心电图和血压等多种报告的分析诊断过程，最终诊断报告由本地医生提出，异地专家只是提供参考意见，以协助本地医生做出正确诊断。物联网医学会诊也可以解决医院门诊及住院疑难症，在临床上有争议的诊断和患者家属咨询，同时还能解决边远地区就医难等问题。对以上各种人员在医疗力量薄弱、条件较差的情况下，更体现了物联网医学会诊的价值。

通过计算机软件进行原始数据的三维重建，对于肿瘤及毗邻结构的分析，大大提高了诊断的效率。常规CT显示除了显示与层面垂直的支气管，如右肺中间段支气管和双肺下叶支气管基底干外，往往不能很好地显示病变支气管，更难以显示支气管腔内的微小隆起及支气管轻度受压而导致的管腔变形。多层螺旋CT薄层高分辨扫描由于在任意角度成像的各向同性，通过对容积数据三维重建，可从支气管长轴方向任意角度成像，提高了靶支气管的显示率，清晰显示肿瘤造成的支气管管腔狭窄、阻塞或受压移位。多平面重组（multiple planar reformation，MPR）及最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）既可显示肿瘤本身，又可显示病变与气管、支气管的关系，其缺点是不能在同一平面完全显示气管支气管树。对于斜行气道及气道的不规则分支，可用容积再现（volume rending，VR）完整显示肿瘤与气管、支气管及其之间的关系。虚拟支气管镜（virtual bronchoscops，VBS）有助于显示支气管腔的狭窄及腔内病变的形态，特别是向心性狭窄、远端的闭塞及腔外压迫，可以通过狭窄区，双向观察狭窄远端的区域，测量狭窄段的距离。研究发现，综合分析MIP、MPR、VR及VBS等三维图像，可使中央型肺癌支气管成像的敏感性达100%，成为纤维支气管镜检查的重要补充，为手术方案的制定提供了丰富的影像解剖信息。

目前可以通过MPR及VR计数观察血管的分布。VR相当于一个大体标本，用来观察空间关系，主要对病变进行定位，其优点是可同时完整显示肿瘤及血管，并可对图像进行选择性切割，去除无关结构，使肿瘤与血管的关系显示最佳，但VR难以显示血管壁的微小变化；而MPR能沿血管走行以任意角度重建，相当于大体标本的断层，用来观察解剖细节，两者结合起来可使靶血管与肿瘤的关系显示最佳，还可显示肿瘤性支气管动脉的起点、分支及走行。图像重建对于判断中央型肺癌纵隔、肺门血管肿瘤侵犯的敏感度、准确度高于横断面图像，特异度略高于横断面图像。由于在MIP图像上，血管及其他结构重叠，难以分辨血管走行及相互关系，因此，不建议用MIP来分析肿瘤及周围血管。在判断肺癌有无淋巴结转移方面，目前较公认的主要标准是淋巴结的大小，以短径＞1. 0cm作为诊断淋巴结转移的重要依据，但由于肺门及纵隔淋巴结反应性增生及慢性炎症较多，造成假阳性多，横断面图像或MPR图像即可满足要求，图像后处理技术对淋巴结的定性帮助不大。