引論：我們為您整理了13篇生物醫學工程文獻綜述范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
主辦單位：山東生物醫學工程學會;山東省醫療器械研究所;山東省千佛山醫院
出版周期：季刊
出版地址：山東省濟南市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：37-1413/R
國內刊號：
郵發代號：
發行范圍：
創刊時間：1982
期刊收錄：
核心期刊：
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
篇2
生物工程；人工生命；組織工程；人工組織；人工器官
0引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結構以及外在形象的人工制造系統，是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學科合并之后的產物。一般認為人工生命學科是由生物科學技術與工程科學技術所結合而產生出的一門學科。下文將主要就針對材料技術型生物醫學工程與組織工程、人工生命間的相關性，以及材料技術型生物醫學工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1材料技術型生物醫學工程
此種工程學科的主要研究目標即為各類生物材料及人工器官組織，其中就涵括了組織工程學科。在此方面研究工作中涵括有材料科學、生物科技、化學、信息技術、計算機技術、醫學以及生命科學等多門學科的基礎知識。生物材料也就是對于生物體進行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來，亦或是增強人體某一部分功能的材料，因此就必須要求其能夠植入到人體當中并不出現排異反應，確保活體細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構成人工組織與器官的核心材料。生物醫學材料在未來一段時期的主流發展趨勢，即為給予組織工程的發展提供優勢特性顯著的活性生物材料，應確保其具備良好的生物相容特點；親水特性；性；預防組織粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活體細胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復效果，使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。依據生物醫學材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種：
（1）無機非金屬生物材料。①同人體組織力學間具備良好的相容性，同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機以及無機結構的復合型材料。
（2）金屬生物材料。①毒性較低，彈性模量更加符合入骨特點的合金材料。②各種植入人體當中的器械材料，如較為常見的人工關節、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫療器械設備如官腔支撐架、引導絲等。
（3）生物醫用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質吸出的材料。②能夠在臨床上應用于免疫性病癥治療的材料。
2組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫學問題當中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷，而臨床上在應對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面：
（1）自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進行修復，例如，對面部皮膚大面積燒傷患者進行面部手術修復時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進行修復損傷組織。
（2）異體移植。例如，某患者在遭遇意外事故時，家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻給有需要的人。然而此種情況時常會出現異體組織的兼容性問題，同時需要被捐助的人員與每年的捐獻人數相比差距過大，供體不足情況十分顯著。
（3）人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況，但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應與感染情況十分明顯，絕大多數的患者在接受器官移植后都是應各類感染致死。對此人們也就設想若是能夠采用母體細胞以及生物降解材料在人體當中構建起新的組織器官，也就是進行結構組織，代謝組織以及細胞系統的重新建構。目前這一設想已經不再是僅存在于人們腦海之中的假想，而已經走進了現實生活當中，可以預見組織工程的發展必將會促成這一設想的實現。當前，組織工程研究的主要內容即為：適宜的母體細胞來源；能夠為細胞粘附生長提供空間的細胞外基質；可應用在促進細胞組織再生長的因子；以及組織間的相容性。開展組織工程通常會應用以下三種策略：
（1）細胞以及生物材料的雜化體系，例如由小塊活體組織將特異細胞分離出來，通過體外擴散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當中，在體外培養一段時間后可將細胞和支架結構置入于患者體內；伴隨著組織缺損部位的重新構建，聚合物將會逐漸降解并消失。
（2）僅具備生物降解材料體系，借助于生物生長方式促使細胞成長為多孔支架結構，在通過增殖、分化來產生為相應的組織結構，并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷，其孔隙架構與人體骨架構極為接近，可被應用在骨組織工程支架中。
（3）細胞體系，經過移植的細胞經由生物過程演變為微結構。
3結束語
總之，從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學技術、生物科學技術以及生物工程科學技術的基礎上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學技術基礎。材料技術型生物醫學是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學以及工程科學的基礎理論與方法，來探究并開發出具備修復以及改善人體組織器官功能的新型臨床應用取代物，也就是人工組織，因而材料技術性生物醫學工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎。
參考文獻：
[1]楊國為,陳國江,涂序彥等.廣義人工生命的科學基礎(Ⅱ)--生物工程基礎[J].計算機工程與應用,2013(09).
篇3
醫學成像原理是一門多學科交叉課程，涉及物理、機械、醫學、電子、計算機技術等，專業性很強。[2]理工科院校生物醫學工程專業學生的醫學基礎薄弱，使教學難度加大。同時沒有足夠的課時安排，教師在講解過程中很多環節無法深入講解，致使學生對課程的認識停留在表面。
2.偏重理論講解，忽略實驗教學
目前工科學校由于缺少醫學儀器設備，針對各類成像技術大多是理論講解，基本不開設實驗教學，學生很難進行相關成像技術的實驗操作。[3]而且對于學生機械結構分析、光路設計和電子學設計與調試、計算機軟件編程能力的培養不夠，針對成像設備的操作訓練較少，學生缺乏實際動手訓練。
3.教學方法單一、呆板、不夠靈活
課堂教學多采用多媒體授課，比較直觀且信息量豐富。但就課程特點而言，僅僅多媒體教學是不夠的。單純的多媒體教學會使學生產生偷懶情緒，不記筆記，幻燈片不會給學生留下深刻的印象，這在很大程度上影響了教學效果。
二、教學改革的具體策略
1.根據實際需要調整教學內容
筆者在實際調研和參考其他院校教學方法基礎上，對課程教學內容和教學方法進行了改革。根據理工科背景下學生對醫學成像原理的實際需求，重新調整了教學內容，在遵守原有教學大綱基礎上進行了適當刪減。比如在講解DR成像原理時，由于前面章節已講述了X線機的具體原理，而DR是數字化的X線機，所以在機械構造上講述的內容較少，但是對DR探測器的內容增加了授課內容，其一將原來的4學時教學內容減少到2學時，其二有部分學生畢業進入DR設備公司從事探測器的電路設計工作，便于學生與將來的工作接軌。
2.借助現代教育技術，采用多媒體教學
筆者在多媒體課件中盡量多地采用動畫和圖片，更加直觀、生動、形象，增強內容的豐富程度和可觀賞性，激發學生的學習興趣。[4]同時在缺乏實際設備學生無法親身感受設備運行和操作的條件下，筆者盡可能地增加讀片視頻教學環節。另外，筆者會布置對每一種成像設備研究進展的綜述類題目作業，引導學生利用和整合網絡資源，加深對授課內容的理解。
3.充分發揮實習實踐教學環節作用
由于工科院校條件有限，大多院校沒有開設實驗室，這對教學質量造成一定的影響。[5]筆者將長春市前衛醫院作為學生認識實習基地，組織學生到醫院科室參觀影像設備，由各科室技術人員向學生講解各種設備的操作方法，個別科室還設置了實驗環節，使學生能夠對醫療設備進行一些基本的實踐操作。
三、教學改革成果
對長春理工大學生物醫學工程專業連續兩屆學生進行了問卷調查，收到11級學生有效問卷52份，12級學生有效問卷51份，問卷調查內容和結果如表所示。從調查表中可看出，11級學生對課堂理論和實踐教學內容改革的滿意度較高?？傮w上看，12級學生滿意度較11級高，說明隨著改革的不斷完善與深入，學生對本課程講授方法和內容是滿意和認可的。
參考文獻：
篇4
復合型《醫學儀器》課程教學
根據本課程的特點，以實現應用型和研究型的綜合性人才為教學目標，引入復合型教學方法，改進教學方式和模式，以提高教學效果。
1優化和擴展的教學內容
為了符合醫學儀器產業化對人才的需求，在課程內容的選擇上做到優化與擴展結合，既要保證典型儀器的覆蓋，同時突出新設備新技術。教學組摒棄傳統的分類方式，根據臨床應用將理論內容分為七大類，分別是生理信號檢測儀器、監護儀器、光學儀器、臨床檢驗儀器、植入式儀器、公共醫療儀器及醫學儀器的安全性。其中生理信號檢測儀器集中介紹無創血壓測量、無創血流測量，而以往的心電、腦電測量因與前期《生物醫學電子學》課程的內容重復，則歸并至監護儀器講解；監護儀器詳細講解多生理參數床旁監護儀的基礎上，介紹手術監護、麻醉監護和胎兒監護設備；光學儀器屬于新擴展內容，側重于臨床大量使用的醫用內窺鏡、驗光儀以及激光治療儀；臨床檢驗儀器覆蓋常規生化檢查，包括生化分析儀、光度計、色譜儀、血糖儀和尿液分析儀；植入式儀器僅學習心臟起搏器；公共醫療儀器也屬于擴展內容，選擇了呼吸機、麻醉機、血液透析儀、醫用高頻電刀和各類手術器械等病房、ICU、手術室標配設備及耗材進行介紹。
2模塊化互動式的教學方式
在教學實施過程中，根據內容進行模塊化教學，每個模塊獨立講授一類儀器，相互間既有聯系又有區別。聯系在于使用相同的教學方法，即課前準備教學“三大件”：講義、教案、多媒體幻燈，課中采用啟發式教學。其中講義作為教材的補充，內容來源于國外教材的翻譯、最新文獻的總結，可以根據教學內容的變化進行補充修改。講義的使用有助于教師實現個性化教學、學生理解教學內容，并且能夠及時增加本學科發展動態、國內外重大研究成果。這樣不斷追蹤新方法和新技術的應用，積極培育學生的學習興趣的同時讓學生全方位地認識這門課程的實用性和重要性。而互動式教學則是教員就教學內容向學生提問，引起學生主動思考，或者學生隨時就疑問向教師提問，幫助學生理解難點重點內容，從而變“灌輸式”的被動學習為主動學習。而且，這種互動式的教學，有助于營造和諧、平等的教學環境，鼓勵學生提問或發表觀點。在這樣的教學氛圍里，學生勇于發現問題、敢于提出問題、渴求解決問題。
3專業領域的專題講座
隨著新技術新方法的不斷應用，醫療設備領域發展日新月異，與醫學儀器相關的工作對從業人員的要求也不斷細化。為了適應這種需求，教學組利用各種資源組織開展了設備研發、臨床管理、儀器安全評估與認證、市場和業界動態四大類專題講座，講授者來自科研院所、三級甲等醫院設備科、醫療器械認證公司、外資醫療器械公司等。講座分為兩段進行，第一段約30分鐘為講授，第二段約20分鐘的提問與討論。通過講座與對話，不但使學生接觸了前沿動態、開闊視野，而且能幫助學生理解學習目的、樹立學習目標、調動學習熱情和積極性。這一教學方式充實了課程的教學內容，將實踐知識帶入課堂，真正做到學習需求與教學內容相聯系，從而更好地實現課程的教學目標。
4項目式的課后作業
以往課后作業的內容習慣于采用教材附帶的習題，其設計多偏向于單個知識點的練習和復習，但由于《醫學儀器》課程自身側重于使學生掌握醫學儀器的基本工作原理和設計方法，培養學生的系統設計思想和工程實踐能力，因此教學組自2004年開始就對課后作業的形式和內容進行了一系列的探索，確定了以項目為導向的綜合性課后作業。作業的實質就是在人體體溫、心電、血壓、呼吸、心音、脈搏等生理信號中任選一種作為測量目標，撰寫綜述回顧測量方法、設計電路、仿真驗證并完成設計報告。測量目標選擇是提出問題的過程，即被測信號的特點是什么、信號處理的要求是什么、輸出結果的形式是什么、測量電路的技術指標是什么；撰寫綜述則是形成設計思路的過程，通過復習課程內容、查閱相關參考文獻，整理歸納資料，進而確定設計方案，并由教員對方案的可行性進行核準；方案的實現采用Protues軟件進行電路圖的繪制和仿真驗證，一般包括生理信號的濾波放大、處理、隔離和輸出等功能；最后以報告的形式進行總結。這種形式的作業在鼓勵學生利用理論知識解決實際問題、培養學生實踐能力的同時，又練習了科研論文及設計方案的寫作，并且在課程體系中也起到承上啟下的重要作用，后續“綜合實驗”課程中將依據此方案進行電路安裝和調試。
5基于虛擬儀器技術的實踐教學
實驗教學是本課程教學的重要組成部分，隨著教育理論的發展，研究型實驗課越加受到重視，這是培養學生科研能力、創新思維的重要途徑之一。然而，《醫學儀器》開設研究型實驗所需的硬件平臺價格昂貴，因此我們另辟蹊徑，選擇利用虛擬儀器技術設計研究型實驗，不僅達成教學目標，又補充了儀器設計的新方法。實驗主要內容為在MIT－BIH心率異常數據庫中任選一種病理狀態的ECG數據，編寫Lab－VIEW程序完成數據的讀取顯示，利用信號處理方法提取心電波形的特征參數，以此為據實現判斷異常ECG的方法。實驗分組進行，每組選出負責人并分析任務、提出解決方案、落實分工、撰寫任務書，由教師核準后開始實驗。實施過程中教師全程參與，認真論證實驗方案、給予適當指導的同時，對實驗各環節出現的問題同學生展開積極討論，并隨時督促實驗進度。最后按分組進行現場考核，結合實驗報告給予總評。通過實驗教學，使學生了解課題研究的一般過程，鍛煉學生的解決問題的能力，培養團隊協作精神。
復合型教學對學生綜合素質培養的意義
課程教學實踐與探索應以培養學生綜合素質滿足實際工作需求為主線，教學組多次參加學院組織的畢業生交流討論會以及與用人單位的座談會，逐漸總結出學生的適應能力、實踐能力和科研能力是影響未來工作和發展的重要因素，因此教學內容的調整與方式的改革均著眼于培養三種能力來提高學生綜合素質。
1適應能力的培養
這里的適應能力指學生畢業后的適應工作的能力，是社會適應能力的重要組成部分，是學生完成轉換角色、融入工作和團隊的基礎。為此，利用涉及工作各個方面的專題講座，幫助學生形成對工作的初步了解，并在討論中幫助學生對職業設計形成正確認識。同時，在實驗教學中利用小組內的分工與合作促進團隊意識和協作精神的形成。
2實踐能力的培養
實踐能力已經成為人才綜合素質的核心組件，表現為綜合運用理論知識解決問題的能力。為此，利用項目式的課后作業和開放式的實驗教學，讓學生更多地參與儀器的系統設計與開發工作，在實踐中引導學生對難點問題進行分析，靈活應用所學的技術方法加以解決，有效地強化學生的綜合設計能力和實際動手能力。
3科研能力的培養
科研能力的培養是目前高等教育的主要內容，通過教學中有機地融合科學研究的訓練，是提高學生綜合素質的有效途徑。為此，在實踐教學中加入了綜述和實驗報告的撰寫、文獻資料的查閱學習、系統設計的獨立完成，潛移默化中完成對學生科研思維的培養和研究方法的訓練。
篇5
主辦單位：中國解剖學會
出版周期：雙月刊
出版地址：陜西省西安市
語
種：雙語
開
本：大16開
國際刊號：1000-7547
國內刊號：61-1061/R
郵發代號：52-214
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1985
期刊收錄：
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
篇6
彈塑性力學 Elastic-Plastic Mechanics
板殼理論 Theory of Plate and Shell
高等工程力學 Advanced Engineering Mechanics
板殼非線性力學 Nonlinear Mechanics of Plate and Shell
復合材料結構力學 Structural Mechanics of Composite Material
彈性元件的理論及設計 Theory and Design of Elastic Element
非線性振動 Nonlinear Vibration
高等土力學 Advanced Soil Mechanics
分析力學 Analytic Mechanics
隨機振動 Random Vibration
數值分析 Numerical Analysis
基礎工程計算與分析 Calculation and Analysis of Founda tionEngineering
結構動力學 Structural Dynamics
實驗力學 Laboratory Mechanics
損傷與斷裂 Damage and Fracture
小波分析 Wavelet Analysis
有限元與邊界元分析方法 Analytical Method of Finite Element andBoundary Element
最優化設計方法 Optimal Design Method
彈性力學 Elastic Mechanics
高層建筑基礎 Tall Building Foundation
動力學 Dynanics
土的本構關系 Soil Constitutive Relation
數學建模 Mathematical Modeling
現代通信理論與技術 Emerging Communications Theory and Technology
數字信號處理 Digital Signal Processing
網絡理論與多媒體技術 Multi-media and Network Technology
醫用電子學 Electronics for Medicine
計算微電子學 Computational Microelectronics
集成電路材料和系統電子學 Material and System Electronics for Integrated Circuits
網絡集成與大型數據庫 Computer Network Integrating Technology and Largescale Database
現代數字系統 Modern Digital System
微機應用系統設計 Microcomputer Application Design
計算機網絡新技術 Modern Computer Network Technologies
網絡信息系統 Network Information System
圖像傳輸與處理 Image Transmission and Processing
圖像編碼理論 Theory of Image Coding
遙感技術 Remote Sensing Techniques
虛擬儀器系統設計 Design of Virtual Instrument System
生物醫學信號處理技術 Signal Processing for Biology and Medicine
光纖光學 Fiber Optics
VLSI的EDA技術 EDA Techniques for VLSI
電子系統的ASIC技術 ASIC Design Technologies
VLSI技術與檢測方法 VLSI Techniques & Its Examination
專題閱讀或專題研究 The Special Subject Study
信息論 Information Theory
半導體物理學 Semiconductor Physics
通信原理 Principle of Communication
現代數理邏輯 Modern Mathematical Logic
算法分析與設計 Analysis and Design of Algorithms
高級計算機網絡 Advanced Computer Networks
高級軟件工程 Advanced Software Engineering
數字圖像處理 Digital Image Processing
知識工程原理 Principles of Knowledge Engineering
面向對象程序設計 Object-Oriented Programming
形式語言與自動機 Formal Languages and Automata
人工智能程序設計 Artificial Intelligence Programming
軟件質量與測試 Software Quality and Testing
大型數據庫原理與高級開發技術 Principles of Large-Scale Data-Bas e andAdvanced Development Technology
自然智能與人工智能 Natural Intelligence and Artificial Intelligence
Unix操作系統分析 Analysis of Unix System
計算機圖形學 Computer Graphics
Internet與Intranet技術 Internet and Intranet Technology
多媒體技術 Multimedia Technology
數據倉庫技術與聯機分析處理 Data Warehouse and OLAP
程序設計方法學 Methodology of Programming
計算機信息保密與安全 Secrecy and Security of Computer Information
電子商務 Electronic Commerce
分布式系統與分布式處理 Distributed Systems and Distributed Processing
并行處理與并行程序設計 Parallel Processing and Parallel Programming
模糊信息處理技術 Fuzzy Information Processing Technology
人工神經網絡及應用 Artificial Intelligence and Its Applications
Unix編程環境 Unix Programming Environment
計算機視覺 Computer Vision
高級管理信息系統 Advanced Management Information Systems
信息系統綜合集成理論及方法 Theory and Methodology of Information nSystemIntegration
計算機科學研究新進展 Advances in Computer Science
離散數學 Discrete Mathematics
操作系統 Operating System
數據庫原理 Principles of Database
編譯原理 Principles of Compiler
程序設計語言 Programming Language
數據結構 Data Structure
計算機科學中的邏輯學 Logic in Computer Science
面向對象系統分析與設計 Object-Oriented System Analysis and Design
高等數值分析 Advanced Numeric Analysis
人工智能技術 Artificial Intelligence Technology
軟計算理論及應用 Theory and Application of Soft-Computing
邏輯程序設計與專家系統 Logic Programming and Expert Systems
模式識別 Pattern Recognition
軟件測試技術 Software Testing Technology
高級計算機網絡與集成技術 Advanced Computer Networks and IntegrationTechnology
語音信號處理 Speech Signal Processing
系統分析與軟件工具 System Analysis and Software Tools
計算機仿真 Computer Simulation
計算機控制 Computer Control
圖像通信技術 Image Communication Technology
人工神經網絡及應用 Artificial Intelligence and Its Applications
計算機技術研究新進展 Advances in Computer Technology
環境生物學 Environmental Biology
水環境生態學模型 Models of Water Quality
環境化學 Environmental Chemistry
環境生物技術 Environmental Biotechnology
水域生態學 Aquatic Ecology
環境工程 Environmental Engineering
環境科學研究方法 Study Methodology of Environmental Science
藻類生理生態學 Ecological Physiology in Algae
水生動物生理生態學 Physiological Ecology of Aquatic Animal
專業文獻綜述 Review on Special Information
廢水處理與回用 Sewage Disposal and Re-use
生物醫學材料學及實驗 Biomaterials and Experiments
現代測試分析 Modern Testing Technology and Methods
生物材料結構與性能 Structures and Properties of Biomaterials
計算機基礎 Computer Basis
醫學信息學 Medical Informatics
計算機匯編語言 Computer Assembly Language
學科前沿講座 Lectures on Frontiers of the Discipline
組織工程學 Tissue Engineering
生物醫學工程概論 Introduction to Biomedical Engineering
高等生物化學 Advanced Biochemistry
光學與統計物理 Optics and Statistical Physics
圖像分析 Image Treatment
數據處理分析與建模 Data Analysis and Constituting Model
高級數據庫 Advanced Database
計算機網絡 Computer Network
多媒體技術 Technology of Multimedia
軟件工程 Software Engineering
藥物化學 Pharmaceutical Chemistry
功能高分子 Functional Polymer
InternetIntranet（英） InternetIntranet
程序設計方法學 Methods of Programming InternetIntranet
高分子化學與物理 Polymeric Chemistry and Physics
醫學電子學 Medical Electronics
現代儀器分析 Modern Instrumental Analysis
儀器分析實驗 Instrumental Analysis Experiment
食品添加劑 Food Additives Technology
高級食品化學 Advanced Food Chemistry
食品酶學 Food Enzymology
現代科學前沿選論 Literature on Advances of Modern Science
波譜學 Spectroscopy
波譜學實驗 Spectroscopic Experiment
食品貯運與包裝 Food Packaging
液晶化學 Liquid Crystal Chemistry
高等有機化學 Advanced Organic Chemistry
功能性食品 Function Foods
食品營養與衛生學 Food Nutrition and Hygiene
食品生物技術 Food Biotechnology
食品研究與開發 Food Research and Development
有機合成化學 Synthetic Organic Chemistry
食品分離技術 Food Separation Technique
精細化工裝備 Refinery Chemical Equipment
食品包裝原理 Principle of Food Packaging
表面活性劑化學及應用 Chemistry and Application of Surfactant
天然產物研究與開發 Research and Development of Natural Products
食品工藝學 Food Technology
生物化學 Biochemistry
篇7
定量生理學可簡單理解為“生物學”+“工程學（工程科學及人體應用）”，但作為南京郵電大學生物信息系生物醫學工程4年制本科專業的一門新興學科，它有自己的學科構架，而非簡單地疊加或堆砌，而是應該具有緊密的聯系和多學科的交叉融合，從而探索人體生命過程中電信號的每個環節，包括微觀（深入到研究單個細胞的電荷轉移）和宏觀（結合宏觀工程學，從大的角度來研究人體生物電的生命過程）生物電問題[1-2]。傳統的課堂上授課教師在講臺前只使用PPT、黑板上板書的授課方式或是課堂演示實驗的授課方式顯然是不足以更好地開展此課程，而單一的廣泛被使用的新型教學手段（如翻轉課堂、微課、基于問題的學習等教學手段），也不能滿足該新型交叉課程的特點。因此，探索一種適合該課程特點的教學模式，是十分緊迫的。所以，該文從教學中存在的問題出發，擬探索綜合多種教學手段為一體的一種新型混合式教學模式，為進一步提高該課程學習效果和建設完善定量生理學課程提供有益的借鑒。
1 一些廣泛應用的教W手段或方法
1.1 翻轉課堂
翻轉課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）的授課方式為在正式的課堂前，學生利用教師在課前分發的相關課程資料先自主預學習課程內容，正式開課時再參與同學與教師間的互動環節（如釋疑、解惑、探究、討論等），增加了學生的個性化學習時間、學生和教師之間的互動時間，并掌握課程教學內容學習的一種教學手段。越來越多的學校已接受翻轉課堂的教學理念，并逐漸發展成為當前教學改革的新浪潮[3]。
1.2 微課
微課（Micro-lecture）是一種新型的教學手段，具有“短小精悍、主題突出、交互性好、應用面廣”等特點[4-6]。微課教學理念在我國教育領域不僅傳播迅速，而且相關實踐和推廣工作也非常迅速，甚至每年都有江蘇省及教育部國家級“微課大賽”評比。具體來說，上課視頻時間濃縮在10 min以內，先幾十秒介紹上下課背景，然后羅列教學核心內容，內容短小精悍，該視頻還可以上傳教務系統或是教師的個人授課主頁。微課是一種微型網絡學科教育課程，符合現代遠程教育、終身學習的發展規律，在教育領域必將具有廣闊的發展前景。
1.3 基于問題的學習
基于問題的學習（Problem-based Learning， PBL）通過學生自主學習/學生分組間的合作來獲取與掌握隱含在問題背后的科學知識[7-9]，成為培育學生科學思維的一種教學方法。這種教育方式其實在西方的教育中是比較常見的，筆者在加州大學伯克利分校訪學期間曾經旁聽過該校的大學生及研究生課堂，教授在課堂上講解基礎知識，學生可以隨時舉手提問，教授布置的后續課堂問題或是課程作業對于學生的小組協作能力（學生會自主分成幾個小組，組內成員合作完成一個問題）及其解決問題的能力要求頗高，該教學手段有助于培養學生的科學思維、提高學生的思維能力及綜合素質。
1.4 混合式教學模式
混合式教學或混合式學習（Blending Learning）是一種把傳統學習方式和數字化/網絡化學習（E-Learning）方式兩者優勢結合起來，從而獲得更佳學習效果的教學手段。隨著信息時代的到來，大數據、云計算的應用，高等教育信息化正以驚人的速度改變著本科生及其研究生們的學習方式[10-11]。網絡線上課程擴展了教學資源，彌補了線下傳統課堂上的形式單一、知識單一的不足，使學生多了課前預習及課后補習的渠道，由此培養學生主動思考和學習的能力。
2 新型混合式教學模式探索
盡管上述目前幾種教學模式已經在高校的多種學科教學中引起了重視，并取得了一些較為顯著的教學效果，但目前的定量生理學教學，仍沿用授課教師在課堂上以PPT教學、黑板板書輔助課堂演示實驗的傳統手段，因而圍繞該新興課程教學大綱和主要知識點內容，綜合使用當前較廣的多種教學手段，緊密結合教學大綱及知識模塊，開展了定量生理學課題新型混合式教學模式的研究，就顯得尤為必要。具體地說，筆者建議采取如下的主要措施。
（1）針對授課教師對不同專業背景的知識板塊不易于深入和系統把握（取決于授課教師的教育背景，目前授課教師的學士、碩士、博士3個專業一般不同），以及教師可能未能準確把握科學前沿研究問題（尤其是以教學為主的教師或擔任行政職務的老師），使得授課教師需要充分利用網絡學術資源如Web of Science，EI數據庫，可以對某一個知識模塊或者某一個主題搜集最前沿的科研資料（包括相關的綜述文獻），然后錄制成基于知識模塊或是主題的短小視頻，采用微課教學手段進一步深入討論和學習。
（2）針對傳統教學缺乏對學生科學思維能力的培養：充分利用翻轉課堂和PBL等學習模式，增加學生與教師之間的互動和學生主動科學思考、科學學習實踐機會。在正式的課堂前，學生利用教師在課前分發的相關課程資料先自主預學習課程內容，正式開課時再參與同學與教師間的互動環節，由此培養學生主動思考和學習的能力。同時，可以在課程的設置中，以PBL的課堂方式增加科學思維能力訓練次數，激發學生利用定量生理學理論知識解決生物醫學工程中生物電的工程問題，從而更好地培養學生科學思維能力。
（3）針對不同專業背景以及就業去向的學生（筆者所在地理與生物信息學院學生一般在生物信息學或是生物圖像方向就業），充分利用南京郵電大學大信息化戰略發展條件下的生物醫學工程專業人才培養模式特點，結合輔導員提供的每位學生培養方案、個人興趣、發展方向，有針對性地調整課程內容相關的模塊設置，并采用對應的教學手段，讓所有的學生都能夠得到個體化的學習與教育。
綜上所述，筆者以授課的定量生理學課程為例，圍繞該新興課程教學大綱和主要知識點內容，綜合使用當前較廣的多種教學手段，緊密結合教學大綱及知識模塊，開展了定量生理學課題新型混合式教學模式的研究，為進一步建立及完善該門課程的教學平臺提供理論基礎及參考。
參考文獻
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2欄目設置
《中國醫學裝備》雜志現開設的主要欄目有：學術論著(生物醫學工程學、技術評估、數字醫學、轉化醫學、實驗科學、管理科學等)、綜述、維修工程及企業風采、專訪、專題及簡訊等。
3來稿要求及注意事項
3.1稿件要求
文稿應具有科學性、創新性、先進性、實用性，要求資料可靠、論點明確、文字精煉、層次分明、數據準確以及統計學處理表述規范。論著、綜述每篇文字不宜超過5000字，研究報告不宜超過4000字，其他文稿限在3000字以內。來稿請附單位推薦信并蓋公章，同時將文稿電子版發送到投稿系統。3.2文題力求簡明，主題明確；中文文題一般以20個漢字以內為宜，英文題名應與中文題名含義一致，以不超過10個實詞為宜，第一個實詞首字母應大寫。
3.3署名
作者應按其順序依次排列姓名為一行。不同單位者，可在作者名右上角用阿拉伯數字作角注，單位名稱按角注序號另起行，單位名稱應具體到科室，第一作者單位名稱需附有英文名稱，兩單位之間以分號隔開。第一作者需附作者簡介(包括：姓名、性別、出生年月、學歷、職務或職稱、研究方向或從事專業)、正面免冠彩照一張(像素在300kb以上，照片需要單獨發電子郵件)。通訊作者在其姓名后上標“*”，并附通訊作者電子郵箱。
3.4摘要
各類論文需附有中、英文摘要，摘要按目的、方法、結果(給出主要數據)和結論4部分，并以第三人稱撰寫，文中不可出現“本文”、“作者”、“筆者”等主語。中文摘要字數要求在200～400字。
3.5關鍵詞
論著需標引能充分反映本文主題的3～5個中、英文關鍵詞，并使用美國國立醫學圖書館最新版《IndenMedicus》及中文醫學主題詞表(MESH)的列詞。
3.6參考文獻
以最新閱讀過的近5年公開發表的文獻寫作標準為宜，文中引用處以角碼標注。論文的參考文獻一般不少于15條。參考文獻書寫格式如下：期刊：序號作者姓名(如作者超過3人者，只列出前3名，后加“,等”或“,etal”).文題[J].期刊名(外文期刊可用標準縮寫，不加縮寫點),年,卷(期):起止頁.期刊文獻著錄格式示例：[1]蔣東平,何賢國,何燕,等.西門子磁共振射頻系統原理與故障分析[J].中國醫學裝備,2011,8(9):69-72.[2]KamnikR,ShiJQ,Murray-SmithR,etal.NonlinearmodelingofFES-supportedstanding-upinparaplegiaforselectionoffeedbacksensors[J].IEEETransactiononNeuralSystemsandRehabilitationEngineering,2005,13(1):40-52.書籍：序號作者姓名(如作者超過3人者，只列出前三名，后加)“,等”或“,etal”).書名[M].版次.出版地:出版單位(國外出版物可用標準縮寫，不加縮寫點):起止頁.書籍文獻著錄格式示例：[1]劉金琨.先進PID控制MATLAB仿真[M].2版.北京:電子工業出版社,2011:325-358.
3.7基金文章
文章所涉及的課題如取得國家或省、部級以上的基金或屬攻關項目，應在文題頁左下方腳注中證明，如“本題為×××基金資助課題(基金編號×××)，課題名稱”并附基金證書復印件。凡屬基金、課題(國家級、省部級、直轄市級)類文章在本刊優先發表。
3.8推薦信
來稿需附單位推薦信。推薦信應注明對稿件的評審意見以及不涉及保密、署名無爭端以及無一稿兩投等項。
4稿件處理時限
根據《中華人民共和國著作權法》(簡稱《著作權法》)，并結合本刊具體情況，凡來稿接到本刊回執后3個月內再未接到稿件錄用通知單者，作者可投遞他刊，請自留底稿，對不用來稿一律不退回。
4.1來稿文責自負
根據《著作權法》有關規定，本刊可對來稿做文字修改、刪節，凡有涉及原意的修改，則須征得作者同意。修改稿自收到之日起(以郵戳日期為準)逾1個月不寄回或不回復者，視為自動撤稿。
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DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2017.05.026
危重病具有起病急、病情發展快、預后差等特點， 如搶救不及時會導致患者的死亡， 對患者的生命造成嚴重的威脅[1-4]。有研究表明， 早在20世紀70年代， 血乳酸測定已經作為危重病患者的病情嚴重程度和預后評估的監測指標來判斷患者的死亡危險性[1]。因此， 本次對本院ICU收治的84例危重病患者進行血乳酸測定， 分析危重病患者血乳酸濃度與患者病死率的相關性， 以提高其在臨床的應用價值， 現報告如下。
1 資料與方法
1. 1 一般資料 選取 2015年1～12月本院ICU病房收治的84例危重病患者作楸敬蔚難芯慷韻螅 其中男46例， 女38例， 患者年齡最小49歲， 最大93歲， 平均年齡（73.2±6.6）歲；其中感染性休克38例， 呼吸衰竭19例， 心力衰竭17例， 急性肝壞死5例， 嚴重顱腦損傷4例， 消化道出血并休克1例。
1. 2 方法 患者入住ICU后立即采集動脈血送檢， 同時采用 GEM Premier 3500血氣分析儀對患者血乳酸濃度進行檢測。根據血乳酸檢測結果將84例患者分為正常組（血乳酸
1. 3 統計學方法 采用SPSS15.0統計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗；計數資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗。P
2 結果
本次正常組患者33例， 中度增高組患者27例， 高度增高組患者24例。中度增高組和高度增高組患者的血乳酸濃度、病死率均高于正常組， 差異均具有統計學意義（P
3 討論
乳酸是人體糖代謝的中間產物， 當機體缺氧丙酮酸未及時氧化時， 即還原為乳酸[5-7]。正常狀態下， 機體代謝產生的乳酸對體內酸堿度的影響并不大， 但當機體達到高代謝狀態（如劇烈的運動）、低氧和組織低灌流（如休克）等時， 乳酸的生成即可加倍， 從而影響了體內的酸堿平衡， 導致高乳酸血癥， 嚴重者可導致酸中毒[2， 8-10]。
本文對入住本院ICU的84例危重病患者的乳酸濃度進行了檢測， 結果表明患者進入ICU時， 血乳酸濃度越高， 其病死率也越高。表明動脈血乳酸檢測結果是提示危重病患者疾病嚴重程度的重要指標， 對患者的預后評估具有十分重要的臨床價值。
有研究認為ICU患者在不同時間點檢測血乳酸具有不同價值， 剛入住ICU乳酸值即升高的患者與病程中出現乳酸升高的患者相比， 其病死率更高；乳酸值持續升高或在治療過程中突然升高， 則表明患者病情惡化， 其病死率也急劇上升， 但一過性增高對預后無太大影響；乳酸值如果有逐漸下降趨勢， 則認為干預治療有效[3]。
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近20多年來，醫學影像已成為醫學技術中發展最快的領域之一，其結果使臨床醫生對人體內部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。20世紀70年代初，X-CT的發明曾引發了醫學影像領域的一場革命，與此同時，核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超聲成像、數字射線照相術、發射型計算機成像和核素成像等也逐步發展。計算機和醫學圖像處理技術作為這些成像技術的發展基礎，帶動著現代醫學診斷正產生著深刻的變革。各種新的醫學成像方法的臨床應用，使醫學診斷和治療技術取得了很大的進展，同時將各種成像技術得到的信息進行互補，也為臨床診斷及生物醫學研究提供了有力的科學依據。
在目前的影像醫療診斷中,主要是通過觀察一組二維切片圖象去發現病變體,往往需要借助醫生的經驗來判定。至于準確的確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周圍生物組織的空間關系,僅通過觀察二維切片圖象是很難實現的。因此,利用計算機圖象處理技術對二維切片圖象進行分析和處理,實現對人體器官、軟組織和病變體的分割提取、三維重建和三維顯示,可以輔助醫生對病變體及其它感興趣的區域進行定性甚至定量的分析,可以大大提高醫療診斷的準確性和可靠性。此外,它在醫療教學、手術規劃、手術仿真及各種醫學研究中也能起重要的輔助作用。
本文對醫學圖像處理技術中的圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現狀及其發展進行了綜述。
2．醫學圖像三維可視化技術
2.1三維可視化概述
醫學圖像的三維可視化的方法很多，但基本步驟大體相同，如圖.。從#$/&’(或超聲等成像系統獲得二維斷層圖像，然后需要將圖像格式（如0(#1&）轉化成計算機方便處理的格式。通過二維濾波，減少圖像的噪聲影響，提高信噪比和消除圖像的尾跡。采取圖像插值方法，對醫學關鍵部位進行各向同性處理，獲得體數據。經過三維濾波后，不同組織器官需要進行分割和歸類，對同一部位的不同圖像進行配準和融合，以利于進一步對某感興趣部位的操作。根據不同的三維可視化要求和系統平臺的能力，選擇不同的方法進行三維體繪制，實現三維重構。
2.2關鍵技術：
圖像分割是三維重構的基礎，分割效果直接影像三維重構的精確度。圖像分割是將圖像分割成有意義的子區域，由于醫學圖像的各區域沒有清楚的邊界，為了解決在醫學圖像分割中遇到不確定性的問題，引入模糊理論的模糊閥值、模糊邊界和模糊聚類等概念?？焖贉蚀_的分離出解剖結構和定位區域位置和形狀，自動或半自動的圖像分割方法是非常重要的。在實際應用中有聚類法、統計學模型、彈性模型、區域生長、神經網絡等適用于醫學圖像分割的具體方法。
由于可以對同一部位用不同的成像儀器多次成像，或用同一臺儀器多次成像，這樣產生了多模態圖像。多模態圖像提供的信息經常相互覆蓋和具有互補性，為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，需要對各個模態的原始圖像進行配準和數據融合，其整個過程稱為數據整合。整合的第一步是將多個醫學圖像的信息轉換到一個公共的坐標框架內的研究，使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，稱為三維醫學圖像的配準問題。建立配準關系后，將多個圖像的數據合成表示的過程，稱為融合。在醫學應用中，不同模態的圖像還提供了不互相覆蓋的結構互補信息，比如，當CT提供的是骨信息，MRI提供的關于軟組織的信息，所以可以用邏輯運算的方法來實現它們圖像的合成。
當分割歸類或數據整合結束后，對體數據進行體繪制。體繪制一般分為直接體繪制和間接體繪制，由于三維醫學圖像數據量很大，采用直接體繪制方法，計算量過重，特別在遠程應用和交互操作中，所以一般多采用間接體繪制。在圖形工作站上可以進行直接體繪制，近來隨著計算機硬件快速發展，新的算法，如三維紋理映射技術，考慮了計算機圖形硬件的特定功能及體繪制過程中的各種優化方法，從而大大地提高了直接體繪制的速度。體繪制根據所用的投影算法不同加以分類，分為以對象空間為序的算法（又稱為體素投影法）和以圖像空間為序的算法!又稱為光線投射法"，一般來說，體素投影法繪制的速度比光線投射法快。由于三維醫學圖像的繪制目的在于看見內部組織的細節，真實感并不是最重要的，所以在醫學應用中的繪制要突出特定診斷所需要的信息，而忽略無關信息。另外，高度的可交互性是三維醫學圖像繪制的另一個要求，即要求一些常見操作，如旋轉，放大，移動，具有很好的實時性，或至少是在一個可以忍受的響應時間內完成。這意味著在醫學圖像繪制中，繪制時間短的可視化方法更為實用。
未來的三維可視化技術將與虛擬現實技術相結合，不僅僅是獲得體數據的工具，更主要的是能創造一個虛擬環境。
3．醫學圖像分割
醫學圖像分割就是一個根據區域間的相似或不同把圖像分割成若干區域的過程。目前,主要以各種細胞、組織與器官的圖像作為處理的對象，圖像分割技術主要基于以下幾種理論方法。
3.1基于統計學的方法
統計方法是近年來比較流行的醫學圖像分割方法。從統計學出發的圖像分割方法把圖像中各個像素點的灰度值看作是具有一定概率分布的隨機變量,觀察到的圖像是對實際物體做了某種變換并加入噪聲的結果,因而要正確分割圖像,從統計學的角度來看,就是要找出以最大的概率得到該圖像的物體組合。用吉布斯（Gibbs）分布表示的Markov隨機場(MRF)模型,能夠簡單地通過勢能形式表示圖像像素之間的相互關系,因此周剛慧等結合人腦MR圖像的空間關系定義Markov隨機場的能量形式,然后通過最大后驗概率(MAP)方法估計Markov隨機場的參數,并通過迭代方法求解。層次MRF采用基于直方圖的DAEM算法估計標準有限正交混合(SFNM)參數的全局最優值,并基于MRF先驗參數的實際意義,采用一種近似的方法來簡化這些參數的估計。林亞忠等采用的混合金字塔Gibbs隨機場模型,有效地解決了傳統最大后驗估計計算量龐大和Gibbs隨機場模型參數無監督及估計難等問題,使分割結果更為可靠。
3.2基于模糊集理論的方法
醫學圖像一般較為復雜，有許多不確定性和不精確性，也即模糊性。所以有人將模糊理論引入到圖像處理與分析中，其中包括用模糊理論來解決分割問題。基于模糊理論的圖形分割方法包括模糊閾值分割方法、模糊聚類分割方法等。模糊閾值分割技術利用不同的S型隸屬函數來定義模糊目標，通過優化過程最后選擇一個具有最小不確定性的S函數，用該函數表示目標像素之間的關系。這種方法的難點在于隸屬函數的選擇。模糊C均值聚類分割方法通過優化表示圖像像素點與C各類中心之間的相似性的目標函數來獲得局部極大值，從而得到最優聚類。Venkateswarlu等[改進計算過程，提出了一種快速的聚類算法。
3.2.1基于模糊理論的方法
模糊分割技術是在模糊集合理論基礎上發展起來的,它可以很好地處理MR圖像內在的模糊性和不確定性,而且對噪聲不敏感。模糊分割技術主要有模糊閾值、模糊聚類、模糊邊緣檢測等。在各種模糊分割技術中,近年來模糊聚類技術,特別是模糊C-均值(FCM)聚類技術的應用最為廣泛。FCM是一種非監督模糊聚類后的標定過程,非常適合存在不確定性和模糊性特點的MR圖像。然而,FCM算法本質上是一種局部搜索尋優技術,它的迭代過程采用爬山技術來尋找最優解,因此容易陷入局部極小值,而得不到全局最優解。近年來相繼出現了許多改進的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究熱點。FFCM算法對傳統FCM算法的初始化進行了改進,用K-均值聚類的結果作為模糊聚類中心的初值,通過減少FCM的迭代次數來提高模糊聚類的速度。它實際上是兩次尋優的迭代過程,首先由K-均值聚類得到聚類中心的次最優解,再由FCM進行模糊聚類,最終得到圖像的最優模糊分割。
3.2.2基于神經網絡的方法
按拓撲機構來分,神經網絡技術可分為前向神經網絡、反饋神經網絡和自組織映射神經網絡。目前已有各種類型的神經網絡應用于醫學圖像分割,如江寶釧等利用MRI多回波性,采用有指導的BP神經網絡作為分類器,對腦部MR圖像進行自動分割。而Ahmed和Farag則是用自組織Kohenen網絡對CT/MRI腦切片圖像進行分割和標注,并將具有幾何不變性的圖像特征以模式的形式輸入到Kohenen網絡,進行無指導的體素聚類,以得到感興趣區域。模糊神經網絡(FNN)分割技術越來越多地得到學者們的青睞,黃永鋒等提出了一種基于FNN的顱腦MRI半自動分割技術,僅對神經網絡處理前和處理后的數據進行模糊化和去模糊化,其分割結果表明FNN分割技術的抗噪和抗模糊能力更強。
3.2.3基于小波分析的分割方法
小波變換是近年來得到廣泛應用的一種數學工具，由于它具有良好的時一頻局部化特征、尺度變化特征和方向特征，因此在圖像處理上得到了廣泛的應用。
小波變換和分析作為一種多尺度多通道分析工具，比較適合對圖像進行多尺度的邊緣檢測，典型的有如Mallat小波模極大值邊緣檢測算法[6
3.3基于知識的方法
基于知識的分割方法主要包括兩方面的內容:(1)知識的獲取,即歸納提取相關知識,建立知識庫；(2)知識的應用,即有效地利用知識實現圖像的自動分割。其知識來源主要有:(1)臨床知識,即某種疾病的癥狀及它們所處的位置；(2)解剖學知識,即某器官的解剖學和形態學信息,及其幾何學與拓撲學的關系,這種知識通常用圖譜表示；(3)成像知識,這類知識與成像方法和具體設備有關；(4)統計知識,如MI的質子密度(PD)、T1和T2統計數據。Costin等提出了一種基于知識的模糊分割技術,首先對圖像進行模糊化處理,然后利用相應的知識對各組織進行模糊邊緣檢測。而謝逢等則提出了一種基于知識的人腦三維醫學圖像分割顯示的方法。首先,以框架為主要表示方法,建立完整的人腦三維知識模型,包含腦組織幾何形態、生理功能、圖像灰度三方面的信息；然后,采用“智能光線跟蹤”方法,在模型知識指導下直接從體積數據中提取并顯示各組織器官的表面。
3.4基于模型的方法
該方法根據圖像的先驗知識建立模型,有動態輪廓模型(ActiveContourModel,又稱Snake)、組合優化模型等,其中Snake最為常用。Snake算法的能量函數采用積分運算,具有較好的抗噪性,對目標的局部模糊也不敏感,但其結果常依賴于參數初始化,不具有足夠的拓撲適應性,因此很多學者將Snake與其它方法結合起來使用,如王蓓等利用圖像的先驗知識與Snake結合的方法,避開圖像的一些局部極小點,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等將徑向基網絡(RBFNNcc)與Snake相結合建立了一種混合模型,該模型具有以下特點:(1)該混合模型是靜態網絡和動態模型的有機結合；(2)Snake的初始化輪廓由RBFNNcc提供；(3)Snake的初始化輪廓給出了最佳的控制點；(4)Snake的能量方程中包含了圖像的多譜信息。Luo等提出了一種將livewire算法與Snake相結合的醫學圖像序列的交互式分割算法,該算法的特點是在少數用戶交互的基礎上,可以快速可靠地得到一個醫學圖像序列的分割結果。
由于醫學圖像分割問題本身的困難性，目前的方法都是針對某個具體任務而言的，還沒有一個通用的解決方法。綜觀近幾年圖像分割領域的文獻，可見醫學圖像分割方法研究的幾個顯著特點：（1）學者們逐漸認識到現有任何一種單獨的圖像分割算法都難以對一般圖像取得比較滿意的結果，因而更加注重多種分割算法的有效結合；（2）在目前無法完全由計算機來完成圖像分割任務的情況下，半自動的分割方法引起了人們的廣泛注意，如何才能充分利用計算機的運算能力，使人僅在必要的時候進行必不可少的干預，從而得到滿意的分割結果是交互式分割方法的核心問題；（3）新的分割方法的研究主要以自動、精確、快速、自適應和魯棒性等幾個方向作為研究目標，經典分割技術與現代分割技術的綜合利用（集成技術）是今后醫學圖像分割技術的發展方向。
4．醫學圖像配準和融合
醫學圖像可以分為解剖圖像和功能圖像2個部分。解剖圖像主要描述人體形態信息，功能圖像主要描述人體代謝信息。為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，常常需要將有效信息進行整合。整合的第一步就是使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，這一步驟稱為“配準”。整合的第二步就是將配準后圖像進行信息的整合顯示，這一步驟稱為“融合”。
在臨床診斷上，醫生常常需要各種醫學圖像的支持，如CT、MRI、PET、SPECT以及超聲圖像等，但無論哪一類的醫學圖像往往都難以提供全面的信息，這就需要將患者的各種圖像信息綜合研究19]，而要做到這一點，首先必須解決圖像的配準(或叫匹配)和融合問題。醫學圖像配準是確定兩幅或多幅醫學圖像像素的空間對應關系；而融合是指將不同形式的醫學圖像中的信息綜合到一起，形成新的圖像的過程。圖像配準是圖像融合必需的預處理技術，反過來，圖像融合是圖像配準的一個目的。
4.1醫學圖像配準
醫學圖像配準包括圖像的定位和轉換，即通過尋找一種空間變換使兩幅圖像對應點達到空間位置上的配準，配準的結果應使兩幅圖像上所有關鍵的解剖點或感興趣的關鍵點達到匹配。20世紀90年代以來，醫學圖像配準的研究受到了國內外醫學界和工程界的高度重視，1993年Petra等]綜述了二維圖像的配準方法，并根據配準基準的特性，將圖像配準的方法分為兩大類：基于外部特征（有框架）的圖像配準和基于內部特征（無框架）的圖像配準?；谕獠刻卣鞯姆椒òⅢw定位框架法、面膜法及皮膚標記法等?；谕獠刻卣鞯膱D像配準，簡單易行，易實現自動化，能夠獲得較高的精度，可以作為評估無框架配準算法的標準。但對標記物的放置要求高，只能用于同一患者不同影像模式之間的配準，不適用于患者之間和患者圖像與圖譜之間的配準，不能對歷史圖像做回溯性研究?；趦炔刻卣鞯姆椒ㄊ歉鶕恍┯脩裟茏R別出的解剖點、醫學圖像中相對運動較小的結構及圖像內部體素的灰度信息進行配準?；趦炔刻卣鞯姆椒òㄊ止そ换シāc配準法、結構配準法、矩配準法及相關配準法。基于內部特征的圖像配準是一種交互性方法，可以進行回顧性研究，不會造成患者不適，故基于內部特征的圖像配準成為研究的重點。
近年來，醫學圖像配準技術有了新的進展，在配準方法上應用了信息學的理論和方法，例如應用最大化的互信息量作為配準準則進行圖像的配準，在配準對象方面從二維圖像發展到三維多模醫學圖像的配準。例如Luo等利用最大互信息法對CT-MR和MR-PET三維全腦數據進行了配準，結果全部達到亞像素級配準精度。在醫學圖像配準技術方面引入信號處理技術，例如傅氏變換和小波變換。小波技術在空間和頻域上具有良好的局部特性，在空間和頻域都具有較高的分辨率，應用小波技術多分辨地描述圖像細貌，使圖像由粗到細的分級快速匹配，是近年來醫學圖像配準的發展之一。國內外學者在這方面作了大量的工作，如Sharman等提出了一種基于小波變換的自動配準剛體圖像方法，使用小波變換獲得多模圖像特征點然后進行圖像配準，提高了配準的準確性。另外，非線性配準也是近年來研究的熱點，它對于非剛性對象的圖像配準更加適用，配準結果更加準確。
目前許多醫學圖像配準技術主要是針對剛性體的配準，非剛性圖像的配準雖然已經提出一些解決的方法，但同剛性圖像相比還不成熟。另外，醫學圖像配準缺少實時性和準確性及有效的全自動的配準策略。向快速和準確方面改進算法，使用最優化策略改進圖像配準以及對非剛性圖像配準的研究是今后醫學圖像配準技術的發展方向。
4.2醫學圖像融合
圖像融合的主要目的是通過對多幅圖像間的冗余數據的處理來提高圖像的可讀性,對多幅圖像間的互補信息的處理來提高圖像的清晰度。不同的醫學影像設備獲取的影像反映了不同的信息：功能圖像（SPECT、PET等）分辨率較差，但它提供的臟器功能代謝和血液流動信息是解剖圖像所不能替代的；解剖圖像（CT、MRI、B超等）以較高的分辨率提供了臟器的解剖形態信息，其中CT有利于更致密的組織的探測，而MRI能夠提供軟組織的更多信息。多模態醫學圖像的融合把有價值的生理功能信息與精確的解剖結構結合在一起，可以為臨床提供更加全面和準確的資料。
醫學圖像的融合可分為圖像融合的基礎和融合圖像的顯示。（1）圖像融合的基礎：目前的圖像融合技術可以分為2大類，一類是以圖像像素為基礎的融合法；另一類是以圖像特征為基礎的融合方法。以圖像像素為基礎的融合法模型可以表示為：
其中，為融合圖像，為源圖像，為相應的權重。以圖像特征為基礎的融合方法在原理上不夠直觀且算法復雜，但是其實現效果較好。圖像融合的步驟一般為：①將源圖像分別變換至一定變換域上；②在變換域上設計一定特征選擇規則；③根據選取的規則在變換域上創建融合圖像；④逆變換重建融合圖像。（2）融合圖像的顯示：融合圖像的顯示方法可分成2種：空間維顯示和時間維顯示。
目前，醫學圖像融合技術中還存在較多困難與不足。首先，基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以致現有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發揮作用，通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫學圖像為主，超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦、腫瘤成像等；其次，由于成像系統的成像原理的差異，其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質量、空間與時間特性等差異大，因此研究穩定且精度較高的全自動醫學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一；最后，缺乏能夠客觀評價不同融合方法融合效果優劣的標準，通常用目測的方法比較融合效果，有時還需要利用到醫生的經驗。
在圖像融合技術研究中，不斷有新的方法出現，其中小波變換在圖像融合中的應用，基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向。隨著三維重建顯示技術的發展，三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視，三維圖像的融合和信息表達，也將是圖像融合研究的一個重點。
5．醫學圖像紋理分析
一般認為圖像的紋理特征描述物體表面灰度或顏色的變化,這種變化與物體自身屬性有關,是某種紋理基元的重復。Sklansky早在1978年給出了一個較為適合于醫學圖像的紋理定義:“如果圖像的一系列固有的統計特性或其它的特性是穩定的、緩慢變化的或者是近似周期的,那么則認為圖像的區域具有不變的紋理”。紋理的不變性即指紋理圖像的分析結果不會受到旋轉、平移、以及其它幾何處理的影響。目前從圖像像素之間的關系角度,紋理分析方法主要包括以下幾種。
5.1統計法
統計分析方法主要是基于圖像像素的灰度值的分布與相互關系,找出反映這些關系的特征?；驹硎沁x擇不同的統計量對紋理圖像的統計特征進行提取。這類方法一般原理簡單,較易實現,但適用范圍受到限制。該方法主要適合醫學圖像中那些沒有明顯規則性的結構圖像,特別適合于具有隨機的、非均勻性的結構。統計分析方法中,最常用的是共生矩陣法,其中有灰度共生矩陣(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩陣。杜克大學的R.Voracek等使用GLCM對肋間周邊區提取的興趣區(regionofinterest,ROI)進行計算,測出了有意義的紋理參數。另外,還有長游程法(runlengthmatrix,RLM),其紋理特征包括短游程優勢、長游程優勢、灰度非均勻化、游程非均勻化、游程百分比等,長游程法是對圖像灰度關系的高階統計,對于給定的灰度游程,粗的紋理具有較大的游程長度,而細的紋理具有較小的游程長度。
5.2結構法
結構分析方法是分析紋理圖像的結構,從中獲取結構特征。結構分析法首先將紋理看成是有許多紋理基元按照一定的位置規則組成的,然后分兩個步驟處理（1）提取紋理基元；（2）推論紋理基元位置規律。目前主要用數學形態學方法處理紋理圖像,該方法適合于規則和周期性紋理,但由于醫學圖像紋理通常不是很規則,因此該方法的應用也受到限制,實際中較少采用。
5.3模型法
模型分析方法認為一個像素與其鄰域像素存在某種相互關系,這種關系可以是線性的,也可以是符合某種概率關系的。模型法通常有自回歸模型、馬爾科夫隨機場模型、Gibbs隨機場模型、分形模型,這些方法都是用模型系數來表征紋理圖像,其關鍵在于首先要對紋理圖像的結構進行分析以選擇到最適合的模型,其次為如何估計這些模型系數。如何通過求模型參數來提取紋理特征,進行紋理分析,這類方法存在著計算量大,自然紋理很難用單一模型表達的缺點。
5.4頻譜法
頻譜分析方法主要基于濾波器理論，包括傅立葉變換法、Gabor變換法和小波變換法。
1973年Bajcsy使用傅立葉濾波器方法分析紋理。Indhal等利用2-D快速傅立葉變換對紋理圖像進行頻譜分析,從而獲得紋理特征。該方法只能完成圖像的頻率分解,因而獲得的信息不是很充分。1980年Laws對圖像進行傅氏變換,得出圖像的功率譜,從而提取紋理特征進行分析。
Gabor函數可以捕捉到相當多的紋理信息,且具有極佳的空間/頻域聯合分辨率,因此在實際中獲得了較廣泛的應用。小波變換法大體分金子塔形小波變換法和樹形小波變換法(小波包法)。
小波變換在紋理分析中的應用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波變換(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各種小波變換被用于抽取紋理特征。傳統的金字塔小波變換在各分解級僅對低頻部分進行分解,所以利用金字塔小波變換進行紋理特征提取是僅利用了紋理圖像低頻子帶的信息,但對某些紋理,其中高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征信息(如對具有明顯的不規則紋理的圖像,即其高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征)得不到利用。使用在每個分解級對所有的頻率通道均進行分解的完全樹結構小波變換提取特征,能夠較全面地提取有關紋理特征。
由于醫學圖像及其紋理的復雜性，目前還不存在通用的適合各類醫學圖像進行紋理分析的方法，因而對于各類不同特點的醫學圖像就必須采取有針對性地最適合的紋理分析技術。另外，在應用某一種紋理分析方法對圖像進行分析時，尋求最優的紋理特征與紋理參數也是目前醫學圖像紋理分析中的重點和難點。
6．總結
隨著遠程醫療技術的蓬勃發展，對醫學圖像處理提出的要求也越來越高。醫學圖像處理技術發展至今，各個學科的交叉滲透已是發展的必然趨勢，其中還有很多亟待解決的問題。有效地提高醫學圖像處理技術的水平，與多學科理論的交叉融合、醫務人員和理論技術人員之間的交流就顯得越來越重要。多維、多參數以及多模式圖像在臨床診斷（包括病灶檢測、定性，臟器功能評估，血流估計等）與治療（包括三維定位、體積計算、外科手術規劃等）中將發揮更大的作用。
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篇11
隨著生活質量的提高，人們越來越追求綠色與天然，而膠原蛋白就是一種純天然的綠色材料，現在在醫學、食品、化妝品、生物材料等方面均有應用?，F就膠原蛋白的應用情況及發展前景作一下探討。
1.在醫學方面的應用
膠原蛋白具有低免疫原性，這是它作為醫用生物材料的基礎；其生物相容性使膠原與宿主細胞及組織之間有良好的相互作用，成為其中的一部分表達生理功能；膠原能被特定的蛋白酶降解，具有生物降解性。除此外，粉狀的膠原蛋白提取物經低溫酶降解后會在溫水中慢慢溶解，有易于人體吸收和利用。
對膠原蛋白進行加工處理制成燒傷敷料用于皮膚燙傷、燒傷的護理和治療，可以防止細菌感染、緩和傷痛，恢復皮膚光彩。Yannas、王旭[1]等人的實驗，充分證明了這一點。膠原蛋白對皮膚有很大的親和力，其生物相容性使機體對它有良好的吸收作用，達到皮膚修復的功能。膠原能夠與血小板結合產生止血作用，目前已經廣泛應用于各種手術過程中的出血治療。膠原蛋白在創傷外科中也作為粘合劑與其他生物材料合用。
除了作為燒傷敷料、止血劑、皮膚移植材料應用于醫學臨床，膠原蛋白也制成注射用溶液來做小針美容及治療皮膚疾病，膠原蛋白還被作為藥物載體、外科縫線、支架材料、骨骼、心臟瓣膜和各種生物工程膜代用品在臨床治療過程中發揮作用，廣泛地應用于醫院的各個科室。據國外有關報告，膠原蛋白還可改善骨質疏松癥及關節病，具有抗胃潰瘍、抗高血壓、抑制癌細胞、調節免疫功能等作用。
2.在食品方面的應用
我們日常生活中從豬、牛皮、骨骼、肌腱得到的吃起來粘軟而具有彈性的膠質，就是膠原蛋白。優質的膠原蛋白主要產于日本和德國，日本三文魚中的膠原蛋白質量是最好的，其次是德國德爾牛中的。膠原蛋白營養豐富，口感清淡，易消化，在食品方面有著獨特的優越性[2]。
首先，膠原蛋白可制成功能保健食品，市場上已有膠原多肽口服液、氨基酸飲料等。研究表明，膠原蛋白能夠減少機體對鋁質的積累，有效防止了老年癡呆；同時它可以降低血液中的甘油和膽固醇，改善微循環，對冠心病、腦部疾病有預防治療作用；其中所含的甘氨酸可以抑制中樞神經，產生鎮靜作用[3]。還有報道稱，把膠原蛋白制成補鈣食品來用，只要服用足夠的膠原蛋白，就能夠保證機體對鈣質的需要。
其次，膠原蛋白可作為食品添加劑，在肉制品、飲料、乳制品、糕點糖果以及冷凍食品中都有應用。膠原蛋白可作為改良劑[4]加入肉制品中增加蛋白質的含量，再輔以色素染色，不僅營養豐富口感好，而且顏色也讓人有食欲。明膠和魚膠在啤酒和葡糖酒以及茶飲料等行業中作為澄清劑被廣泛使用，效果十分明顯。膠原多肽也在乳制品、糖果及面包中使用，不僅增加了營養價值，美化了外觀，還可以提高食用機體的免疫力。
除以上所述，膠原蛋白還可作為食品包裝材料。人造腸衣、內包裝膜以及涂層材料都是以膠原蛋白為原料的包裝材料：人造腸衣制作工藝簡單，口感好，多用于香腸類的肉制品；包裝膜是以膠原蛋白為主料，添加CaCl2、甘油等制成，用作糖果蜜餞的內包裝膜，既能保鮮又能食用；膠原還可作為涂膜層材料涂在食品表面可以避免食品氧化，保證食品的原始風味并使其表面有光澤。
3.在化妝品上的應用
蛋白質是最重要的生命物質。膠原具有生物相容性，其結構與皮膚膠原很相似，不刺激皮膚就能滲入到皮膚的深層，改善肌膚的結構，補充皮膚所需要的氨基酸，它是一種很好的化妝品原料或添加劑。膠原蛋白的生物及物理特性賦予了其美容功效[5]：營養、防皺、保濕、美白、修復、配伍親和等等。
膠原蛋白含有豐富的親水基團和氨基酸，可以補充皮膚所需的水分及養分，活化皮膚表皮細胞，加速真皮細胞生長，促進組織新陳代謝，保持皮膚彈性，防止皺紋出現，使之健康亮麗！生活節奏的加快，社會女性難免工作緊張、精神壓力大，再加上陽光中紫外線的直接照射以及周圍環境的污染，促使了肌膚的老化，而一般的化妝品治標不治本，因此要真正地保護肌膚不受損害，必須針對皮膚的結構與成分，進行由內而外的保養。外用加口服，才能達到最佳效果。對于凹陷性皮膚缺損，注射用膠原蛋白注射后不僅起到支撐作用，而且能夠使患者長出新組織與周圍正常皮膚協調起到修復作用。在20世紀70年代，美國就已經推出注射用牛膠原，用來祛斑除皺紋及瘢痕的治療修復。
此外，膠原蛋白制品還有護發、豐胸的作用。而又有人說膠原蛋白還有減肥的功效：水解膠原蛋白能夠延長燃燒脂肪的分子代謝過程，從而燃燒更多的脂肪達到減肥的目的；膠原蛋白對機體的細胞修復作用會消耗大量能量，而這一過程只能在睡眠狀態下進行，因此只需服用水解膠原蛋白就能夠輕松地減肥。
膠原蛋白被稱為“骨中之骨，膚中之膚，肉中之肉”，它與我們機體的各個部位都密不可分，在醫學、食品及化妝品等與日常生活息息相關的領域都有著廣泛的應用。除此以外，膠原蛋白在飼料工業、生物發酵方面也被廣泛接納，并帶來良好的經濟效益及環境效益。隨著人們對膠原蛋白的日益關注，我們相信它會在更加廣闊的領域中應用。
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篇12
【Abstract】 Wavelet transformation has been developing for many years，as the inheritor and the offspring of traditional Fourier transformation， it resolves several problems which Fourier transformation cannot solve（such as mutative signal and unquiet signal）.The main methods of the Chinese medical diagnosis are observing， smelling， consulting and pulse-taking，especially the observing and pulse-taking. This article give a summarize about the new application of wavelet transformation in Chinese medical observing and pulse-taking， that diagnostic image processing of Chinese medicine（including image enhancement ，noise elimination ，fusion ，coding compression） and pulse signal of Chinese medicine .
【Key words】 wavelet transform; Chinese medical diagnosis; Chinese medical image processing; Chinese medical pulse signal
小波的概念最初是由法國地球物理學家J.Morlet提出，最初是為了更好地分析地震波的特性。經過20余年的發展，目前小波理論在圖像處理、醫學信號處理、信號分析、語音合成、計算機視覺、數據壓縮、大氣與海洋波分析、地震信號處理、分形及數字電視等許多領域得到了巨大的發展。在中醫診斷方面，小波變換主要具體應用在對中醫診斷圖像的處理和中醫脈象信號處理上，使望診和切診更準確，從而大大提高了中醫師診斷的準確率，使古老傳統的中醫通過計算機科學技術這一新的途徑發揚光大。
1 基本原理
小波變換是時間（空間）和頻率的局部化分析，通過伸縮和平移運算對信號或函數逐步進行多尺度細化的分析，最終達到高頻處時間細分，低頻處頻率細分，能自動適應時頻信號分析的要求，從而可聚焦到信號的任意一個細節，所以說小波變換有兩個特點，即自適應性和數學顯微鏡性質，能根據對象調整各項參數和調焦。
2 小波變換對中醫診斷圖像的處理
小波變換對中醫診斷圖像中的處理和對西醫診斷圖像中的處理大體相同，都是利用小波變換的特點使得醫學診斷圖像更有利于識別病征［1］，具體作用主要表現為以下幾個方面。
2．1 中醫診斷圖像增強 在中醫診斷圖像中，圖像會難免有對比度差或者圖像邊緣模糊一系列不利于診斷的因素，對于中醫師的準確診斷有不少的障礙。傳統的圖像增強的方法往往基于像素灰度變換的空間域增強和基于濾波操作的頻率域增強來達到圖像增強的目的，這樣會或多或少產生圖像的局部失真和噪聲增強。小波變換剛好彌補了這一缺點，即在不改變圖像的精確度的情況下，對圖像的輪廓進行一種補償式的增強，使得中醫師在對診斷圖像進行分析診斷時，更好的把握病人的病情，基于小波變換的醫學圖像增強的方法有很多，其中李清順等［2］分析了采用分形增強的方法，在分形增強后又采用了小波增強圖像的方法，使圖像邊緣輪廓增強，達到了更好的視覺效果，并且避免了單純采用小波增強方法會使圖像噪聲也增強的不足。侯艷芹等［3］分析了將尺度系數和小波系數進行不同的處理，分別利用兩步提升增強法對小波變換后的圖像低頻信息進行增強和軟域值算法對小波變換后的圖像高頻信息先進行去噪， 然后再增強，最后把這兩部分綜合起來進行小波反變換得到圖像的一種新的方法。王修信等［4］提出將超聲醫學圖像投影到小波變換域，然后利用軟閾值技術方法進行降噪處理最后使用非線性增強技術提高圖像對比度。處理結果有效地去除原圖像的斑點噪聲，使圖像中較模糊、對比度差的細節得到增強，優于傳統的直方圖均衡增強方法。武杰等［5］在基于小波變換的醫學圖像增強方法中，分析比較了3種基于小波變換的醫學圖像增強方法，得出小波變換避免了窗口濾波運算，在變換域中更加靈活，更加有效，得到的處理圖像層次感更分明，增強效果更明顯，更有利于醫師做出及時準確的判斷。綜上所述，通過小波變換能夠使中醫診斷圖像更為準確的反映病人的身體各項機能，使中醫師根據中醫診斷圖像做出更精確的判斷。
2.2 中醫診斷圖像去噪 在中醫師進行診斷的過程中，所得到的圖像難免會混入噪聲，使圖像的信噪比下降，提高了中醫師對中醫診斷圖像分析的難度，對中醫師的正確診斷有諸多不利的影響，降低中醫師診斷的準確率。對于醫學圖像處理的傳統去噪方法主要有：鄰域平均法、多幅圖像平均法、中值濾波等。小波變換在此基礎上更進一步提高了圖像的信噪比，張昌林等［6］概括提出了一種改進的基于小波變換尺度間相關性的去噪方法，小波變換對整個圖像變換從時域變換到頻域，然后再量化、編碼、輸出，這樣就保留圖像的精細信息，滿足中醫疾病診斷圖像的要求。對診斷圖像進行去噪處理和方法二維小波變換大大提高了中醫師對圖像的準確率，可以檢測出患者病患的輪廓線，從而有助于提高中醫師對各種疾病的診斷準確率。陶玲等［7］分析了醫學圖像的噪聲主要分布在圖像的高頻成分上，對小波分解的高頻系數作處理來達到去噪的目的。二維小波變換在當高頻噪聲含量較高時，可以采取低頻濾波法；當高頻噪聲含量不高時，可采用小波閾值化去噪法對小波變換域的系數進行篩選。郭敏等［8］分析提出了一種基于小波分析理論的醫學超聲圖像噪聲的綜合抑制方法，首先對醫學超聲圖像進行對數變換，將乘性噪聲變成加性噪聲;然后進行多尺度小波變換，將圖像分解成一系列不同尺度上的小波系數，對變換后不同尺度的高頻子圖像進行非線性小波軟閾值處理，閾值處理后的高頻子圖像進行增強;最后，經小波逆變換和指數變換恢復去噪后圖像。結果證明該方法可有效保留細節信號，極大限度地去除斑紋噪聲。這些文獻均證明了基于小波變換不僅可以去除殘留的噪聲，而且去噪后獲得的圖像更加清晰，這樣一種方法運用在中醫診斷圖像上，使中醫疾病診斷圖像有很好的視覺效果，消除噪聲帶來的不利影響，提高中醫師診斷的準確率。
2.3 中醫診斷圖像融合 圖像融合在醫學方面的應用是通過對多幅圖像的冗余信息和互補信息進行處理， 將不同模態圖像的信息綜合起來，集中到一幅圖像中表達， 為醫生提供更加有效的診斷信息。這種方法在西醫診斷中應用廣泛 （如CT、MRI、PET等），為臨床診斷和治療提供了不同模態的圖像。同樣我們也可以將此方法運用到中醫的中醫診斷圖像中。唐晶磊等［9］提出了一種基于小波變換的醫學圖像融合方法，而且證明基于小波變換的圖像融合效果非常好。對圖像進行小波分解后， 形成了不同頻率分辨率的細節信息， 針對不同頻帶子圖像的小波系數進行組合， 形成融合圖像的小波系數。融合后的圖像保留了原始圖像的紋理和邊緣特征， 消除了圖像的塊狀偽影， 有效地將圖像所提供的信息融合在一起， 圖像的主觀視覺質量有明顯的提高。陶觀群等［10］分析了基于小波變換的醫學圖像融合方法不僅可用于 CT圖像上觀察到的骨組織結構和MR圖像上對照軟組織信息的融合，而且還用于來源于CT或MR圖像的解剖信息與來源于PET或SPECT圖像的功能信息融合。在外科手術導航系統中，將手術前所得的 CT和MR的病灶三維圖像與手術中所得到的實時X熒光圖像或超聲圖像進行融合，有利于實時地指導和觀察，確保手術順利準確地進行。
2.4 中醫診斷圖像數據壓縮 中醫診斷圖像經過小波變換后生成的小波圖像的數據總量與原圖像的數據量相等，即小波變換本身并不具有壓縮功能。之所以將它用于中醫診斷圖像壓縮，是因為生成的小波圖像具有與原圖像不同的特性，表現在圖像的能量主要集中于低頻部分，而水平、垂直和對角線部分的能量則較少。湯樂民等［11］證明了小波變換非常適合于醫學圖像壓縮編碼等醫學圖像的處理。樊華等［12］也提出建立在小波分析基礎上的心電信號準無損壓縮算法是可行的。小波分析的優點是重建后的信號同原始信號相比幾乎沒有損耗；而且由于小波只需分解一層還具有算法簡單和運算速度快的特點。該方法不僅可用于心電信號壓縮方面，而且當所采集的信號其數據變化范圍較大時，也可應用基于小波分析的準無損壓縮算法來進行壓縮。
3 小波變換在中醫脈象信號特征分析中的應用
脈診是中醫診察疾病的重要手段，脈象反映的是人體的生理與病理信息，脈象信號具有隨機性和非線性等特點。由于小波變換有“數學顯微鏡”這一特性和良好的時-頻局域化性質，我們可以通過小波變換這一方法對脈象信號進行處理。謝家宇等［13］應用連續小波變換分析了15例海洛因吸毒者和15例正常人的脈象信號，提取了吸毒者脈象信號中的異常信息，為戒毒治療的評估與改進提供客觀依據。研究結果表明，連續小波變換是處理脈象信號的有效方法。岳沛平等［14］分析了小波變換對脈象信號處理的另一種具體方法，即先將脈象信號消噪，利用小波變換具有良好的時-頻局部化的能力和對非平穩信號突變點的檢測能力，對脈象信號同時進行時域、頻域特征值的提取和分析，然后對脈象信號的特征值采用不同尺度的分析，在信號的不同部位得到最佳時域分辨率和頻域分辨率，此外再提取脈象在不同時間尺度上的能量這一表征脈象的新的特征值。結果表明小波變換有助于提高系統對不同脈象的識別能力，尤其是對相兼脈的辨識。
4 總結
小波變換這一技術在近幾年發展迅速，在各行各業都有著巨大的發展前景，在中醫診斷這一領域內不斷有所突破，然而中醫古老悠遠且博大精深，相信這一領域還有很大的發展空間。小波變換在中醫診斷中的應用發展可以借鑒小波變換在西醫診斷運用中的成功經驗，這樣有利用將小波變換這一現代化技術更好的輔助中醫診斷，推動中醫的積極發展，小波變換也必將對于未來中醫的遠程醫療、中醫醫院信息化（HIS、PACS）、中醫電子健康工程項目（E-HEALTH）等中醫診斷與現代化技術相結合的診療方案的開發有著積極促進作用。
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篇13
文章編號：1671-489X（2014）24-0075-03
Application of Group QQ in C++ Program Design Teaching//ZHU Yuanzhong， HE Wenjing
Abstract Starting from the present problems in C++ Program Design teaching， in combination with the application of task driven teaching method and teaching method at the same time， group QQ were applied to remote after-school tutoring，in order to resolve the contradiction between increasing teaching contents and limited teaching hours. This paper mainly analyzes the implementation of group QQ for remote after-school teaching in C++. The key point is the real-time communication and remote debugging. The teaching practice shows that， this method can effectively promote students’ interest and autonomous learning， improve the teaching effect.
Key words group QQ; C++ program design; remote after-school tutoring
1 引言
C++作為目前主流的面向對象的程序設計語言，是編寫系統軟件和應用軟件的通用語言，C++程序設計課程則成為國內外高校理工科專業普遍開設的一門重要的計算機技術基礎課程。C++課程內容涉及基本語法算法、數據結構、面向過程的編程技巧、面向對象的編程思想、程序調試技術等，綜合性、實踐性很強，并且隨著技術的發展，知識更新速度快，對培養大學生編程能力、創新能力和嚴謹學風有非常重要的作用[1]。
但在實際教學活動中，不斷更新、增長的教學內容和有限的教學學時之間的矛盾越來越突出，學生普遍感到學習難度較大，影響學習興趣，進而導致學習效果不佳。以川北醫學院生物醫學工程專業本科生為例，開設的C++程序設計課程總課時為72節，其中理論課時為48節，實驗課時為24節。這么少的教學時間來分配這么多的教學內容，明顯不足，教學質量難以得到保障。
解決這樣的問題，最簡單、直接的辦法就是增加課時，但是由于目前各高校教學改革的普遍趨勢是壓縮教學課時、增加課程門數而難于實現。各高校在這方面的教學研究改革不少，也取得了很多的成果，如：改進教學方法，引入任務驅動教學法、分組教學法;改進教學手段，綜合運用多媒體技術、網絡教學平臺;精簡教學內容，增加學生實踐時間[2-5];等等。但出現的共性問題是，學生在課后進行自學及實踐時會有大量的問題出現，能否對學生在學習過程中遇到的困難及問題進行及時的解答和針對性的指導，直接影響教學質量的高低。
解決這個問題最直接、最有效的方式是師生面對面的交流，而教師課后不能一直在學校與學生作面對面交流。同時，這些問題中部分還存在不少重復的情況，教師如果進行單獨解釋，將很浪費時間和精力。通常的做法是利用遠程輔導來解決這個問題。
傳統的遠程輔導主要是基于網站、電子郵件、校園論壇、博客等非實時輔導以及通過電話進行的實時輔導。前者雖然允許師生隨時隨地進行交流，但由于交流的非實時性，學生的問題往往得不到及時的解答，有些問題時間一久則淡忘了，最后導致問題積壓，影響學生學習的節奏和學習的興趣。電話輔導則因通話費用以及缺乏圖形圖像功能，難以快速準確描述問題，而不能成為常態的教學輔導形式。
為保證教學效果，目前研究的熱點集中在通過QQ來解決這個問題[6-9]，包括課內應用[7-13]、課后輔導以及資源平臺建設[14]。隨著QQ功能的增強，在C++程序設計課程中運用QQ群，具有獨特的效果。
2 QQ功能特點
騰訊QQ是騰訊公司開發的一款基于Internet的即時通信（Instant Messaging，IM）軟件，支持在線聊天、語音以及視頻聊天、離線消息、點對點傳送在線/離線文件、共享文件、網絡硬盤、QQ郵箱等多種功能，并可與移動通訊終端等多種通訊方式相連，是國內目前使用最廣泛的交流軟件。
QQ群類似于虛擬的網絡社會，是騰訊公司為QQ用戶中擁有共性的小群體建立的一個交流空間，主要提供多人交流服務。群主在創建群后，可以邀請朋友或者有共同興趣愛好的人加入到一個群中。在群內除了聊天之外，還具有群公告、群相冊、群共享（群文件）和群郵件等多種功能組件。
微云是騰訊公司推出的一項智能云服務，可以通過微云方便地在手機和電腦之間實現同步文件、推送照片和傳輸數據。
3 QQ群在C++程序設計課程中的實踐運用
以川北醫學院生物醫學工程專業C++程序設計課程教學為例，課堂教學采用任務驅動的分組教學，課外輔導采用面對面與QQ群輔導相結合。得益于信息技術的發展和校園網絡設施的改善，學生在宿舍和實驗室均能通過手機或者電腦連上互聯網，QQ號碼可以免費申請，使得遠程課外教學輔導活動能夠順利開展。
群和討論組的創建 目前，QQ普通用戶就能夠創建200人的群;達到等級4就可以創建500人的普通群，成員上限500人，2 G永久群共享，1～5 G群相冊，足以滿足教學需要。教師在課堂上公布群號碼并邀請學生加入群中即可。要求學生使用學號加真實姓名作為群名片，方便交流、管理。
討論組相當于群中群，利用討論組可方便地開展小組課外學習和指導。教師將同一小組的學生加入同一討論組，學生也可根據需要與多個好友建立相應的群內討論組。
任務及教學通知的 群公告是群內信息的空間，適合文字任務，教師可用其預習任務、課后任務、在線輔導時間、一些日常通知等。尤其是需要集中輔導的情況，教師可以事先通過群公告輔導的時間，便于學生事先預留時間，按時參與輔導答疑活動。
群共享是群內成員用于資料存儲和資源共享的空間，也可用于圖文任務。
開展個別輔導和集體答疑 QQ具有的實時通訊特性可以使學生和教師及時進行交流，解決自己不懂的疑問。QQ的離線消息，使得學生可以在教師離線后提問，教師上線后能看到學生提出的問題并給予答復。反之亦然，學生也能看到教師在自己離線時給出的答復，這樣就很好地保證了交流的連續性。
教師可通過與學生私聊、討論組或群聊完成輔導的任務，其中群聊是主要的輔導形式。在輔導過程中，比較簡單的問題一般能由學生自行討論解決，教師只給予點評。當遇到比較困難的問題時，教師才給予詳細的解釋。
在QQ群討論時，每個人都可以自由發言，每個人的發言全體群成員均可見，故無論是否參與發言討論，每位學生都可以從中學到相應的知識。QQ群聊天記錄可以漫游，可以在服務器端保留15天，這也帶來極大的方便，學生可以隨時隨地查閱記錄。但是QQ群中發言人多，聊天記錄很快會被刷新，不方便學生查閱。因此，典型的問題教師應該將其放到群共享或微云中長期保留。
對于C++程序設計課程而言，使用QQ開展課后輔導極具有天然優勢，C++的例題、習題、課后任務、實驗，最終都要在計算機上形成源代碼，學生只需將源代碼發送給教師，教師立刻就能評閱、調試，效率很高。而其他課程如模擬與數字電子技術課程，對于問題的描述則復雜得多，往往涉及電路圖的描述、電路圖的生成和傳送，對于學生而言，常常因為麻煩而放棄提問。
遠程程序調試 QQ的遠程協助功能非常適合對學生進行遠程輔導。當一個問題難以描述清楚的時候，教師可以遠程控制學生的電腦，就像操作自己的電腦一樣方便，與在教室輔導學生沒有什么區別。
對于C++程序設計課程而言，這也是非常突出的優點。程序調試非常重要，通過文字描述非常繁瑣。對于學生而言，觀看教師一步一步進行調試，非常清晰、形象化，便于接受、理解，其響應速度雖然在校園網內不如微軟的遠程桌面，卻勝在可以穿透內網，無需設置，教師在任何地點均可使用。
共享教學資源 在QQ群中，教師和學生主要通過QQ群傳遞和共享資源，還可以進行文本、圖片、視頻等各種格式文件的實時/離線互傳，而且這兩種傳輸文件的方式比使用電子郵件速度更快、更直接、更方便。此外，騰訊微云提供了海量數據的遠程存儲，高達10 T的文件存放空間，教師可預先上傳文件至云端，隨時調用。由于和QQ處于同一個系統平臺，微云向QQ好友傳遞文件可以實現大文件（1 G）實時秒傳。
及時收集教學反饋信息 了解學生對教學內容、方法、進度的意見，然后進行適當調整，是優化教學效果的必要保證。通過群共享或群郵件發放調查問卷，或者和學生就教學內容和教學信息進行討論，進而在進行教學設計過程中注意進行調整是十分必要的。
4 結語
經過兩年的教學實踐，筆者認為，在C++程序設計課程的教學中，QQ群作為輔助教學手段可以明顯增強學生的學習效果，提高綜合學習能力，并能夠提高教學管理效率，主要具備以下幾方面的優點。
首先，QQ群作為一種新的交流方式，討論不受時間、空間和人員的限制，提高了師生之間交流的頻率和效率，增加了交流的深度，拉近了師生的距離，得到了學生的廣泛支持。對學生而言，由于網絡的虛擬性，和教師的交流可以在非常輕松的氛圍中進行，從而使學生不至于像在教室中那樣感到拘束和不好意思，愿意提出問題和看法，并且逐漸習慣于將不懂的問題直接發在群討論區而不是私聊。同時，學生有時候會談論其他感興趣的話題，營造出一種寬松的氛圍，充分調動起了學生在群里發言的積極性，也讓部分不愛上QQ的學生能更多地參與到活動中來。對教師而言，在QQ群集中答疑，極大地節約了時間，而且有助于了解學生的學習狀況和思想動態，更好地開展教學。
其次，學生通過QQ群共享交流教學資料，群內成員之間也可以在相互之間通過QQ文件傳送來傳遞學習資料，大大增加了學生學習資料的積累，為學生更好地學習打下了堅實的基礎，同時也能為教師教學提供新的思路、素材。
第三，有利于培養學生的自主學習意識、能力和團隊精神。在課堂教學中，雖然采用分組教學，但學生的參與機會仍是不夠充分的，而QQ群的建立給學生創造了更多主動參與的機會，學生作為學習活動主體的地位得到尊重和加強。此外，教師也可根據學生分組來建立討論組，教師定期給各討論組發放一些課外任務的資料及作業供小組成員學習和探討，激發學生興趣的同時加深其對相應知識的了解。
當然，在教學中使用QQ群也存在一定的不足。首先，要求教師對QQ的應用要嫻熟，教師的在線時間要有相應的保證;其次，利用QQ群進行教學輔導的效率還是不如師生面對面的交流，實質上是加大了教師的時間占用和工作量，如何評定教師業績，引導教師積極采用QQ群進行教學輔導也是一個新的問題;最后，如何引導學生更積極地參與QQ群活動，尤其是督促學習自主性較差的學生，避免兩極分化現象的加重，還需要深入思考，進一步探討。
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