时间:2023-08-09 17:32:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇医学技术方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
0前言
医学检验技术专业是基于基础医学和临床医学之间的学科,医学检验在医疗工作中发挥着越来越重要的作用,医学检验技术专业的人才培养目标是培养同时具备扎实的基础医学知识以及临床检验技能的实用性的检验人才。《医学微生物学》是医学检验技术专业必修的专业基础课。该课程是基础医学中的一门重要学科,内容涉及细菌学、病毒学和真菌学三篇。通过本课程的学习,学生要掌握与医学相关的病原微生物的生物学特性、致病机制、机体的抗感染免疫、特异性检测方法以及相关感染性疾病的防治措施等,为后期专业知识学习和专业技能培养奠定基础。我校医学检验技术专业为2014年新开设的本科专业,结合本校应用型人才培养的要求以及转型发展的需要,笔者就在如何提高《医学微生物学》课程的教学效果,从如何优化教学内容、改革教学方法以及改变考核方式等方面进行了总结和探索。
1优化教学内容
《医学微生物学》课程理论和实验授课总学时为80学时。课程分为细菌学、病毒学和真菌学三篇,每篇内容包括总论和各论两个部分,分别叙述原核细胞型微生物、非细胞型微生物和真核细胞型微生物的形态结构、生长繁殖、遗传变异等生物学特性,病原微生物的致病性和免疫性以及微生物学检查法和防治原则(归纳为“三性两法”)。内容编排上,该课程的各论部分是相对独立而完整的,比如细菌学各论部分基本上是按照细菌典型形态来编排的,合计包括了十四类。如果仅仅利用课堂上授课很难把所有内容讲完,而且面对如此繁多的病原微生物,学生也很容易产生混淆。因此,在教学大纲的整体设计时,我们确立了以核心知识为主线的原则,选择目前影响较严重或流行性高等的病原微生物作为重点讲解章节,而精简一些相对少见和较易理解的章节。
2改革教学方法
为了有效激发学生学习该门课程的欲望,在教学过程中笔者采用了多种教学方法取得了较好的教学效果。
2.1任务驱动法
“授之以鱼不如授之以渔”。《医学微生物学》各论部分的每一类病原微生物的内容碁本都是从“三性两法”五个方面来介绍的,我们通过在课堂上仔细讲解一些重要病原微生物后,会将一些相对容易理解的章节以有奖任务的形式分配给学生,学生课后自己收集资料,制作课件,学生在带着“任务”有目的的学习过程中,自主学习的能力、分析及解决问题的能力都得到了明显提髙。
2.2PBL教学法
如,在《医学微生物学》实验教学中,我们将一些实验项目进行了改革,会提前一个月布置实验内容,学生以小组形式自主设计实验方法以及完成实验操作和实验结果的分析,课上总结陈述和讨论。当然对于较难理解的章节依然沿用传统的讲授法,但是在授课结束后结合经典的习题练习巩固,推荐给学生一些质量较好的精品课程进行再学习,学生的学习效率和质量都得到了较大提高。
3改变考核方式
医学检验技术专业要培养的是应用型和创新型人才,理论考核和实践教学考核同样重要,我们在课程考核方式上也进行了新的探索和尝试。
(1)理论和实践教学中都加大平时成绩的比例,注重过程考核。除了常规的出勤和作业要求外,在学习过程中的参与度(如参与小组讨论、病案分析等)都可以作为平时成绩加分项,实践教学中实验操作的规范性都是平时成绩考核加或扣分点。
(2)给予学生充分的学习自主权,“逼”学生在课后多下功夫。学生自己整理课程的重点知识点汇集成题库,根据出题质量给予评分。学生在出题过程中,回顾和梳理了课程的重点知识,学习效果得到明显提高。
(3)充分利用学校建立的易班平台进行课前预习或期中考试考核,大幅降低期末考试所占比例,考核方式更多样,教学质量和效果却得到明显改善。
4总结
【关键词】多模态医学图像融合 Matlab 医学图像处理 医学影像学
1 引言
随着计算机技术的飞速发展和信息时代的到来,医学成像成为了现代医疗技术不可缺少的一部分。由于各种成像设备的成像原理有所差异,不同模态的图像有各自的优点和局限性。在此背景下,充分利用现有的成像设备,研究一种能整合来自不同成像设备的图像信息并将其作为一个整体加以表达的图像融合技术,受到了相关领域的高度重视。本文分析了多模态医学图像融合的典型方法,并在Matlab环境下进行了仿真实验,为相关领域的专业人员和非专业关注者提供了参考。
2 多模态医学图像的融合方法
医学图像融合方法可分为像素级、特征级和决策级三个层次,目前应用比较广泛的是像素级层次融合融合方法,同时它又是后两种融合方法的基础,本文主要研究像素级层融合方法。
根据其特点、融合步骤和基本原理,又可将其分为基于空间域融合方法和基于变换域融合方法两大类。这两类方法不是相互独立的关系,在许多算法中将两者结合使用可以达到更好的融合效果。
3 多模态医学图像融合matlab仿真程序
本文针对以下几种融合方法,进行了多模态医学图像融合的仿真实验,实验所用为两幅已经做完配准处理的MRI和CT图像,如图1所示。
下面将详细阐述程序实现和实验结果,如图2所示。
3.1 像素灰度值极大/极小融合法
% 图像像素灰度值极大法
for i=1:m1
for j=1:n1
if (abs(M1(i,j)) >= abs(M2(i,j)))
M3(i,j) = M1(i,j);
elseif (abs(M1(i,j)) < abs(M2(i,j)))
M3(i,j) = M2(i,j);
end
end
end
3.2 像素灰度值加权平均融合法
% 图像加权融合
M3 = 0.5* M1 + 0.5* M2;
M3 = im2uint8(M3);
M4 = 0.3* M1 + 0.7* M2;
M4 = im2uint8(M4);
3.3 傅立叶变换法
程序代码如下:
% 对图像进行二维傅里叶变Q
y1 = fft2(M1);
y2 = fft2(M2);
% 对变换系数进行加权融合
y3 = 0.5* y1 + 0.5* y2;
y4 = 0.3* y1 + 0.7* y2;
% 傅里叶反变换
M3 = ifft2(y3);
M4 = ifft2(y4);
% 数据类型转换
M3 = im2uint8(M3);
M4 = im2uint8(M4);
3.4 小波变换法
zt =2;% 小波分解层数
wtype = 'db1';%使用的小波类型
% 小波分解
[c0, s0] = wavedec2(M1,zt,wtype);%多尺度二维小波分解
[c1, s1] = wavedec2(M2,zt,wtype);%多尺度二维小波分解
%小波系数简单加权法
c = (c0 + c1)* 0.5;
% 高频部分系数选择绝对值极大法,低频部分系数采用二者求平均的方法
KK = size(c1);
Coef_Fusion1 = zeros(1,KK(2));
% 低频系数的处理
Coef_Fusion1(1:s1(1,1)) = (c0(1:s1(1,1)) + c1(1:s1(1,1))) / 2;
% 高频系数的处理
MM1 = c0(s1(1,1) + 1:KK(2));
MM2 = c1(s1(1,1) + 1:KK(2));
mm = (abs(MM1)) > (abs(MM2));
Y = (mm.* MM1) + ((~mm).* MM2);
Coef_Fusion1(s1(1,1) + 1:KK(2)) = Y;
% 小波重构
Y1 = waverec2(c,s0,wtype);
Y2 = waverec2(Coef_Fusion1,s0,wtype);
4 结语
多模态医学图像融合技术是医学图像处理技术的一个重要分支,在临床诊疗、计算机辅助诊断、远程医疗、放射治疗及手术计划的制定等方面有着广泛的应用前景,对医学影像的进步和发展有重要的促进作用。在此背景下,本文分析了多模态医学图像融合的典型方法,并给出了Matlab环境下的仿真实例,对相关领域的专业人员和非专业关注者具有一定的参考价值。
参考文献
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作者简介
陈文(1996-),江苏省苏州市人。在读硕士。研究方向为医学影像。
作者单位
关键词: 医学生 医学教学方法 能力素质 培养
结合医学教育的特殊性,医学生的能力素质一般包括人文素养、职业态度、循证医学科研能力、医患沟通能力、自主学习能力、创新精神、批判性思维等方面。
当前医学生的能力素质培养问题受到了世界各国医学界的高度关注,如何有效地培养医学生的能力素质,使其达到社会的需求是我们不断探索的问题。2009年,教育部、卫生部出台了《关于加强医学教育工作提高医学教育质量的若干意见》,要求:“建立以学生为中心的自主学习模式,确立学生在教学中的主体地位,着力推进教学方法的改革与实践,加强学生终身学习能力、批判性思维能力和创新能力的培养。”可见,医学院校必须着力进行教学方法改革,以做到合理运用教学方法,提高教学质量,更好地培养医学生的能力素质。
1.新形势下改进医学教学方法的必要性分析
教学方法恰当运用,关乎教学水平、关乎学习质量。作为高等教育重要的组成部分,医学教育质量保障的前提是解决好教师教得好、学生学得好的问题。当前,部分教师对现代教学理论、方法和手段的掌握和运用水平不高,有的只会通过课件来授课,有的不能根据教学内容选择最恰当的教学方法激发学生的学习兴趣、调动课堂气氛。总的来说,医学教学方法单一、滞后,在一定程度上影响了医学教育质量和医学生综合能力的培养,因此,改进医学教学方法是应对当前新形势下医学教育出现的新问题,提高医学生的综合能力素质,满足社会对医学人才需求的重要途径。
1.1改进医学教学方法是解决医学教育所面临问题的根本需要。
目前,医学教育专业口径过窄、素质教育薄弱、教学模式单一、教学内容陈旧、教学方法过死等状况是医学教育所面临的主要问题,改进医学教学方法是解决这些问题的重要途径。改进医学教学方法可以增强医学生的综合素质,可以促进医学教学模式变革,可以进一步丰富医学教学内容。
1.2改进医学教学方法是培养医学生各方面综合能力素质的需要。
我国医学教学长期采用“填鸭式”教学法,主要是由教师向学生灌输知识和信息而不考虑学生能否消化和理解,偏重死记硬背,导致医学生能够牢记很多的医学专业知识,却不懂得如何运用于临床实践,缺乏创造性思维。
1.3改进医学教学方法是满足社会对医学人才要求的需要。
教学方法改革要适应社会主义现代化建设人才的需要,这是研究和改革教学方法的出发点和落脚点。因此,我们应当考虑哪些医学教学方法较为陈腐、落后,哪些教学方法不适应新形势对医学人才质量的高要求,找出教学方法与对人才需要的矛盾所在,从而改变我们在医学教学方法问题上的陈旧的教学观念,积极地根据新时期的新要求来研究和改革医学教学方法。
2.几种医学教学方法对培养医学生能力素质所起的积极作用
以教师课堂讲授为主的传统教学方法已经不能适应现代医学教学的要求,只有积极改进医学教学方法,才能达到医学教学效果的最优化,以促使医学生的智力和多种素质能力得到不断发展。本文主要阐述合理运用几种常用的、先进的医学教学方法对医学生能力素质的培养起到的积极作用。
2.1PBL教学法――以学生为中心。
自加拿大Mc-Master大学首倡PBL(problem-based learning,基于问题的学习)模式以来,PBL已成为目前西方医学教育的主流模式之一,近些年国内医学院校纷纷开始引进此模式。PBL的核心是以学生为中心的启发性教学方式,强调学生的主体作用,以学生独立自学为主,教师的职能则由教转化为导,以培养学生的学习能力和解决实际问题的能力为重点。教师给学生提供设计有一定难度、能包含学习目标、有实用价值的病案;同学们参与其间,经过提出问题,分析、归纳问题,小组成员分工合作,小组讨论等形式,培养解决问题技能,发展高层次的思维能力、团队合作能力、获取并评价信息的能力、自主学习能力。[1]
PBL教学法倡导一个很好的学习环境,在这里,学生沉浸在实际的、积极主动的学习氛围中,在老师的有效指导下主动复习相关基础理论知识,查阅相关资料和最新文献,举一反三、触类旁通,能动地发展自己各方面的能力。通过这个过程,基础理论与临床实践被有机地联系起来,而学生也可积累初步的临床经验。这可很好地解决目前国内医学教育存在医学基础理论与临床实践严重脱节的问题,同时完善并提高学生的综合素质。
在运用PBL教学方法时,教师要素质高、知识面广、能力强,这样才能带领好学生进行医学知识的学习,而且必须向学生提供完善的图书馆资源和网络信息资源。
2.2案例式立体教学法――激发兴趣、拓宽思维、师生互动。
案例教学法是一种以案例为基础的教学法(case-based teaching),在本质上是提出一种教育的两难情境,教师在其中扮演着设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与讨论,在讨论中学习。该方法具有注重强调培养学生分析问题和解决问题综合技能的特点。立体教学法(three-dimensional teaching method)是教师把教材中知识结构的组成和知识之间的内在联系及规律性的内容,经过周密的构思加工成概括清晰、系统全面、有机联系、多元结合的立体式知识。也是从整体上思考教学过程的一种工具和方法,是教育思想、教学原理、教学方法、教学形式等诸因素的高度概括和体现。[2]案例式立体教学法融合了案例教学法与立体教学法的优势,将案例教学与立体教学融会贯通并拓展,通过多媒体技术紧密结合起来,形成了新的教学法。确切地说,案例式立体教学法(casethree-dimensional teaching method,CTTM)充分利用人工智能技术、计算机技术、网络技术、医学图像三维重建技术和多媒体技术,充分利用视频教学、电化教学、多媒体教学、精品课网络教学等手段,精心设计教案、课件、立体展现“仿真(也称虚拟或数字)病人”和临床病例讨论资料。它实现了由单一化到立体化的转变,集多种教学法于一体,发挥出多角度、大信息量和系统性的教学优势,故称其为“案例式立体教学法(CTTM)”。[3]
实践证明,案例式立体教学法显示出其优越性。案例式立体教学法适应了科学技术的发展,适应了现代教学改革的发展趋势,充分利用了人类学习的最有效途径――视觉和听觉,使用了设备技术,立体化直观地展现了教学内容,形成了多角度、多层次的信息刺激,大大提高了学生的学习效率,实现了教与学的优化组合。同时,这种教学方法强化训练了教师与学生的创新精神和解决实际问题的能力,激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的逻辑思路,启发了学生的创新性思维,大大缩短了教学情境与实际生活情境的差距。同时,针对医学教学,该方法运用了多媒体技术,结合了病例教学,实现了学生与教师的深入交流、讨论,达到了教师与学生共同成长的良好效果,提高了总体教学水平。
当然,这也对教师提出了更多的要求,教师必须学量相关的知识并掌握多媒体运用的技能,才能更好地充分使多媒体技术与教学案例密切结合。
2.3发现教学法――自行发现、主动思维。
发现教学法是由美国心理学家和教育学家布鲁纳在他的《教育过程》一书中首先提出,是指在教师的启发诱导下,学生独立思考学到的知识。布鲁纳认为学生的学习活动就是一种发现,学生在课程中应当学习的是基本结构,也就是每门学科最具有根本性的理论知识、基本概念、基本原理、基本法则等。而基本结构是不能简单地通过教师的讲授学习的,要通过学生的发现学习去构建。[4]在发现教学法的运用中,教学设计要遵循以下的四大原则:第一,要想让学生在学习情境中,经由主动发现原则而获得知识,教师必须先将学习情境与教材性质解说得非常清楚;第二,教师在进行知识教学时,必须先配合学习经验,将所授教材作适当组织;第三,教材的难度与逻辑上的先后顺序,必须针对学生的心智发展水平与认知表征方式作适当的安排;第四,在教材的安排上,必须考虑学生学习动机的维持。[5]
发现教学方法有利于激发学生的智力、潜能,有利于学生把外部学习动机转变为内部学习动机,有利于学生获得发现问题并解决问题的能力、探索的技巧,有利于学生的学习主动性的养成,有利于学生医学知识的记忆和保持。
当然,发现教学法的实施关键及难度在于确定学生的“最近发展区”。教师在给学生创设问题情境时应着眼于学生的最近发展区,创设符合学生实际水平的又略带有难度的教学内容,调动学生的积极性,发挥其潜能,使其得到真正的发展。
3.结语
总之,新形势下医学教学方法改进与医学生能力素质培养密切相关,它们是关系医学教育发展的一个重要话题,是需要继续不断深入探讨的话题,话题的讨论和探究过程就是要不断改进教学方法、合理运用教学方法以解决医学教育问题,达到培养医学生综合能力素质的目的。
参考文献:
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关键词:重视影像技术;成像方法;研究
近年来,医学影像设备的不断革新以及相关技术的升级,影像设备的功能也较以往强大很多。纵观医学影像学的发展沿革,总体影像技术成像方法也在发生着变化。在这种情况之下,从事医疗影像技术工作的相关人员要不断强化自身的临床医学知识与影像技术知识、技能,跟上现代医学影像技术的快速发展。
1 影像技术成像方法概述
1.1影像技术成像方法及其研究背景 从技术原理的角度来分析影像技术成像方法有一定的实践价值,能够帮助相关的影像技术操作的医疗工作者更熟悉该技术应用的机理,从而依据影像技术得出更加精准的诊断结论。近几年来,我国医学影像检查技术体系当中已经涌现出很多种类,包括X射线、超声、CT以及核磁共振等影像检查技术手段,为医疗领域提供了强有力的技术支撑[1]。从总体情况来看不同的影像技术在成像原理及其方法方面存在着一些异同,因此,将其应用到不同医疗诊断科室之中,有着一定的理论依据。从现实的角度来看,作为从事医疗机构影像诊断工作的医务工作者,需要在临床实践过程中逐步掌握各种类疾病在不同成像技术和检查方法中的异常表现及其诊断要点,从而进一步了解和比较不同成像技术的应用优势,明确将各类型影像技术成像方法作为诊疗依据的优势与劣势,进而得出更精准的医疗诊断结果,为患者提供更优质的检查服务。这样一来,便极大地突显出现代影像技术成像方法的实践价值与社会意义。
1.2影像技术成像方法的基本原理分析 医学影像技术也可以称其为医学影像学,它指的是专业的内科或外科医生用来诊断肉眼无法直接观察到的身体部位的技术,从而提升临床医疗诊断的精准度。通常我们所熟悉的影像技术为X光、超声等,这些技术的成像方法及其原理有所不同。在进行X-射线成像时,实际应用到的成像方法是"平面"和"断层",其基本技术模式为"模拟"与"数字",而核医学成像方法还需要用到"正电子湮灭成像"模式,超声成像的原理为"杜普勒成像",往往通过黑白以及彩色两种方式来成像的。就以X射线成像的基本原理来看,当该类型射线穿过某一具象化的物质时,部分光子被吸收,其强度呈指数趋势衰减,此时,未经吸收的光子穿过物体后被检测设备所接收,这样便形成了图像[2]。
在以往,菲林影像技术是利用感光材料银化学感光物成像的,现代的医学影像技术是基于以往的技术手段之上升级而来的,尤其是数字化成像设备的出现,使得基于先进技术方法的放射科室无需在暗室之中进行影像操作。实质上,普通的X线的摄影经历了诸多借鉴的演变,最开始的影像成像技术方法是"屏-胶"体系,并在技术升级后,转换为暗室技术,后来,直至计算机技术的快速发展,涌现了数字化摄影技术以及激光打印胶片技术等等,这些不同种类的影像技术成像方法为现代医学注入了活力[3]。医学成像技术可以作为一种极佳的医疗辅助手段用于诊疗以及疾病治疗的过程中,相关技术方法也可以被应用于生命科学项目的研究过程之中,促进我国整体医疗水平的提升。
2 不同的影像技术成像方法的实践特征及其优势研究
在医疗诊断临床过程中了解到,针对不同的人体系统以及解剖部位,需要使用不同类型的影像技术成像方法。实际上,由于各种类型的成像技术的原理及其所呈现出来的图像特征较为不同,所以在利用其给出医疗诊断结果的依据也有所不同。所以,需要根据所要诊断的医疗项目,来选择诊断价值较高的影像技术成像方法来辅以临床医疗决策。
2.1深入了解各类型影像检查技术成像方法的特点 从以往的经验来看,在进行影像学检查时,不同的成像技术的综合应用较为关键,因为往往一种影像技术成像方法并不能精准地判断出患者的疾病种类及其病变的特征,所以,需要凭借临床经验以及技术诊疗方法来进一步确定医疗结论。多项影像技术成像方法的综合运用,能够提升临床诊断的效率及其质量。事实上,选择科学的影像检查方法是在了解各类型技术手段的基础上而来的,就比如,呼吸系统疾病检查最恰当的医疗检查方法则是X线胸部摄影结合CT扫描,选择最佳的影像检查技术,不仅能够节约检查时间,还能够降低患者疾病医疗检查的经济成本。医学影像技术的发展及其应用需要医疗机构当中相关技术人员的助力,技术人员不仅要不断吸收新的技术知识、理论知识等,还要深入研究成像技术的成像方法,进而提升医疗诊断的精度,使其诊断结果更具价值。
2.2关键影像技术的成像方法及其实践效能分析 从临床诊疗以及影像技术操作的工作经验来看,进行"核磁共振成像"所得出的诊疗结果更为精准,因为这种技术是应用于人体内部结构的成像,是一种具备划时代意义的医学诊断技术。在"核磁共振成像"技术手段的应用过程中,融合了快速变化的梯度磁场的应用,从而提升了核磁共振成像的速率,使得"核磁共振成像"技术手段更广泛地应用在医疗临床诊断以及类似项目的科学研究领域之中,促进我国医疗科学诊断方面的快速发展。此外,以"CT成像"方法的原理来分析,该技术手段的检查较为快捷,将其应用在CE结肠成像诊断等项目中,具备较高的实践价值,因其不会对患者的身体状况产生较大的负面影响,较为精准地显示出患者肠管病变的基本情况,有利于及时进行病患诊疗处理。
总之,通过针对影像技术成像方法的深入了解,能够明确这样一个现实问题,对于医疗领域而言,某一疾病的临床检查处理,需要确定所应使用的成像技术后,在进一步选用恰当的检查方法来对患者的病情进行诊断,临床诊断的准确度要高很多,这样能够保证所给出的医疗诊断有一定的参考价值,有助于我国医疗健康服务质量的提升。另外,从事相关工作的技术人员,要不断补充自身的临床知识以及影像诊断知识,掌握必要的影像技术成像方法,并能够灵活地运用不同类型的技术方法,从而更好地驾驭影像技术手段来为现代医疗领域服务。
参考文献:
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医学图像处理技术包括很多方面,本文主要介绍分析图像分割、图像配准和融合以及伪彩色处理技术和纹理分析在医学领域的应用和发展。图像分割就是把图像中具有特殊涵义的不同区域分开来,这些区域使互不相交的每一个区域都满足特定区域的一致性。它是图像处理与图像分析中的一个经典问题。目前针对各种具体问题已经提出了许多不同的图像分割算法,对图像分割的效果也有很好的分析结论。但是由于图像分割问题所面向领域的特殊性,至尽尚未得到圆满的、具有普适性的解决方法[2]。
图像分割技术发展至今,已在灰度阈值分割法、边缘检测分割法、区域跟踪分割法的基础上结合特定的理论工具有了更进一步的发展。比如基于三维可视化系统结合FastMarching算法和Watershed变换的医学图像分割方法,能得到快速、准确的分割结果[3]。图像分割同时又是进行三维重建的基础,分割的效果直接影响到三维重建后模型的精确性,分割可以帮助医生将感兴趣的物体(病变组织等)提取出来,帮助医生能够对病变组织进行定性及定量的分析,从而提高医生诊断的准确性和科学性[4]。
如何使多次成像或多种成像设备的信息得到综合利用,弥补信息不完整、部分信息不准确或不确定引起的缺陷,使临床的诊断治疗、放疗定位、计划设计、外科手术和疗效评估更准确,已成为医学图像处理急需解决的重要课题。医学图像配准是通过寻找某种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配[5]。目前医学图像配准方法有基于外部特征的图像配准(有框架)和基于图像内部特征的图像配准(无框架)两种方法。后者由于其无创性和可回溯性,已成为配准算法的研究中心。基于互信息的弹性形变模型也逐渐成为研究热点。
互信息是统计两个随机变量相关性的测度,以互信息作为两幅图像相似性测度进行配准基于如下原理:当两幅基于共同的解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应的图像特征的互信息应为最大[6]。图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术,也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。近年来国外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。国内研究人员也提出了一些相应的算法:对于两幅图像共同来估计其正反变换的一种新的图像配准方法,称为一致图像配准方法;采用金字塔式分割,进行多栅格和多分辨率的图像配准,称为金字塔式多层次图像配准方法;为了提高CT、MRI、PET多模态医学图像的三维配准、融合的精度,还可以采用基于互信息的方法[7]。
在图像配准方面,在努力提高配准精度的同时,目前提出的多种方法都尽量避免人工介入,力求整个过程自动化,其结果导致实现算法的过程复杂而耗费时间,文献[5]已进行研究,试图实现基于人机交互的快速图像配准策略,同时根据图像的不同成像模式选择合适的配准测度也十分重要。不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息,图像融合的潜力在于综合处理应用这些成像设备所得信息以获得新的有助于临床诊断的信息。利用可视化软件,对多种模态的图像进行图像融合,可以准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状及它与周围生物组织之间的空间关系,从而及时高效地诊断疾病,也可以用在手术计划的制定、病理变化的跟踪、治疗效果的评价等方面。在放疗中,利用MR图像勾勒画出肿瘤的轮廓线,也就是描述肿瘤的大小;利用CT图像计算出放射剂量的大小以及剂量的分布,以便修正治疗方案。
在制定手术方案时,对病变与周围组织关系的了解是手术成功与否的关键,所以CT与MR图像的融合为外科手术提供有利的佐证,甚至为进一步研究肿瘤的生长发育过程及早期诊断提供新的契机。在CT成像中,由于骨组织对X线有较大的吸收系数,因此对骨组织很敏感;而在MR成像中,骨组织含有较低的质子密度,所以MR对骨组织和钙化点信号较弱,融合后的图像对病变的定性、定位有很大的帮助[8]。由于不同医学成像设备的成像机理不同,其图像质量、空间与时间特性有很大差别。因此,实现医学图像的融合、图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和数据理解都是亟待解决的关键技术[9]。对一幅黑白图像,人眼一般只能辨别出4到5比特的灰度级别,而人眼能辨别出上千种不同的颜色。针对这一特点,人们往往将黑白图像经过处理变为彩色图像,充分发挥人眼对彩色的视觉能力,从而使观察者能从图像中取得更多的信息,这就是伪彩色图像处理技术。
医学图像大多是黑白图像,如X、CT、MRI、B超图像等。经过伪彩色处理技术,即密度分割技术,提高了对图像特征的识别。通过临床研究对X线图片、CT图片、MRI图片、B超图片、电镜图片均进行了伪彩色技术的尝试,取得了良好的效果,部分图片经过处理后可以显现隐性病灶。例如对X线图片,在乳腺照影中伪彩色处理能鉴别囊性病、良性和恶性肿瘤,同样,钡餐照影图片和各种X线图片也得到良好的诊断效果[10]。纹理是人类视觉的一个重要组成部分,迄今为止还难以适当地为纹理建模。为此有关专家进行了大量的探索研究,但未能获得有关纹理的分析、分类、分割及其综合的有效解释[11]。
有研究针对肝脏疾病难以根除、危害面广的问题,采用灰度梯度共生矩阵的方法,分别提取纤维化肝组织和正常肝组织的CT图像的纹理特征,提出了基于灰度梯度共生矩阵的小梯度优势、灰度均方差、灰度熵等参数作为图像的纹理特征量。通过选取的纹理参数,可以看到正常组和异常组之间存在显著性差异,为纤维化CT图像临床诊断提供了依据[12]。
2三维医学图像的可视化
三维医学图像的可视化通常是利用人类的视觉特性,通过计算机对二维数字断层图像序列形成的三维体数据进行处理,使其变换为具有直观立体效果的图像来展示人体组织的三维形态。三维医学图像可视化技术通常分为面绘制和体绘制两种方法。体绘制技术的中心思想是为每一个体素指定一个不透明度,并考虑每一个体素对光线的透度、发射和反射作用。医学数据的可视化,已成为数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。实现三维数据可视化的方法很多,空间域方法的典型算法包括:射线投射法、足迹法、剪切-曲变法(目前被认为是一种速度最快的体绘制算法)等;变换域方法的典型算法有频域体绘制法和基于小波的体绘制法,其中小波的体绘制技术显现出较好的前景[13]。
以上可以利用的三维可视化软件有AVS、Analyze、amira、3Dslicer等,其中Analyze是专为生物医学图像的研究而开发的图像可视化软件。利用二维断层数据进行三维重建,可以更为直观地显示人体器官的各个解剖结构的形态及它们之间的毗邻关系,为基础研究和手术规划及手术过程模拟提供参考。鼻部是人体内解剖结构比较复杂的部位之一,可以利用3DSlicer来尝试实现鼻部部分解剖结构的三维可视化,以此为可视化虚拟人体模型的建立探索一种精确的重建方法和显示手段,同时也可为医疗工作者提供更为细致、完全和快捷的观察方案[14]。
随着互联网技术不断发展,跨越空间限制的远程虚拟现实技术已经逐步成为可能。基于虚拟现实技术利用美国国家医学图书馆VHP(VisibleHumanProject)完整数据重建可视人体,综合VTK、VRML、OperGL等可视化平台的优势,采用三维互动、空间电磁定位、立体视觉等虚拟现实技术,实现了全数字可拆装人体骨骼的本地和远程互动学习。三维虚拟现实让“遨游”人体世界成为可能,可以呈现一个物理上并不存在但又实实在在“看得见”、“摸得着”的“真实”人体,使用者可以无数次地“解剖”这个虚拟人以了解人体的结构[15]。在临床方面,提出了一种用AVS/Express开发的基于PC的LeFortI手术模型系统原型。
利用AVS/Express大量预制的可视化编程对象模块,快速构建系统的结构框架和功能模块,生成的原型能对以DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)格式存储的颅颌面CT序列断层图像进行预处理,并进行三维重建,在交互式操作环境中,显示颅颌面各种组织的解剖结构,进行相应的三维测量,模拟LeFortI手术的截骨头,对截骨段实行任意的平移颌旋转[16]。
在体视化方面一直致力于提高重建速度(实时显示利于交互操作),使重建效果理想,减少冗余信息及存储空间。具体需要考虑:1)不完全数据提出一个足够精确的数据提取方案2)什么算法能够快速准确地实现图像重建。人体器官是一个高精度庞大的结构,所建模型还应考虑临床实用方面的因素以及某些特殊部位的个体差异,针对不同的生理组织应采用不同的分割方法[17]。3针对PACS的图像压缩PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem,图像存档及通信系统)是近年来国内外新兴的医学影像信息技术,是专门为医学图像管理而设计的,包括图像获取、处理、存储、显示或打印的软硬件系统,是医学影像、数字化图像技术、计算机技术和网络通信技术相结合的产物。显然,计算机网络是PACS的重要组成部分,它负责提供底层图像传输服务,是PACS的软硬件基础,正是通过各个层次的网络才将PACS中的图像获取、存储显示以及医疗数据的管理等单元连为一体,使之形成一个统一、高性能的系统。
PACS需要解决数据传输和图像存储的问题,如何利用有限的存储空间存储更多的图像,医学图像压缩是关键的技术之一。医学图像数据量是非常惊人的,建立PACS的许多技术困难都与之有关,如图像的存储、传输、显示等。从图像压缩还原的角度出发,图像压缩方法可分为无损压缩和有损压缩两大类,常用的无损压缩方法有差分脉冲预测编码、多级内插方法等。常用的有损压缩方法有离散余弦变换(DCT)、全帧离散余弦变换、重叠正交变换(LOT)、自适应预测编码和神经网络法等,近年来又出现了分形和小波变换编码[18]。如何对医学图像进行压缩,是近年来图像处理技术中的一个重点研究的问题[19]。
医学图像的压缩无疑是减低应用系统成本,提高网络传输效率,减少存储空间的一个重要途径。DICOM作为医学图像与通信的重要标准,加入了对图像压缩算法的支持。目前DICOM正在研究对最新的压缩标准JPEG2000支持的可能性。随着新一代静态图像压缩标准JPEG2000的发展,小波理论在这个领域成为研究的热点,在这方面文献[20]提出了面向任务的医学图像压缩的概念。医学图像是医学诊断和疾病治疗的重要根据,在临床上具有非常重要的应用价值。确保医学图像压缩后的高保真度是医学图像压缩首要考虑的因素,现在医学图像上常常采用无损压缩,因为它能够精确地还原原图像。但是无损图像压缩的压缩比很低,一般为2~4;而有损图像压缩的压缩比可以高达50,甚至更高。
所以将这两种压缩方法在保证使用要求的基础上结合起来,在获取高的压缩质量的前提下提高压缩比。因此,医学图像被人为地划分为两个区域:1)包含重要诊断信息的区域,其错误描述的代价非常高,所以此感兴趣区域(ROIRegionofInterest)需要高重构质量的压缩方案;2)非感兴趣区域则要求达到尽可能高的压缩比,即需要在某一框架下将无损压缩与有损压缩统一起来,这也是目前医学图像研究领域的一个热点。我们的工作就集中在小波理论框架下实现面向任务的医学图像压缩,由于并非所有的小波基都适合于分解图像,所以前期工作的重点在MATLAB的仿真上,考虑到部分所选医学图像的ROI区域和非ROI区域的对比度不很理想的情况,图像分割的最优算法是考虑的一个方面。
压缩比方面在满足一般性的图像条件下针对某些特殊图像也会有相应的考虑,目前的工作是在VC平台下实现面向任务的医学图像压缩。在医学图像压缩方面,许多学者结合模式识别、计算机视觉、神经网络理论、小波变换和分形理论等探索图像编码的新途径,同时人的视觉生理心理特性的研究成果也开拓了人们的视野,给从事图像编码技术研究的学者带来了新的启迪。但随着网络技术在医学领域的广泛应用,更加细致的要求也逐渐被提出来了。
自我保健医学的概念
自我保健医学是以现代医学、社会学、心理学、教育学、行为科学等学科为理论基础,研究人类生命活动及与其外界环境的相互关系,以及增进健康,防治疾病、益寿延年的自我保健规律与方法的科学。自我保健医学的基本特点是,它的研究对象覆盖了所有人群,并涉及到与健康和疾病有关的一切领域。自我保健医学尤其重视被医学长期忽视的极大多数非病人群的健康保护与促进问题,并且强调人们要更多地担负起自身健康的责任;要求医护人员注重医学科学技术同人的主观能动性的结合,病人在医疗中应与医护人员共同处于主动地位而不是听命者。因此,自我保健医学是主动医学,它是当今医学必要和有力的补充。自我保健医学既能创造卫生资源,又能合理、节约使用卫生资源,具有巨大的经济学意义。自我保健医学能把维护健康的钥匙交到人们自已的手中,使人人都能成为改变健康状况的动力,从而使人们的健康潜能得到充分的发掘,使人们更易适应现代社会工作、生活节奏。健康素质的提高能使人群的发病、患病和就诊人数下降,人均寿命延长,生活质量提高和有效工作时间增加,最终带来社会财富增长和人民生活幸福。
医学科普是自我保健医学的基础工程
所谓医学科普,就是把医学知识,医疗技术以及先进的医学研究成果采用人们喜闻乐见的多种方式,通过多种途径,普遍地传播到社会的各个方面,让广大群众了解医药卫生保健知识,从而保障和促进人民的健康。由此可见,医学科普的根本目的是提高人们的卫生知识水平和自我保健能力,以便更好地防治疾病和增进健康,这与自我保健医学的宗旨是一致的。
医学科普是创建自我保健医学的先导。虽然创建自我保健医学仅仅是近几年的事,但自我保健活动却历史悠久,自古有之。医学的产生,最初是从自我保健经验的积累开始的。随着医学科学的不断发展,人们已经习惯于依赖被动型医疗预防技术服务来防治疾病,形成了医学技术服务的高度发展与自我保健观念淡化的巨大反差。70年代后,随着生物医学模式向“生理-心理-社会”医学模式转变和新的健康观的提出,自我保健逐渐被人们所重视。80年代以来,自我保健自发兴盛起来,作为向广大群众普及医药保健知识和技能的医学科普事业也随着人们自我保健需求的增长而得到了蓬勃发展。全国不仅卫生科普报刊林立,而且每年出版的卫生科普书籍、制作和播放的卫生科普电影、电视、广播节目更多。一些非卫生专业性报刊也增设了卫生保健知识栏目,以满足群众日益增长的自我保健需求。从某种意义上讲,医学科普事业的发展,为自我保健医学奠定了良好的社会基础,对创建自我保健医学起到了先导作用。
医学科普是实施自我保健的重要途经自我保健医学的任务,除研究自我保健综合理论和技术方法外,更重要的是将这些理论和技术,方法应用于不同人群的自我保健实践。当前,自我保健的技术,方法和商品众多,对不同年龄、性别、职业、心理特点、疾病易感程度、生活习惯、行为方式和所患不同病种的人来说,其自我保健的需求也各异。因此,必须向他们传授有针对性的自我保健知识和技能,这就需要通过医学科普工作来实现。最好的自我保健方法和技术,如果束之高阁,不被人们所接受,也就失去了它自身的价值。当有些人由于无知而自损健康时,如果能及时得到医学科普的正确引导,变成能调动自身的主观能动作用,达到自身负责、自我防护和自我保健。因此,医学科普是实行自我保健的重要途径。
医学科普在三级自我保健实施中的作用自我保健可分未病期自我保健、病期自我保健和病后期自我保健三级。一级自我保健针对的是占人口绝大多数的未病人群。为了落实促进健康和预防疾病和各项措施,就必须向他们普及自我预防和增进健康的有关知识和方法,如坚持做到不吸烟、不酗洒、合理膳食、经常运动、控制情绪、生活规律等,就能预防多种心、脑血管疾病和肿瘤。二级自我保健是病期自我保健。当人患病后,不仅需要得到医疗技术的服务,而且实施自我诊断,自我护理、自我治疗在促进疾病早日痊愈方面也相当重要。医学科普的功能之一,就是向病人传播早期发现病情、早期就医治疗和如何配合医生医治疾病的医学保健知识和方法,充分发挥病人的自我主动性,促使病程缩短和早日痊愈。三级自我保健是病后自我保健。当病人治愈或好转后,仍需进行定期复诊、随访和调养。这时就必须利用医学科普对他们进行病后康复教育,防止病情复发,有利于缩短恢复期,使病人尽早回归社会。总之,医学科普在三级自我保健实施中均起到至关重要的作用。
发展自我保健医学,促进医学科普事业
当前,创建自我保健医学体系,发展其理论和实践虽然还在起步阶段,但该领域的研究成果已得到国内许多著名专家、学者的高度评价。深入研究并不断完善自我保健医学,已成为现代医学的重要课题之一,这也将大大促进医学科普事业的发展。自我保健医学的发展增加了人们对医学科普的需求有人预言:“自我保健医学是21世纪医学的重要组成部分”。随着自我保健医学的发展,人们对自我保健知识和技术的需求也越来越迫切,许多自我保健的新理论、新方法也急需向广大群众传播,以及早取得应有的社会效益。由此可见,自我保健医学的发展必须会导致人们对医学科普的进一步重视。医学科普作为自我保健的重要资源,也将向多媒体、广覆盖、投入少、效益高的方向发展。
自我保健医学为发展医学科普事业提供了新的观念和思路。自我保健医学的崛起,使医学科普的任务不再局限于医学科普作品的创作与传播,更要拓展至科学的计划、实施与评价,要借助自我保健医学的理论与方法,开展医学科普领域内的科学研究,增强医学科普本身的科学性,克服盲目性,充分发挥医学科普在自我保健医学中的作用。由此可见,自我保健医学的兴起与发展,必将给医学科普事业增添新的内涵和活力,也将大大提高医学科普的社会效益和工作水平。为此,广大医学科普工作者必须主动承担起推动自我保健医学发展的责任,为促进人类健康事业而努力。
本文作者:王东胜单位:《今日保健》编辑部
1中医学创新方法研究策略
根据学科分类国家标准,中医学有四个一级学科,分别是中医学、中药学、中西医结合医学和针灸学。这四个一级学科,有共同的思想理论渊源,在科学方法总论研究中,其创新发展的科学思维、方法脉络及复杂关系得到了全面归纳和总结。在此基础上,进一步探索各个学科的各自特征、创新发展思路与方法是深化和完整构建中医学创新方法体系的重要举措。
1.1各学科主要科学问题范畴架构分析
在不同角度和层面,各学科有共同的问题范畴架构特征,例如都面临规范化、标准化问题,如名词术语、诊疗过程、药物生产等规范标准化,这些属于中医学的重大关键科学问题范畴。除了共性的范畴特征之外,各学科也存在明显的个性特征。通过分析、归纳各学科的科学问题范畴,是全面、系统探索各学科创新方法的前提。证候分类、复方应用和疗效评价是中医学学科框架的核心,其间的方证相应、方效相关和证效相应网络关系是中医学研究的重点和难点,中医学基础与诊断、传统中药学与方剂学、中医临床各科,由基础到临床共同构成中医学学科框架体系。中药学传统中药学是以研究功能主治和毒性为重点,“有故无殒”的毒性评价理念对指导现代药物毒性评价有重要意义,具有深入研究的价值。性味归经和炮制鉴定有助于临床准确用药。安全性和有效性兼备是现代中药的固有属性,从资源学、栽培技术、炮制学、药物化学、药理毒理学角度多方位研究中药,构成了现代中药学的学科框架,近来兴起的网络药理学理论和技术,为现代中药的研究提供了全新的视角。中药学研究的目的是开发应用,过程中的相关规范标准研究、上市后再评价研究,对促进中药现代化和国际化不可或缺。针灸学的基础理论部分,以腧穴学和经络学为中心,与之相关的腧穴特异性研究、经络实质研究、脏腑相关研究都是学科研究的重点。另外,针灸学独有的经穴诊断、经络辨证和经穴配伍形成了其独立的辨治体系。不同于药物,针灸施治是一门技术,其规范和现代机制研究也是针灸学学科体系的重要组成部分。针灸学临床研究,以针对优势病种的疗效评价为重点。中西医结合医学是在西学东渐背景下形成的新医学体系。从认识论到疾病的诊治,中西医之间有明显的差别,中西医结合应从认识论角度融合互补,现代基于整体复杂体系的系统生物学兴起,为中西医结合、融合提供了理论依据和发展契机。中西医结合诊断具有微观与宏观结合、病与证结合的特点,治疗方面强调中西医疗法的优化互补,疗效评价需要证候信息、客观指标等的综合评价。现代组学、生物信息学和网络生物学技术为兼顾中西医特性的结合医学研究模式提供的技术支撑。
1.2各学科已有科学创新方法的整理挖掘研究
在各学科由萌芽丰富成熟的发展历程中,新思维、新方法和新工具的不断涌现,推动各学科不断进步。在明了各学科主要科学问题范畴架构的基础上,系统整理和挖掘各学科不同时空背景下的创新方法特征,求本溯源,对建立以中医学主体思想为根、发皇古义、融会新知、创新发展的现代各学科创新方法体系具有重要意义。(1)采用文本挖掘技术从“古代近代现代当代”四个阶段多个维度综合评价遴选找到影响学科发展、里程碑式的“重大人物—重大科学问题”,分析重大问题产生的根源和时代特征以及重大人物解决问题的方式、方法,并与同时代其他医家比较,立体化呈现当时的学科科学特征。在此基础上参阅当代中外文献,探索科学思维、方法和工具内在联系,评述对现代中医药学研究的借鉴意义。(2)各学科重大研究项目研究剖析和成果分析:建立和持续支持各学科的重大研究项目研究,是在国家战略层面引领学科发展方向、促进学科关键科学问题攻关的重要举措。采用文本挖掘技术,对近10年来,各学科的863、973、科技部支撑项目、国家自然基金重大专项、行业专项等项目进行系统梳理,参阅中外文献,在世界生物医学发展和国内中西医融合发展的大背景下,探索研究切入点、目标内容、技术方法、关键技术、组织实施步骤等方面的共同规律,分析成果及其相互关系,系统评述其对中医药学科发展的意义,展望未来的研究方向和目标。文本挖掘流程首先是采集各学科发展历程中“重大人物—重大科学问题”文本信息和当代各学科重大研究项目科研信息;在信息电子存储的基础上,通过信息清洗、集成、转换等过程,使文本信息集合构成文本信息库;针对具体研究目标筛选变量,然后根据变量的结构和性质选择相应的挖掘方法,以一法为主,多法联用进行挖掘[3]。
1.3针对当代各学科关键科学问题的前瞻性研究
利用TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch(TRIZ)主流技术创新方法分析框架和工具,在各学科主要科学问题范畴架构内,结合文本挖掘技术和专家访谈共识法找到当代各学科不同维度、层次的关键具体科学问题,探索问题产生的根源和解决问题着重考虑的对象、属性、参数等因素,揭示这些因素的相对重要性及交互作用,使问题分析过程形式化和结构化。参阅中外文献,结合当代多学科交叉渗透和认识前沿,探索问题的优化解决方案,从科学思维、方法、工具3方面探讨问题解决技术路线和关键环节,探索各个学科发展的动力机制[4-5]。TRIZ的操作流程首先是将各学科中具体科学问题抽象成为TRIZ通用格式问题,然后根据TRIZ问题与方案之间的匹配关系,寻找通用解决方案,最后再将通用方案具体化为具体问题的最终解决方案。
2中医学创新方法研究展望
“自主创新,方法先行”,创新方法是自主创新的根源。中医学是我国的原创科学,在新的历史背景下,构建其创新方法体系对推动其长期可持续发展、提高我国原创科技实力具有重要意义。目前中医学的科技创新方法研发和推广工作仍然处于起步阶段,亟需加大科技投入,组织相关力量,较大规模地开展中医学四个一级学科创新方法的研发和传播工作,从而为中医学的现代化发展注入新的活力。
1医学论文的基本要求
1.1创新性医学论文的创新性是指文章要有新意,要发展医学成就,破解医学问题。医学论文有无创新,选题是关键。选题创新是医学论文写作的灵魂,是衡量医学论文价值的重要标准。可体现在:①理论方面的选题应有创新见解,既要反映作者在某些理论方面的独创见解,又要提出这些见解的依据;②应用方面的选题应有创新技术等,也就是要写出新发明、新技术、新产品、新设备的关键,或揭示原有技术移植到新的医学领域中的效果;③创新性还包括研究方法方面的改进或突破。
1.2可行性所谓选题的可行性,是指能够充分发挥作者的综合条件和可以胜任及如期完成医学论文写作的把握程度。选题切忌好高鹜远,脱离实际,但也不应过低,影响主客观的正常发挥,降低了医学论文的水平。影响选题的可行性因素有:①主观条件,包括作者知识素质结构、研究能力、技术水平及特长和兴趣等;②客观条件,包括经费、资料、时间、设备等。
1.3实用性撰写医学论文的目的是为了交流及应用。要从实际出发,选择够指导科研、指导临床、造福人类的主题,因此,选题的实用性尤为重要。
1.4科学性医学论文是临床和医学科学研究工作的客观反映,其写作的具体内容应该是取材客观真实、主题揭示本质、科研设计合理、论证科学严谨、表达逻辑性强、经过实践检验。所以,严格遵守选题的科学性原则,是医学论文写作的生命。
1.5前瞻性要选择有研究价值及发展前途的主题,应积极开发研究新领域、新学科和新理论。
2选题的基本方法
2.1根据课题研究的结论来确定主题这是常用的方法,可分为:①以科研的结论或部分结论作为医学论文的主题;②科研结果与开题时预测不一致,待查出原因后,再寻找主题;③科研达不到预期结果,可总结经验,从反面挖掘主题。
2.2在科研过程中选题医学科研的过程中,有时会出现意外的现象或问题,作者如果能够细心观察、及时发现,可以在这些偶然中获得新的选题。
2.3在临床实践中选题临床工作是医学论文写作取之不尽的源泉,作者在临床中会经常遇到许多需要解决的实际应用问题或理论问题,对此,只要从本学科实际出发,用心思考,会从中产生很多好的主题。其包括:①探讨发病机制与预后情况;②分析临床症状与表现;③研究诊断方法和治疗方法;④疾病的多因素分析等。
2.4从文献资料中选题医学文献是人们长期积累的宝贵财富,是医学论文选题的重要来源。阅读最新文献资料,可以了解当前医学科学研究的进展情况,开拓思路、激发灵感,从而挖掘提炼出好的医学论文主题。
3医学论文的一般体裁
3.1实验研究一般为病因、病理、生理、生化、药理、生物、寄生虫和流行病学等实验研究。主要包括:①对各种动物进行药理、毒理实验,外科手术实验;②对某种疾病的病原或病因的体外实验;③某些药物的抗癌、抗菌、抗寄生虫实验;④消毒、杀虫和灭菌的实验。
3.2临床分析对临床上某种疾病病例(百例以上为佳)的病因、临床表现、分型、治疗方法和疗效观察等进行分析、讨论,总结经验教训,并提出新建议、新见解,以提高临床疗效。
3.3疗效观察指使用某种新药、新疗法治疗某种疾病,对治疗的方法、效果、剂量、疗程及不良反应等进行观察、研究,或设立对照组对新旧药物或疗法的疗效进行比较,对比疗效的高低、疗法的优劣、不良反应的种类及程度,并对是否适于推广应用提出评价意见。
3.4病例报告主要报告罕见病及疑难重症;虽然曾有少数类似报道但尚有重复验证或加深认识的必要。
3.5病例(理)讨论临床病例讨论主要是对某些疑难、复杂、易于误诊误治的病例,在诊断和治疗方面进行集体讨论,以求得正确的诊断和有效的治疗。临床病理讨论则以对少见或疑难疾病的病理检查、诊断及相关讨论为主。
3.6调查报告在一定范围的人群里,不施加人工处理因素,对某一疾病(传染病、流行病、职业病、地方病等)的发病情况、发病因素、病理、防治方法及其效果进行流行病学调查研究,给予评价,并对防治方案等提出建议。
关键词:临床医学;检验医学;重要性
检验医学能够提高临床治疗和诊断检验数据的准确性,对临床标本进行正确的测定和收集,其检验报告的及时性和准确性才能得到保障。检验医学属于新兴学科,其在应用的过程中需要将多个学科交叉在一起,是现代实验室科学技术和临床医学的结合。检验医学需要检验的临床样本主要为抗原抗体、微生物、生物和血清等。
一、临床医学与检验医学相结合的必要性
(一)临床需求
检验医学能有效提高实验室质量管理体系的全面性和完整性,能够对医学检验进行科学的质量管控,并且在进行管控时,还能对其的控制过程进行科学的分析,对检验结果进行解释,并且还要对解释的结果对患者和临床科室进行反馈,对检验人员的相关建议进行合理的收集,其新项目实施的合理性才能得到提高,临床实践的水平才能得到提升。
(二)检验方法
临床医生在进行临床治疗时,要加大对检验方法的重视,了解临床检验的每一种方法,保证检验方法能够符合检验项目的要求,并且在进行项目检验时,还要对每种检验方法正常参考值、报告方法、临床意义、灵敏度等进行详细的了解,检验结果的合理性和准确性才能得到提升。
(三)质量管理
医院在进行质量管理时,要加大对检验医学和临床医学沟通的重视,各个科室都要积极参与到病例的讨论之中,医院质量管控的水平才能得到提升。临床医生在进行患者查看时,要加大对检验医师等查看的重视,并且还要对检验结果进行科学的核实和调查,其质量管理的水平才能得到提升。
(四)检验结果
将检验医学和临床医学结合在一起,不仅能够在一定程度上提高疾病检验结果的准确性,还能提高医生对疾病注意事项的了解,避免医生在进行疫病治疗过程中,出现检验结果诊断错误的情况,避免患者在疾病治疗过程中出现耽误病情的情况,及时对患者进行针对性的治疗,避免患者出现错过宝贵治疗时间的情况。比如:临床医生在进行肝炎病毒治疗时,如果发现一部分肝炎在进行治疗时,无法被及时排除体外,这时如果对患者进行抗病毒治疗的话,那么对肝炎病毒进行有效控制,但是这种治疗方式并不意味着肝炎病毒被全部清除,只能说肝炎病毒过少无法及时检出。
二、临床医学与检验医学的紧密结合
(一)加强临床医学与检验医学的联系
相关人员要增强检验医学和临床医学之间的联系,加大对临床意义、检验项目方法原理检验的重视,提高检验结果的有效性和准确性,对疾病进行对症治疗,对检测结果进行科学的解释,疾病治疗的效果才能得到提高。临床医生要加大与检验人员的沟通,对现有的检验知识进行更新,加大对检验项目理解和认识的重视。检验结果的有效性才能得到提升。
检验人员不仅要对检测结果进行解释,接受临床科室的反馈建议,不断改进检验工作,还要通过讲解、宣传新项目、新技术的临床意义等帮助临床医生做出正确的疾病判断,在医院实施全面质量管控的过程中,检验科负责人的加入对于提升双方交流的有效性十分必要。目前,检验医学在临床上的作用日渐凸显,并已从医疗辅助角色成功转变为现代医学的重要组成部分,其与医生、患者,乃至医院的整体医疗水平均紧密相关。准确的检验指标不仅能评价临床疗效,还可以指导临床医生合理用药,促进临床诊疗工作与实验室工作的紧密结合对于提高检验质量,提升整体医疗水平意义重大。
检验医学的发展,离不开科学技术的进步与发展。纵观检验医学的发展进程,其飞跃性质的进步,往往是由于某学科技术发展的应用。例如,分子生物学技术的进步,使检验医学工作范围得到了极大的扩展。分子生物学在检验医学中的应用,使检验医学不仅能够应用于病理学分析,还扩展到了诊断效果的评价、预测个体发生疾病的趋向、流行病学、健康状态的评价、药敏靶点的选择等。
(二)加深临床医生对检验项目的深入了解
在临床工作中,临床医生不仅可以凭借自身检验知识储备,也可以通过向检验科室相关工作人员请教,邀请检验科室专业知识更强、检验经验更丰富的专家举办知识讲座,来更好地掌握检测项目的临床意义、药物影响、参考区间、生物学变异、方法与原理等内容。目前,存在部分临床医生申请不合理检验项目的现象,由于其无法及时跟上检验医学进展,难以有效利用新项目、新技术,固守于旧项目、旧经验,往往会在面临临床与检验结果不一致时,对检验科技术水平产生怀疑,甚至在患者及其家属面前直言不讳,易引发医疗纠纷。临床医生对检验项目的深入了解能够促使其更为合理地选择检验项目,保证检验结果临床价值的有效性,这要求临床医生对相关检验知识的深入了解。同时,检验科应当向临床医生主动告知检验结果的危及生命值、临界值、参考值以及如何保证分析判断准确性。临床医生则需全面、认真地完成检验申请单,尤其是存在能够感染检验结果的特殊病理变化、服药史,以及送检标本与留取标本的时间等信息,进而保证检验工作的临床价值。
(三)加强临床医学与检验医学的沟通
由于临床检验工作的复杂性与检验项目的繁杂等多重原因,临床与检验的关系不仅不够和谐,甚至还会处于对立状态,故应加强临床医学与检验医学的积极沟通。临床科室应当更为主动地参与检验科研工作中,经常与检验科室展开信息交流与学术讨论。一方面,临床医护工作者可以拥有更多机会了解和熟悉检验科工作实际情况、干扰试验的诸多因素、所实施项目的方法学原理,以及检验新技术新项目的发展动态等。另一方面,检验人员能够通过与临床医护工作者相交流,掌握更多临床知识,增强分析检验结果的能力,及时听取临床对检验结果准确性的评价与相关要求和建议,有针对性地展开内部建设,改进检验工作,提高检验质量,这也有赖于临床医生的积极配合和主动沟通。同时,加强临床与检验的有效沟通,强化质量管控与规范化操作,能够避免出现临床表现与检验结果不符、检验报告的及时性以及检验结果的可靠性等问题,促进医生或护理人员正确的采集标本以及科学合理地揭示检验结果,将实验室的质量控制转变为全面质量控制。
三、结语
通过上述文章,我们可以知道检验医学和临床医学两者之间是相辅相成的关系,在进行临床质量时,相关人员可以根据临床反馈的建议对检验工作进行完善,提高医疗服务的水平。另外,检验医学还能为医用物理学和医用化学提供相关的方法和理论依据,提高对人体腹内脏器状态、内分泌系统等状态判断的准确性,对疾病进行准确的量化。
参考文献
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应用型人才生物技术实验教学近几年来,随着生物医药产业的迅速发展,生物技术领域的新方法、新技术不断应用到生产企业中,这就要求医学院校生物技术专业的学生必须不断自我提高,具有较强的实验能力和科研素质,适应行业的高速发展。因此,强调应用型人才对于医学院校的生物技术专业显得尤为重要。实验教学是生物技术专业教学的重要组成部分,对于培养学生实验能力、创新能力、独立工作能力有不可替代的重要作用。近年来,对应用型生物技术人才的需求不断增多。因此,建立应用型医学生物技术实验教学更加重要。
吉林医药学院依托基础医学、临床医学、检验医学的特点与相关学科优势,适应生物医药产业经济迅速发展的需求,建立了具有医学背景的应用型生物技术人才的培养模式。探索与实践了应用型生物技术专业人才的实验教学方法,重点培养学生对实验的应用能力,取得了一些成果,更好地满足了社会对应用型医学生物技术人才的需求。
一、医学生物技术专业的特点
医学生物技术主要是由生物学、医学等学科交叉而成的一种应用型很强的新兴学科,是集医学、生物学、药学、实验方法等为一体的综合技术,这就要求学生不但具有生物学和医学基础知识,而且还要具有生物学和医学的实验技能。形成符合国家对应用型医学生物技术人才的需求,培养具有现代生物技术和医学背景的,满足我国医学生物产业发展需要的应用型生物技术高级专门人才。
二、生物技术专业实验教学现状
吉林医药学院原先是一所军队院校,2004年移交给地方办学,是一所医学类本科院校。生物技术专业是我校新办专业,在实验教学方面比较薄弱。在生物技术实验室建设方面,主要存在基础仪器设备数量不够,而且有的仪器设备比较陈旧,缺少一些与生产实践相结合的一些仪器设备;在教师队伍建设方面,缺少具有医学背景的应用型实验教师;在实验教学内容上,实验内容脱离时代前沿,和生产实际结合不够,教学模式比较单一,一般采用教师讲解学生操作的教学模式;另外在实验考核方面,还缺乏科学合理性。
三、实验教学改革与实践
基于以上问题和不足,我校生物技术专业以医药生物技术产业的发展趋势和人才的需求为导向,制定了应用型生物技术人才的培养模式,转变教育理念,对医学生物技术专业实验教学进行了改革与实践。
1.通过更新整合资源,建立生物技术实验教学中心
在我院实验室原有的仪器的基础上,进行了资源整合,又购进了PCR仪,凝胶成像系统,二氧化碳培养箱,荧光倒置显微镜,发酵罐,蛋白质纯化系统,高效液相色谱,多功能酶标仪等先进的实验设备。在临床生物化学检验实验室、细胞培养室的基础上,建立了具有医学背景的生物技术实验教学中心。中心包括分子生物学实验室、发酵实验室、蛋白质纯化分析室、药物筛选实验室,并且还做到对学生完全开放,学生可以申请毕业论文和大学生科研创新项目等。通过教学中心的建设,既促进了学科的发展,又顺应了医药生物技术产业对人才培养的需要。
2.引进优秀实验教师
医学生物技术实验课具有医学和生物技术多学科交叉融合的特点,实践性很强,实验室技术人员不仅要具备扎实的医学和生物学的基础知识,还要有高水平的医学和生物学相关的实验技术。我们实验室对人才的引进,要求具有医学相关学科背景的硕士研究生,优先录用具有医学和生物技术交叉学科背景的人才。并且由科研骨干教师考核,考核期合格才能被录用。并且新入职的实验教师还要进行生产实训,到医药生物技术公司进行系统培训。
3.改革教学方法和实验内容
改变传统的实验课的教学方法,将多媒体先进的教学手段运用到实验课中。它可以将一些陌生、抽象的知识直观化、形象化,激发学生主动学习的积极性。例如,对于一些抽象的实验,如PCR实验,可以用动画讲解整个实验过程,将抽象的原理变得形象化,并可活跃课堂气氛,加深学生对整个实验过程的理解和记忆。在实验内容上,减少一些陈旧性的实验内容,多开设一些设计性、应用型实验,与医药生物技术公司生产紧密结合,如基因工程疫苗的制备,蛋白质药物的纯化,基因工程菌的高密度发酵等综合性实验。
4.改革实验考核制度
改变评分标准主要依据实验报告的传统实验教学考核方式,我们制定了一套完整的实验考核制度。在学期实验结束后,除了考核学生对基本原理、基本操作的掌握程度外,还要考察学生综合实验能力和团结协作精神,对其进行量化打分。让学生自主选择课题,指导教师对学生的实践动手能力、分析问题解决问题的能力、创新能力进行综合评价。其中,实验数据20%,实验操作50%,解决问题的能力20%,创新能力10%。突出了应用型人才培养的实验教学地位,转变了学生重理论、轻实践的观念。
四、结束语
经过几年的探索,我们在应用型生物技术专业人才培养模式下,在生物技术实验教学中不断地进行改革探索,初步建立了以培养学生的实验动手能力、分析问题和解决问题的应用型人才培养方案。但是还存在一些问题,比如实验室的开放管理,大学生实验创新平台建设方面还不够完善,医学生物技术实验教学改革是一项长期而艰巨的工作,要想培养社会需要的应用型医学生物技术人才,需要我们不断地去探索与尝试。
参考文献:
[1]姜勇,王会岩,张磊.等.普通医学高校生物技术教学改革[J].中国医药科学,2013,3(2):147-148.
医学哲学范畴是医学理论体系中最基本和最深刻的概念,是人们把握生命和健康的纲领,是对医学问题进行逻辑归类的思辨能力形式。医学哲学思辨能力从上世纪70年代开始萌芽并发展,现在已日趋成熟。现代医学界与哲学界都在努力寻找两个学科结合的空间与方式,试图构筑一个医学与哲学互相融通的对话平台。医学的特殊性使医学思辨能力具有复杂性与综合性的特征,如何加强对临床医学生思辨能力能力的培养和训练,是医学教育的重要课题,也是每一个医学教育工作者的责任。
一、哲学是医学教育的基础
当人类反省自身的存在,思索生命意义的时候,哲学便产生了。当人类关注自身个体生命的需要,为减少身体痛苦而开始努力的时候,医学便产生了。哲学与医学的产生、发展是与人类对自身的认识发展同步的。同时,中医认为疾病是人体自身与周围大环境失去平衡所导致的,疾病可依阴阳平衡与交替反复的演绎理论予以治疗,无不体现思辨。
全球化时代背景对当代医学教育提出了新要求,社会进步、科学发展、医疗实践,不仅呼吁医学与哲学的完美融合,更呼吁医学生掌握哲学思辨能力,成为具有高素质的医学人才。医学作为自然科学,属中性,但医学应用却有价值取向。事实上,医学的所有重大成就与遇到的重要问题最终都需要提升到哲学层面去理解,因此,哲学是医学教育的基础。
二、临床医学生掌握哲学思辨能力的必要性:
医学临床仅靠医学理论知识是不足的,还需掌握哲学的唯物主义思辨能力,以正确的思辨方法为指导,才能尽可能避免临床失误,得出正确结论。中国传统思辨方式本身具有辩证性,在人与世界关系等问题上展现出自身的深刻性。但是我们也要看到,中国传统思辨方式缺乏分析性、确定性,往往走入笼统性的误区。人类对于哲学思辨能力的认识经历从自发到自觉的过程,哲学的产生标志着人类达到了对哲学辩证能力的完整认识。
运用哲学原理,结合自身所学专业进行哲学思辨能力的实践,揭开疾病层层伪装,从而认识到疾病的本质,更为重要的是,哲学有助于临床医学生创新思辨能力能力的培养。实践在哲学中具有世界观的意义,哲学哲学不仅着眼于解释世界,更重要的是着眼于改造世界,在人类对自身的认知不断深化的今天,医疗及生命科学技术的发展,很大程度上依赖于医疗科研技术人员创新思辨能力能力的高低与思辨能力方法的正确与否。让临床医学生们在校园里即开始掌握哲学的一般的认知能力,提高理性思辨能力和逻辑加工和抽象凝练能力,培养他们的创新意识和思辨能力方法,具有非常重要的意义。
三、临床医学生在学习哲学思辨能力方面存在的问题:
学科定位较狭窄。包括医学院校在内的大部分高等院校,对普通大学生的哲学教育,基本只等同于哲学的教育,大部分学生也仅仅把哲学课作为政治课来对待。
授课方法较传统。目前高校哲学课的授课方法是传统的给予型教育模式,学生只是被动听讲,机械填鸭式的教育方式剥夺了学生思考能力和创新机会。
考核方式较单一。目前高等院校的哲学课程考核方式较单一,无视了哲学教育的本性,学生思维停留在概念层面,使哲学教育失去了培养学生独立思考能力的作用。
四、培养哲学思辨能力的途径
针对现今高等院校哲学教育的现状,从临床的实际出发进行哲学教育,培养临床医学生的哲学思辨能力,培养能够胜任未来医疗工作临床重任的合格医学人才。新形势下,临床医学生哲学思辨能力的培养方式,可以基于教学、立足现实、面向未来三个途径来开展。
基于教学。市场上的哲学教材只是针对某知识点展开阐述,这就要求在教学过程中尽可能的渗透哲学背景知识。学生可以从多角度了解哲学起源、发展、演进,在广阔的知识背景中提高哲学辩证思辨能力能力。
立足现实。高新生命技术的发展给现代医疗技术革命带来新变化,是当代临床医学生在学习中常常遇到并感到困惑的问题,将问题意识融入到临床医学生哲学教育中,以哲学思辨能力方式去把握实践中出现的新问题,以实事求是为基础,锻炼学生的哲学思辨能力。
生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法,多层次研究人体结构、功能及其生命现象,研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合,工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才,必须要改变原有培养医科学生的模式,采取适应工程技术人才培养特点的教学体系,突出工程性,强调实践性教学。改变现有实践教学模式,构建新的实践教学体系,是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。
2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验
我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是:“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展,培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识,具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力,能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程,这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科,其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此,实践教学占据着战略性地位,是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标,突出工程特性,培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务,学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养,更要通过实践教学各个环节来锻炼,以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法:
2.1注重基本实验技能训练,重组课程实验教学内容电子技术与信息技术教学包含了一系列课程(电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等),对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造,实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合,主要目的是配合理论教学,使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能,提高教学效益,在不增加现有实验课学时的前提下,适当开设综合性实验。
2.2培养综合运用知识能力,强化综合性设计性实验在专业基础课实验中,将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验,主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力,以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目,提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应,题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题,通过查阅文献资料,优化技术路线,独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试,到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革,有效调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。
2.3开展多层次第二课堂活动,培养分析解决问题能力开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动,这既是课程教学内容的补充,也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动,内容力求覆盖面广、应用性强,既有教师选题,也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织,有效地丰富了学生视野,拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动,对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制,组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学,让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能,变被动学为主动学,培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。
3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足
目前,我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括:公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看,目前这种模式存在2点不足:一是课程设置不科学,体系不完整,与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2];二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起,由低到高逐次递进,以电子技术综合设计为例,在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上,但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实,一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现,从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求,从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养,是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程,绝非一朝一夕之功,也不是某一门课程所能解决的,必须将其作为系统工程搞好顶层设计,在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训,需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间,乃至研究生阶段,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动,这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识,提高独立分析问题和解决问题的能力,提高团队合作意识,提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力,能够有效地通过工程技术手段解决实际问题,从而满足用人单位和部队建设的需要。所以,建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革,加强顶层设计的重要工作之一,必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。
4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议
创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次,不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法,通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养,必须改变传统的实践教学模式,把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案,调整实践教学组织结构;安排大型综合实验设计课程和实践训练,形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式;构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间,不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动,使其创新实践能力不断发展,从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力,提高创造性和竞争能力,这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。
4.1实践课程体系建设
为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求,根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验,我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。
4.1.1基础课程实验
这一类实验的内容和方式比较传统,实验和课程内容的联系紧密,每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析,帮助学生掌握基本理论和方法,锻炼学生动手能力,培养学生的基本工程素质。除基本实验外,一般要求至少安排一个具有综合性质的实验,能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容,都需要进行充分的论证,以保证每门课程实验内容的合理性。
4.1.2综合实践课程
这个训练层次的重要性体现在,使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法,同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础,如果基础不牢,所谓创新是没有保障的,即便有非常新颖的想法,但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上,充分了解各种方法的特点,并根据对实际问题的分析提出有价值的建议,创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用,掌握工程技术解决问题的程序和方法,突出工程实践中关键环节的训练,实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训,使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排,将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成,余下的2~3周时间用于开设独立的综合实践课程。其具体设置安排见表1。
(1)电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力,组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的,主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能,如果没有这个过程,直接进入电子技术课程设计阶段,就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题,为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程,以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力,而尽量避免因为工艺问题造成的失败。
(2)电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上,进行综合能力培养的实践训练课程,以电路设计为重点,内容侧重综合应用模电、数电知识,完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统(例如心电信号放大器)。一般是给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。
(3)虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用,侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。
(4)生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上,把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来,掌握常见的生物医学信号采集方法,医学信号传感器、采集仪器的使用,利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程:医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断,培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力,并强调各种处理方法的硬件实现。
(5)现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行,学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能,融合医学仪器课程内容,独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试,完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理,通过对专业课实验进行的高度整合,让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择,或者自己拟定题目,独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统,并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术,在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练,对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解,从而在综合能力上得到培养,同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。
4.1.3创新性课外科技活动
开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动,其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上,了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识,充分发挥和调动学生创新实践的潜能,结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求,应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法,有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员,培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力,以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养,主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展,也可以围绕专业选修课开展,并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金,开展进一步的深入研究,并指导学生发表学术论文,申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员,可在此基础上直接进入毕业设计环节,并给予他们优先报考硕士研究生的资格。
4.1.4实习
临床工程实习是理论联系实际,培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习,使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握,全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养,熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题,建立医疗卫生装备体系的基本知识架构,培养学员运用已学基础理论知识,初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力,为毕业后从事医疗设备专业工作,提升任职能力打下基础。
4.1.5毕业设计
毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平,是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题,把重点放在学员创新思维和能力的培养,充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养:(1)调研、查阅中外文献和搜集资料的能力;(2)理论分析、制定或设计实验方案的能力;(3)实验研究、综合分析和数据处理的能力;(4)交叉融合理工医等学科综合知识的能力;(5)外语、计算机应用和论文写作的能力;(6)综合应用工程技术手段解决实际问题的能力;(7)团队合作的能力。方法上让学生自由选题,独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题,指导学生通过查阅资料,以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路,要求学生利用计算机进行理论设计,并进行虚拟实验和仿真分析,经过比较优选出最佳方案,进而设计出实用的电子系统,完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标;最后提供设计报告,接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤,增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神,真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。
4.2创新实验室建设
创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务,满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要,从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手,与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合,以电子技术应用、装备教学实训为基础,培养应用军事生物医学工程的技术方法,解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段,在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发,使其在学习训练中了解军事医学的主要问题,学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题,同时提高创新实践能力,在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的,这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。