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作者:an888    发布于:    文字:【】【】【
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  首页·富联注册·首页计算机技术在生物医学领域中的广泛应用逐渐成为必然趋势,能够及时完成医学图像的生成与处理、生物信号的测量及传输等工作。在心电监护中的应用则是通过计算机技术处理生物信号,从而及时有效的对检测结果处理并分析,同时针对患者的病情快速诊断,有助于提高治疗效率,特别是在远程心电监护领域中的应用前景十分广阔。

  计算机技术属于现阶段生物医学中的重要技术,通过计算机可以对人体的生命特征作出生物量、化学量及物理量等多方面的检测与分析。计算机的控制技术在生物电子学中的发展值得关注,最具代表性的就是生物传感器的研究,现阶段已经向着微型化与集成化的方向发展;同时还包括对微弱生物信号的检测、抗干扰的研究、植入式测量与控制系统的研究、生物遥测与遥控技术的研究等。

  伴随着新型计算机的出现,X-CT的问世象征着电子计算机技术和传统医疗技术的相互融合,由此推动了现阶段医学领域影像诊断技术发生的革命性变革。生物医学图像成像技术包含着电阻抗断层成像技术、电生理成像技术、光学CT、三维图像分析等。

  监护系统主要是由传感器、信号处理器及诊断与治疗系统组成,其中也有相应的记录报警装置。计算机检测系统可以把对患者的部分信息参数提供给医生,使他们获取到相应的医疗方案,并以此作为重要的依据。监护技术中涉及到医学微弱信号的检测与提取技术、信号的处理与特征提取技术、医学信号的综合分析技术。

  生物芯片在二十世纪八十年代提出,最初的定义为分子电子器件。主要是将生物的活性分子和有机功能分子组建出的微小单元实现对生物信息的收集、存储和分析的生物计算机。在二十世纪九十年展迅速,生物芯片可以汇集大量的信息资料,从而进行生化反应,对蛋白分子、活体细胞等进行分析并处理。

  微型医疗器械主要是以毫米为测量单位,此类设备用于清除动脉阻塞,可以及时杀死癌细胞,对体内病变进行监视等,比如水槌式微型机械、微型镊子及二极管激光等。

  心电信号是人类最早研究并应用至临床医学上的生物电信号,因此属于当前生物医学领域中重要的研究对象。当前,心电监护系统的要求不仅仅停留于显示病人的心电波形,更加关注的是通过计算机的处理和分析功能,有效的整合各种生理参数的检测结果,让医务人员及时的作出相应判断,对心电监护的实时性与有效性理智分析,从而提升准确的分析能力,让计算机技术为处理核心的多种心电监护仪器成为研究重点。

  远程心电监护就是利用计算机技术、通信技术及电子技术等实现心电图的监测,从发展历程上分析,远程心电监护系统包含着Holter系统、TTM系统、心电遥测监护系统。其中,心电遥测监护系统能够提升检测的实时性,但是会抑制病人的某些活动,并且难以进行长时间的监护。即便心信号可以实时的反映到遥测分析系统中,但是受到通讯、医疗电子仪器广泛应用的影响,使其抗干扰能力较差。

  当前,无线遥测心电监护主要是建立在红外、GSM及GPRS等无线模式上,伴随着移动通信技术的蓬勃发展,实现了人们大范围的通讯便利,建立在移动通信技术基础之上的远程无线心电监护也备受关注,成为了当前远程心电监护系统的研究重点,特别是目前第四代移动通信技术的发展。建立在GSM移动通信网GPRS功能的远程移动心电监护系统,可以及时对心电信号进行监测,同时还能实现网络共享,体现出良好的临床应用价值。

  现阶段,无线遥测心电监护虽然具备良好的应用前景,但是存在的诸多问题不容忽视。比如,对于某些具有突发性和危险性的心脏病患者,系统的时效性发挥不明显,导致救护不及时。这就需要系统具备最基本的实时自动分析功能,严格杜绝漏检、误判等弊病。伴随着科学技术的进步与发展,医学技术也在进一步提升,无线遥测产品的市场前景良好,因此无线遥测技术成为了监护产品竞争中的重要因素。应该采取先进的无线射频技术,通过开放统一的网络传送病人的相关信息,在保障性能的同时,提升系统的通用性、兼容性、抗干扰性,由此推动远程监护、远程医疗的应用。新型的嵌入式系统实现了先进计算机技术与心电监护的融合,在软硬件的高效设计下,提升了系统的便捷性、高性能,适合用于对成本、功耗、体积等方面严格要求的便携式无线遥测监护设备,在现代社会,逐渐成为便携式多参数监护仪应用领域中的研究重点。

  计算机技术在当代生物医学和心电监护中的应用前景良好,大大提升诊疗效率的同时,满足了当前对于实时性的需要。伴随着计算机技术的蓬勃发展,生物医学和心电监护更好的迎合了时代的发展需求,通过嵌入式、无线通信技术、网络技术等支撑作用,促使未来监护系统的市场主流向着模块化、网络化、人性化的方向发展。

  [1]孙红敏,姜楠楠,李想.基于文档集的生物信息挖掘模型研究[J].计算机工程与应用,2016(24):102-106+188.

  [2]孙晓,孙重远,任福继.基于深层条件随机场的生物医学命名实体识别[J].模式识别与人工智能,2016(11):997-1008.

  [3]齐燕,许海云,方曙.基于WOS数据的医学信息学学科交叉发展态势研究[J].中华医学图书情报杂志,2016(11):30-41.

  作为一个理工医相结合的高度综合性边缘交叉学科,生物医学工程崛起于上世纪60年代,并从80年代开始,全球生物医学工程医疗器械类产品销售额每年保持6-10%的增长率,因而被誉为产业界的“常青树”,是国民经济可持续发展的生长点。如此大的规模和市场,对人才的需求自然不言而喻。所以,大多医科类院校都开设生物医学工程专业,由于是新开设的专业,难以在较短时间内形成一套系统的人才培养模式。这就造成了经济社会的求贤若渴、高校教育的捉襟见肘、专业人才的凤毛麟角互相矛盾的局面。所以,有针对性地作好思想教育疏导工作,并循序渐进地指导学生根据主客观条件进行未来职业规划,发挥学生主观能动性,圆其成才梦,是新设专业的班主任、辅导员和任课教师以及学校各有关部门必须面临的重要课题。

  经过调查研究,学生在不同阶段身心状态的突出表现为:初期缺乏对专业的认知,导致思想困惑迷茫;中期课程学习任务繁重,导致心理压力加大;后期就业前景不明朗,导致缺乏学习动力[1]。为了帮助学生消除以上的顾虑,本文以安徽中医药大学生物医学工程专业为例,对如何使学生对于未来求业择业有一个清晰而理智的认识作了探讨。

  安徽中医药大学生物医学工程专业(医疗器械方向)是一个集数学、物理学、计算机科学、信息技术以及医学科学于一体的新兴专业。所学跨学科的课程,既有医学成像原理和电离辐射防护的知识,又有图像重建算法和图像后处理内容;既有理科工科知识,又有医科内容。合理的教学计划和科学的培养方式以具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识、熟练的实验操作技术,可以从事各类医学影像设备的研制、开发、技术支持的复合型高级专业技术人才为培养目标,使毕业生具备在医学影像技术及相关领域,从事产品研发、设计制造、经营管理、技术服务、教育培训等工作的能力。

  此外,当今的医学影像学科向数字化、网络化、融合化、标准化的方向发展,高级人才也要与时俱进,掌握专业国内外学术发展动态,富有科学思维能力,勇于在专业前沿领域探索与创新,应具有使用新型功能设备和应用新颖科学技术的能力。

  医学影像技术主要是指为开展医疗或医学研究,以非侵入方式获得人体某部分内部组织影像的技术与处理过程,为临床疾病诊断提供重要参考依据[2]。其中出现最早的装置是X线机,随着影像技术在不断地探索中改进,超声、磁共振、单光子等断层成像技术和系统的大量涌现,为医生在出示诊断中提供更为详细、精确的信息依据,涵盖了解剖、病理、功能、代谢等多个领域,更早、更准确地发现病变,也为临床制订治疗方案、评价治疗效果提供帮助。具体体现在:现代医学影像率先建设并实现了数字化与网络化体系,成为数字化医院建设的基础和重点;数字成像技术将数据远距离传输,实现远程诊断;从传统的显示宏观结构发展到反映分子、生化水平的变化,为彻底治愈某种疾病提供了可能;从单一的诊断学过渡到了诊断与治疗并举的临床学科[3];从简单的信号传导跟踪到实现定量成像;电阻抗成像作为无创无放射损伤的成像技术,既能显示形态改变又能反映功能变化;利用多模成像技术实现对疾病的早期诊断和活体病理成像;单光子发射成像和正电子成像根据医学的放射性核素示踪原理实现影像;无创、无害性的检查技术不断发展,辐射剂量的控制逐步得到强化等等[4]。时至今日,医学影像的应用领域已经遍布人体主要的器官和疾病类型,从神经疾病、代谢紊乱到心脑血管疾病、传染疾病,肿瘤诊治方面的应用也有相当进展。医学影像技术逐渐成为临床研究的可靠工具和活力平台。

  总结近些年生物医学工程专业本科生的就业去向分析可知,从事本专业相关工作的毕业生主要集中在三大领域,综合性医院、医疗器械企业和医疗器械监督管理部门。

  从事医学影像设备的应用、管理和维护工作,主要涵盖以下4个方面内容:①具有常规放射学、超声医学、核磁共振及CT等系统理论知识与操作技能;②具有临床医学、基础医学及电子学等有关理论知识;③在疾病诊断中比较熟悉各种影像诊断技术的应用;④比较熟悉医学影像学各专业分支前沿技术及发展趋势[2]。其中,理论知识内容在本科教学过程能够充分体现,而技术应用及操作技能则必须在各功能科室第一线长期工作并积累经验才能够获得,两者是相互制约相互促进的关系。对前沿技术的关注是医学影像技术工作者对自我提升的一个必然要求,也是为良好开展工作必须做到的知识储备。

  相关工作岗位主要包括市场和销售、研发和技术支持,产品注册和产品质量检测。前两者对从业者个人能力的整体水平要求较高,如沟通交际和处事应变能力,从事产品营销和市场推广等工作;中间两者看重专业素质,从事产品研制、开发设计、维修保养等工作;后两者主要是在品管部门,需要熟悉产品质量监管相关的法律法规,从事质量检测、控制和监督工作,了解产品注册要求和撰写标准并能独立完成产品注册、申报、体系认证等工作。

  主要工作职责包括:组织拟订医疗器械注册管理制度并监督实施;组织拟订医疗器械标准、分类规则、命名规则和编码规则;拟订医疗器械注册许可工作规范及技术支撑能力建设要求并监督实施;组织拟订医疗器械生产、经营、使用管理制度并监督实施,拟订医疗器械互联网销售监督管理制度并监督实施;组织开展医疗器械不良事件监测和再评价、监督抽验及安全风险评估;拟订问题医疗器械召回和处置制度等[5]。

  生物医学工程本身是一门多交叉学科,教师具有多元化的学科背景对于研究和教学是至关重要的。在注重多种知识和技能的复合的同时,将生物医学与药学、化学、统计学、材料学、电子信息学等相关学科有机结合起来,努力将其他学科的思维方式引入到生物医学领域中来,并将这种优势带到学生的学科设置以及综合实验当中,去启发学生的思维。理工科背景的教师深入临床接触病例,医科背景的教师参加理工科理论培训,任课教师深入行业调研,企业专家走进校园,充分利用不同学科、不同领域间的优势进行教学和科研,为共同促进学科发展起到了强大的推动作用。

  理工医相结合是生物医学工程的专业特色,在知识结构上培养既懂医学又掌握工程技术的复合型人才,也是社会的需求。学生主要学习电子学、机械学、光学、计算机,医学等基础理论知识、医学电子仪器的系统设计、医学影像设备的系统设计以及产品质量检测标准和风险评价方法,接受典型医疗器械应用的训练,系统地掌握生物医学工程领域宽广的基础理论知识和专业技能,成为具有较强实际动手能力的应用型人才。他们的特点应该是具有较强的技术思维能力,擅长技术的应用,能够解决实际中的具体技术问题,他们是现代医疗技术的应用者、实施者和实现者[6]。

  此外,以能力为导向的职业素质、可持续发展能力和为产业服务的技能,这些综合素质在学生的未来的职业生涯中影响深远。尤其是对科学教育和人文社会科学教育方面的深切关注,会为学生今后在广泛领域发展创造条件。

  总之,以生物医学工程专业为代表的新兴边缘学科自身特性决定了该专业毕业生就业面临诸多挑战。学校要在学生的职业规划工作上下功夫,多管齐下解决生物医学工程专业本科毕业生就业问题。同时,学生要多角度充分认识专业背景及就业前景,根据市场行情及时调整就业预期,实现完美“择业”。当然,新兴边缘学科的毕业生要想实现充分就业,还有很多功课要做。我们只有以市场需求为导向,结合生物医学工程的专业特点培养学生,才能早日实现才尽其用。

  [1] 丁长松.中医药院校计算机类专业学生专业思想不稳的成因分析及对策研究――以湖南中医药大学为例分析[J].教育教学论坛,2015(47):82-83.

  [2] 赫明锋.医学影像技术在医学影像诊断中的临床应用[J].中国药物经济学,2015(3):171-172.

  [3] 李延静.医学影像结构与发展中存在的问题与思考[J].医学与哲学2013,34(7B):85-88.

  [4] 张艳天.生物医学影像研究:展望未来[J].光学与光电技术,2015,13(5):4-7.

  人体测量学的起源与发展历史悠久,中国早在2000前即已进行人体测量工作[1]。系统的人体测量学方法是18世纪末由西欧一些国家的科学家创立,1912年在日内瓦召开了第14届国际史前人类学与考古会议,规定了统一的人体测量学方法的国际标准,标志着人体测量学步入科学化和规范化的轨道。1914年Matin在《人类学教科书》中,详细阐述了人体测量学方法,在统一人体测量学标准方面起了极其重要的作用[1]。人类测量学的发展为研究人体面部表面形态提供了依据。1780年Camper设计了角度测量的方法来比较哺乳动物的侧貌。此后,Retzius又将人种进行了直颌型和突颌型的区分。1872年Vanibeing等提出了著名的FH平面(眶耳平面)沿用至今。1907年口腔颌面外科大师Angle提倡注重人体面部的和谐比例关系,得到了许多学者的推崇。20世纪初,Simon提出了面部三平面冠状平面、正中矢状平面、眼耳平面及其同牙颌的关系,同时采用面部照相的方法进行面部测量研究。30年代的定位头影测量技术和50年代丹麦学者提出的头影测量计算机技术已成为常用临床测量方法。70年代以来,不仅增加了大量合乎实用的测量项目和新测点,更重要的是人体测量的工具和测量方法得到了质的飞跃,人们已能够从三维空间研究颅颌面形态结构,使颌面部软组织测量更加准确、方便、适用。了解和熟悉颌面部软组织的表面解剖知识和各种测量分析方法,已成为相关学科学者必须具有的基础知识和研究的重要课题。

  直接测量法属一维测量,主要是采用各种传统计量工具对颌面部软组织的各点、线、面之间比例关系的测定。目前,国际上广泛采用的是Rudlf Martin法,该法在规定若干测量点的基础上,先在被测量者面部直接用彩笔于各个测量标志作好标记,再用专用测量工具对各部位进行直线、弧线、角度、弧度等方面测量[2]。直接测量法操作简单,资料获取时间短,无需特殊复杂设备,但可能因压迫组织引起变形而使测量不精确,既不能得出整体测量的概念,又容易产生错觉。

  模型测量法也属一维测量,采取对面部软组织取模,然后通过机械操作灌制石膏模型,在石膏模型上测量出各标志点的各项指标。此种测量法操作繁琐,直接接触颌面部因压迫软组织引起变形,影响测量的精确性,资料保存麻烦,临床上已极少采用。

  3.影像测量法① 照片测量法:20世纪初Simon首先提出用面部照像的方法对颜面进行研究,1944年Thaimean Degen[3]从简单基础的立体照像术获得面部测量,并在临床应用。此法的主要价值是依据照片对被测对象的面部取得整体的认识,在此基础上研究面部各部分比例及形态结构特点,属二维测量。照片测量法在拍照前需设置一定的尺度和垂线等作为参照物,以备下一步的测量及放大倍数的确定。将摄取的底片制成幻灯片在幻灯机上放大成与活体等大的影像(1∶1)或直接按标志尺度和垂线放大成与活体等大的照片(1∶1)。在透明硫酸纸上描绘颜面及其器官轮廓和标志出各测量点,再利用图像数字化仪将全部标志点按编号输入电子计算机图像分析系统,求出各测量项目的值[4~6]。照片测量法具有资料获取容易、软组织结构显示清楚及价廉等优点,但不能显示软硬组织之间的关系,不能提供三维立体结构的信息。② X线年由美国的Broad bent和欧洲的Hofranth分别创立[7], 属二维测量。X线头影测量技术的发展分两个阶段,其一为早期的手工测量阶段,其二为后期的计算机辅助分析系统阶段。早期的X线头影测量不能在X线头影上直接进行,而须在描绘的头影图上进行。1958年丹麦皇家牙科学院首次提出了电子计算机X线头影测量方法。随后,Bjork和Solow[7]首将电子计算机应用于X线年代初,图像数字化仪被运用于X线头影测量系统,将原来的头影描绘图迹上的手工测量变为通过图像数字化仪对头影描绘图上的标志点数值化,再经计算机测量、分析处理,回收到各种分析结果和面部模板图。但是,无论是手工测量 或是数值化计算机测量,均须在头影描绘图上进行,从头颅X线摄片到最终得到测量结果过程中,可能因摄像、描图、定点及测量等方面的原因造成偏差,影响结果的准确可靠性。

  1978年Oka SW[8]将数字图像处理技术用于X线年代开发出的数字图像处理X线]。该类系统通过图像输入设备,可直接将X线头颅片的图像输入计算机内并进行测量分析。数字图像X线头影测量系统有两大特点:其一为通过专门设计的灯箱,将头颅X线片在灯箱上显影后再经电视摄像机摄入,增强光学和图像,减少图像灰度信息的非线性失真。使显示器上冻结后的头颅图像具有清晰的高分辨性,提高投影图像的整体清晰度。其二为通过伪彩色来增强图像,使X线片上头颅影像的一些原难以分辨的灰度范围,经伪彩色处理可清晰地分辨出不同的组织结构。对一些因投照条件影响而不清晰的软组织侧影轮廓,经图像伪彩色处理亦可十分清晰地显示。

  数字图像处理X线头影测量系统的应用,改变了以往X线投影测量必须在头影描绘图迹上进行的方法。省去了头影图迹描绘过程。特别是经过图像灰度变换、伪彩色处理和边缘增强等图像技术,提高测量标志点的清晰度,使之准确地确定各测量标志点,保证了头影测量分析的可靠性,提高了测量的精度和效率。

  ③云纹影像测量法:云纹影像测量法又称莫尔条纹法或立体测量法。1970年由英国学者Meadous和日本学者高崎宏分别发明的一种光学图像测量技术[7]。基本原理是根据两个稍有参差的光栅相互重叠时产生光线几何干涉,从而会形成一系列含有面外位移信息的云纹进行测量。光线经汇聚、折射,透过基准光栅;基准光栅的影像投射到三维物体表面,由于物体表面的凹凸而受到三维调制,基准光栅的影像形成变形光栅。这两重光栅之间产生几何干涉,形成含有面外位移信息的云纹;透过基准光栅的不同角度观察时,即可看到物体表面的干涉云纹。选择合适的光学系统装置,可使干涉云纹成为物体表面的等高线。用光学记录装置拍摄记录等高云纹图,即可获得所需测量数据[1]。

  本测量系统由光栅投影光源、人体头颅定位装置、记录装置和计算机图像分析系统组成。被测个体拍摄前在面部涂擦香粉或白色戏剧油彩,目的是增强条纹反差,使拍摄的云纹图片条纹清晰,提高对比度。拍摄前用头颅固定装置固定头部并确定眶耳平面与地面平行;然后开启光源及光栅震动系统进行拍照;将莫尔条纹图像拍成照片,直接在照片上或将照片经数字化仪输入计算机后进行测量、数据处理及计算分析。最后由绘图仪自动描绘出立体感较强的颜面不同角度的透视立体图和剖面图,打印机输出所需参数和高程图[2,4,7]。

  云纹影像测量法准确、可靠,与立体摄影法有同样高的精度;单张照片可记录面部的三维信息,获取信息量大;能准确记录特定部位的形态与大小,以及比较治疗前后的微细变化,是一种很有前途值得推广的生物测量技术。

  4.近景立体摄影测量术:近景立体摄影测量术是近代生物医学领域先进的测量技术之一。主要运用解析几何的原理,借助于立体摄影机和立体测图仪完成,属于生物立体测量术。立体摄影测量是运用了双目视觉的原理,即双眼将观察到的物体稍有不同的两影像送入大脑,通过综合,形成有深度、长度和宽度的立体像。同样,在立体镜下,可将两张位置不同的立体像对并列,使左眼所见的左片与右眼所见的右片形成适当的关系,则能清楚地再显示出深度。使用立体测图仪并结合现代计算机技术,可得出三维定量资料[12]。

  近景立体摄影测量术的基本方法是在建立高精度控制框架(控制网)的基础上用照相机或摄像机从不同角度摄取立体像,然后对立体像对进行技术处理,并输入计算机作统计学处理及分析[13~18]。应用近景立体摄影测量术可实现美容手术方案设计、整形效果术前模拟、模型参数自动测量、图像存储美学分析等功能。为临床研究形态学和定量修复提供了先进、可靠、精确的科学分析处理手段。故立体摄影测量术已成为颌面部软组织精密测量手段之一。

  以上方法虽可取得较好效果,但装置较多,操作复杂,仅适用于作个体研究和医院内临床应用,不便携带及到野外获取大量人体测量图像和数据。最近,昆明医学院自行设计研制了一套头面部摄像-计算机辅助测量系统,操作简单测量数据准确、便于携带、取得了较好的实用效果。

  随着社会进步和时展,颌面部软组织的测量正日益受到广大口腔颌面外科和整形美容外科医 师的重视,新的测量方法如激光全息测量法[19,20]已在临床报道使用。可以预见,更加高效、精确、便捷、日益完善的颌面部软组织测量方法在不久的将来问世,服务于社会。

  1 邵象清编著. 人体测量手册. 第一版. 上海:上海辞书出版社, 1985.1-296.

  2 张其亮编著. 医学美容学. 第一版. 上海:上海科学技术出版社,1996.32-44.

  3 高勤, 李国珍, 李存,等. 正常人颌面部解剖标志的立体摄影测量. 北京医科大学学报, 1986,18:285-287.

  7 孙少宣主编. 口腔医学美学. 第一版. 合肥:安徽科学技术出版社, 1994:65-67.

  12 胡林,詹淑珍,王大章,等. 生物立体测量在诊治牙颌面畸形的应用研究近景立体摄影及计算机图象对颜面形态的三维测量分析. 华西口腔医学杂志,1988,6:159-163.

  17 包柏成,谭劲,于蜀良,等. 计算机辅助多环境下运行的容貌正侧面软组织测量分析系统的开发及应用.I.测量分析系统的开发. 华西口腔医学杂志, 1997, 15:263-265.

  这些从前仅存在于科幻世界的梦想,如今正被日新月异的人工智能技术推向现实:医疗领域中的医用机器人,已经在运送物品、移动病人、临床诊疗和手术、康复护理和医用教学等方面一显身手,改变着人们的生活。

  近年来,医用机器人已经发展成为先进机器人领域的前沿性学术方向,大大促进医疗,尤其是外科手术的微创化和智能化发展。医疗机器人北京市工程实验室主任张送根博士介绍说:“智能型手术及医疗机器人,有广泛的感觉系统、智能和模拟装置,涉及医学成像、图像分析、机器人、运动分析及虚拟现实等多个学科的最新成果,能够全面扩展人类能力极限,提高医生的手术及诊疗技能,辅助医生进行手术规划、仿真、操作等过程。”例如,可减少手术差错率,提高微创手术精准度,避免病人感染,降低辐射危害,增强抗疲劳能力等。医用机器人既提高手术及诊疗质量,又减轻患者痛苦,缩短康复周期,降低医疗成本,成为未来医疗领域的研发必然趋势。

  医生受制于人体生理结构,在操作精度、稳定性、抗疲劳能力和抗辐射能力等方面有很大局限,而这些正是机器人的优势所在。与其他机器人相比,医疗机器人还具有独特优势:在医院、街道、家庭等多种环境下工作,决定了医疗机器人具有移动性与导航、识别与规避能力,还有智能化的人机交互界面,并在需要人工控制的情况下,具备远程控制能力;医疗机器人的材料选择和结构设计,都以易消毒和灭菌为前提,安全可靠且无辐射;以人作为操作对象的医疗机器人,要具有对状况变化的适应性,对作业的柔软性以及对人体和精神的适应性等;医疗机器人之间及医疗机器人和医疗器械之间具有或预留通用的对接接口,如人机交互接口等。

  伴随科技进一步发展,医疗机器人还会更加智能化和精准化。有科学家甚至大胆预测,“到2100年,日常生活中将充满各种智能机器人,我们将同机器人紧密联系”。这让人振奋,但我们也要清醒地看到,受制造费用昂贵等限制,机器人的智能化之路还很漫长。

  自从20多年前首台医疗机器人问世,如今,几乎在医学各个领域,都能看到医疗机器人的活跃身影。功能各异的医疗机器人正在改变传统医疗模式,迅速提升病人的生命质量。

  据华中科技大学同济医学院附属同济医院院长陈安民教授介绍,医疗机器人从功能上可分为5种类型:一是辅助内窥镜操作机器人:这种机器人能够按照医生的控制指令,操作内窥镜的移动和定位。二是辅助微创外科手术机器人:它一般具有先进的成像设备、一个控制台和多只电子机械手,手术医生只要坐在控制台前,观察高清晰度的三维图像,操纵仪器的手柄,机器人就会实时完成手术。三是远程操作外科手术机器人:由于配备了专门的通信网络传输数据收发系统,这种机器人可以完成远程手术。四是虚拟手术机器人:这一机器人将扫描的图像资料进行三维分析后,在电脑上重建为人体或人体器官,医生便可以在虚拟图像上进行手术训练。制定手术计划。五是微型机器人:主要包括智能药丸、智能影像胶囊和纳米机器人。智能药丸机器人能够按照预定程序释放药物并反馈信息;智能影像胶囊能辅助内窥镜或影像检查;正在研制开发的纳米微型机器人,还可以钻入人体,甚至在肉眼看不见的微观世界里,完成靶向治疗任务。

  目前,应用最为广泛的当属外科手术机器人和智能影像胶囊。“外科手术机器人动作精细、失误率低,可以避免医生直接接触患者血液,大大减少患者感染危险,并能够大幅降低放射线对患者和医生的双重影响。”中国医学科学院研究员杨国忠介绍说。智能影像胶囊同样声誉广泛。这项于上世纪90年代就获得通过的专利技术,具有检查方便、无创伤、无痛苦、不影响患者正常工作等多重优点。患者只需服下内置摄像与信号传输装置的智能胶囊,就能接受消化道系统检查,甚至接受机器人体内定点给药,可以作为消化道疾病诊疗的首选方法。

  医疗机器人显著推动了现代医疗技术的发展,市场潜力和发展前景令人期待。美国、英国、日本、法国、瑞士、以色列、韩国以及新加坡等国的学术机构和公司,均设立了与医疗机器人相关的研究机构,开发出多种系统原型,部分已经形成商业化产品。

  首部商业化手术机器人于1994年在美国推出。目前,由医生操纵台、机械手和内镜装置三大部分组成的美国“达·芬奇外科手术系统”最为畅销,截至2011年初,全球共计售出1700多台。此类手术机器人不仅能够完成普外科,还能完成脑神经外科、心脏修复、人工关节置换和整形外科等多领域手术,但上千万元的设备价格,仍是医疗机器人产业亟待突破的瓶颈之一。

  我国的手术与医疗机器人研究起步较晚,发展速度却很快。据张送根介绍,“北京航空航天大学从1997年至2007年先后自主开发了5代脑外科机器人系统。2002年,又研发出国内第一台骨科手术机器人系统,并于2011年获得医疗机器人注册许可证”。该产品目前已经成功进入市场。生产商也成为全球第五家获得医疗机器人注册许可证的公司,与国外同类产品相比性价比高、发展前景广阔。

  2003年,南开大学研制出面向生物医学工程的微操作机器人系统,可实现克隆研究中的转基因注射、染色体切割、细胞融合与分离等操作。2005年,天津大学研制出显微外科手术机器人,能实现显微镜下1毫米动脉血管的吻合手术操作。

  从上个世纪70年代开始,医学影像获得了飞速的发展,医学成像方法越来越多,成像设备也在不断改善。人们还发明了很多新的技术,如单光子发射计算机断层显像(SPECT) , X射线计算机断层扫描(CT),磁共振成像(MRI),正电子发射计算机断层显像(PET),超声成像和先进的成像技术等⑴。这些新的成像技术给人们观察组织和器官的功能和结构提供了各种非常有效的手段,它们也因此成为重要的医疗诊断工具。传统医学成像技术是通过X射线或者其他手段获得人体的一个断面的图像数据,通过屏幕或胶片进行显示并观察和诊断的。但不管是通过屏幕或胶片来显示,医生都只能够观察到二维的图像,并只能在固定的图像上观察。通过二维图像,医生只能对病情作定性分析,因此诊断的结果主要取决于医生的读片经验和对医学影像的主观理解,不同医生诊断相同的疾病有时却会得出不同的诊断结果。显然,这种诊断技术远远不能满足患者的需求。进入20世纪90年代后,计算机图形和图像处理技术迅速发展,日渐成熟的图形图像处理分析技术开始逐步渗透到医疗领域。

  人们幵始利用计算机对二维切片进行分析和处理,比如分割提取,三维重建,显示等。这种技术便于医生从多角度,多层次对人体器官,软组织和病变体进行观察和分析,可以帮助医生对人体的病变部位或感兴趣区域做出定性甚至准确的定量分析,这大大提高了医疗诊断的正确性和准确性。这些变化大大的提高了影像数据的应用价值,具有十分深远的意义。随着传统的医学影像处理技术和计算机图形处理技术的融合,逐渐产生了专门研究医学影像三维可视化技术的新学科。所谓的医学影像三维可视化技术[2],是指使用一系列通过二维图像重建成三维模型同时进行定性,定量分析的技术。该技术可以从二维图像得到三维的结构信息,为医生提供更逼真的显示和定量分析工具和手段,能够弥补成像设备在成像方面的不足,为医生提供了一个更有真实感的三维医学影像,而且可以使医生可以直接参与到数据的处理和分析中,便于医生从多个角度,多层次进行观察和分析。

  这种技术在模拟手术,引导治疗中都可以发挥重要的作用。但是,重建出医学影像的三维模型并不是人们追求的最终目标,人们不仅仅要“看”到三维模型,还需要能够和三维模型进行交互,如旋转,缩放和平移等,使得医生们可以获得更好的视角,以便对疾病做出正确的判断。医学影像的三维重建和交互应用是当前的两个研究热点,它在医学上具有重要的意义。首先,它能够提高医生的诊断准确率和医院的效率。因为将二维数据重建成三维模型,能够方便医生观察人体内部的结构,使医生获得感兴趣的器官的定量描述,比如大小,形状和空间位置等,这将提高医生的诊断水平。第二,由于现在大多数医院仍使用传统形式的胶片来帮助医生诊断,这些胶片不仅有存储的问题,而且本身就是一笔不小的开支。实现数字化医院,可以将这些胶片保存成电子文档,这将大大的节省医院的支出。因此,展开医学影像的三维重建研究具有十分重要的意义。

  临床医学应用是可视化技术应用得最早最成功的领域之一,过去医生主要根据CT图像,磁共振成像和超声图像对病人做出诊断。但这些图像都是2维的图像序列,只有经过培训的医生才能通过这些图像获得器官或组织的整体认知。所以可视化的任务是揭示物体内部的复杂结构,让人们可以看到通常看不到的内部结构。由于三维可视化技术的日渐成熟,医学图像三维重建技术在临床医学中应用越来越广泛,具体概括如下:

  在对病人身体的检测过程中,CT图像、磁共振图像和超声波图像一直都是一种十分重要的医疗诊断手段。而三维可视化技术可以对图像进行处理,构造出三维的几何模型,而且对重建出的模型能够从不同的方向进行观察,使得医生对感兴趣的部位的大小、形状和空间位置不仅有定性的认识,也能够得到定量的认识,这样可以极大的提局医生的诊断水平。

  在三维医学影像重建中,首先需要获得二维的医学图像即医学体数据,才能在此基础上进行三维重处理,本章将侧重于介绍各种医学体数据的采集方法和医学影像的预处理方法,及对比各方法的优缺点。

  医学体数据是一个数据场,人们通过医疗成像设备扫描器官和软组织得到断层图像后,将这些图像叠加在空间中的同一个方向,这样便构成一个立体的数据场,这个数据场就称为体数据。目前,医学影像数据的采集主要通过以下途径:X射线断层扫描(CT),磁共振成像(MRI),超声成像(UI),正电子发射计算机断层扫描(PET)等,其中两个最常用的医学影像来源是CT和MRI图像[5]。

  我国的图像处理技术有一定的发展历史。首先是利用计算机图形图像处理,然后是在在这些基本处理的基础上进一步产生智能图像处理技术。也可以说,在进行智能图像处理之前先应该通过计算机进行图像处理。接下来我们主要是对这两者的发展进行介绍,以便人们能够更加了解其图像处理技术的发展历程。同时可以从技术的发展过程中分析其未来的发展趋势和可以拓宽的领域。

  科学技术在不断地发展,尤其计算机科学技术。截止到目前,我们的计算机已经发生过多次的改革,首先我们目前使用的计算机硬件计算速度已经远远超出了人们的想象。在技术水平提高的同时其设备的成本也在大大的降低。目前图像处理和分析技术在农业方面已经得到了广泛的应用,同时在其作物的培养方面也发挥着非常重要的作用。通过对大量数据的研究表明,我们利用计算机图像技术可以在一定的程度提高测量分析的准确率,同时可以大大提高工作的效率。通过科学技术的图像技术处理我们可以改变以往作物研究中难于定量化的问题。在信息采集方面我们已经基本实现了智能化和自动化。图像处理也可以说是图像的变换,通过在图像之间进行变换而达到处理图像的目的。图像分析与图像处理是有很大区别的,主要体现在图像处理的对象是图像,而其处理结果也是图像。但是,图像分析的对象是图像,其分析结果却是数据信息。我们所得据是另外一种格式的图像。因此,图像的处理与技术分析会随着计算机的发展变得更加成熟。同时它也会是市场上迅速发展起来的一个重要应用技术领域。

  数字图像处理是近年来才发展起来的一种科学技术。它在我国国内的发展起步较晚,但是技术水平已经达到了一定的水平。数字图像处理在我国发展已有三十多年的历史,因为社会市场中对图像处理的要求仍然在不断增加,图像的应用领域目前仍然在继续的扩大,所以对图像处理的课题一直是世界上计算机界热门的话题。市场的需求在不断地变化,我们对图像处理技术的理论知识也需要不断地更新,我们需要对其及时进行补充和完善。

  数字图像处理技术是随着计算机技术而同步发展起来的一种科学技术,它在理论和社会实际应用中得到了广泛应用,并且取得一定的成就。人们感知外界信息时的第一种方法就是通过视觉来进行感知,图像就是视觉的一种。我们一开始进行图像处理工作的目的就是通过一些手段来改变图像呈现给我们的视觉效果,而最长用到的手段就是改变图像的质量。这种处理图像的方法将照片的质量尽可能的提高,当然,在提高图像的质量时应该注重通过各种手段来实现图像对图像质量的改进。

  图像处理技术,特别是数字图像处理技术在最开始取得比较杰出成绩的领域是在航天方面,其主要标志是该技术在喷气推进试验中的首次尝试。该技术的运用使得在太空中发回来的照片不再受外界因素的影响,这种简单的处理工作给实际的观察工作带来了很大的便利。此外,在这个实验中还首次得到了月球的地形图,这对此后人类登上月球奠定了非常稳固的基础。当然,对今后数字图像处理技术的改进也起到了很大的推动作用。除了这个方面的成就之外,数字图像处理技术也在医学上它也得到了广泛的应用。医学界在20世纪初发明了X射线计算机断层摄影装置,也就是我们通常所说的CT。CT的工作原理就是将人的身体部位进行投影,然后在计算机上出现相应的截面图像,在通过计算机图像处理技术就可以获得清晰的身体状况图像信息。这在医学界是一项非常重大的发明。

  计算机开始快速发展是在1975年左右,这带动了数字图像处理技术的进步。此外,如何通过计算机系统就图像进行一定的解释是越来越多的人开始考虑的问题。许多的发达国家加大了对这项技术的科学研究,并且取得了一定的效果。

  数字图像处理技术之所以发展迅速是因为其有独特的优点,特别是与模拟数字相比。主要表现在其可能会因为图像在处理过程中的一些操作而导致的图像质量的退化。数字图像在处理的过程中需要尽可能保持其原有图像,确保其原有的图像在整个处理的过程中不受影响。

  它可以将一幅模拟的图像数字化为任意大小的二维数组,但是不同的数学化设备它的功能有限,不一定都可以达到最佳状态。市场中常见的现代扫描仪的主要功能就是将各个像素的灰度登记提升的更好,这种功能的实现对应用的需求是由很大的帮助的。这已经可以实现我们计算机许多的目标。这与传统的图像模拟处理相比就有很大的优势了,传统的图像模拟处理为了提高图像处理精度,必须要大动干戈,就设备进行重新的改善处理,这从经济的角度上来说是非常不划算的。

  数字图像的来源可以有很多种,可以使各种类型的图像。我们对图像数字化处理就可以任意的进行处理,可以小到电子显微镜图像,也可以大到人们所要需求的地步。我们可以看到对图像的数字化处理它可以拓宽图像的适用面。

  在处理图像时可以充分利用人类感知社会信息的视觉手段来提升图像的质量。因为图像是人们获取信息的主要来源,图像处理的技术已经拓展到我们生产和生活的多个方面。科学技术在不断地发展,数字图像处理的应用领域定会更好的拓展,发展的前景更是一片辉煌。我们接下来就讨论一下图像处理技术的未来发展前景。

  数字图像处理技术对于人类的航空航天事业的研究有着非常大的贡献,在未来几年里,数字图像处理技术也会造福于航空航天事业。现今运用大数字图像处理技术的方面主要是运用其对首先是在航空事业中得以研究,因此它在航天航空技术方面会一直发挥其作用。除了对太空监测器对月球、火星等星球发回来的照片的处理之外,还可以在飞机遥感和卫星遥感技术中得到月球、火星等外星球发回来的照片进行处理。其处理工作最开始是在空中进行的,然后在一定的设备中储存。当卫星经过地面设备的上方时进行图片的采集工作,紧接着便将图片送入计算机中进行分析和处理工作。在整个研究、分析甚至是采集数据的过程中,数字化图像处理技术都得到了充分的应用。因此,数字图像处理方法已经广泛应用到地质灾害监测,天气预报,以及农业规划等方面。

  除了上文中提到的CT技术之外,在医学方面也经常会用到数字图像数量技术,通过这种技术来进行疾病的诊断以及治疗工作。可见,它在其他方面也得到应用,比如在医学当中常出现的X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析等医学诊断方面。

  科学技术的不断发展,让我们的军事化设备也已经实现了自动化和科技化。在军事方面图像处理发挥着非常重要的作用。比如说导弹定向制造,还有各种侦察照片的分析,在军事自动化指挥系统和模拟训练系统中都会运用到图像数字化处理技术。除此以外,在公安系统中的图像识别,和监控视频的处理这都是需要进行图像的数字化处理,从以上的介绍我们可以分析出数字处理技术的重要性。

  【摘要】目的:研究MicroCT扫描与常规CT扫描人磨牙图像的差距,作为今后MicroCT应用于口腔医学领域的基础。方法:采用MicroCT扫描自年轻女性右侧下颌第一磨牙,将所得到的图像与螺旋CT扫描得到的图像分段进行直观比较,把根管显影情况分为4个等级,分析两种方法的根管显影情况。结果:MicroCT图像结果分层细密,边界清晰,根管显影清晰,从髓腔至根尖都有良好的根管影像。结论:用MicroCT扫描的牙齿图像边界清晰,符合实际情况,能正确地反映所需要研究的临床问题,应用前景广阔。

  1973年,Hounsfield等[1]首次报告CT的临床应用,开创了临床诊断革命性的变化。目前医学CT影像的空间分辨率已由第1代CT的cm数量级,进展为第5代高分辨率CT的亚mm数量级,CT的空间分辨率已提高约两个数量级。空间分辨率达到1μm ~10μm的医学CT称为显微CT(Micro-CT,μ-CT),达到肉眼分辨水平的CT称为宏观CT(Macro-CT)。将Micro-CT应用于口腔治疗开始于本世纪初,但很快就显示出了在口腔细微结构成像的优势。Micro-CT技术的发展为口腔牙体牙髓治疗学、正畸学、修复学的发展提供了很好的基础。本实验尝试将Micro-CT技术应用于牙体牙髓病学研究,为进一步将Micro-CT 技术应用于口腔领域奠定基础。

  标本选自年轻女性(22岁)右侧下颌第一磨牙,去除周围牙槽骨,牙周膜,保持牙齿结构完整。

  Micro-CT(Skyscan公司,比利时,图1,2),由清华大学热能工程系提供。

  对牙齿标本进行Micro-CT断层扫描,牙齿标本垂直于检查盘,牙体长轴与扫描平面平行,扫描时间隔0.9度一层,旋转360度。

  将所得到的400张断层影像输入Skyscan公司的专用软件Skyscan_1074,应用cone_rec程序,将数据转化为横向断层数据,每两个单位建立一层横向断层图像,间隔40μm(图3)。

  将根管影像的显影情况分为4级:Ⅰ级:根管可见,边界清晰;Ⅱ级:根管可见,边界较清;Ⅲ级:根管可见,边界模糊;Ⅳ级:根管不可见,边界模糊。

  螺旋CT共获164张断层影像,Micro-CT得到400张断层影像。比较螺旋CT与Micro-CT的图像结果可以看到,Micro-CT图像结果分层细密,边界清晰,根管显影清晰,从髓腔至根尖都有良好的根管影像(图4~图7,表1)。

  医学影像技术的发展是现代医学发展的重要标志。近几年来随着分子生物学和基因遗传学的发展,高精度微小标本成像技术也飞速发展并成为生物医学影像技术的重要家族。MicroCT(μCT)就是其中一种新技术。美国能源部橡树领国家实验室在实验室研制成功世界上第一台MicroCT。不久就出现了多种商品化的MicroCT产品。从MicroCT的重大临床意义来看,把它看成新型医疗器械是有一定道理的。准确地说,它属于临床前影像设备。MicroCT的原理和CT相同,它采集空间距离很近的平行端面图像。对样本进行单个或者用数字方式对堆积的端面进行分析以及体积结构的重构,灰度等级可达4000。MicroCT良好的性质使医学的各个领域有了新的发展。到目前为止,最先进的MicroCT扫描层厚已经可以达到1个μm左右,比普通的螺旋CT机的扫描厚度1mm减少了10倍,清晰度与超细结构的辨别也增强了很多。目前MicroCT主要用于物质结构的分析,微细结构的排列等方面。

  MicroCT应用于医学研究最早在1998年,Peyrin等[2]利用MicroCT系统在不同分辨率(14,617和114μm)检测了10个健康女性的锥体(33~90岁不等)。不同图像的形态参数与空间分辨模拟的结构参数相一致。结果表明,MicroCT系统可以很好地提供骨小梁参数,114μm级别的同步辐射图像更好的显示了小梁表面的不规则、破裂及重建区。

  对于口腔领域,MicroCT也是一个全新的应用设备。今年来,国外口腔医学的研究已开始采用MicroCT这种新兴的技术,Peter[3],Rhodes[4]最早应用MicroCT于根管治疗,得到的结果可以从三维的角度来分析根管的变化,对根管治疗有很重要的指导意义。目前国内尚无此类研究,国内目前唯一的一个MicroCT机在清华大学的热能工程系,还没有应用于口腔医学研究。

  MicroCT除了在生物医学有许多用途以外,在微电子学、地质地理、化合物、树脂、微型设备、食品、种子、木材、纸张、微型化石、立体图像等领域有广泛用途。

  本实验的研究结果表明,MicroCT分辨率高,在牙体组织成像方面远远优于普通螺旋CT,边界清晰,根管甚至侧副根管显影良好,可以为根管治疗的临床操作提供良好的依据,为根管治疗器械的发展提供保证。

  当然,MicroCT也有一些本身的缺陷,首先扫描的物件不能太大,厚度太厚会导致能量吸收太多,图像质量降低。例如,GE医疗公司的产品eXplore MS MicroCT系统的对象直径最大为40mm,而eXplore RS MicroCT系统可以检查小动物的全身。其次,由于不同能量的非均匀吸收,MicroCT经常出现伪象,在中心区域出项较低的衰减。但比起常规CT已有较大的改善。鉴于现有技术的局限,显微CT的可视化图像处理还需要相当地努力[5,6]。

  用MicroCT扫描的牙齿图像边界清晰,根管全长都可以显影,比较符合实际情况,因而能正确地反映所需要研究的临床问题。因此,MicroCT与口腔医学有机的结合显得尤为重要。我国在这方面起步较晚,郭履灿等[7]指出MicroCT在我国医学科研领域有广泛的应用,拥有广阔的市场前景,将会使现代医学的诊疗工作面目一新。

  选取学院2013级和2014级医学影像技术专业两个三年制高职班作为研究对象,分别为对照组和实验组,按照入学时间将2013级高职班45名学员纳入对照组,将2014级高职班50名学员纳入实验组,对照组采用传统教学模式,实验组采用案例式教学模式。通过对两组开设《临床医学概要》学期前的所有课程成绩做统计分析,两组的学习成绩一致性较好,同时对授课教师在教学能力和教学效果两个层面进行评估分析,有较好的一致性,具有可比性。

  根据高等职业教育医学影像技术专业就业岗位布局,选取北京市22家医院的54位放射科技师和诊断医师进行问卷调研,其中包括三甲医院15家,二级医院7家,主要调研内容是影像诊断能力标准。

  课题研究小组由2位专业教师、3位医学基础教师和1位医院放射科专家组成,参照调研结果对课程的重难点内容及课程标准进行研讨交流,并依据医学影像技术专业人才培养方案,按8个系统病例设计39个教学项目,同时设计完成教学项目实施方案中的39个教学案例,制定教学标准和评价体系,以呼吸系统为例制定教学项目及标准[5-6]。

  (1)教学目标。①掌握临床表现和X射线影像特点;②熟悉病因;③了解治疗原则。(2)临床案例。患者男性,20岁,3d前淋雨后发热,伴寒战、胸痛、气短、咳嗽及咳铁、锈色痰。胸部X射线检查,右上肺片状、均匀及致密阴影。(3)信息化素材。①临床症状视频;②胸部DR影像;③呼吸杂音。(4)评价体系。①思维训练系统;②临床病例分析;③网络在线慢性支气管炎诊断

  (1)教学目标。①掌握临床表现和X射线影像特点;②熟悉病因与发病机制;③了解治疗要点。(2)临床案例。患者男性,56岁,5年前开始咳痰反复发作,可达数月。3d前,受凉咳嗽加剧,黄脓痰,伴发热。胸部X射线检查,肺纹理增多及紊乱,呈条索状、斑点状阴影。(3)信息化素材。①患者体检视频;②胸部DR影像;③呼吸杂音;④病理3D动画。(4)评价体系。①思维导图绘制;②临床病例分析;③健康宣讲。

  (1)教学目标。①掌握临床表现和X射线影像特点;②熟悉检查及预防;③熟悉病因与发病机制;④了解病理分型。(2)临床案例。患者女性,59岁,3个月前间断嗽,白粘痰、伴午后低热。食欲不振,乏力。胸部X射线片示两肺散在小点片状均匀阴影。(3)信息化素材。①肺结核症状视频;②肺结核防治视频;③呼吸杂音;④胸部DR及CT影像。(4)评价体系。①网络在线测试;②临床病例分析;③疾病防治画卷。

  (1)教学目标。①掌握临床表现和X射线、CT影像特点;②熟悉分型和病因;③了解治疗原则。(2)临床案例。患者男性,58岁,2个月前出现刺激性咳嗽,少量灰白粘痰,伴右胸背胀痛。近1周间断痰中带血。胸部X射线cm块状阴影,边缘模糊毛糙。(3)信息化素材。①理论知识画卷;②CT检查视频;③呼吸杂音;④胸部CT影像。(4)评价体系。①临床病例分析;②理论问答竞赛;③拓展学习汇报。

  (1)2013级高职班为对照组,按照传统的教学内容和教学模式,完成教学过程。(2)2014级高职班为实验组,按照教学项目开展案例式教学,创设临床工作情景,以临床案例为学习载体,充分利用常见疾病的微课视频、网络学习资料等信息化手段开展课堂的探究式学习,结合职业岗位拓展学习知识面,激发学生的学习兴趣[7-9]。(3)针对本课程及专业核心课程,课题组分别编写标准试卷各1套,于不同学期对两个班级进行课程考核。1.5统计学方法应用SPSS19.0软件进行数据处理,比较对照组和实验组的考核成绩,对《临床医学概要》和《医学影像诊断学》课程评分采用均值±标准差(x-±s)表示,分别利用t检验进行差异性比较,以P<0.05为差异有统计学意义。

  本次调研共发放54份问卷,并全部回收,有效问卷率100%。医学影像诊断能力需求涉及8大系统的39种常见疾病,专业能力标准127条,各项内容的专家认可度均达到85%以上,明确了本研究课程的主要教学内容和职业培养目标。

  对照组的45名学生平均成绩为72.22分,最低分40分,最高分90分,正态性K-S检验结果显示学生成绩呈正态分布,差异无统计学意义(Z=1.06,P>0.05);实验组的50名学生平均成绩为77分,最低分60分,最高分99分,正态性K-S检验结果显示学生成绩呈正态分布,差异无统计学意义(Z=0.58,P>0.05)。通过对两组学生成绩分数差异性分析,实验组的平均成绩明显高于对照组的平均成绩,实验组的学习效果好于对照组,课程改革后教学质量得到了明显提升,两组比较差异有统计学意义(t=2.070,P<0.05)。

  对照组的45名学生平均成绩为72.27分,最低分52分,最高分90分,正态性K-S检验结果显示学生成绩呈正态分布,差异无统计学意义(Z=0.950,P>0.05);实验组的50名学生平均成绩为76.94分,最低分60分,最高分97分,正态性K-S检验结果显示学生成绩呈正态分布,差异无统计学意义(Z=0.935,P>0.05)。通过对两组学生成绩分差异性分析,实验组的平均成绩也明显高于对照组的平均成绩,实验组的学习效果好于对照组,课程改革后对后续专业课程学习也有明显的效果提升,两组比较差异有统计学意义(t=2.437,P<0.05)。

  通过基于医学影像技术专业能力导向的《临床医学概要》课程改革应用研究分析,课程内容贴近职业岗位,符合专业需求,教学过程积极创设职业工作情景激发学生兴趣,教学效果实现人才培养目标体现能力为重的原则,构建了医学影像技术专业的科学、实用和高效的医学基础课程案例。

  《临床医学概要》是医学影像技术专业重要的医学基础课程,课题组通过行业调研,根据放射科日常工作中常见疾病分类,对教学内容进行重新修订和完善,同时结合专业核心课程《医学影像诊断学》课程学习需要,搭建教学框架并设计教学项目,为后续课程学习奠定医学基础。

  课程在教学模式上进行了创新改革,建立了基于放射科临床案例引导的教学实施方案,通过岗位案例引导开展探究式学习,借助微课视频、网络学习平台等多种信息化手段辅助教学活动的开展,学生积极参与并取得了较好地学习效果,学习成绩有了明显提高[9-11]。

  通过对后续专业课程学习效果的分析,论证了课程改革的实践应用价值,通过《医学影像诊断学》课程成绩分析,学生在专业能力培养方面也同样取得了较好的效果,在医学影像技术专业人才培养质量提升方面有重要意义[12-13]。

  随着计算机技术的迅猛发展,计算机在社会各领域都得到广泛的应用。计算机不仅为生活带来便利,同时也带来了巨大的经济效益,产生着深远的影响。这种影响在医院信息管理工作中同样有所体现。据调查显示,目前多数医院的业务部门基本都实现了办公自动化。不仅如此,计算机在医院工作中的应用还提升了医院服务的工作效率及人性化的服务质量,降低了日常运行中的成本投入,并为医疗教学研究、医院医疗服务、医院管理提供了技术支撑。随着计算机应用的进一步深化,其已经由简单的文字处理、打印等功能实现向大规模集成功能的应用,通过计算机将医院的业务流程进行重新组合,从而实现医院管理的信息化。管理人员能实时查询所有门诊住院病人的就医信息、医嘱、计价单、药品流向信息、医院的经费管理以及各种统计报表,有利于及时发现问题,提高管理和决策水平,还可以广泛进行医院宣传,提高医疗单位知名度、树立医疗单位形象。因此,以计算机为依托的医院信息系统已经成为现代化医院所必不可少的平台。[1]

  医院信息系统是现代医院运营的必要管理技术和基础应用软件系统,它是利用计算机技术和网络技术,为医院各部门提供病人医疗信息、病人费用信息、行政管理信息和决策分析统计信息的收集、处理、加工的计算机应用软件系统。主要目标是支持医院的行政管理与事务处理业务,减轻事务处理人员的劳动强度,辅助医院管理,辅助高层领导决策,提高医院的工作效率,从而使医院能够以较少的投入获得更好的社会效益与经济效益。[2]

  计算机医学图像管理系统是医院信息系统中最重要的一个组成部分,随着医院技术的发展,医疗仪器也随着科技的进步实现了新的突破,研制出不少的新产品,如CT仪、B超、核磁共振等仪器。许多先进的医学仪器都是通过获取病人身体的影像而作为诊断的依据的, 因此,对于医学影像的科学管理对医院来说具有非常重要的意义。只有不断完善医学影像的管理体系,才能真正实现医疗影像的科学采集、规范化的管理、完善的储备以及准确的再现,从而切实提高诊断水平,保证诊断质量。同时,结合互联网技术的发展可以将一些图像进行远程共享,通过网络会议等形式进行异地专家同步会诊,为提出医治方案争取了时间,确保医疗服务的及时有效。

  通过计算机技术的应用,充分利用其在信息采集上的高效、及时、准确的功能,可在第一时间对患者的病情进行全面了解,保证患者及时进行科学合理的治疗。在医院服务工作中,要科学组建计算机监护分析系统,对呼吸机、监护仪等医疗仪器进行全面监控,通过监控及时获取患者各项生理参数,并引入专业的软件对患者的各项生理参数进行深入的分析与处理,将综合数据形成分析报告,为患者的治疗提供科学可靠的依据。在监护系统的组建中,要充分发挥计算机自动化处理的服务功能,降低医务人员机械化工作强度,切实提升医疗工作效率。

  传统的病历都是纸质的,在保管和使用方面很不方便,计算机病历管理系统的应用可以克服传统病历的缺点,真正发挥病历应有的作用。通过为门诊以及其他病人建设病历库,记录他们的详细个人信息以及家庭和既往病史,从而为医生的诊断、治疗提高准确、全面和快捷的信息。同时,计算机病历管理系统结合了传统病历的优势,可以通过打印功能快速转化为传统病历,从而克服了电子病历不方便携带的缺点。通过病历管理系统, 医护人员可以通过对病历的调取进行信息的更新,将每一次诊断结果输入进去,大大缩短了病人就医的等候时间,真正实现快速诊治。

  随着计算机在医院应用的进一步深化, 已经不能满足于医院信息系统的使用,其要使医院的运作模式、管理方式以及诊疗方法发生重大变化。在此种趋势之下,数字化医院将是计算机在医院中应用的未来发展方向,所谓数字化医院是指利用计算机网络技术实现医院医疗和管理的数字化采集、存储和处理,在此基础之上实现业务的数字化运作的综合系统。数字化医院将使计算机在医院工作中得到充分应用,可以全面整合医院资源,优化业务流程,提高医疗卫生服务质量。从而使患者的生命健康更有保证。因此,计算机在医院中应用的前景十分广阔。

  医院信息系统是现代医院运营的必要技术、支撑环境和基础设施,是强化医院管理,提高医院工作效率,改进医疗质量的一种很有效的工具,是未来医院发展的必然趋势。为了满足患者的就医需求以及社会发展的要求,在计算机的应用上仍需不断的进行探索,要加快培养医务人员的操作技能,充分利用互联网技术,构建医院自动化、智能化运作系统,切实提高医院的管理水平、服务能力,为患者早日康复提供保障。

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