發布時間：2022-03-21 05:10:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇醫學技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、國內外開放式教育平臺研究現狀
隨著開放式教育資源運動的持續發展，大規模網絡開放課程已成為高等教育發展新趨勢，新型課程體系迅速席卷全球。麻省理工學院（Edx）和斯坦福大學（Coursera）等世界知名大學以及許多創新公司（如Udacity）紛紛投身于大規模網絡開放式課程市場，引起了巨大反響，獲得了公眾大量的關注和模仿。2012年9月，Google了一款用來傳遞免費在線課程的開源軟件CourseBu1ider，這是Google涉入在線教育領，實驗性的第一步。2012年12月，英國開放大學(OpenUniverity)成立了一家私人企業，推出一個新的大規模開放式在線課程平臺Fu－turelearn，通過提供一些著名大學和機構開設的高質量課程，增加人們接受高等教育的機會。同月，全球最大的商業網絡教學平臺提供商Blackboard宣布與大學合作，利用CourseSites平臺免費為用戶提供在線課程創建和便利化服務平臺，方便中小學教師、大學教師或社區教育工作者為課程添加網絡元素。美國Instructure公司也開發了CanvasNetwork，面向所有的機構、教師和學生免費開放，世界范圍內的教師均可以通過注冊，按照自己意愿設計和開發課程。2013年4月,歐洲多國合作參與的MOOC（massiveopenonlinecourses，大型開放式網絡課程）被命名為OpenupE，該平臺注重課程的平等性、高質量和多樣化，旨在為學習者提供便利，引導高校采取更加靈活和創新的教學方法。2013年7月，平臺加拿大的Text-bookVi-deos已22門MOOC課程，且將與全國各地的大學和學院合作，提供非傳統的教育課程，包括有利于終身學習的課程，目前已經6門課程。2013年10月，Google聯合Edx推出免費教育平臺，該網站將向教育工作者和公眾提供工具，以便他們能創建自己的數字課程。2012-2013年間興起的大規模在線課程在全球引發了教育信息化的新浪潮和新挑戰。在全球MOOC發展熱潮的背景下，國內開放式教育平臺的發展已成燎原之勢。2013年7月，教育部科技發展中心主任李志民提到，對于各國知名高校而言“，慕課”平臺是高等教育的新大陸，誰都不希望失去向全世界傳播知識，提升國際地位的機會。2013年5月，北大和清華同時宣布加入Edx。我國果殼網MOOC自習教室擁有接近4萬用戶，成為擁有全國最大的MOOC線上社區。2013年10月，由清華大學打造的全球首個中文版“慕課”平臺———“學堂在線”正式推出，清華大學的電路原理等5門課程，麻省理工學院的電路原理以及北京大學的計算機輔助翻譯原理與實踐作為首批上線課程對外開放選課。2013年底，復旦大學與Coursera(由美國斯坦福大學兩名計算機科學教授創辦的免費大型公開在線課程項目)正式簽署了合作協議，U21聯盟之一的復旦已經加入聯盟的MOOCs計劃。開放式在線教育成為我國解決教育公平問題的有力手段。從以上研究可知，大規模網絡開放課程已成為高等教育信息化建設的新方向，備受教育界內外廣泛關注。目前推出的免費開放式平臺能優化教育資源配置，加深用戶對課程的理解和認識，但大多基于單一模式，限制了不同類型課程的教學改革，且缺乏具有領域、學科和專業優勢，符合高校實際發展的需求，能將教育理念和教育模式系統呈現的專用教育平臺。由此可見，構建一個符合高等醫藥院校人才培養需求，基于泛在學習的開放式醫學信息技術教育平臺迫在眉睫。
二、開放式教育平臺的比較研究
2012年以來，各類開放式網絡教學平臺通過信息技術與網絡技術將優質教育送到世界的各個角落，不僅提供免費的優質資源，還提供完整的學習體驗，展現了信息技術與現行高等教育體制結合的種種可能。從最初的Coursera、Udacity、Edx三大平臺，到后來各國不斷涌現的通用平臺，大家都看到了信息時代的特點，害怕錯失良機，并非冷靜思考如何提升教學質量，更關注以下問題：（1）大規模參與；（2）在線、開放的教學資源；（3）一系列教學環節與流程；（4）嵌入相關資料或測驗的教學短片；（5）網上朋輩(Peer)支持與學習討論。但真正意義上的開放式教育平臺不單是教育技術的革新，更應該帶來教育觀念、教育體制、教學方式、人才培養過程等方面的深刻變化。通過各類開放式網絡教學平臺優缺點的比較研究，有助于準確把握研究目標，合理規劃和設計開放式醫學信息技術教育平臺。
三、開放式醫學信息技術教育平臺的設計
開放式醫學信息技術教育平臺是針對學生在泛在學習環境下自主學習和終身學習的需求，堅持“前瞻、導向、科學、可行”的建設思想，把研究成果應用于教學實踐之中，利用計算機網絡技術和PHP+MySQL開發環境，通過幾種基于Web2.0技術的開源軟件進行開發，為學習者搭建一個良好的在線學習與互動交流平臺，建立行之有效的基于泛在學習的教育資源共享信息平臺，采用一體化的方式為高等醫藥院校師生提供教育資源共享信息服務和課程指導、研討、互動、交流環境，為建立一個網絡化、數字化、智能化、科學化有機結合的開放式技術教育平臺而努力。本平臺利用Web2.0技術的互動性和開放性建立了醫學信息技術教育資源共享庫，通過啟發式、探究式教學，深入剖析課程中的重點和難點，培養學習者的信息素養、自主學習能力、分析問題和解決問題能力，構建終身學習體系。平臺包括注冊登錄、課程概述、課程互動和在線學習等功能。
（一）課程概述子模塊
該模塊系統的介紹了開放式信息技術教育平臺中各門課程的相關情況，其中包括醫學類課程沿革、教學定位與目標、教學手段與方法、教學內容、課程考核方案、教學效果與評價、教師隊伍和課程建設與規劃。內容展示的形式多為課程詳細內容的文本文件和圖片。此模塊能完整呈現教學的設計，通過對課程全方位的解讀，讓學習者更了解課程教學的思路、理念，將所學知識融會貫通。
（二）課程互動子模塊
課程互動模塊包括教學活動、討論區、聯系我們三部分功能。該部分能有效呈現課程的多元培養形式，為醫學信息類人才多途徑培養實踐與效果評價提供依據。該模塊支持管理員和教師上傳資源、發帖、討論和私信群發功能，為師、生之間營造了一種良好的學習和教研氛圍，內容展示的形式可以為文字，圖片和視頻等，能有效促進各級用戶之間的互動和交流。
（三）在線學習子模塊
在線學習模塊能再現教學的全過程，包括醫學類課程公告、評分標準、課程學習、在線練習、私信、考試、課件、課程評價和分享功能。該模塊能記錄課程教學的進度，群發私信提醒參與課程的學習者；明確教學各環節的評分標準和細則，為課程考核和認證奠定基礎；每部分學習內容提供在線練習、課件下載和分享功能，每門課程都能實現在線考試；各級用戶在平臺互動過程中產生的所有數據都能從數據庫中導出相關的excel文件，便于課程后續的評價和分析。
四、結束語
文章順應開放式教育平臺的發展和教育信息化模式的變革，提出一種新型課堂體系———開放式醫學信息技術教育平臺，將開放式教育理念和教育模式貫穿于高等醫藥院校大學教學全過程，遵循“前瞻、導向、科學、可行”的建設思想，利用Web2.0技術和計算機網絡技術，從課程概述、課程資源、課程互動、在線學習等四個方面闡述基于泛在學習的教育資源共享信息平臺的實現思路和系統原型，為后續建立一個網絡化、數字化、智能化、科學化相結合的開放式技術教育平臺奠定理論基礎。在后續的教學改革中，作者計劃將文章所提出的開放式教育平臺應用于高等醫藥院校課程教學當中，以檢驗這種新型課堂體系在提升學生的自主學習能力和實踐動手能力方面的實效。
作者：劉青萍 晏峻峰 周燃犀 周知 瞿昊宇 王林峰 劉東波 單位：湖南中醫藥大學管理與信息工程學院
一、代謝組學技術的概念
從一般意義上說，代謝組學是指通過分析組群中的單個細胞結構、器官、組織或者體液內的小分子物質，對組群指標進行高位檢測和操控處理，利用多元統計學原理和模式識別的技術設備，對細胞體內的代謝物質進行全面立體的檢查和研究；是一門對某一特定時間段的有機體全部小分子代謝物質，進行定量和定性解剖處理的學科。
二、代謝組學技術與研究方法
（一）代謝組學的檢測技術
1、核磁共振技術
核磁共振技術作為檢測有機體機構的重要譜學，能夠在自動旋轉的原子核的基礎上，依靠核外磁場的引力作用，通過吸收到的輻射波刺激發生能量跳遷的一種譜學技術。其優點在于無損害，對檢測的樣品結構不存在破壞性；操作方式多樣化，能夠根據實際情況變換多種檢測方案，采用不同的實驗方法進行研究；速度較快，能夠在較短的時間內得到檢測結果；富有動態性，能夠得到較為與時俱進的靈活變動的研究信息。缺點在于檢測的靈敏度不是很高，制約著NMR技術的發展。
2、氣相色譜——質譜聯用技術
從字面上解析，氣相色譜——質譜聯用技術融合了色譜、質譜二者的優勢特點，檢測的靈敏度更高、效能更好、分辨率清晰。由于自身的構造，需要觀測的主要參數為毛細管柱的尺寸大小等指標：被檢測樣品通過毛細管柱時，儀器設備會依據生物體分子的構成性質不同而得到分離，各自流入不同的柱子里，記錄下不同時間段里流入柱子里的分子結構，然后利用色譜和質譜進行檢驗。這樣通過利用氣相色譜——質譜聯用技術，能夠及時準確地將被檢測樣品實行快速的剝離，然后利用相關儀器進行檢測和分析處理，最終進行定性分析，記錄研究的結論。但是氣相色譜——質譜聯用技術也有自身的局限性，由于在檢測之前需要對樣品結構實行預備式的衍生化操作工作，在這一過程中需要耗費較多的時間，會因時間的耽擱而使原本的樣品發生一些微妙的變化，使檢測結果不真實；同時還有一個缺點在于不能分析某些個大分子代謝物質的結構。
3、液相色譜——質譜聯用技術
液相色譜——質譜聯用技術把液相色譜作為一個樣本的分離處理系統，把質譜當做樣本結構的檢測處理系統，這樣液質聯用技術充分發揮了色譜和質譜的優勢特色，融于一身。既具備了分離復雜樣品結構能力強的色譜的優勢，又具有了檢測靈敏度高、動態性強的質譜的特點，使這一技術能夠更好地為疾病監測發揮自己的力量。
（二）代謝組學研究方法
通常一個比較完整、規范的代謝組學檢測程序一般要經過收集樣品、處理樣品并進行保存工作；進行儀器的分析和選擇，獲取樣本數據，進行數據的定性和定量的分析和處理；最終進行研究結果的總結和歸納，總結出生物學意義上的代謝結論。
三、代謝組學技術在醫學臨床檢驗中的應用
1、代謝組學技術與糖尿病、腎病的研究
糖尿病與腎病緊密聯系，目前進行的DM并發癥的代謝組學技術的研究，更多地涉及腎病，可以借助核磁共振技術分析DN中小分子代謝物質的結構，進行剝離處理和分析，如果實驗證明葡萄糖含量和氧化三甲胺的存量在血漿中有上升的趨勢，而多種氨基酸卻在下降，則證明有機體腎存在著病變，為醫學臨床診斷和檢測提供了實驗依據。
2、用于診斷腫瘤
醫學專家Odunsi等曾利用氫核磁共振波譜法開創了一個新的醫學診斷模型，利用檢測血清上的代謝標志物可以診斷出是否存在皮性卵巢癌的病癥。Corona專家學者曾利用代謝組學技術用于腫瘤方面的診斷研究，發現了重大的成果，結果中發現通過分離檢測能夠分析出不同種類的代謝物質分子結構，靈敏度和清晰度較高，其中的色氨酸、絲氨酸及其甘油磷脂等為醫學中診斷乳腺癌提供了重要的參考依據。
3、消化系統疾病的檢測
醫學家利用氫核磁共振波譜法技術建立的生物標志體模型，能夠及時、較快速的檢測出有機體是否存在腸炎病癥，進行及早的治療。
四、結語
隨著科學技術的不斷發展，代謝組學技術的研究不斷深入推進，應用的領域更加廣泛和普遍，需要不斷開拓其在醫學、營養與健康學、生物學等學科上的發展空間，由于是發揮代謝組學技術在醫學檢驗中擁有疾病診斷的重要功能，為人類的生命健康貢獻力量。
作者：張再華 單位：黑龍江省齊齊哈爾市第一機床廠職工醫院
一、綜合實訓課程教學內容的確定
(一)對檢驗崗位能力需求和檢驗項目的調查。
2013年在浙江省范圍內對163家不同類型醫療機構的檢驗工作崗位進行調研，包括55家三級醫院、16家二級醫院、45家社區醫院、42家鄉鎮衛生院和5家檢驗公司獨立實驗室。對醫學檢驗技術人員應必備的專業知識技能和綜合素質能力需求的重要性進行調查。除寄生蟲檢驗的重要性需求在78．5%之外，其他各課程均在91%以上。同時，被調查單位對團隊協作能力和分析問題解決問題能力的重要性需求均在93%以上，說明各單位對工作人員具備這些綜合素質和能力的要求越來越高。對這163家單位開展的主要檢驗項目進行調研(見表2)。除骨髓象檢查外的各主要檢驗項目開展率均在60%以上，三大常規達到100%。其中二級以上醫院和獨立實驗室的項目開展率跟社區醫院和鄉鎮衛生院因定位不同有所區別，各主要檢驗項目的開展率接近于100%，最低的骨髓象檢查也在86%以上。
(二)教學內容的確定。
根據調研結果，即檢驗崗位對專業知識技能和綜合素質能力的需求和各單位主要檢驗項目的開展情況，組織課程專家、專業優秀課程教師召開課程分析會議，從檢驗專業優秀課程分析出常規檢驗項目形成教學內容，建立新的課程標準和教學大綱。教學內容包括:三大常規、骨髓象檢查、生物化學檢驗、免疫學檢驗、微生物檢驗，結合團隊協作能力和分析問題解決問題能力的培養。
二、醫學檢驗技術綜合實訓室的建立
我校醫學檢驗技術專業得到中央財政專業建設項目和省特色專業建設項目的支持建立了醫學檢驗技術綜合實訓室。招標購置和醫院、公司饋贈，配置了一批檢驗儀器設備:Sysmex-xs1000i全自動血細胞分析儀、FUS-200尿有形成分分析儀和H-800尿干化學分析儀、ESR-30全自動動態血沉儀、邁瑞BS-320全自動生化分析儀、DNM-9602自動酶標分析儀、奧林帕斯顯微成像系統、熒光顯微系統等。并安裝了LIS系統，把所有的儀器設備連接，形成一個完整的檢驗實驗室系統，從標本接收、項目檢驗、結果審核到檢驗報告單的輸出打印實現一體化，實現醫院檢驗科的功能。
三、綜合實訓課程教學方法的確定和實施
(一)教學方法的確定。
我校醫學檢驗技術綜合實訓課程安排在學生完成專業課程學習后、進入畢業實習前進行。課程30學時，集中一周以小組為單位開展，訓練學生團隊協作能力和分析問題解決問題能力。根據教學內容確定教學方法，通過臨床病例引導，提出醫院檢驗項目，要求學生查詢相關資料以醫院檢驗順序(提供檢驗項目和標本)為線索進行設計，按照工作過程整合(復習實驗原理步驟)、安排項目準備(準備實驗器材試劑)、項目實施(操作過程和注意事項)、項目結果(實驗結果和報告)、分析討論(實驗過程的總結及碰到的問題進行討論)等學習項目。
(二)課前準備。
綜合實訓前一周，準備好若干個病例，經篩選的病例要求是能整合包含各專業課程三個以上檢驗項目，以達到綜合實訓的目的。將學生5人一組分組，每小組為一個團隊分配以不同的病例并提出數個檢驗項目，各小組學生一同設計每個檢驗項目。要求學生查閱資料，對每一個檢驗項目做好以下知識理論準備:選取正確的檢驗方法、確定檢驗項目的標本類型和標本前處理、檢驗方法的原理、需用到的儀器與試劑、檢驗方法的步驟及注意事項、結果的判斷、檢驗方法的質量控制、正確的結果報告形式、廢物處理、臨床意義，最后形成紙質報告。培養學生自主學習查閱資料分析問題的能力。
(三)綜合實訓課程的開展。
在開展醫學檢驗技術綜合實訓課程時，醫學檢驗實踐中心所有實驗室和檢驗綜合實訓室向學生全面開放，并有專任指導教師在各自課程的實訓室進行指導。每個檢驗項目的實施將模擬臨床檢驗工作的流程展開，由組長安排，各小組成員主要負責某一項工作任務共同完成:標本的采集和接收，標本的檢測，結果的分析與審核等工作。整個技能操作嚴格按照《全國臨床檢驗操作規程》(第三版)進行。如遇到結果異常，檢驗人員還需對結果進行分析，如需手工復查的進行手工復查。完成該項目的檢驗工作后，各小組根據檢驗結果進行綜合分析，完成實驗報告。實訓結束后，教師引導學生進行分組討論，對檢驗項目的目的和原理、檢驗過程中的注意事項、檢驗結果的分析進行闡述，對遇到問題如何分析和解決問題進行回答，最后總結整個綜合實訓過程中的經驗和收獲。
(四)綜合實訓課程的考核。
綜合實訓課程的考核以檢驗過程的形成性考核為主，由教師評分和學生互評相結合，評分根據實訓的實施由三部分組成:課前準備的紙質報告、檢驗項目過程中的規范操作和處理、檢驗項目完成后的分析和討論。根據各檢驗項目不同特點，針對檢驗項目操作制定一套檢驗項目評分標準，在訓練檢驗綜合能力的同時也不放松對檢驗技能的強化訓練。
(五)綜合實訓課程的成效。
檢驗綜合實訓課程的開展，對照我校醫學檢驗技術專業2011、2012級兩屆學生在課程開展前后檢驗技能操作得分，有了顯著提升。并培養了學生的臨床思維能力和素質，在實習生、畢業生中問卷調查顯示，檢驗綜合實訓課程得到了學生和實習、用人單位充分認可和高度評價。
四、小結
醫學檢驗技術綜合實訓課程的構建，將分散于各專業課程中單個檢驗項目和方法有機結合起來，不僅培養學生臨床思維能力和醫學檢驗綜合素質，也對課程教學和教師素質提出了更高的要求。(1)強化訓練了學生的檢驗技能操作水平。檢驗技能操作是醫學檢驗技術人員的根本，檢驗綜合實訓課程加強了這方面的訓練，并著重強調技能操作的規范化。(2)培養學生的臨床思維能力和對檢驗專業課程綜合知識的運用。檢驗綜合實訓課程模擬臨床檢驗項目的工作流程，訓練學生將本專業各專業優秀課程的知識及技能綜合運用到臨床檢驗工作中去。(3)提高學生團隊協作能力和分析問題解決問題的能力，提升學生的檢驗綜合素質和職業素養。綜合實訓過程中，各小組成員分工合作，共同完成多個檢驗項目的實訓，培養團隊協作能力。在實訓設計中，先提出多個檢驗項目，要求學生查閱資料，分析并統籌安排檢驗項目的開展，鍛煉學生分析問題解決問題的能力。為從事臨床檢驗工作打下基礎。(4)加強教學與臨床之間的對接。檢驗綜合實訓課程安排在學生進實習之前，模擬臨床檢驗工作流程，能夠為學生進臨床實習起到一個適應建立SP聯系網絡，互通有無、共享資源，使之發揮優勢并形成輻射網絡。綜上所述，OSCE作為一種較全面評價臨床勝任能力的考試模式，具有傳統筆試無法比擬的優勢，但在應用中也逐漸暴露出一些不足。通過加強對SP的系統培訓，合理調整考試設置，以及進一步改進考試形式等方式，OSCE能夠適用于各種形式、不同要求的考核，從而更好地服務于我國醫學教育及醫師培訓。
作者：沈鑫烽 吳怡春 褚美芬 湯立旦 黃衛平 王家學 單位：浙江醫學高等專科學校
1發展現狀
繼續醫學教育考核合格已是專業技術人員執業注冊、年度考核、技術職稱晉升等必備條件。繼續醫學教育包括國家、省級繼續醫學項目，發表科研論文，單位組織的學術活動等形式。醫療衛生機構可以通過繼續醫學教育項目的申報與舉辦，推廣科技成果，充分帶動學科培養創新性人才。
2存在問題
2.1思想認識不到位
衛生技術人員的學習缺乏主動性與積極性，不能形成良好的學習氛圍。部分學員認為參加繼續醫學教育只與職稱晉升相關，已晉升到高級職稱或不再愿意繼續晉升職稱的部分人員，對參加繼續醫學教育熱情度較低。另外，基層醫院部分在職在崗人員工作繁忙，難以離職離崗學習，無法滿足送培需求。
2.2學科發展不均衡
中西部地區老、邊、貧地區較多，區域、城鄉醫療衛生機構發展不平衡，基層全科醫學的培訓更顯薄弱;同時，部分新生的邊緣學科繼續教育項目開展較為困難，學科發展不均衡，繼續醫學教育項目層次結構、專業結構存在偏科現象，難以滿足全體人員需要。
2.3體系建設不完善
部分繼續醫學教育方法稍顯陳舊、途徑不多，遠程、網絡教育等先進的繼續醫學教育手段未被廣泛而規范使用;培訓內容的針對性、方式的適宜性、實施的協調性與結果的有效性需要改進;醫療衛生機構對繼續醫學教育工作投入不夠，教育經費偏低，培訓基地與信息化建設滯后，監督管理相對薄弱。
2.4人員配備不充分
部分醫療衛生機構無專職繼續醫學教育工作人員或專職人員流動性較大，不熟識相關政策，導致在項目的實施過程中還存在不夠規范的現象，如舉辦時的項目名稱與公布的項目名稱不完全相符、學分管理與登記制度混亂等。繼續醫學教育管理人員缺乏足夠經驗、知識，繼續醫學教育管理干部隊伍建設有待加強。
3發展建議
3.1優化模式，深化改革
集成各類優勢資源，構建區域布局合理、專業覆蓋廣泛，滿足各級醫療衛生人員培訓需求的繼續教育體系。以實際素質能力為基礎，以崗位勝任能力為優秀，有計劃地選派與組織相關專業的人員參加內容鮮明，具有科學性、先進性、戰略性與可推廣性的繼續醫學教育學習，逐步實行各類衛生技術人員的規范化培訓;加強構筑網絡化信息平臺，將集中面授與遠程教育相結合，方便尤其是邊遠地區農村基層衛生技術人員就地學習;推動繼續醫學教育信息化管理，逐步健全覆蓋城鄉的繼續醫學教育管理與服務信息化公共平臺，提升繼續醫學教育管理水平。
3.2重點扶持，均衡發展
通過開展有效的繼續醫學教育活動提高農村醫療衛生隊伍素質與服務水平是衛生技術人員隊伍建設的重要內容。均衡繼續醫學教育項目的層次結構、專業結構，特別是提高農村、民族地區與偏遠地區的教學質量，更好適應衛生事業改革與發展的需要。積極探索符合農村基層特別是民族地區、邊遠貧困地區農村基層實際的繼續醫學教育方式，增強培訓的針對性、實用性、便捷性與有效性，使所有農村基層衛生技術人員均能參加適合的繼續醫學教育。對基層繼續醫學教育項目的申報、舉辦給予重點扶持，在政策導向與資金安排方面予以重點傾斜，力爭使繼續醫學教育工作重心下移，提高農村、民族地區與偏遠地區的教學質量，提升全體衛生技術人員的職業素質能力。
3.3完善監管，提高效率
適時調整繼續醫學教育發展的目標考核、學分授予等具體政策措施;建立培訓、質量控制與監管機制，嚴格對培訓的針對性、科學性與有效性監督管理;加強對繼續醫學教育管理人員法規、政策與管理知識的培訓，組織繼續醫學教育科學研究，支持繼續醫學教育工作的交流與合作，學習先進工作經驗，提高管理效率與水平。
3.4保質保量，穩步提升
完善繼續醫學教育培訓體系，設立一批形式多樣、水平較高的繼續醫學教育基地，全面開展繼續醫學教育工作。鼓勵優秀衛生技術人才承擔繼續醫學教育的教學工作，強化年輕衛生技術人員終身學習的理念，為其自覺參與醫學終身教育奠定基礎，為促進衛生事業發展提供人力資源保障。
作者：楊麟 何劍 單位：四川省醫療衛生技術咨詢所 川北醫學院附屬醫院
一、發展現狀及存在問題
理論課教學一般采用大班授課，以教師為中心，學生參與課堂教學的機會相對較少，課后學習也以復習課堂內容及相關知識為主。目前國內大中型(三甲及以上)醫院、高等醫學院校及科研機構中醫學檢驗專業本科生及研究生已基本飽和，但市縣級以下醫院仍以大中專學歷專業人員為主;醫療器械生產、營銷及技術支持行業對檢驗本科生的需求量較小;四年制檢驗專業的本科生不能報考國家執業醫師資格考試，不能轉向臨床、口腔、預防等專業，畢業生的去向主要是中小醫院、血站或疾控中心的臨床檢驗機構。
二、改革思路
1.以就業為導向，增加培養方向。
目前，我國輸血、病理及其相關行業的技術人員任職前大多未接受專業教育，他們絕大多數來自檢驗科及臨床相關科室，而醫學院校關于輸血和病理的教學內容很少，相關知識和技能主要來源于實際工作中積累的經驗和非系統的培訓，學生對輸血醫學和病理技術的認識已不能適應輸血醫學和病理學的飛速發展及臨床工作需要，急需醫學院校培養一大批高學歷的輸血醫學和病理技術專業人才。濰坊醫學院醫學檢驗技術專業充分利用自身的資源與優勢，以臨床檢驗方向為主體，增加輸血技術、病理檢驗這兩個培養方向，以提高學生就業能力，拓展就業渠道，力求探索出適合地方高等醫學院校的輸血技術和病理檢驗人才的教育模式。
2.以精品課程和考試平臺為依托，建立網絡教學資源庫。
精品課程建設是教學質量的重要標志，以優秀課程為中心，整合優質教學資源已經成為提高教學質量的關鍵環節之一。濰坊醫學院醫學檢驗學系在已有的《分子生物學檢驗技術》和《臨床免疫學檢驗技術》兩門省級精品課程基礎上，積極構建醫學檢驗技術專業精品課程群，將課程群的大綱、PPT課件、教學視頻等資源上傳至校園網服務器，建立課程群網上平臺，并嘗試與學生在線交流與答疑。同時，通過制作專業課的網絡考試平臺，建立形成性評價機制。每學完一個章節，讓學生先自測，再集體測試，教師根據測試結果確定下一階段的學習任務與速度，讓學生循序漸進地掌握預定的教學內容。
3.更新教學理念，豐富教學手段和教學方法。
教學理念是影響教學質量的重要因素。濰坊醫學院醫學檢驗學系組織全體教師觀摩學習各種先進的課堂教學方法與教學手段，充分利用現有的資源調動學生的主觀能動性。如在《臨床微生物學檢驗》課程中實施PBL教學模式，以問題為基礎，小組討論為主要方式，促進學生將理論與實踐有機結合;采用啟發式和討論教學法，結合案例分析或病例分析，鼓勵學生發表自己的意見和看法，培養學生的創新思維;在專業課教學中試行教師邊教、學生邊學邊做的教學模式，促進理論與實踐的融會貫通。
4.建立實驗、實訓、實習三位一體的技能培訓體系。
醫學檢驗技術專業的專業課程強調學生的動手操作能力，實驗教學學時占課程總學時的50%，因此，實驗教學的效果是影響教學質量的重要因素。濰坊醫學院醫學檢驗學系進一步完善基礎檢驗、微生物學檢驗、顯微互動等專業實驗室，安裝多媒體實驗教學系統，使形態學教學更加豐富形象。加大實驗室開放力度，提高儀器利用率，為學有余力的學生提供練習平臺。同時，建立醫學檢驗實訓中心，根據職業崗位需求和臨床工作的實用性技術，遴選100項實驗技能，按難易程度分配到每個學期，并開設檢驗技能課程，進行專業的指導培訓。課程結束時對每項技能進行嚴格考核，合格者頒發合格證書，并且每年舉行專業技能大賽，為獲獎者頒發榮譽證書。挑選大型三甲醫院作為臨床實習基地，提高臨床教師實習帶教水平，并拓展北京、上海等地三甲醫院作為實習基地，以滿足不同學生的實習和就業需求。
5.以重點實驗室為平臺，培養學生科研創新能力，促進產學研結合。
濰坊醫學院臨床檢驗診斷學實驗室是山東省“十二五”高校重點實驗室，學校附屬醫院檢驗科為省級臨床重點專科、市級重點學科，科研氛圍濃厚，堅持“以科研帶動教學，以教學促進科研”。鼓勵教師與企業聯合開展科研項目，企業提供資金，學校教師提供技術支持;鼓勵教師課題組吸收一部分有興趣的學生參與科學研究，讓學生進入實驗室充當教學和科研實驗助手，充分挖掘學生潛力，培養學生的科研意識;挑選適合醫學檢驗技術專業本科生的科研課題，遴選中級以上職稱教師擔任指導教師，學生自愿報名參與，組成科研小組，撰寫課題申請書競標，中標者在規定時間內完成開題、實驗、結題等程序。學生在參與研究過程中不僅提高了動手和創新能力，也被激發了科研發展潛能，為順利開展科研設計和論文寫作奠定了堅實的基礎。
6.形成人文與醫學相融合的教育模式。
醫學人文教育能夠提高醫學生的人文素質和科學素質。學生不僅要有熟練的臨床技能，而且要有良好的職業道德，在今后的職業生涯中踐行人文關懷。將人文教育融入醫學專業課程，既可以豐富枯燥的醫學專業知識，拓寬醫學生的知識面，又能培養學生的人文精神及職業道德。另外，開展豐富多彩的校園文化活動，舉辦人文講座和讀書活動也是人文教育的一種重要方式。濰坊醫學院每年舉辦“科技文化活動月”“科技、文化、衛生三下鄉”等豐富多彩的校園文化活動，學生自愿參加各種社團組織。2013年開始，學院定期舉辦濰醫大講堂，邀請社會各界專家學者講學，講學內容廣泛新穎，切入社會熱點，營造了濃厚的人文氛圍，是課堂教學的有益補充。醫學檢驗學系開展“我讀經典”活動，并長期堅持，將集體統一組織和自主學習相結合，讓學生更多地接觸經典原著，培養讀書的習慣和能力。
三、結語
濰坊醫學院醫學檢驗學系自2014年開始逐步推行醫學檢驗技術專業培養模式的改革，下一步將對授課教師和受試學生進行問卷調查以及通過實驗技能考核、專業課程考試等方式，了解人才培養模式改革的效果，發現實施過程中存在的主要問題，組織專家討論(包括學校、用人單位、實習單位等)以及畢業生反饋等方式，初步確定一套符合學校實際的醫學檢驗技術專業人才培養實施方案，為完善人才培養體系提供理論支撐和現實依據。
作者：李猛 單位：濰坊醫學院
1專業建設當前存在的問題
醫學檢驗技術專業是較年輕的臨床醫學專業，相比其他臨床醫學教育體系，存在較多需規范和完善之處。目前主要表現在以下方面：
1．1課程設置
①課程體系設置中注重專業教育，人文素質教育、醫德醫風教育相對薄弱。②檢驗醫學相關臨床課程設置求廣求全、培養重點不突出。③專業必修課程過多，學科交叉、崗位需要的選修課程和專題講座極少。④課本教學、課堂講授為主要方式，教學網絡化與數字化水平低下。⑤課程體系由5年制“醫學士”改為4年制“理學士”，原有課程體系明顯不適合現教學需要。
1．2實驗教學
①檢驗專業實驗課程存在設備陳舊、利用率低，管理水平差。②注重理論課程學習，對臨床實驗教學和管理關注不足。③實驗課教學偏重教材知識講授，科研精神與科研能力等創新性能力培養不足。④實驗教學內容與臨床實際應用脫節，與現代醫學檢驗發展現狀脫節。
1．3實踐教學
①實踐教學管理松散，專業技能培養方式落后。②未及時與實踐教育基地溝通，不能及時了解實習同學思想動態。③因為實習基地師資、管理水平不同，實踐教學效果存在明顯差異。
1．4前、后期教師缺乏交流
進行基礎課教學的前期教師缺少機會接觸臨床，對醫學理論知識在臨床實踐中的具體應用缺乏一定的了解和實踐；來自醫院進行實踐教學的后期教師教學經驗相對不足，在教學方法、語言組織能力等方面存在一定的缺陷。
2檢驗專業建設的初步嘗試
針對培養方案調整，以及存在的問題，我們在借鑒兄弟單位經驗基礎上，進行專業建設的改革，主要在課程體系與教材、教師隊伍、實驗教學中心、實踐教學基地建設等進行一些有益的嘗試，取得一定的經驗。
2．1課程與教材建設
①課程體系建設：醫學檢驗技術專業作為教育部教學改革試點，培養目標和時間均有改變。如何培養出能滿足社會需求的醫學檢驗應用型人才？我們對已有的教學資源進行有效整合，對現有課程體系教學進行改革，以專業課貼近臨床實際應用為目的，突出臨床應用型專業課建設。例如利用現有省級精品課程———《生物化學》、《醫學免疫學》和校級精品課程———《人體寄生蟲學》，以及省級教學團隊———人體寄生蟲學教學團隊、醫學免疫學教學團隊，省級實驗實訓教學中心———病原生物學實驗教學示范中心等課程建設時，突出醫學檢驗技術專業的特點，以達到打造成醫學檢驗精品專業課目的；專業課程教學以基礎學院和臨床學院教師共同擔當，利用各自教學特長，取長補短，切實達到理論與應用相結合，保證教學工作與臨床實際應用相一致。加強教學改革工作，將臨床醫學各相關學科內容合并成《臨床醫學概要》進行講授，即保證學時不足與臨床課程教學任務過重的矛盾，又滿足學生對臨床醫學知識了解的需要，取得良好的教學效果。同時我們加大人文科學素質、心理健康教育，在思政類課程中組織開展各種社會實踐活動，讓學生們走出校門，到社會去積累經驗；積極有步驟開展教學改革，將專業課程建設成為網絡課程或在線網絡課程，建設網絡課程專題網站，開展基于網絡環境下的教學內容與教學手段的改革。②教材建設：各級部門重視教材的建設，學校教務部門設教材建設專項經費，積極支持和鼓勵檢驗技術專業各學科教師參與教材的編著工作。本專業多名教授近年以來編寫出版了多部規劃教材，在已有的編寫基礎上，現正組織編寫適合醫學技術發展的專業教材或講義，滿足教學工作需要。
2．2教師隊伍建設
①建設有特色的教學團隊：a．建設一支素質高、業務強、務實、創新、凝聚力強的教學團隊是學科建設的重點。我們的師資隊伍建設以“三高一強”（學歷高、職稱高、綜合素質高、實踐教學能力強）；結構（年齡結構、職稱結構、學歷結構）合理、質量優良、創新精神強、專兼結合、一專多能的“具有創新性和應用型”兼顧的教師隊伍為目標。b．培養教師樹立崇高理想和激勵奮斗目標。堅持以教育思想觀念改革為先導，以專業教學改革為優秀，鼓勵教師教學進行教學改革，以學科建設為重點，注重提高教學質量和科研水平；開設專業選修課和1－2門雙語教學專業課，努力把醫學檢驗專業打造成有特色的專業。c．重視科學管理，突出“以人為本”。建立一套教學、科研、特殊貢獻在內的團隊管理制度和工作量化考核指標體系，努力營造積極和諧、公正合理評價體系的團隊內部環境，提高團隊整體精神面貌，建立公平、公正、公開的評價體系；加大獎懲力度，體現在晉升、晉級、年度考核之中。②完善教學管理工作，建立相應規章制度：a．完善《教學管理工作手冊》，實施教師考核記錄、集體備課記錄、講課講座記錄、教學會議記錄、授課試講記錄。b．加強教學督導，提高教學質量，由相關專業領導和教授組成校、院、教研室三級教學質量指導、監督小組配合學校教學督導組進行教學質量監控，并開展教師之間、學生對教師的授課評價活動，保證專業教學工作有章可循，維護教學工作的嚴肅性。c．不斷完善教學計劃，學生實綱的修訂；嚴格按照教學計劃完成教學任務，鼓勵深化教學改革；在教務部門指導下不定期舉辦教學計劃修訂會議，不斷完善不足之處。d．加強學生實習的管理，完善《醫學檢驗專業實習考核制度》，每年不少于兩次教學實習檢查。e．完善學生畢業論文的工作規程，修訂和規范一套完整的畢業論文實施與管理體系，嚴格要求學生完成畢業論文，規范學生畢業論文的完成過程，包括選題原則、查閱文獻，開題報告、中期檢查、簽署指導老師意見、審閱人意見和答辯情況記錄等；
3實驗實訓教學中心建設
醫學檢驗實驗教學中心建設包含兩個實驗平臺，分別為醫學檢驗形態學和機能學實驗室。形態學實驗室主要服務于檢驗醫學微生物、臨床基礎檢驗、骨髓細胞學、染色體檢查等形態學實驗教學。機能學實驗室主要負責生物化學檢驗，免疫學檢驗、分子生物學、分子遺傳學等相關專業課的實驗教學。實驗教學中心擔負培養檢驗專業學生基本實驗技能、獨立分析問題和解決問題的能力，形成檢驗專業基礎實驗、專業實驗和探索性實驗三個層次有機結合、協調發展、具有一定特色的開放性專業實驗教學中心。選擇性的開展一些新方法、新技術的實驗項目，即滿足檢驗醫學實驗教學需要，又加強學生的綜合分析能力培養；培養學生基本的科研能力。添置貼近臨床實際的現代化實驗設備：購置貼近臨床實際使用的現代化實驗設備，如全自動生化分析儀、全自動五分類血液檢測儀、PCR儀、尿液分析儀、自動血培養儀、全自動細菌鑒定儀、流式細胞儀等。為配合檢驗專業教學的需要，打破原來依附于教研室的實驗室管理舊模式，建立檢驗實訓教學示范中心，促進實驗室工作整體水平的提高，推動了實驗室的管理、建設和發展；將實驗儀器集中組成儀器實驗室，集中管理和使用。制定合理的措施，做到既能提高儀器的使用率，滿足教學科研使用要求，又能有效維持儀器的安全完好。建設相關網頁：利用計算機網絡系統平臺，介紹實驗中心所擁有的儀器設備的性能、配置，為廣大的師生員工提供全天候的科研教學平臺。構建基于檢驗課程內容的“虛擬實驗室”，改善學生對實驗內容的理解和掌握，并為學生進行探索性實驗及自主設計實驗提供虛擬化平臺。
4實踐教學基地建設
加強與實習醫院的合作，促進實踐教學基地建設：①通過加強與實習醫院的合作，發揮好學校的主導作用，促進醫學檢驗專業臨床教學基地的建設。定期召開實習醫院領導、主管部門、各帶教臨床教師參加的現代教育思想的講座，更新教育觀念。②規范教學管理，組織開展教學管理業務講座或座談會進行現場指導；每年按照學校統一安排，到實習醫院進行教學檢查；不定期進行教學抽查，加強與實習單位和帶教教師溝通，及時了解學生情況。③強化醫學檢驗專業畢業實習質量，在臨床教學基地遴選出一批具有副高以上職稱，能完成對同學進行業務指導的教師擔任實習同學的導師。同時，根據實習學生的反饋意見，結合檢驗技術的發展，不斷地更新實綱和實習手冊中的內容，使學生能夠學到更多的檢測項目和檢測技術。實行導師指導下的畢業設計和撰寫論文：①加強學生畢業論文的規范化管理工作并不斷改革。規定每屆本科學生實習階段必須在導師指導下完成一篇畢業論文并參加答辯。②在臨畢業實習前一個學期，配合文獻綜述課程，要求學生掌握課題文獻查找方法、綜述撰寫格式、開題并進行科學研究的步驟，論文撰寫的正確格式，為學生在實習階段開展初步科學研究和撰寫論文打下良好的基礎。③規范畢業論文實施與管理體系，如選題原則、查閱文獻，開題報告、中期檢查、簽署指導老師意見、審閱人意見和論文答辯情況等，并制訂了畢業論文管理條例，論文成績作為實習成績的一部分納入學生成績單。④強化畢業論文管理過程。為防止出現論文抄襲的現象，每篇論文進行上網核對檢查。⑤組成專家組負責學生論文審核和答辯。專家根據學生的論文完成的內容、課題相關綜述、論文質量、答辯等情況，現場提出問題，考察學生回答問題的能力，可以評價學生畢業論文完成的質量，按照評分標準評分，記入成績。
5小結
我校醫學檢驗技術專業自2012起即招收4年制學生，經過近年專業建設，醫學檢驗教學團體取得多項成果，其中獲批校、省級教學改革項目5項，大學生創新創業項目4項，編寫教材和講義5本，發表教學研究論文17篇、科學研究論文100余篇，獲得教學成果3項，獲得國家、省級科研課題18項等，這些成果為今后培養出有特色的醫學檢驗專門人才和學科進一步發展打下了堅實的基礎。醫學檢驗專業具有多學科理論交叉和應用性強的特點，醫學檢驗作為近年新開專業，完善人才培養方案，創新實驗教學體系、建設實踐教學基地；改革傳統的醫學檢驗教學模式勢在必行；成立有完整邏輯、能激發學生創新思維、培養出能適應未來人才需求、獨立的實踐課程體系十分必要。培養能適應21世紀國家經濟建設與社會發展需要的、具有國際競爭能力的高素質創新型醫學人才是醫學檢驗檢驗改革的主要方向和目標。
作者：浦春 馮鋼 武其文 黃麗珠 張鵬 黃建軍 單位：皖南醫學院臨床檢驗診斷學教研室
一、非計算機專業網絡技術課程教學中缺少面向應用的問題
（一）教學目標定位不準，學習內容紛雜、主線不清
非計算機專業網絡技術教學存在照搬計算機專業教學程式，忽視專業特點的現象。教材一味擇權威、“高大全”，內容覆蓋廣，重、難點多，專業術語繁雜、抽象。教學目標制定盲目攀高，面向理論，缺少實踐內容等問題。網絡技術是一門交叉學科，涵蓋、涉及的知識面廣。若無選擇、無著重點、無針對性，忽略教學目標與今后職業應用的關系，會造成學生望而卻步，產生厭學情緒。更有甚者，許多內容未必用得到，勢必造成教學內容豐富，學生所獲實用知識甚少的尷尬局面。偏離了“著眼應用重視需求”這條教學目標主線。
（二）理論與實踐脫節，實驗拘于步驟
教學過程存在理論與實驗分離的現象。單純的理論傳授使學生無感性認識，實驗操作時無所適從。以教師為主導，學生被動接受知識的教學模式抑制了學生的自主潛能，削弱了學習興趣。實驗內容單調、重視步驟，缺乏理論與實驗銜接，缺少實驗內容與實際應用結合。理論與實驗的分離遏制了網絡技術教學的發展，嚴重影響了教學質量。拘泥于步驟的實驗方法束縛了學生的主觀能動性，有悖于“學生為中心”、“問題為中心”等先進的教學理念，不利于學生應用能力和科學思維能力的培養。
二、醫學信管專業網絡技術應用能力的培養
在缺少本專業教學模式、經驗借鑒的情況下，針對教學中存在的問題及現狀，幾年來，經過反復摸索、改革、實踐，在教學方式和方法上，針對信管專業教學得到了一些經驗。
（一）教學目標主線定位明確
教學目標的定位要緊密結合專業培養目標，以提高專業技術的應用能力為教學目的，以專業需求為依據，強調實用性，實效性。重視應用能力的培養，有的放矢、學以致用。教學目標確定基于教學目的，教學目標定位應考慮學生未來職場應用的需要，考慮所學內容能否充分運用到實際工作中。結合辦學條件、性質、教授對象，認真分析、實踐、總結，從章節到總體構成進行綜合科學評價，得出符合自己專業的教學內容體系。內容體系要隨信息化進程同步革新，這是個不斷總結、研究、調整、實踐、再總結周而往復的漸進過程。
（二）教學要突出應用，內容明晰
教學目標的準確定位是確保教學效果最優化的基礎，把握內容組成結構是決定教學基本內涵的重要環節，不能機械式照搬，更不能盲目模仿。網絡技術由原理及應用兩部分組成，前者側重理論基礎，后者是基于理論的設計、配置、開發應用等實踐性內容。針對本專業特點，緊密結合應用需求，遵循確定的教學目標，充分對知識體系進行全面分析、認真設計，研究制定出課程的內容體系和教學方法。排除輕視應用，注重理論，或迷信應用，忽視理論的現象。理論、實驗相輔相成，互為支撐，合理組織理論及實驗內容，不能偏廢。從實際應用需求著手，使學生既具備一定的理論素養，又擁有較強的網絡技術應用能力。圍繞教學目標組織教學內容。依據內容體系結構，優化、精練教學內容，合理分配，科學取舍。制定出適合本專業教學目標，注重理論、實踐密切結合的教學內容綱要。
（三）以應用為目的，培養科學思維，改革教學方法及教學手段
改革教學方法，摒棄教條、照搬書本的陳舊教學模式。探索適合本專業學生接受能力、科學思維的教學手段。以啟發、引導、師生互動為主要途徑，采用適宜本課程教學的“問題為中心”、“任務驅動”等廣為推崇的教學方法，達到理想的教學效果。
1．理論與實驗交叉教學，解決理論、實踐脫節問題。
網絡技術理論、實驗密不可分，兩者平行且交融。理論是實驗的基礎，實驗是加深對理論認識、應用的有效途徑，是理論聯系實際、培養、提高動手能力的重要平臺。采用理論、實驗交叉教學效果明顯。所謂“交叉”指對某些內容理論、實驗交互進行。該方法保證了理論與實驗內容的有效銜接。對教學內容有目的、條理化組織，將理論與實踐內容合理分配。對關鍵原理性內容教師現場演示講解，學生同步操作，以實驗事實說明理論原理。涉及到與理論相關聯的應用實時進行操作驗證，在感性認知的基礎上掌握理論內容，加深學生對所學知識的理解。實踐表明，交叉教學方法可充分提高有關教學內容的效果。合理采用模擬實驗環境，可在有限課時內達到事半功倍。如，對TCP／IP體系各層實現原理，通過包捕獲軟件進行有關分析，理解報文的組成及協議層間的相互關系。再如，網絡設計中，在模擬環境下用多種拓撲結構實現設定功能，比較各種方法的優劣，了解網絡設計優化的概念等。
2．依內容特點，引“問題為中心”教學，培養科學思維方法。
根據教學內容特點，有針對性地采用“問題為中心”的教學方法。“問題”教學優勢已日漸凸顯，成革除傳統教學弊端的手段之一。將課程所含知識，轉化為解決實際應用的問題。針對實際應用，以提出、分析、解決問題為線索，以啟發、引導的方式進行教學，使學生在探索解決問題的思維活動中掌握知識，提高專業科學思維意識。圍繞教學知識點，對優秀內容以問題構造情境。如，介紹TCP／IP體系結構內容時，用“tcp／ip協議的各層數據包結構及其關系”提出要解決的問題，帶著問題進入學習過程，繼而通過對數據包分析，引導學生發現IC－MP、OSFP等協議無傳輸層協議包，產生“為什么”的疑問。教師分析歸納、實驗演示，學生同步操作，清楚了類似協議在網絡層結束向上傳輸的緣由。明白了層間包結構的關系及構成。創設問題情境，學生參與其中，體現了學生的重要地位。對問題的處理，增加了學生的問題意識，激發了學習潛能，培養了學習興趣。通過歸納分析，總結規律，培養了學生對網絡技術的科學思維方法。
3．以“任務驅動法”營造應用情境，激發學習主動性。
對設計類型實驗采用“任務驅動”教學法。以任務為主線，學生為主角，教師設計出體驗實踐的任務情境。如，基于實驗總體目標，將內容劃分成典型的單元“任務”，優秀內容融入具體的案例和任務中，通過對“任務”的執行完成預定目標。該方法利于培養學生分析、解決問題及彼此協作的能力。改變了傳統實驗單調、注重步驟的弊端，創建了以學施教、學生主動參與、自主協作的新型教學模式。以局域網設計為例，教師結合綜合案例，模擬企業級局域網作為基礎項目，按邏輯劃為單元任務。諸如，Ip子網、vlan設計；靜態路由、動態路由區域設計；訪問控制，基于網絡層、傳輸層區域流量及安全限制；邊界路由的NAT轉換；匯聚設備上的DHCP配置等任務。學生圍繞與現實情況類似的單元任務，以角色身份帶著真實的“任務”進入完全情景化的虛擬環境。“身臨其境”增加了任務感，通過分析解決面臨的問題，加深了對網絡設計過程的了解，開闊了視野，強化網絡技術的應用技能。在完成“任務”的過程中，教師提供解決問題的線索，將網絡系統設計思想融入實驗中，營造討論、交流合作的氛圍。學生面對實際應用案例，積極、主動地應用所學知識分析、解決實際問題，采用自己認為最佳的途徑得出解決問題的方法。單元“任務”的完成，更能激發學生的求知欲，形成感知心智活動的良性循環。隨著各個單元任務的完成，伴隨接踵而來的成就感，更加提高了學習興趣。最后，回首完成的所有任務，相當于一個較全面的網絡設計項目，這時的成功喜悅是不言而喻的，這將大大增強學生的學習自信心。“任務驅動”為學生思考、探索、發現和創新提供了開放的空間，培養了學生分析問題、解決問題、相互協作的能力，開拓了主動創新的意識，培養了科學思維的良好習慣。
4．采用模擬仿真教學，增強實踐應用能力。
針對網絡設備相對短缺，硬件網絡實驗環境效率低下，學生缺少實踐機會的狀況，對部分實驗采用模擬軟件仿真教學方法。由于其對物理環境模擬的真實性，具有仿真程度高，使用過程方便，交互性好，對硬件要求低等優點，成為網絡實驗的重要手段。極大地促進了教學方法的優化，充分提高了網絡技術教學的效果和效率。在應用模擬環境的教學中，可即時模擬演示應用操作內容，學生同步進行實踐，達到即學即用的效果。有機地將理論與實踐統一起來。教學實踐表明，這種教學方式效率高，節省開支，有較好的教學效果。模擬仿真方法打破了傳統教學模式，開創了課堂教學的新形式，解決了傳統教學模式下理論、實驗難以交叉進行教學的難題。網絡模擬仿真環境可以實現具有一定規模的真實網絡環境，在此平臺進行實驗，可以滿足大多數的實驗需求。在網絡設計實驗中，它克服了網絡物理環境下拓撲不易改動，實驗用時過長、不夠靈活等諸多缺點，大大提高了網絡實驗效率。在課時有限的情況下，可以達到事半功倍的效果。仿真模擬環境增強了學生應用動手能力，為學生進行網絡實踐，培養專業應用技能提供了良好的條件。仿真模擬教學方式，充分發揮了教師的主觀能動性，積極探索實驗教學新方法。力求營造出高效、良好的教學實驗環境。結合“任務驅動”、“問題為中心”的教學方法，使實驗教學內容更加豐富、充實。由于模擬軟件的易操作性、便利性，不受時間、空間的限制，使學生在課外進行實踐成為可能。有效開展課外教學實踐，設定課外實訓項目，增強學生對網絡技術的實際操作能力。通過模擬教學，我們對“教學環境職業化、教學環節情景化、教學手段現代化”的教學理念有了更進一步的理解。
三、結語
總之，針對醫學信息管理專業的特點，對網絡技術教學進行多方面研究、改良、實踐，旨在提高網絡技術教學質量，加強對學生網絡技術應用能力及科學思維方法的培養。實踐證明，網絡技術教學的改革，充分提高了學生的網絡技術應用能力，大大提高了網絡技術教學質量。
作者：常沛 趙建偉 單位：內蒙古醫科大學計算機信息學院
1開設校外檢驗儀器實訓課的必要性
1.1實踐教學模式陳舊
醫學檢驗技術專業實踐教學一直沿襲“基礎實驗→專業技能訓練→臨床見習→畢業實習”教學模式進行，實踐教學以校內實驗、實訓為主，缺少與行(企)業的聯系與互動。
1.2實驗教學內容滯后
當代醫學檢驗已遠不是一桿槍(刻度吸管)、一門炮(顯微鏡)的時代，取而代之的是操作自動化、技術現代化和方法標準化的時代。然而，由于受到條件的限制，臨床檢驗新設備和新的檢驗技術在臨床應用后，很長一段時間內不能被納入教學內容。
1.3校內實訓基地建設滯后
醫學檢驗技術專業校內實訓基地建設，一直按照課程為基礎設計教學實訓室，通常為生化檢驗實訓室、免疫學檢驗實訓室、微生物學檢驗實訓室、臨床基礎檢驗實訓室和血液學檢驗實訓室等。實訓室功能單一，缺乏醫學檢驗職場氛圍，教學儀器設備更新速度慢，明顯落后于醫院檢驗科。這些都導致學生在進入實習崗位時對自動化儀器的使用及維護不能熟練掌握、融入角色慢等問題。
2檢驗儀器實訓的改革與實踐
2.1開展崗位調研
2010年我們就浙江省各級各類醫院檢驗科大型儀器配置情況以及對檢驗儀器使用與維護重要性的評價開展了調研。調研單位共165家，收回有效調查問卷163份。其中三級醫院55家，二級醫院16家，城市社區衛生服務中心45家，鄉鎮衛生院42家，獨立實驗室5家。
2.1.1大型檢驗儀器配置情況
五分類血細胞分析儀、尿干式化學分析儀、尿沉渣自動分析儀、全自動血凝儀、全自動生化分析儀、血氣分析儀、酶標儀、免疫發光分析儀以及微生物鑒定藥敏分析系統在二級及以上醫院配置情況達80%以上。
2.1.2對檢驗儀器使用與維護重要性的評價
調研結果表明:90%及以上被調查者認為檢驗儀器使用和維護對醫學檢驗技術專業很重要或重要，應作為醫學檢驗技術人員必備的專業技能。
2.2實施過程
根據上述調研結果，結合醫學檢驗技術專業實踐中心現狀，在充分聽取專業建設指導委員會專家意見的基礎上，我們將專業優秀課程中有關大型檢驗儀器實訓內容進行整合，確定檢驗儀器實訓內容。將五分類血細胞分析儀、尿干式化學分析儀、尿沉渣自動分析儀、全自動血凝儀、全自動生化分析儀、血氣分析儀、酶標儀、免疫發光分析儀以及微生物鑒定藥敏分析系統作為實訓重點。2011年與杭州5家醫院按照“院中校”的理念建設緊密型校外實訓基地，通過集體備課的形式，共同制訂校外檢驗儀器實訓教學大綱，統一教學方法，通過聯合命卷統一實訓考核評價標準。
2.2.1實訓安排
在第四學期的第15周安排為期一周的校外檢驗儀器實訓。通過一周的校外檢驗儀器實訓，要求學生初步熟悉和了解檢驗常用儀器如血細胞分析儀、尿液分析儀、尿液沉渣儀、全自動血凝儀、全自動生化分析儀、酶標儀、全自動細菌鑒定儀等儀器的工作原理、操作方法、試劑參數、質量控制、維護保養及注意事項等內容。上述教學過程，全部由臨床一線骨干教師通過集中講授、分組示教以及實戰演練等形式完成。校外檢驗儀器實訓總學時為30學時，其中集中講授11學時，分組(6人/組)示教19學時。
2.2.2總結及考核
每次實訓結束后，臨床一線教師對檢驗常用儀器的工作原理、操作方法、試劑參數、質量控制、維護保養及注意事項等進行總結。為了更好地了解學生對檢驗儀器實訓內容的掌握情況，以試卷形式完成考核。試卷由5家校外實訓基地聯合命題，其中客觀性試題占75%，主觀性試題占25%。考核內容主要為常用檢驗儀器有關的基本原理和操作方法，如自動生化分析儀常用的分析方法有哪些?尿沉渣分析儀標記參數和定量參數分別有哪些?目前醫院使用的主流血培養儀型號是什么?其檢測原理主要是什么?等等。
3效果
為了解在校學生校外檢驗儀器實訓效果，我們對2012級醫學檢驗技術專業174位學生進行了問卷調查，本次調查共收到有效問卷167份。絕大部分學生肯定了我們的改革，認為校外檢驗儀器實訓內容安排合理，與專業理論非常銜接，對掌握專業理論知識很有幫助;而且通過這次實訓，知道了醫院檢驗科整個檢驗流程，熟悉了一些大型檢驗儀器的操作流程，了解了大型檢驗儀器的維護對檢驗結果的重要性。實訓過程中帶教老師隨時向學生滲透質量控制對檢驗醫學工作的重要意義，這對培養和提高學生的質量意識、誠信意識等專業必備的職業素質都有很大幫助。從2011年開始，醫學檢驗技術專業已經連續4屆(2009級－2012級)22個班級637人參加了校外檢驗實訓，取得了良好的教學效果。學生一進入實習崗位就能很快進入角色，深受實習單位好評。通過近2年畢業生訪談得知，校內所學的專業技能和崗位實際應用比較銜接，能迅速適應崗位要求，因此，這項改革得到了用人單位的肯定。
4小結
校外檢驗儀器實訓，充分利用行業的優質教學資源，不僅解決了學校教學中大型儀器昂貴難以更新的難題;同時實現課堂與職場的無縫對接，提高教學效果，凸顯職業能力培養，從而切實提高學生的崗位適應力。在真實的工作環境、職業氛圍中，能更好地培養學生的職業態度、職業道德和職業能力。我們的實踐表明，通過一周的校外檢驗儀器實訓，不僅開拓了學生的視野，使學生了解臨床檢驗實際工作過程，而且加強了實踐教學與臨床實踐的緊密聯系，實現了教學與臨床的“零距離”對接，同時，為學生順利走上實習崗位打下了良好的基礎。盡管我們的改革已經取得了一定的成績，但在今后的教學中還需要不斷完善。(1)校外檢驗儀器實訓雖然有統一的教學大綱，但缺少統一的實訓教材;(2)由于要在短短的一周時間內完成臨床檢驗、血液學檢驗、生化檢驗、免疫學檢驗及微生物學檢驗的相關儀器實訓，而且每家實訓基地需要承擔一個班級的實訓，只能以試卷形式完成考核。今后如何進行檢驗儀器實訓操作考核，以便更加客觀地評價學生掌握的情況等，需要我們進一步加大校院合作的力度，使這項改革日趨完善，以更好地培養高素質技能型醫學檢驗技術人才。
作者：褚美芬 吳怡春 單位：浙江醫學高等專科學校
1醫學工程技術現狀及人力資源狀況
（1）人員嚴重短缺。
根據《河北省醫療衛生機構醫學裝備管理實施辦法》第2章第8條“醫學工程技術人員與床位的配比不少于1：200”的規定，6家三甲級醫院共有床位15000張，應配備醫工人員75名，實有32名，只占規定人數42.7%。其中人員最短缺的醫院醫工人員只有2名，僅占規定人數的16%。人員的短缺使分工不細，常常一個人負責多方面的工作，只能在繁重的工作中，疲于應付，沒有時間去鉆研新業務，學習新知識。因此，技術含量較低，只能維修一些小設備和基礎設備，工作效率不高。
（2）專業人員少，職稱普遍不高。
在32名醫工人員中，有高級職稱的僅6人，占總人數的18.7%；醫學工程專業畢業的有18人，占總人數的56%，其他的都是從后勤部門調配過來的或者是部隊復員轉業人員，當中也包括沒有任何學歷的電工、機修工等。這些人員雖能掌握某一方面、某一專業的實踐知識，但因缺乏必要的基礎理論，缺少跟蹤先進醫學工程技術的潛能，致使技術單一，發展后勁不足，難以具備維修大型儀器設備所需要的技術能力。
（3）從業人員年齡老化，結構不合理。
在32名從業人員中，年齡＜35歲的，僅有7人，占總人數的21.8%。容易出現人才斷檔現象。
（4）維修手段落后，設施不完善。
由于醫院長期以來對醫學工程技術不重視，致使技術手段落后，設備陳舊。現在大多數醫院給醫學工程技術部門配備的工具非常簡陋，基本上是鉗子、螺絲刀加萬用表，在維修過程中多數是憑借個人經驗來判斷故障所在。隨著醫療設備的集成化、模塊化、計算機程度越來越高，很多設備使用了大規模集成電路、貼片元件、多層電路板等元器件，單靠這樣的維修設備和個人經驗已遠不能適應實際需要了。三甲級醫院的情況已不容樂觀，其他醫院的情況更糟。綜上所述，石家莊地區醫院的醫學工程技術人力資源短缺，技術水平低，不能有效地保證醫療設備的安全運行。
2形成現狀的原因
（1）醫院對醫學工程技術工作重視程度不夠。
大多數醫院“重采購，輕醫工”，領導層往往把提高經濟效益作為主要目標，認為采購管理人員能夠帶來直接的經濟收益，可以給醫院節約大量資金，而醫學工程技術工作既需要人力，又需要財力，工作成效還不明顯，還不如請廠家或第三方維修更方便快捷。因此，常把其當做后勤班組來管理，對醫工人員的培養、使用、晉升、工資待遇等方面都不夠重視，使醫工人員產生了強烈的不平等感。另外，醫院也沒有很好的激勵機制，干多干少一個樣，干好干壞一個樣，嚴重挫傷了醫工人員的積極性。
（2）優秀的醫學工程技術人才流失嚴重。
目前醫學裝備市場發展迅速，醫療器械公司（含醫療器械維修公司）如雨后春筍般地冒了出來，據不完全統計，石家莊市每年新增此類公司達200家之多，因此，需要大量的專業人才。他們可以提供更為優厚的條件，比如高出醫院幾倍的薪酬，提供更多學習、進修甚至出國深造的良好機會等。醫院內外待遇的強烈反差，造成了醫院很多優秀的醫學工程技術人才的流失。
（3）醫學工程市場的激烈競爭。
隨著醫療設備市場競爭的白熱化，各生產廠家對售后工作的重視程度越來越高，再加上眾多第三方維修公司的加入，使醫學工程市場逐漸規范和成熟，他們有高素質的維修隊伍、完善的工作制度、合理的獎懲機制、維修響應時間快、維修價格也趨于合理。而醫院的很多醫工人員沒有危機意識，缺乏學習新知識和新技術的動力和精神，工作懈怠、服務態度差、技術水平低。因此，很多醫院寧愿選擇廠家或第三方維修公司，也不愿意多增加醫工人員。
3對策
（1）醫院領導要高度重視醫學工程技術工作。
醫院領導應該清楚地認識到，很多醫療設備雖然都能使用，但是否符合國家規定的使用標準，它的參數、功能等是否符合要求，僅僅靠出了故障找廠家或第三方公司維修，是解決不了所有問題的，要想徹底解決只能靠醫院自己的醫工隊伍。因此，醫工人員理應成為醫院建設中一支不容忽視的技術生力軍。醫院領導要重視部門建設、學科的發展和人員的培養，盡快改變醫學工程技術落后的局面。要改變目前的局面，醫院應該做好以下幾點工作：①配備足額的專業人員，使他們可以細化分工，實施精細化管理。在配備人員時，要盡量選擇高學歷、高能力的醫學工程技術專業人員，同時要注重人員梯隊建設和培養，不可急于求成；②加大資金投入，配備先進的維修設備和質控設備。要學會用質量控制設備檢測日常使用的醫療設備參數、功能等是否符合規定的要求；③重視醫工人員的繼續教育和再培訓。醫院應將醫學工程技術做為一門專業學科來發展，使其享有同臨床醫技科室一樣的地位，在教育和培訓方面與醫護人員一視同仁，給他們提供足夠的學習、進修和參加各種專業技術培訓機會，以提高醫工人員的技術水平和管理水平；④提高待遇，建立健全激勵機制。醫工人員服務于臨床，要求隨叫隨到并且快速準確地解決問題，技術含量高、工作壓力大，醫院應該提高他們的收入，并在職稱晉升、人才使用與培養等方面予以照顧。同時通過崗位職責、勞動績效、勞動態度、技能等指標對他們進行動態考核，并與待遇掛鉤，以加強工作責任心，充分調動工作積極性。
（2）醫工人員要加強自身素質修養，提升在醫院中的地位。
首先醫工人員要有危機意識、競爭意識、服務意識。在當前醫工市場的激烈競爭中，如果沒有過硬的技術和較強的管理能力，最終會被淘汰。在日常工作中，急醫護人員之所急，想醫護人員之所想，多與臨床醫護人員接觸，多為醫院利益著想。其次，要努力提高自身素質。刻苦學習和鉆研新知識、新技術，努力探索醫學工程技術的新方法。在工作中不斷總結經驗教訓，做到能發現問題，并有能力解決問題。這樣，既提高了自身素質，也提高醫工人員在醫院的地位。
作者：王保林 單位：河北醫科大學第三醫院醫療設備處
1實驗診斷技術的現狀
隨著交叉學科的興起與發展，不同學科技術的有機融合不斷形成嶄新的混合型技術，如化學與電學技術的結合產生了化學傳感器檢驗技術．光學與電磁學技術的結合產生了流式分析技術，等等。為了便于介紹和了解，應將醫學實驗診斷技術進行合理的分類。但是，混合型新技術的出現，使得眾多實驗診斷技術難以按某種單技術原理進行分類。由于同一原理可建立多種不同技術。而不同的原理又可建立類似的技術，用于解決相同的問題，因此，目前實驗診斷技術分類比較困難。
2實驗診斷具體方法
2.1實驗診斷前的準備工作
首先實驗診斷技術人員必須提高自己的知識水平，不斷學習，鉆研專業技能，經常去醫院了解醫學發展動態，以便使教學與臨床實踐緊密結合，從而獲得更多、更新的知識。其次，上課前要熟悉每個實驗的目的、要求、試劑配制、用具的準備、提前預示，以掌握實驗診斷的全過程和預計可能出現的問題。例如，微生物基礎實驗課中如果標本制作的結構不清楚、不典型、染色模糊、有人工假象，那么學生觀察起來則很吃力，不能獨立找到所要了解和掌握的結構內容。還有在進行細菌生化鑒定方面實驗時，如果沒有進行預示，不知道細菌培養生長的情況如何，實驗診斷中出現的問題就很難給學生解釋，這就必然影響學生的實驗情緒，影響實驗診斷結果。因此實驗診斷前的準備工作至關重要。
2.2運用實驗診斷教學方案
傳統的教學模式往往是教師牽著學生的鼻子走，多以“滿堂灌”方式指導進行實驗，故導致學生有依賴心理，不動腦思考，對實驗診斷過程及結果不甚明傳統的教學模式往往是教師牽著學生的鼻子走，多以“滿堂灌”方式指導學生進行實驗，故導致學生有依賴心理，不動腦思考，對實驗診斷過程及結果不甚明了，從而使整個實驗課效果不理想。近年來，我們在教學中開展了綜合性實驗診斷教學，即學生獨立設計和完成一次實驗，教師只提供必要的器材和試劑，提出實驗診斷技術要求和操作事項。
2.3做好實驗診斷的考核方法
以往實驗成績的考核，過分依賴報告的優劣，導致學生不注重實驗過程，片面追求實驗結果的正確性和實驗報告的篇幅與整潔程度，嚴重制約了對學生綜合素質的培養，導致學生對實驗課的不重視，不當回事。近幾年我們將實驗課獨立出來，成為單獨的一門課后，學生普遍重視起來，提高了他們對實驗的重視程度，調動了他們學習的積極性，保證了成績評定的客觀和公正、提高了實驗的教學效果。
3展望
發展基于需求。隨著人們對疾病防治及保健概念的轉變，醫學實驗診斷技術也必然向著相應的方向發展。同時由于相關技術的不斷突破，必然促使醫學實驗診斷技術的加速發展。在未來的幾十年內，醫學實驗診斷技術將會達到：①個性化和自主化為主的家庭或個人健康偵監。為達到此目的，將促使兩類產品的出現：家用簡便型檢驗儀器和即用型檢測試劑材料。前者的形式可能是多探頭、多功能衣帽、床、柜，甚至鏡子、拐杖、手表等，后者的形式則可能是筆、紙、滴瓶、塑料卡片等。此類產品使人們可以自主檢查、了解自身的某些生理或生化指標；②醫院以綜合生理功能監測室和組合指標化學分析室的模式服務患者。只要人進入綜合功能監測室，受檢后即可得出形態學檢查結果。再由化學組合指標檢測進行印證，最終得到確診，即醫院的實驗診斷技術主要用于完成疾病的明確診斷。家庭或個人所需的實驗診斷技術主要用于完成對健康指標、疾病狀況的跟蹤和療效評價。
4結論
總之，未來的醫學實驗診斷技術將使人能夠全程了解自身的健康情況。你穿著的衣服可能就是多功能的監護衣，可實時監測、記錄或顯示你的各項生理參數。梳妝臺可能就是功能完善的體層掃描影像系統，你在梳妝時就可以順便觀察一下自己各個臟器的形態及功能狀況，一旦發現異常，即可通過在線咨詢得到指導，及時采取防治措施。多數疾病若能在臨床前期或亞臨床狀態時被發現，均可通過適當的生活調理而治愈。而無需吃藥、打針或手術。所以，從一定意義上講，今后的醫學實驗診斷可能比醫學治療更重要。
一、資料與方法
1．一般資料:
隨機抽取于2010年7月在我院乙肝治療的40例感染性疾病患者，年齡分布為35～55歲。調查的40例患者均為感染性疾病患者，全身均無系統性疾病和藥物過敏史。患者需要進行采血、化驗等輔助檢查。現將40例感染性疾病患者隨機分為實驗組和對照組，實驗組人數20人，男11人、女9人，對照組人數20人，男10人、女10人。分組完全按照隨機分組的方法來進行分組，不考慮年齡、性別及疾病。顯示結果具有統計學意義。
2．納入和評價標準:
納入標準:年齡在35～55歲的感染性疾病患者;沒有免疫缺陷等疾病、智力正常、自然狀況一切正常;排除標準:存在感覺功能缺陷;先天性的疾病;高血壓等。
3．方法:
實驗組采用生物芯片技術對感染性疾病的患者進行檢測，對照組采用傳統檢測方法對患者進行檢測，即常規的ELISA檢測。兩組的用藥方法用量相同。對照組:傳統檢測法;實驗組:生物芯片技術檢測法，根據對感染性疾病病毒的敏感度進行評價。
4．效果評價標準:
觀察檢測感染患者病毒的靈敏度作為評估標準。5．統計學處理:采集到的數據采用SPSS15．0軟件進行統計學分析，百分率(%)表示計數資料，定性資料的比較采用χ2檢驗，成組設計的t檢驗用于組間比較，當P＜0．05時，可認為差異有統計學意義。
二、結果
數據顯示P值小于0．05，表示調查結果具有統計學意義，即表明生物芯片技術對感染性疾病的患者檢測效果優于傳統檢測法。
三、討論
感染性疾病主要是由病毒和細菌引起的。除了理解感染性疾病的發病機制之外，臨床上通過檢測病毒/細菌其相應的免疫標志物在人體中的存在，對病因診斷與治療意義重大，但傳統檢測的方法，如ELISA費用較高。由于生物芯片技術的引進，大大增強了對疾病的治療與檢測的效率。由乙肝病毒(HBV)、丙肝病(HCV)引起的病毒性肝炎是全世界主要的公共健康問題。生物芯片技術能夠同時檢測出不同的HCV抗體。與ELISA技術相比具有較高的敏感性和特異性;且易操作、低成本，非常適用于體外HCV抗體的檢測。Duan等用納金免疫擴增和銀染為基礎構建的蛋白芯片可以同時快速地檢測HBV和HCV的相應抗體HBsAb、HBeAb、HBcAb和HCVAb，而且不存在交叉反應，結果與ELISA檢測的結果無顯著差異。而且芯片技術引入光學生物傳感器技術，突破了常規ELISA技術所采用的底物顯色方法。Ivanov等首次應用IAsys+雙通道光學生物傳感芯片，記錄固定在生物傳感芯片上的抗HBs單抗與血清樣本中的HBsAg的相互作用，從而對乙型肝炎表面抗原進行鑒別。與酶免疫技術對比，它具有靈敏度高、特異性好的特點。生物芯片的應用給臨床檢驗帶來了方便與快捷，人類基因組計劃是為了更好的認識自己進行的一項偉大影響力深奧的研究計劃，但還存在很多的問題和困難，之后的基因組計劃、蛋白組計劃、疾病基因組計劃的都是為了這一目標而產生的。從以上研究結果可以看出，采用生物芯片檢測技術，檢測靈敏度要優于對照組采用的常規檢測手段，并且結果具有顯著性差異。
四、結語
現階段，我們要更好的、更全面了解不同組織、不同生物體、不同生命狀態的基因表達信息的差異，而生物芯片技術就更好的完成這項任務。生物芯片技術具有高通量、并行性、低消耗、微型化、自動化等特點，總體更優于臨床傳統檢測方法，生物芯片技術一定會被眾多臨床理療中國所使用。所以這種技術是需要一個國際上通用的評定標準，但是我國的生物芯片技術還不完善，有很多方面需要改進，但我們相信生物芯片技術在不久的將來一定會成為歷屆人類生命、檢查疾病的重要工具。
作者：楊巍巍 單位：黑龍江省大慶龍南醫院檢驗科
1生物醫學圖像信息技術的應用分析
目前，生物醫學圖像信息技術主要包括生物醫學圖像傳輸、圖像管理、圖像分析、圖像處理幾方面。這些技術同以前的圖像技術、醫學影像技術都有一定的聯系，其在涵蓋以往圖像技術、醫學影像技術的同時，也具有自身的特點，與傳統的圖像和醫學影像技術相比，生物醫學圖像信息技術更加強調在醫學圖像信息收集、處理等過程中應用計算機信息技術。
1.1圖像成像
從本質上來看，生物醫學圖像成像技術（下文簡稱“圖像成像技術”）與醫學影像技術的區別并不大，僅僅是人們更習慣將其表達為醫學影像。生物醫學圖像成像技術的研究內容為：利用染色方法和光學原理，清晰地表達出機體內的相關信息，并將其轉變為可視圖像。圖像成像技術研究的圖像對象有：人體的標本攝影圖像、觀察手繪圖像、斷層圖像（如ECT、CT、B超、紅外線、X光）、臟器內窺鏡圖像、激光共聚焦顯微鏡圖像、活細胞顯微鏡圖像、熒光顯微鏡圖像、組織細胞學光學顯微鏡圖像、基因芯片、核酸、電泳等顯色信息圖像、納米原子力顯微鏡圖像、超微結構的電子顯微鏡圖像等等。
圖像成像技術主要包括2個部分：現代數字成像和傳統攝影成像。通常可采用掃描儀、內窺鏡數碼相機、采集卡、數字攝像機等進行數字圖像采集；顯微圖像采集則可應用光學顯微鏡成像設備及超微結構電子顯微鏡成像設備；特殊光源采集可應用超聲成像儀器、核磁共振成像儀器及X光成像設備。目前，各種醫學圖像技術的發展都十分迅速，特別是MRI、CT、X線、超聲圖像等技術。在醫學圖像成像技術方面，如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能，尤其是在生理功能及人體化學成分檢測方面，已經引起了相關領域的重視。
1.2圖像處理
生物醫學圖像處理技術，是指應用計算機軟硬件對醫學圖像進行數字化處理后，進行數字圖像采集、存儲、顯示、傳輸、加工等操作的技術。圖像處理是對獲取的醫學圖像進行識別、分析、解釋、分割、分類、顯示、三維重建等處理，以提取或增強特征信息。目前，醫學領域所應用的圖像處理技術種類較多，統計學知識、成像技術知識、解剖學知識、臨床知識等的圖像處理均得到了較快的發展。另外，人工神經網絡、模糊處理等技術也引起了圖像處理研究領域的廣泛重視。
1.3圖像分析及圖像傳輸
生物醫學圖像分析技術，是指測量和標定醫學圖像中的感興趣目標，以獲取感興趣目標的客觀信息，建立相應的數據描述。通過計算測定的圖像數據，可揭示機體功能及形態，推斷損傷或疾病的性質及其與其他組織的關系，進而為臨床診斷、治療提供可靠依據。生物醫學圖像傳輸技術，是指應用網絡技術，在互聯網上開展醫學圖像信息的查詢與檢索。通過網上傳輸圖像，在異地間進行圖像信息交流，可實現遠程診斷。同時，在院內通過PACS（數字醫學系統—醫學影像存檔與通信系統），也能在醫院內部實現醫學圖像的網絡傳遞。
2總結
醫學圖像不僅形象、直觀，同時信息含量也十分豐富，且易于存儲和觀察，所以其在現代醫學實驗研究及臨床診斷中所占據的地位也日益重要。生物醫學圖像信息技術的應用水平也已經成為衡量現代醫院醫療設備現代化水平和診斷水平的一個重要標志，由此可見生物醫學圖像信息技術在生物醫學領域的發展前景必將十分樂觀。
作者：郜璐璐 單位：山西醫科大學醫學影像學系
1概念與特點
1.1概念
決策樹方法(decisiontree)是通過一系列規則對數據進行分類的過程。具體講是利用信息論中的互信息(信息增益)尋找數據庫中具有最大信息量的屬性字段,建立決策樹的一個節點,再根據該屬性字段的不同取值建立樹的分支,在每個分支子集中重復建立樹的下層節點和分支的過程[1]。也可以從幾何意義上直觀理解:將訓練樣本集中的每一個數據看成是n維空間上的一個點,決策樹的分支就是按照一定規則完成對n維空間的區域劃分。當決策樹建好,n維空間便分成了若干個小區域,由于n維空間不直觀,不易理解,便以樹形結構展現[2]。
1.2特點
決策樹學習屬于機器學習的范疇,是一種類似于判別分析的有監督的學習方法。從統計角度看,與假定數據源呈一固定概率分布,然后進行參數估計的常規分類方法相比,決策樹屬于嚴格“非參”方法,對于輸入數據高維屬性和分類標識具有更好的彈性和穩健性。決策樹對于問題的分類是基于邏輯,而不是像傳統統計分類模型一樣基于樣本的統計屬性。決策樹分類耗時短,占用計算機資源少,效率高。分類結果簡單、明確、結構直觀,適用于較大規模的數據集研究。與神經網絡和貝葉斯分類相比,決策樹更容易理解,能處理缺失值,同時處理有數值型、兩分類和多分類,有序型變量的數據,能清楚顯示對分類或預測有意義的變量,并可生成一些規則(從根節點到每個葉子節點對應的路徑就是“規則”)為決策提供依據[3～8]。
2歷史與發展
決策樹是迄今為止發展最為成熟的一種概念學習方法。它最早產生于20世紀60年代,是由Hunt等人研究人類概念建模時建立的學習系統(CLS,ConceptLearningSystem)。到70年代末,J.RossQuinlan提出ID3算法,當時他目的在于減少樹的深度,卻忽略了葉子數目的研究。1975年和1984年,分別有人提出CHAID(Chi-squaredAutomaticInteractionDetection)和CART(ClassificationandRegressionTree,亦稱BFOS)算法。1986年,J.C.Schlimmer提出ID4算法。1988年,P.E.Utgoff提出ID5R算法。1993年,Quinlan本人以ID3算法為基礎研究出C4.5/C5.0算法,新算法在對預測變量的缺失值處理、剪枝技術、派生規則等方面作了較大改進,C5.0是C4.5的商業改進版,與see5相對應[2,9～10]。
3種類與算法
3.1種類
按照不同的標準,決策樹可以劃分為不同的種類。①按照分類精確度和樹復雜程度的大小,分為單個決策樹和多個決策樹,多個決策樹是由單個決策樹合并得到。②根據分割內部節點時使用統一的還是不同的算法,分為單一決策樹和復合決策樹。其中,單一決策樹又可分為單變量(特征)決策樹和多變量決策樹,前者在樹中每一內部節點處由數據的單一屬性決定樹的分支,后者在內部節點處由通過數學或邏輯算子將某些屬性組合起來的新屬性決定樹的分支;復合決策樹中常用的算法有決策樹算法、線性判別函數和K最臨近分類器。③根據每一樹葉子節點內是否只含有相同類別的對象,可分為確定性決策樹和非確定性決策樹。④根據分類或預測變量的特征,分為分類樹和回歸樹,分類樹是對離散變量做決策樹,回歸樹是對連續變量做決策樹[3～10]。
3.2算法
決策樹技術中有多種算法,最為有影響的是Quinlan以信息熵的減少作為選取分裂屬性標準的ID3算法。該算法基本原理中引入了信息論的概念,簡要介紹如下。假設訓練實例集為X,目標分類為n。設屬于第i類的訓練實例個數為Ci,X中總的訓練實例個數為X,若選擇屬性a進行測試,在得知a=aj的情況下屬于第i類的實例個數為Cij個,則P(Ci;a=aj)=CijX為在測試屬性a的取值為aj時它屬于第i類的概率。此時決策樹對分類的不確定程度,即訓練實例集對屬性a的條件熵是H(Xj)=-∑ip(Ci/a=aj)logp(a=aj),決策樹的學習就是使得對劃分的不確定程度逐漸減少。又因為在選擇屬性a后伸出的每個a=aj葉結點Xj對于分類信息的信息熵為H(X/a)=∑jp(a=aj)H(Xj),所以屬性a對于分類提供的信息量即信息增益為I(X;a)為:I(X;a)=H(X)-H(X/a)。C4.5算法建立決策樹時就是選擇信息增益最大的屬性作為分裂屬性[11]。盡管決策樹算法很多,但各有優勢與不足。從事機器學習的專家學者一直在潛心改進現有算法并研究新算法,改進的著眼點主要圍繞提高樹的分類精度、減少樹的大小、降低復雜性等幾個方面。僅就ID3算法而言,就有二叉樹判定算法、按信息比值進行估計、按分類信息估值、按劃分距離估值、基于ID3的ID3-MAX、ID3-SD算法等幾種改進[11]。此外,還有其它基于粗集的改進、基于深度優先搜索的改進、分類規則簡化生成算法、加權模糊熵算法[6～8,12]等。
4優秀問題與應用條件
4.1優秀問題
決策樹算法圍繞的優秀是決策樹的生長和剪枝。生長,就是利用訓練樣本集完成決策樹建立的過程;剪枝,就是利用檢驗樣本集對形成的決策樹進行優化處理,防止發生擬合過度的過程。剪枝方法主要包括預剪枝和后剪枝。預剪枝意為事先定好決策樹的大小從而阻止其自由生長,停止準則常基于統計意義下的χ2檢驗或信息增益等度量,預剪枝計算量較少,但難以精確估計何時應該停止樹的生長。后剪枝意為讓決策樹充分生長之后然后用所選的精度準則回頭去除擬合過度的分支,主要分為減少分類錯誤修剪、最小描述長度修剪和最小代價-復雜性修剪等方法。后修剪通常能產生更可靠的樹,因此在實踐中應用更多一些。
4.2應用條件
決策樹算法很多,可實現的軟件也很多,常被應用的軟件有SAS/EM、CART、See5-demo、KnowledgeSEEKER、KnowledgeSTUDIO、BusinessMiner、Decisionseries等。現以決策樹較為常用的CART、CHAID、C4.5三種算法為例,說明它們在SAS/EM(SAS軟件EnterpriseMiner)中各自的應用條件及選擇分裂屬性的標準。
4.2.1CART算法軟件中輸入變量(即自變量)的類型可以為名義型、數值型,如果是有序型,則可當作數值型變量處理。目標變量(即應變量)可以為兩分類、多分類、數值型和有序型變量。不同的目標變量采用不同的分裂標準(splittingcriterion),兩分類目標變量采用基尼系數(GiniCoefficient)、twoing和orderedtowing標準,其中后兩個分裂標準使用頻率不高;多分類變量采用基尼系數和twoing兩個標準;數值型目標變量采用方差減少量或最少絕對差減少量標準;有序型目標變量采用的分裂標準為orderedtowing。
4.2.2CHAID算法輸入變量的類型可以為名義型、有序型,因為選擇分裂變量的算法不針對數值型變量,所以遇到數值型輸入變量需先將其分段后再進入軟件參與分析。目標變量可以為名義型或數值型,名義型和數值型變量選擇分裂變量的標準分別是基于和卡方F分布的P值,決策樹在構建過程中的停止均以卡方或F分布統計顯著性為準。
4.2.3C4.5算法輸入變量的類型可以為兩分類、多分類名義型和數值型變量,目標變量可針對兩分類或多分類名義型變量,分裂標準可選取信息熵(entropy)、信息增益(informationgain)或信息增益比(gainratio)。
5醫學領域中應用
在國外,決策樹應用領域較為廣泛,其在商業、工業、農業、天文、醫學、風險分析、社會科學和分類學等領域中的應用已經取得了很好的經濟和社會效益。國內目前有關決策樹的研究多是圍繞算法的改進以及決策樹在商業、工業等領域的運用,在醫學領域應用較少。現將決策樹在國內外醫學中的應用情況集中概括為以下幾個方面:
5.1疾病診斷治療
臨床醫生為病人做出醫療診斷可以看作是一個分類的過程:醫生根據他的知識和經驗將病人分類到一個特定的疾病群中。決策樹產生的結果簡潔明了,易于理解,并能提取相應的診斷規則,其應用于疾病的分類診斷往往可以提高診斷正確率,并為經驗較少的臨床醫師提供幫助,因而得到了廣泛的應用。ErnaKentala等人曾從赫爾辛基大學附屬醫院的鼻神經專家系統數據庫ONE中提取前庭區與暈頭有關的6種發病人數較多的疾病資料,分別為6種疾病建立不同規模的決策樹,并針對6棵樹單獨分析影響每一種疾病發生的重要因素,而且從決策樹中提取診斷規則,從而將專家經驗知識轉化成了可供年輕醫師隨時參考的有價值的信息[13]。決策樹在臨床醫學中應用范圍較廣,除了可以對疾病分類以外,還可以對疾病程度分級,篩選危險因素、決定開藥處方大小以及選擇治療方法等[14～20]。
5.2基因與高分子序列分析
隨著人類基因組計劃的進行,目前已獲得數十億的核苷酸和上百萬的氨基酸數據,如何對基因進行功能分類已成為基因研究人員非常關心的問題。而關于高分子序列,大約4000種蛋白質已經被排序,但只有10%的蛋白質的三維結構被研究過,三維結構基本決定蛋白質的功能,所以需要有一種可靠方法從氨基酸序列中預測出它的功能結構,數據挖掘中的決策樹技術可以滿足上述需求。有人利用決策樹對已知功能分類的基因建立分類樹,歸納出蘊含在數據中關于分類的信息并提煉成規則,從而實現對未知功能分類的基因進行分類預測[21]。DakeWang等人則利用決策樹對已知功能分類的蛋白質序列進行研究,建立了已知功能分類的蛋白質序列決策樹模型,實現了模型對未知功能分類的蛋白質序列功能的預測。結果表明決策樹方法比傳統方法有效[22]。
5.3醫院信息系統挖掘
醫院HIS(HospitalInformationSystem)系統包括管理信息系統(ManagementInformationSystem,MIS)和臨床信息系統(ClinicalInformationSystem,CIS)兩部分。目前的HIS可以高效地實現數據的錄入、查詢和統計功能,但在決策支持方面存在明顯不足,難以發揮其潛力。而將數據挖掘決策樹技術運用到該系統之后,可以從中提取大量隱含的、事先未知的、對決策有潛在價值的信息,為管理決策和臨床決策提供支持。決策樹在HIS系統的主要用途可以表現為醫療需求預測、醫療市場分析、預測未來某段時間內常發生的疾病種類、未來某段時間內的藥品使用頻率、分析疾病之間的關系以及疾病的影響因素、總結各種治療方案的治療效果等[23]。
5.4醫療政策分析
一個國家國民的健康保障在很大程度上依賴于其完備的醫療衛生政策,政策的制定離不開理論的分析與方法的探討,離不開已積累的與人群健康狀況相關的各種數據。從目前積累的各型數據庫來看,利用知識管理優化庫信息并從中提取知識結構為政策分析提供依據已經成為衛生管理人員和信息開發人員的共同任務。研究人員多次嘗試將數據挖掘中的決策樹技術在此進行應用。韓國的YoungMoonChae與SeungHeeHo等人便利用以監測衛生狀態和開發國民健康促進程序為特征的韓國醫療保險公司數據庫,成功地將決策樹應用于人群健康狀態評估以及為高血壓管理提供政策信息[24]。
5.5醫療衛生保健
衛生保健是衛生領域內的一個重要內容,保健的需求與利用評價、不同保健方式的選擇以及保健的經濟和社會效益評價一直是衛生保健人員關心的問題。利用決策樹方法可以解決諸如家庭護理保健的需求分析、兒童預防保健的干預、為不同的衛生保健群體提供實際可行的決策支持系統等一系列問題,為保健政策的制定與實施提供了相應的基礎[25]。
5.6醫療資源利用評價
盡管當今社會醫療科技手段日新月異,醫療技術水平不斷提高,但并不表明醫療衛生資源的極大豐富。醫療資源合理分配、恰當運用仍是醫學研究中不可忽略的重要問題。把決策樹技術引入對有潛在急癥的病人是否進行預檢查而導致醫療資源占用情況不同的比較其成功地顯示出決策樹在處理此類問題的重要意義[26]。
隨著數據挖掘技術的廣泛應用,決策樹算法的不斷改進與完善,決策樹可實現軟件的普及推廣,決策樹處理醫學資料功能的日顯強大,相信決策樹方法在醫學領域與管理決策中的應用范圍將會越來越廣泛,帶來的經濟和社會效益將會更多更可觀,必將顯示出重要的實用價值和廣闊的發展前景。
1醫學圖像配準方法
醫學影像學的發展為臨床診斷和治療提供了有效的輔助手段。目前,醫學成像模式可分解剖成像和功能成像,前者主要描述人體形態信息,后者主要描述人體代謝信息。基于各種原因,臨床上通常要將同一病人的多種模式成像結果結合起來進行分析,以提高醫學診斷和治療的水平。這就需要對不同模態的圖像進行融合,而融合首先要解決這幾幅圖像的嚴格對齊問題,即配準問題。醫學圖像配準,即通過尋找一種空間變換,使兩幅圖像的對應點達到空間位置和解剖位置的完全一致,配準的結果應使兩幅圖像上所有解剖點、或至少是所有具有診斷意義上的點都達到匹配。醫學圖像配準方法基本上可分為前瞻性和回溯性兩種[1]。前瞻性配準是基于外部特征的圖像配準(有框架),它是利用外部基準點特征,精度較高,但由于它是有創的,且操作較復雜,應用較少。回溯性配準即是基于內部圖像特征的圖像配準(無框架),它是利用圖像內部本身的特征,具有無創性和可回溯性,已成為配準算法研究的重點。回溯性配準技術可分為形狀特征點的方法和像素(體素)相似性的方法。基于形狀的方法根據圖像間的共有特征進行幾何配準,該方法原理簡單,應用面廣,但是需要較多的人工介入,且配準精度受特征點(面)提取精度的限制;基于像素相似性的方法是基于圖像中所有體素的配準方法,不需要對圖像做預處理。近年來,引入了信息論中的一些概念,如聯合熵、相對熵和互信息[2],精度較高,可以達到亞像素級,已成為醫學圖像配準很重要的方法。互信息是信息論中的一個基本概念,是兩個隨機變量統計相關性的測度,當兩幅圖像基于共同解剖結構的圖像達到最佳配準時,它們對應像素的灰度互信息應達到最大。由于該測度不需要對不同成像模式下圖像灰度間的關系作任何假設,也不需要對圖像進行分割或任何預處理,所以被廣泛地用于多種醫學圖像配準,特別是當其中一個圖像的數據部分缺損時也能得到很好的配準效果。
2互信息基本概念
將兩幅待配準的圖像RF圖像和FA圖像的灰度值看作兩個隨機變量A和B,其灰度值為0～255,其概率密度函數分別為和,兩者的聯合概率密度函數為,雖然兩幅圖像來源于不同的成像設備或來自于不同的時間,但它們都是基于共同個體的同一位置的解剖信息,所以當兩幅圖像在空間位置配準時,其重疊部分所對應的像素對的灰度的互信息達到最大值,以此時的變換參數作為空間變換的參數,通過空間變換達到圖像配準的目的。
3歸一化互信息
盡管互信息測度成功地應用于醫學圖像配準中,由于兩幅圖像重疊部分的大小對互信息的度量有很大影響,重疊部分減小,參與統計互信息的像素個數減小導致互信息值減小,互信息與兩個圖像重疊部分多少成正比,其次Studholme等[4]指出誤配數量增加可能導致互信息值增大。因此互信息值達到最大并不能保證得到正確的配準結果。為了解決這個問題,使目標函數能更加準確反映互信息量和配準參數之間的關系,Studholme等提出了一個歸一化互信息測度,歸一化互信息使配準函數更平滑,它能減少對圖像重疊部分敏感性,配準精度更高。NMI(A,B)=H(A)+H(B)H(A,B)(6)Maes等[1]利用熵相關系數(ECC)作為另一種歸一化相關系數。NMI和ECC有如下關系表示式:ECC=2-2/NMI(7)近年來歸一化互信息被許多學者廣泛應用,實踐證明,在剛性配準中,歸一化互信息比傳統互信息有更強的穩健型[5～7]。
4利用互信息配準常用方法
互信息的計算是最為關鍵的問題,計算結果對配準精度有很大的影響[8]。主要體現在插值運算、優化算法及提高配準速度等3個方面。Zhu和Cochoff[9]研究了采用不同的優化算法、插值方法、直方圖及多尺度逼近方法對配準結果的影響。目前,雖然提出了許多種方法,但還沒有一種非常有效的方法。
4.1空間變換
當兩幅圖像配準時,需要根據變換參數求出空間變換,浮動圖像的空間變換按照變換性質不同可分為剛體變換(rigid)、仿射變換(affine)、投影變換(projective)和非線性(curved)變換。剛體變換是指物體內部任意兩點間的距離保持不變;仿射變換是將直線映射為直線,并保持平行性;投影變換將直線映射為直線,但不再保持平行性質;非線性變換也稱做彎曲變換,它把直線變換為曲線。基于互信息的配準技術一般采用剛性變換或仿射變換。
4.2插值運算
在一般情況下,圖像經過幾何變換后,像素的坐標不會和原來的采樣網格完全重合,像素的灰度值也需要重新計算,這就需要對變換后的圖像進行重采樣和插值處理。常用的插值算法有最近鄰域法(Nearestneighboringinterpolation)、線性插值法(Trilinearinterpolation)和三線性部分體積分布(Trilinearpartialvolumedistribution)插值算法,簡稱PV插值方法。最近鄰域法具有計算量小、速度快的優點,但是存在質量不高的缺點。線性插值效果較好,運算量也不很大,故經常采用。三線性PV插值算法不是通過鄰居點確定所求像素的灰度,它是按照周圍8個像素和所求像素點的空間距離來分配權重,避免了一次插值運算,使互信息的計算更為精確,而且對于小的空間變換,增量,互信息的變化會更平滑,同時優化過程中的局部極值問題也會有所緩解[2]。文獻[10～12]討論了包括最近鄰居法、線性插值法、PV插值法在內的幾種插值算法,比較了各自的優缺點。文獻[10]詳細分析了線性插值法和PV插值法產生局部極值的原因,其實驗結果表明,非網格點上的PV插值操作造成的直方圖分散甚至比在位移更大的整數平移點上由于失配造成的直方圖分散還要嚴重,在整數平移點上產生局部極值。針對這個問題,文獻[11]提出了先驗聯合概率法和隨機重采樣法兩種改進的插值算法,先驗聯合概率法既保證了最大互信息量方法的有效性,又引入了與變換無關的先驗分布,增加了聯合分布的穩定性,使得互信息量隨配準參數變化更加平滑;隨機重采樣法在每個網格點施加一個輕微的擾動避免大量網格重合,這兩種方法在一定程度下抑制了局部極值的產生。文獻[12]提出帶擾動采樣的最近鄰居法(Nearestneighborwithjitteredsampling),網格點擾動后該坐標位置的灰度值由最近鄰居法確定,達到抑制局部極值的目的。
4.3優化策略
圖像配準在本質上是一個多參數優化問題[13],即尋找互信息達到最大時的幾個空間變換參數值。因此,配準問題實質是配準函數優化問題,但是,配準函數經常不是光滑的,存在許多局部極大值,給求解帶來很大難度。產生局部極大值主要有兩個原因[14]:一是兩幅圖像本身存在較好的局部匹配;二是在運算過程中產生的,如插值運算、圖像重疊部分的改變都有可能產生局部極值。避免局部極值的常用方法有:采用PV插值方法、圖像先濾波減少噪聲以及增大灰度直方圖窗口尺寸等方法。由于局部極大值的存在,優化算法的選取對配準結果有較大的影響,尤其對初始變換的魯棒性有很大影響。另一個關鍵問題是優化過程中參數變量的合適取值范圍[15]。優化過程中得到的值可能不是搜索空間中全局極大值,而是部分搜索空間中局部極大值。初始值偏離搜索區間太大很難使圖像配準正確。實踐證明,遺傳算法等隨機優化算法不適合求解此類問題,因為此類算法很容易跳出搜索區間。目前常用的方法是Powell優化算法[13],該算法輪流對變換參數進行優化,由于無需計算梯度,因而可以加快搜索最大互信息的速度,在每一維內使用Brent算法迭代搜索和估計配準參數,從而使互信息不斷增加。實踐表明Powell優化算法很容易受到局部極值的干擾[14]。另一個常用的方法是單純形算法,該方法也不要求計算梯度,與Powell算法只考慮單一變量相反,它同時考慮所有變量[9,13,16,17],但是該方法收斂速度不確定。Plattard等[18]使用Powell和單純形混合算法。Kagadis等[19]采用Powell和遺傳算法混合方法。Jenkinson和Smith用多分辨率技術擴展了Powell算法。盡管爬山法是一種最簡單的優化方法,但是它在多分辨率策略中有較好的效果,隨著圖像分辨率的增加,爬山法搜索步長逐漸減小[20]。其他常規的算法如梯度上升法、Newton法、模擬退火法等也得到應用。為了提高配準函數全局最優值的搜索能力,Chen等[21]先將整幅圖像分成4個子塊,分別計算整幅圖像和4個子塊的互信息,并假定當整幅幅像互信息達到最大時,子塊圖像也應達到最大。Thevenaz等[22]同時利用3個不同窗口尺寸的直方圖計算的互信息來求解變換參數。采用多分辨率方法是一種克服局部極值的一種有效方法[23]。
4.4優化速度加速策略
多分辨率策略除了能夠避免出現局部極大值外,還能提高算法執行速度。配準按照從粗到精的方式執行,在低分辨率下利用較少的時間進行初配,在高分辨率下精配需要花銷較多的時間。Maes等[13]對多種優化算法在不同的分辨率情況下結果進行了詳細比較。一般情況下,多分辨率策略分為增加模型復雜度方法和增加數據復雜度方法[24],多分辨率策略經常采用高斯金字塔方式。多分辨率策略提高了運行速度、增加了魯棒性,不影響配準正確性。對于高分辨率圖像采用多分辨率策略是降低運算時間一種最有效的方式。最近提出的主要加速策略有:基于輪廓特征點的互信息配準方法[25],先用小波變換或其它邊緣檢測算子求出兩幅幅圖像的輪廓信息,利用聚類分析法求出輪廓特征點,再求出特征點對的互信息;Josien等[26]提出聯合互信息和梯度信息作為圖像配準的新標準,該算法不僅利用了圖像的灰度信息,而且還利用了圖像的空間信息(梯度信息),實驗表明,該方法比采用傳統互信息或歸一化互信息結果更準確,還能避免產生不正確的全局極大值以及由于插值產生的局部極大值。
5結束語
近幾年來,將信息論的互信息概念引入到醫學圖像配準中取得了很大進展。由于該方法不需要對圖像進行預處理、其精度高、適應性強、自動化程度高,能使多模態圖像的配準精度達到亞像素精度,因而在醫學圖像配準中得到廣泛應用。然而,互信息只是一個相似性測度,如何實現不同模態圖像間互信息的最大化到目前為止還沒有一套完全成熟的方法,選取什么樣的優化策略、如何避免局部極值、如何提高優化速度、如何將互信息概念與其他概念結合起來形成一個更穩健的測度、怎樣將互信息應用到非剛性變換中等等問題均需要我們繼續深入研究。
1醫學圖像處理技術
醫學圖像處理技術包括很多方面，本文主要介紹分析圖像分割、圖像配準和融合以及偽彩色處理技術和紋理分析在醫學領域的應用和發展。圖像分割就是把圖像中具有特殊涵義的不同區域分開來，這些區域使互不相交的每一個區域都滿足特定區域的一致性。它是圖像處理與圖像分析中的一個經典問題。目前針對各種具體問題已經提出了許多不同的圖像分割算法,對圖像分割的效果也有很好的分析結論。但是由于圖像分割問題所面向領域的特殊性，至盡尚未得到圓滿的、具有普適性的解決方法[2]。
圖像分割技術發展至今，已在灰度閾值分割法、邊緣檢測分割法、區域跟蹤分割法的基礎上結合特定的理論工具有了更進一步的發展。比如基于三維可視化系統結合FastMarching算法和Watershed變換的醫學圖像分割方法,能得到快速、準確的分割結果[3]。圖像分割同時又是進行三維重建的基礎，分割的效果直接影響到三維重建后模型的精確性，分割可以幫助醫生將感興趣的物體(病變組織等)提取出來，幫助醫生能夠對病變組織進行定性及定量的分析，從而提高醫生診斷的準確性和科學性[4]。
如何使多次成像或多種成像設備的信息得到綜合利用，彌補信息不完整、部分信息不準確或不確定引起的缺陷，使臨床的診斷治療、放療定位、計劃設計、外科手術和療效評估更準確，已成為醫學圖像處理急需解決的重要課題。醫學圖像配準是通過尋找某種空間變換，使兩幅圖像的對應點達到空間位置和解剖結構上的完全一致。要求配準的結構能使兩幅圖像上所有的解剖點，或至少是所有具有診斷意義以及手術區域的點都達到匹配[5]。目前醫學圖像配準方法有基于外部特征的圖像配準(有框架)和基于圖像內部特征的圖像配準(無框架)兩種方法。后者由于其無創性和可回溯性，已成為配準算法的研究中心。基于互信息的彈性形變模型也逐漸成為研究熱點。
互信息是統計兩個隨機變量相關性的測度，以互信息作為兩幅圖像相似性測度進行配準基于如下原理：當兩幅基于共同的解剖結構的圖像達到最佳配準時，它們對應的圖像特征的互信息應為最大[6]。圖像配準是圖像融合的前提，是公認難度較大的圖像處理技術，也是決定醫學圖像融合技術發展的關鍵技術。近年來國外在圖像配準方面研究很多，如幾何矩的配準、利用圖像的相關系數、樣條插值等多項式變換對圖像進行配準。國內研究人員也提出了一些相應的算法：對于兩幅圖像共同來估計其正反變換的一種新的圖像配準方法，稱為一致圖像配準方法；采用金字塔式分割，進行多柵格和多分辨率的圖像配準，稱為金字塔式多層次圖像配準方法；為了提高CT、MRI、PET多模態醫學圖像的三維配準、融合的精度，還可以采用基于互信息的方法[7]。
在圖像配準方面，在努力提高配準精度的同時，目前提出的多種方法都盡量避免人工介入，力求整個過程自動化，其結果導致實現算法的過程復雜而耗費時間，文獻[5]已進行研究，試圖實現基于人機交互的快速圖像配準策略,同時根據圖像的不同成像模式選擇合適的配準測度也十分重要。不同的醫學圖像提供了相關臟器的不同信息，圖像融合的潛力在于綜合處理應用這些成像設備所得信息以獲得新的有助于臨床診斷的信息。利用可視化軟件，對多種模態的圖像進行圖像融合，可以準確地確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及它與周圍生物組織之間的空間關系，從而及時高效地診斷疾病，也可以用在手術計劃的制定、病理變化的跟蹤、治療效果的評價等方面。在放療中，利用MR圖像勾勒畫出腫瘤的輪廓線，也就是描述腫瘤的大小；利用CT圖像計算出放射劑量的大小以及劑量的分布，以便修正治療方案。
在制定手術方案時，對病變與周圍組織關系的了解是手術成功與否的關鍵，所以CT與MR圖像的融合為外科手術提供有利的佐證，甚至為進一步研究腫瘤的生長發育過程及早期診斷提供新的契機。在CT成像中，由于骨組織對X線有較大的吸收系數，因此對骨組織很敏感；而在MR成像中，骨組織含有較低的質子密度，所以MR對骨組織和鈣化點信號較弱，融合后的圖像對病變的定性、定位有很大的幫助[8]。由于不同醫學成像設備的成像機理不同，其圖像質量、空間與時間特性有很大差別。因此，實現醫學圖像的融合、圖像數據轉換、圖像數據相關、圖像數據庫和數據理解都是亟待解決的關鍵技術[9]。對一幅黑白圖像，人眼一般只能辨別出4到5比特的灰度級別，而人眼能辨別出上千種不同的顏色。針對這一特點，人們往往將黑白圖像經過處理變為彩色圖像，充分發揮人眼對彩色的視覺能力，從而使觀察者能從圖像中取得更多的信息，這就是偽彩色圖像處理技術。
醫學圖像大多是黑白圖像，如X、CT、MRI、B超圖像等。經過偽彩色處理技術，即密度分割技術，提高了對圖像特征的識別。通過臨床研究對X線圖片、CT圖片、MRI圖片、B超圖片、電鏡圖片均進行了偽彩色技術的嘗試，取得了良好的效果，部分圖片經過處理后可以顯現隱性病灶。例如對X線圖片，在乳腺照影中偽彩色處理能鑒別囊性病、良性和惡性腫瘤，同樣，鋇餐照影圖片和各種X線圖片也得到良好的診斷效果[10]。紋理是人類視覺的一個重要組成部分，迄今為止還難以適當地為紋理建模。為此有關專家進行了大量的探索研究，但未能獲得有關紋理的分析、分類、分割及其綜合的有效解釋[11]。
有研究針對肝臟疾病難以根除、危害面廣的問題，采用灰度梯度共生矩陣的方法，分別提取纖維化肝組織和正常肝組織的CT圖像的紋理特征，提出了基于灰度梯度共生矩陣的小梯度優勢、灰度均方差、灰度熵等參數作為圖像的紋理特征量。通過選取的紋理參數，可以看到正常組和異常組之間存在顯著性差異，為纖維化CT圖像臨床診斷提供了依據[12]。
2三維醫學圖像的可視化
三維醫學圖像的可視化通常是利用人類的視覺特性，通過計算機對二維數字斷層圖像序列形成的三維體數據進行處理，使其變換為具有直觀立體效果的圖像來展示人體組織的三維形態。三維醫學圖像可視化技術通常分為面繪制和體繪制兩種方法。體繪制技術的中心思想是為每一個體素指定一個不透明度，并考慮每一個體素對光線的透度、發射和反射作用。醫學數據的可視化，已成為數據可視化領域中最為活躍的研究領域之一。實現三維數據可視化的方法很多，空間域方法的典型算法包括：射線投射法、足跡法、剪切－曲變法(目前被認為是一種速度最快的體繪制算法)等；變換域方法的典型算法有頻域體繪制法和基于小波的體繪制法，其中小波的體繪制技術顯現出較好的前景[13]。
以上可以利用的三維可視化軟件有AVS、Analyze、amira、3Dslicer等，其中Analyze是專為生物醫學圖像的研究而開發的圖像可視化軟件。利用二維斷層數據進行三維重建，可以更為直觀地顯示人體器官的各個解剖結構的形態及它們之間的毗鄰關系，為基礎研究和手術規劃及手術過程模擬提供參考。鼻部是人體內解剖結構比較復雜的部位之一，可以利用3DSlicer來嘗試實現鼻部部分解剖結構的三維可視化，以此為可視化虛擬人體模型的建立探索一種精確的重建方法和顯示手段，同時也可為醫療工作者提供更為細致、完全和快捷的觀察方案[14]。
隨著互聯網技術不斷發展，跨越空間限制的遠程虛擬現實技術已經逐步成為可能。基于虛擬現實技術利用美國國家醫學圖書館VHP(VisibleHumanProject)完整數據重建可視人體，綜合VTK、VRML、OperGL等可視化平臺的優勢，采用三維互動、空間電磁定位、立體視覺等虛擬現實技術，實現了全數字可拆裝人體骨骼的本地和遠程互動學習。三維虛擬現實讓“遨游”人體世界成為可能，可以呈現一個物理上并不存在但又實實在在“看得見”、“摸得著”的“真實”人體，使用者可以無數次地“解剖”這個虛擬人以了解人體的結構[15]。在臨床方面，提出了一種用AVS/Express開發的基于PC的LeFortI手術模型系統原型。
利用AVS/Express大量預制的可視化編程對象模塊，快速構建系統的結構框架和功能模塊，生成的原型能對以DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)格式存儲的顱頜面CT序列斷層圖像進行預處理，并進行三維重建，在交互式操作環境中，顯示顱頜面各種組織的解剖結構，進行相應的三維測量，模擬LeFortI手術的截骨頭，對截骨段實行任意的平移頜旋轉[16]。
在體視化方面一直致力于提高重建速度(實時顯示利于交互操作)，使重建效果理想，減少冗余信息及存儲空間。具體需要考慮：1)不完全數據提出一個足夠精確的數據提取方案2)什么算法能夠快速準確地實現圖像重建。人體器官是一個高精度龐大的結構，所建模型還應考慮臨床實用方面的因素以及某些特殊部位的個體差異，針對不同的生理組織應采用不同的分割方法[17]。3針對PACS的圖像壓縮PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem，圖像存檔及通信系統)是近年來國內外新興的醫學影像信息技術，是專門為醫學圖像管理而設計的，包括圖像獲取、處理、存儲、顯示或打印的軟硬件系統，是醫學影像、數字化圖像技術、計算機技術和網絡通信技術相結合的產物。顯然，計算機網絡是PACS的重要組成部分，它負責提供底層圖像傳輸服務，是PACS的軟硬件基礎，正是通過各個層次的網絡才將PACS中的圖像獲取、存儲顯示以及醫療數據的管理等單元連為一體，使之形成一個統一、高性能的系統。
PACS需要解決數據傳輸和圖像存儲的問題，如何利用有限的存儲空間存儲更多的圖像，醫學圖像壓縮是關鍵的技術之一。醫學圖像數據量是非常驚人的，建立PACS的許多技術困難都與之有關，如圖像的存儲、傳輸、顯示等。從圖像壓縮還原的角度出發，圖像壓縮方法可分為無損壓縮和有損壓縮兩大類，常用的無損壓縮方法有差分脈沖預測編碼、多級內插方法等。常用的有損壓縮方法有離散余弦變換(DCT)、全幀離散余弦變換、重疊正交變換(LOT)、自適應預測編碼和神經網絡法等，近年來又出現了分形和小波變換編碼[18]。如何對醫學圖像進行壓縮，是近年來圖像處理技術中的一個重點研究的問題[19]。
醫學圖像的壓縮無疑是減低應用系統成本，提高網絡傳輸效率，減少存儲空間的一個重要途徑。DICOM作為醫學圖像與通信的重要標準，加入了對圖像壓縮算法的支持。目前DICOM正在研究對最新的壓縮標準JPEG2000支持的可能性。隨著新一代靜態圖像壓縮標準JPEG2000的發展，小波理論在這個領域成為研究的熱點，在這方面文獻[20]提出了面向任務的醫學圖像壓縮的概念。醫學圖像是醫學診斷和疾病治療的重要根據，在臨床上具有非常重要的應用價值。確保醫學圖像壓縮后的高保真度是醫學圖像壓縮首要考慮的因素，現在醫學圖像上常常采用無損壓縮，因為它能夠精確地還原原圖像。但是無損圖像壓縮的壓縮比很低，一般為2~4；而有損圖像壓縮的壓縮比可以高達50，甚至更高。
所以將這兩種壓縮方法在保證使用要求的基礎上結合起來，在獲取高的壓縮質量的前提下提高壓縮比。因此，醫學圖像被人為地劃分為兩個區域：1)包含重要診斷信息的區域，其錯誤描述的代價非常高，所以此感興趣區域(ROIRegionofInterest)需要高重構質量的壓縮方案；2)非感興趣區域則要求達到盡可能高的壓縮比,即需要在某一框架下將無損壓縮與有損壓縮統一起來，這也是目前醫學圖像研究領域的一個熱點。我們的工作就集中在小波理論框架下實現面向任務的醫學圖像壓縮,由于并非所有的小波基都適合于分解圖像，所以前期工作的重點在MATLAB的仿真上，考慮到部分所選醫學圖像的ROI區域和非ROI區域的對比度不很理想的情況，圖像分割的最優算法是考慮的一個方面。
壓縮比方面在滿足一般性的圖像條件下針對某些特殊圖像也會有相應的考慮，目前的工作是在VC平臺下實現面向任務的醫學圖像壓縮。在醫學圖像壓縮方面，許多學者結合模式識別、計算機視覺、神經網絡理論、小波變換和分形理論等探索圖像編碼的新途徑，同時人的視覺生理心理特性的研究成果也開拓了人們的視野，給從事圖像編碼技術研究的學者帶來了新的啟迪。但隨著網絡技術在醫學領域的廣泛應用，更加細致的要求也逐漸被提出來了。
4結束語
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。以“千禧年的技術挑戰和全球機遇”為主題的IEEE生物醫學信息學和生物醫學工程學(BIBE)國際會議的一個重要議題就是“多媒體、虛擬現實、可視化、高級圖像處理和機器人在醫學中的應用”。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。總之，醫學圖像作為提升現代醫療診斷水平的有力依據，使實施風險低、創傷性小的化療、手術方案成為可能，必將在醫藥信息研究領域受到更多的關注[21]。
