生物醫(yī)學工程文獻綜述精品(七篇)

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篇(1)

關(guān)鍵詞：三位一體化；數(shù)字醫(yī)療；生物醫(yī)學工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0134-02

一、“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式的必要性

我國高等教育當前的任務(wù)是為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才，工程類和“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)必須面向我國經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場，應(yīng)責無旁貸地為地方經(jīng)濟的振興和可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。國家“十一五”規(guī)劃中把發(fā)展教育和培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才擺在了更加突出的戰(zhàn)略位置[1，2]。在我國，生物醫(yī)學工程專業(yè)大致可分為兩種類型：“研究型的綜合性的，大體是我們國立的重點大學”；“應(yīng)用型的專業(yè)性的、培養(yǎng)各行各業(yè)的應(yīng)用型的高級專門人才，包括一般的高等學校，尤其是地方高等學校”和“職業(yè)性的技術(shù)技能型”。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式仍然占統(tǒng)治地位，其課程設(shè)置、課程內(nèi)容以及教學過程中都帶有濃重的學科體系特點。學生的職業(yè)能力難以提高，很難適應(yīng)實際工作的需要，從而出現(xiàn)了人才市場上供求失衡的結(jié)構(gòu)性矛盾?？梢钥闯觯瑐鹘y(tǒng)的教育教學模式對學生能力培養(yǎng)的缺失決定了教學模式改革的必然性。而“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式是一種以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教育模式，其彌補了傳統(tǒng)的教育模式在能力培養(yǎng)上的不足，符合生物醫(yī)學工程人才培養(yǎng)的需求。因此，構(gòu)建“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式，切實提高生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，努力培養(yǎng)符合時代要求的人才，顯得尤為重要。

二、“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式的規(guī)劃

我校生物醫(yī)學工程學科人才培養(yǎng)應(yīng)以信息技術(shù)為支撐，以服務(wù)地方經(jīng)濟為出發(fā)點，以數(shù)字醫(yī)療儀器為特色，培養(yǎng)具備生命科學、電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)及信息科學有關(guān)的理論知識，具有能將醫(yī)學與工程技術(shù)相結(jié)合的科學研究能力，能從事醫(yī)學電子儀器的設(shè)計制造、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計制造以及在其他電子應(yīng)用技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)等方面從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)運行等工作的高水平、創(chuàng)新復(fù)合型人才。因此，推進人才模式研究，合理安排知識內(nèi)容，突出多學科交叉的特點，加大產(chǎn)學研合作力度，培養(yǎng)學科歸屬感、自豪感，讓社會更了解生物醫(yī)學工程學科，也為地方經(jīng)濟的發(fā)展提供高水平的人才儲備，這些都將列入我們的學科規(guī)劃。

在創(chuàng)新培養(yǎng)模式研究中注重解決三個科學問題：①交叉學科人才培養(yǎng)問題，實現(xiàn)我校獨具特色的新型交叉學科研究生創(chuàng)新教育模式研究；②信息背景和導(dǎo)向問題，實現(xiàn)扎實的信息技術(shù)背景、服務(wù)數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)研究；③產(chǎn)學研研發(fā)平臺和研究生培養(yǎng)平臺的建設(shè)，利用現(xiàn)有多企業(yè)協(xié)作的省部級科技平臺，培養(yǎng)更具活力、創(chuàng)新型研究生人才。

三、“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式的實施路徑

（一）優(yōu)化生物醫(yī)學工程研究生教育課程結(jié)構(gòu)體系

知識結(jié)構(gòu)是指知識的構(gòu)成狀況，即所掌握的各種知識的相互比例、相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)、相互作用以及它們所形成的整體功能。知識結(jié)構(gòu)通常包括核心知識和拓展知識，它們相對應(yīng)的教育分別是核心教育和拓展教育。由于以前的人才培養(yǎng)目標不明確，學生所接受的核心教育內(nèi)容不一致，各高校差別非常大。比如醫(yī)學院校往往強調(diào)醫(yī)科內(nèi)容，學生最初接觸的知識往往是純醫(yī)學內(nèi)容，在進行后續(xù)的拓展教育時，由于工科基礎(chǔ)太薄弱，學生感覺非常吃力。而在工科院校，核心教育內(nèi)容重視工科，按理說進行拓展教育比較輕松，但問題仍然比較嚴重?！吧镝t(yī)學工程學科是干什么的？”“與自動化等專業(yè)的區(qū)別在哪里？”“重慶郵電大學的生物醫(yī)學工程學科研究生培養(yǎng)些什么？”這些疑惑讓學生的拓展教育受到制約。生物醫(yī)學工程研究生教育課程群主要包括5個方面的內(nèi)容：（1）科學基本知識；（2）工程專業(yè)核心課程；（3）生物醫(yī)學專業(yè)核心課程；（4）人文與社會科學；（5）工程專業(yè)選修課程。

（二）突出信息特色，探索教育創(chuàng)新如何服務(wù)地方經(jīng)濟

生物醫(yī)學工程學科需要寬厚的信息背景，要利用運用大量的通信、計算機領(lǐng)域和儀器儀表知識。重慶市“10+2”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出要重點發(fā)展信息（數(shù)字醫(yī)療等）、生物（生物醫(yī)學工程等）等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建一批高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，在生物醫(yī)療、信息、儀器儀表等重點領(lǐng)域形成一批國家級和市級工程技術(shù)研發(fā)中心[3]。因此，本研究將立足信息學科基礎(chǔ)，主動服務(wù)經(jīng)濟和社會發(fā)展，以醫(yī)學電子儀器為學科特色，培養(yǎng)具備生命科學、電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)及信息科學有關(guān)的理論知識，具有能將醫(yī)學與工程技術(shù)相結(jié)合的科學研究能力，能從事醫(yī)學電子儀器的設(shè)計制造、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計制造以及在其他電子應(yīng)用技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)等方面從事系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)運行等工作的研究生創(chuàng)新人才。

（三）構(gòu)建、探索運行具有可推廣性的校企聯(lián)合產(chǎn)學研合作研究平臺

研究生創(chuàng)新能力很大程度體現(xiàn)在解決問題、理論分析、研究開發(fā)的綜合能力。研究實踐平臺是研究生創(chuàng)新教育最重要的一環(huán)。在全面推進素質(zhì)教育、實施科教興國戰(zhàn)略中，教育工作者擔負了培養(yǎng)21世紀社會主義建設(shè)人才的重任。在以教師為主導(dǎo)、學生為主體的新型教學模式中，實踐教學活動作為一種重要的學習過程，其目的是提高學生學習水平，開拓學生科學視野，提升學生科研素質(zhì)，鍛煉學生動手能力，加強學生主動思考能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。在為國家和社會培養(yǎng)高級醫(yī)學工程型人才的教育工作中，生物醫(yī)學工程的廣大教師和教育管理者應(yīng)該廣開思路，不僅重視研究理論教學方法以培養(yǎng)和提高學生的素質(zhì)，還要積極為學生實踐活動提供機會，創(chuàng)造環(huán)境和氛圍。

（四）研究生創(chuàng)新能力評價方法研究

目前研究生水平評價主要通過三個方面體現(xiàn)：第一是課程考核；第二是；第三是論文答辯。這三大模塊基本上確定了研究生的學習能力、處理課題能力和總結(jié)能力。但是對于生物醫(yī)學工程這種交叉學科，其評價方法應(yīng)該體現(xiàn)學科特色，需要更加細致化、過程化和量化。主要研究內(nèi)容包括：（1）評價指標體系的選用。既有學科特點，又有產(chǎn)學研創(chuàng)新，交叉學科，信息特色。比如：課程學習體系，必然要包含信息技術(shù)、工程技術(shù)、生物醫(yī)學技術(shù)、健康康復(fù)要求等多方面、多模塊的知識體系，包括課堂學習、文獻查閱、情報檢索、歸納總結(jié)等能力，知識產(chǎn)權(quán)申報與總結(jié)；產(chǎn)學研平臺實習和解決企業(yè)需求能力評價；發(fā)表科技作品，不但包括科研論文，還應(yīng)該強調(diào)文獻綜述發(fā)表，專利申報，軟件著作權(quán)發(fā)表等事項。（2）指標體系權(quán)重設(shè)計和評價算法。通過充分調(diào)研、征求導(dǎo)師、同行、學生意見和建議設(shè)計各參數(shù)權(quán)重體系。通過評價體系和體系指標權(quán)重設(shè)計相應(yīng)的評價算法，通過量化和定性評語方式確定研究生創(chuàng)新能力。（3）評價效果研究。通過評價體系的研究，跟蹤創(chuàng)新人才培養(yǎng)效果，同時進行評價方法效果復(fù)核。

（五）探索研究生研究、學習生涯規(guī)劃

研究生生活時間短，而學習、研究任務(wù)重。研究旨在實現(xiàn)一種明確的、有序的研究生研究學習生涯規(guī)劃，解決如何盡快適應(yīng)交叉學科學習研究、如何規(guī)劃研究生涯問題。通過研究生涯路線圖的形式研究在不同學習階段生物醫(yī)學工程研究生所需從事的工作、參與的課題、掌握的技能、乃至發(fā)表的作品。通過不同類型、不同基礎(chǔ)入學研究生的研究生涯路線圖，獲得更加規(guī)范、更加高效的研究過程管理。探索學習、研究過程的宏觀目標與微觀管理的有機聯(lián)系，通過共性問題，提煉出不同類型入學研究生將要踐行、實現(xiàn)的研究路線圖。在研究中還將全面研究國際、國內(nèi)生物醫(yī)學工程學科中的優(yōu)勢體系、培養(yǎng)方案，進一步提煉出生物醫(yī)學工程發(fā)展的新戰(zhàn)略和人才培養(yǎng)新模式，優(yōu)化研究生課程體系，建設(shè)課程群，提高教學效果，促進教學質(zhì)量與教學改革工程的全面實施與整體提升。

四、結(jié)束語

實現(xiàn)獨具特色的新型交叉學科研究生創(chuàng)新教育模式研究，實現(xiàn)扎實的信息技術(shù)背景、服務(wù)數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)研究，建設(shè)產(chǎn)學研研發(fā)平臺和研究生培養(yǎng)平臺，利用現(xiàn)有多企業(yè)協(xié)作的省部級科技平臺，培養(yǎng)更具活力、創(chuàng)新型研究生人才，必須探索本學科專業(yè)碩士的培養(yǎng)方法和教學改革模式，在可能情況下與我國“卓越計劃”進行有效接軌，探索在數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)領(lǐng)域開展應(yīng)用型、工程型、創(chuàng)新性卓越工程師的可行性[4]。顯而易見，只有注重過程管理、完善考核評價體系，學生能力的提高才有內(nèi)在的驅(qū)動力，才能保證“三位一體化”創(chuàng)新型數(shù)字醫(yī)療人才培養(yǎng)模式成功實施。

參考文獻：

[1]張陽德，，任力鋒.生物醫(yī)學工程教育模式和人才培養(yǎng)途徑的探討[J].中國醫(yī)學工程，2004，12（3）：106-107.

[2]陳武凡，譚小丹，周猛.生物醫(yī)學工程學科特色教育的系統(tǒng)規(guī)劃[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2007，28（9）：78-79.

篇(2)

[關(guān)鍵詞]生物交叉學科 復(fù)合式教學體系 理論 實踐

[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2012）10-0227-01

20世紀末與21世紀初，人們發(fā)現(xiàn)，當代科學的發(fā)展和重大科學技術(shù)成就的取得，越來越依賴于不同學科之間的交叉與融合，許多有影響的科技成果，都是在學科的交互和交叉點上取得的。典型的例子是2003諾貝爾醫(yī)學獎，它們的獲得者是物理學科（曼斯菲爾德）和化學學科（勞特布爾）的研究背景，他們的研究與醫(yī)學研究的交叉結(jié)合產(chǎn)生了對人類發(fā)展具有極大影響的杰出成果——核磁共振圖像技術(shù)在臨床診斷和醫(yī)學研究上的突破。

一、交叉學科內(nèi)涵和生物學實例

1.交叉學科內(nèi)涵。交叉學科指的是兩個或多個學科相互合作，在同一個目標下進行的學術(shù)活動。

2.生物科學領(lǐng)域中的交叉學科實例。

（1）生物化學；（2）生物醫(yī)學工程；（3）生物信息學；（4）生物物理學；（5）生物數(shù)學。

二、交叉學科復(fù)合式教學體系內(nèi)涵及生物交叉學科優(yōu)勢

（一）交叉學科復(fù)合式教學體系內(nèi)涵

交叉學科復(fù)合式教學體系是指以交叉學科為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)復(fù)合型人才為目標，遵循系統(tǒng)原則，采用復(fù)合式設(shè)計方法，對教學要素（教學目標、教學理念、教學主體、教學方法、教學內(nèi)容、教學管理、教學原則、教學手段、教學評價等）進行交叉復(fù)合，達到優(yōu)化匹配，形成高效的人才生成復(fù)雜系統(tǒng)，具有開放性、復(fù)雜性、實踐性、實用性、創(chuàng)新性及綜合性等特征的教學體系。[1]

（二）生物交叉學科優(yōu)勢

1.交叉學科的范式是：A領(lǐng)域的研究問題，用B領(lǐng)域的方法。而這種研究方法和研究問題的重新組合，往往能產(chǎn)生很多新的發(fā)現(xiàn)，從而使得交叉學科能夠得以蓬勃發(fā)展。這也是最大優(yōu)勢。

2.生物交叉學科優(yōu)勢。（1）它融合了不同學科的范式，推動了以往被專業(yè)學科所忽視的領(lǐng)域的研究，打破了專業(yè)化的壟斷現(xiàn)象；（2）增加了各學科之間的交流，形成了許多新的學科；（3）創(chuàng)造了以“問題解決”（problem-soving）研究為中心的研究模式，推動了許多重要實踐問題的解決。[2]

3.生物交叉學科實例包括：（1）生物化學；（2）化學生物學；（3）生物醫(yī)學工程；（4）生物信息學；（5）生物物理學；（6）生物數(shù)學。

三、佳木斯大學生物交叉學科創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的實踐

1.本科生導(dǎo)師制。導(dǎo)師制是一種教育制度，與學分制、班建制同為三大教育模式。導(dǎo)師制由來已久，早在19世紀，牛津大學就實行了導(dǎo)師制，其最大特點是師生關(guān)系密切。[3]

2.佳木斯大學生物交叉學科本科生創(chuàng)新能力訓(xùn)練體系模式。（1）佳木斯大學生物交叉學科本科生研究性學習的訓(xùn)練模式；（2）佳木斯大學生物交叉學科本科生研究型討論的訓(xùn)練模式；（3）佳木斯大學生物交叉學科本科生研究課題文獻資料查詢和綜述、成果總結(jié)發(fā)表和研究論文寫作的訓(xùn)練模式。

3.佳木斯大學生物交叉學科本科研究型畢業(yè)設(shè)計模式。佳木斯大學生命科學學院教學指導(dǎo)委員會按照教育部的有關(guān)規(guī)定和人才培養(yǎng)目標的要求，根據(jù)生物交叉學科專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)律、特點和實際，制定符合生物交叉學科特點的《本科畢業(yè)論文（設(shè)計）工作管理辦法》。

4.佳木斯大學生物交叉學科本科生職業(yè)技能鑒定培養(yǎng)模式。佳木斯大學職業(yè)技能鑒定所面向佳木斯大學生物交叉學科本科生及社會需求，開展職業(yè)技能鑒定。在大學生中開展“雙證書”制度，提高學生的職業(yè)技能水平和就業(yè)競爭力。

5.佳木斯大學生物交叉學科本科生攻讀第二學位培養(yǎng)模式。

6.佳木斯大學生物交叉學科本科生課外自主科研與合作科研培養(yǎng)模式。（1）自主科研：佳木斯大學生命科學學院生物交叉學科本科生課外早期探索自己感興趣的研究方向；結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文），繼續(xù)從事和完成他們自己的研究課題。（2）合作科研：佳木斯大學生命科學學院生物交叉學科本科生課外早期經(jīng)過探索和初步訓(xùn)練以后，參加教師的高層次科研項目的研究，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文），繼續(xù)從事和完成他們自己的研究課題。[4]

【參考文獻】

[1]胡樹華，蘭飛，范文芳.交叉學科的復(fù)合式教學體系設(shè)計研究[J].江蘇高教，2007.7：69-71.

[2]http：///view/67024.htm.

篇(3)

1研究生教學內(nèi)容和模式的創(chuàng)新與實踐

當前教學體系存在的主要問題：口腔醫(yī)學研究生課程內(nèi)容或多或少存在與本科課程的交叉重復(fù)，研究生部分課程內(nèi)容的高深層級性只是體現(xiàn)在對本科生課程內(nèi)容上，難以體現(xiàn)不同層次人才培養(yǎng)在課程設(shè)置上的遞進性，客觀上降低了研究生的課程要求，影響了研究生培養(yǎng)質(zhì)量?？谇谎芯可A段課程設(shè)置的涵蓋面較窄，課程體系相對局限于特定學科范圍之內(nèi)，如專業(yè)選修課的設(shè)置多數(shù)按三級學科設(shè)置，不能很好體現(xiàn)知識擴展的功用，導(dǎo)致研究生知識面的狹窄，研究視野受到很大的局限。此外，授課方式仍然以課堂講授為主，過多強調(diào)教師在教學中的主導(dǎo)地位；在對學習效果的評估考核上，考核的范疇更多地限于教師講授的內(nèi)容。教學目標的改革：堅持把研究方法的學習和練習放在首要位置。熟練地掌握研究方法是科研能力的核心要素，能夠直接決定一項科學研究的質(zhì)量，所以應(yīng)該堅持把研究方法的學習和訓(xùn)練作為重要的一環(huán)。作者在課程學習的早期階段開設(shè)研究方法學課程，向研究生介紹研究的一般程序、基本原則和基本方法，學習如何提出問題、如何查閱文獻、如何收集材料、如何分析數(shù)據(jù)、如何得出結(jié)論、什么是合理借鑒與引用等等。教學內(nèi)容的改革：開設(shè)跨學科、跨專業(yè)課程。當前的研究生課程各個學科間的相互滲透、交叉、繼承性和綜合性都表現(xiàn)的極為突出，知識界限也日趨模糊，課程設(shè)置應(yīng)多樣而靈活，才能使研究生具有全面的知識結(jié)構(gòu)，激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識，提高其創(chuàng)新能力。作者在醫(yī)學院公共學位課中，也開設(shè)了《諾貝爾獎?wù)撐钠饰觥返日n程，受到研究生的廣泛歡迎；在專業(yè)課方面，在我國國內(nèi)較早開設(shè)了《口腔分子生物學與口腔實驗動物模型》、《口腔頜面部發(fā)育生物學與再生醫(yī)學》及《口腔生物材料學》等口腔醫(yī)學研究生“十二五規(guī)劃教材”課程，初步實現(xiàn)了從傳授型課程向創(chuàng)造型課程的轉(zhuǎn)變，提升了研究生科學思維和創(chuàng)新思維的能力和水平。教學方式和評估體系的改革：努力改變研究生被動參與教學的情況，提升其學習的主動性。在授課上主要采用專題講座、論文和綜述匯報、專題討論、學習班等方式，著重提出“以干促學”、“以干代訓(xùn)”的理念，即針對研究生科研工作的實際需求，組織教學活動，促進其學習知識的主動性。如針對文獻管理，組織研究生參加本校圖書館舉辦的《NoteExpress學習班》，針對臨床研究，組織了《Cochrane－Style系統(tǒng)評價培訓(xùn)班》，針對SCI論文寫作，組織了《SCI插圖規(guī)范化操作研討班》，針對基因組學、蛋白組學等前沿研究，邀請校內(nèi)外專家及著名生物醫(yī)學廠商舉辦各種學習班等等。這些工作不但提升了研究生學習的熱情和效率，還促進了作者所在醫(yī)院的科研產(chǎn)出，很多研究生也據(jù)此獲得了“光華基金”、“吳世華基金”及“國家獎學金”等獎勵和榮譽。

2研究生創(chuàng)新平臺建設(shè)的創(chuàng)新與實踐

研究生培養(yǎng)平臺的不足：近年來，各種大型精密儀器在高校逐漸普及，然而，硬件設(shè)施具備了，相應(yīng)的管理工作卻沒有跟上，取得的效果卻并不理想。首先，某些專業(yè)性很強的儀器被不科學地安置于常規(guī)實驗室中，使它們不能被充分利用，即使應(yīng)用，也大大降低了其在科研中的價值。其次，研究生進入實驗室做實驗，由于實驗技術(shù)人員的缺少及精力所限，使研究生缺乏正規(guī)的指導(dǎo)與培訓(xùn)，即便是技術(shù)人員，也存在專業(yè)水平差，對新技術(shù)、新方法掌握不熟練等問題，不能正確引導(dǎo)研究生分析和思考在科研實踐中遇到的理論或技術(shù)難題，這些都直接地影響了研究生創(chuàng)新能力的提高。整合現(xiàn)有研究生創(chuàng)新平臺：在西安交通大學“行動計劃”的支持下，作者及所在團隊整合了當時醫(yī)院的3個研究所組建了統(tǒng)一的“口腔醫(yī)學研究中心”。研究中心建設(shè)的基本原則是“三個集中和一個避免”：①集中實驗區(qū)域；②集中設(shè)備和材料，將原有實驗室的全部設(shè)備和材料無償劃撥給實驗中心；③集中人力，采用引進、培養(yǎng)和調(diào)整的方針，建立了一支專職的研究和管理隊伍，即中心實驗室不但要有設(shè)備還要有思想；④避免重復(fù)建設(shè)，與校內(nèi)其他平臺建設(shè)交流，共享大型設(shè)備，節(jié)省資金用于必需設(shè)備和有特點的設(shè)備的購買。該醫(yī)院實驗室由專人負責日常的維護和管理，研究生進入實驗室之前進行培訓(xùn)，并針對每個研究生開設(shè)課題方向進行實驗技術(shù)指導(dǎo)，使其基礎(chǔ)實驗?zāi)芰εc理論水平相匹配；同時，要求研究生學會詳細觀察實驗的現(xiàn)象、綜合分析實驗的結(jié)果，切實提高了其實驗的操作能力。搭建校企產(chǎn)學研戰(zhàn)略合作平臺：實踐證明，遵循“臨床到實驗室再回到臨床的道路（bed－beach－bed）”的轉(zhuǎn)化醫(yī)學規(guī)律的產(chǎn)、學、研聯(lián)合，無疑是一種非常好的研究生培養(yǎng)模式。咸陽西北醫(yī)療器械（集團）有限公司是目前我國規(guī)模最大、綜合實力最強的口腔醫(yī)療器械專業(yè)制造廠商，經(jīng)過較長時間醞釀和深入磋商，作者所在醫(yī)院已與其初步搭建了一個校企產(chǎn)、學、研戰(zhàn)略合作平臺。目標是在口腔醫(yī)療設(shè)備器械領(lǐng)域開展更廣泛的技術(shù)合作，旨在實質(zhì)性地加強高等學校與企業(yè)間的密切合作，積極開展口腔醫(yī)學工程技術(shù)和相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用研究，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、高科技含量的先進儀器技術(shù)，促進向先進產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。合作除了可充分發(fā)揮該院口腔醫(yī)療特色及優(yōu)勢，面向區(qū)域服務(wù)地方，不斷提升區(qū)域創(chuàng)新能力，實現(xiàn)自身發(fā)展和區(qū)域發(fā)展良性互動之外，還可以共同培養(yǎng)研究生，并為他們提供科研實踐的最好基地。

3研究生交叉、開放式培養(yǎng)模式的創(chuàng)新與實踐

3．1研究生傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的弊端

單一導(dǎo)師制：我國的研究生招生規(guī)模逐年擴大，導(dǎo)師少、研究生多的結(jié)構(gòu)性矛盾日益突出，單一導(dǎo)師制帶來的弊端日益凸現(xiàn)。首先，師生人數(shù)比例失調(diào)，嚴重制約了研究生培養(yǎng)質(zhì)量的提高和研究生知識水平的發(fā)展；其次，為了滿足研究生教育的需求，各個學校都降低了碩士生、博士生導(dǎo)師的遴選標準，導(dǎo)致研究生培養(yǎng)質(zhì)量出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象；最后，知識時代的學科交叉性要求研究生具有寬廣的知識面，而單一導(dǎo)師的知識局限性會導(dǎo)致研究生學習范圍過窄、知識結(jié)構(gòu)不寬，單一導(dǎo)師制度已經(jīng)無法適應(yīng)當前科學技術(shù)多學科交叉融合發(fā)展的趨勢。研究生培養(yǎng)模式封閉：目前的研究生教育仍然滿足于傳統(tǒng)意義的教學與科研上，醫(yī)學院臨床醫(yī)學和基礎(chǔ)醫(yī)學的區(qū)分較為嚴格，造成在招生方面，由于就業(yè)容量的限制，口腔基礎(chǔ)醫(yī)學招生較為困難；而口腔臨床醫(yī)學專業(yè)的研究生，又對從事基礎(chǔ)研究缺乏積極性，因此，培養(yǎng)出來的學生也不可避免地存在醫(yī)學創(chuàng)新能力上的不足。在封閉的培養(yǎng)模式下，優(yōu)秀的研究生教育資源，包括導(dǎo)師資源、課程資源、科學研究試驗條件等無法在國內(nèi)各高校之間相互開放，更缺乏國際學術(shù)交流、講座、合作科研等培養(yǎng)研究生所不可或缺的國際性育人氛圍和環(huán)境。

3．2以學生為主體的、多導(dǎo)師合作制的改革

在研究生培養(yǎng)教學中，導(dǎo)師對研究生培養(yǎng)質(zhì)量起著舉足輕重的作用，如何保持導(dǎo)師隊伍的質(zhì)量是保證研究生培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。為提高口腔醫(yī)學研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，充分發(fā)揮導(dǎo)師的指導(dǎo)作用，作者所在醫(yī)院采用合作導(dǎo)師培養(yǎng)模式，建立合理的導(dǎo)師引入機制，并不斷探索研究生培養(yǎng)的“導(dǎo)師負責制”、“導(dǎo)師組”、“合作導(dǎo)師”相結(jié)合的多元化的研究生培養(yǎng)新模式，以期全面提升學科綜合力。在學科交叉的氛圍和環(huán)境中，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，拓寬學生的知識面，進而提高研究生的創(chuàng)新和實踐能力。尤其是該醫(yī)院與西安交通大學的基礎(chǔ)研究和材料學院等相關(guān)研究教師合作，共同指導(dǎo)研究生完成課題研究，這種校內(nèi)跨學科合作導(dǎo)師模式，既可以讓學生掌握系統(tǒng)化的專業(yè)理論知識，開拓了思維，又發(fā)揮學校不同學科的綜合優(yōu)勢，并且直接推動了該醫(yī)院交叉學科“口腔生物醫(yī)學”的成立。西安交通大學口腔醫(yī)學與生物學、基礎(chǔ)醫(yī)學、臨床醫(yī)學、材料科學與工程和生物醫(yī)學工程等多學科共同建設(shè)“口腔生物醫(yī)學”交叉學科博士點，依托該校優(yōu)勢學科和“醫(yī)工”結(jié)合的優(yōu)勢，為培養(yǎng)具有國際視野和交叉學科思維能力、深諳生物學、材料學及生物醫(yī)學工程學技術(shù)和實驗研究方法，并能夠從生物學理論的高度解決復(fù)雜的社會－心理－生物醫(yī)學模式下的口腔醫(yī)學問題的高端醫(yī)、教、研人才提供了新的思路。

3．3研究生交叉、開放培養(yǎng)模式的改革

為提高研究生教育水準，應(yīng)當全面開放研究生培養(yǎng)的客觀環(huán)境，把加強研究生學術(shù)活動品牌建設(shè)作為提高研究生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。研究生的培養(yǎng)不僅需要加強與其它高校的合作與交流，還應(yīng)該通過國際合作和交流開拓學術(shù)視野，改善研究生教育的學術(shù)生態(tài)環(huán)境。近年來，作者所在醫(yī)院同美國、德國、日本、挪威等國家的10余所著名大學口腔醫(yī)學研究領(lǐng)域的國際頂級專家和知名學者建立了廣泛的學術(shù)交流與課題合作，選送研究生到國外高水平實驗室開展科研工作，并取得了一定的成果，為構(gòu)建以創(chuàng)新為核心的開放式多學科交叉培養(yǎng)機制建設(shè)貢獻了力量。同時，為推動創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，吸引研究生優(yōu)秀生源，鼓勵和支持優(yōu)秀研究生從事科研創(chuàng)新研究，學校設(shè)立“西安交通大學口腔醫(yī)院科研創(chuàng)新基金”，各項目資助經(jīng)費已經(jīng)開始在研究生科研活動中發(fā)揮效應(yīng)，對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練起到了激勵和支持的作用。此外，還廣泛招收國際留學生，在國際研究生的創(chuàng)新性教育方面積累了相當多的經(jīng)驗，擴大了該醫(yī)院的國際知名度。實踐證明。只有通過以創(chuàng)新能力為核心的交叉、開放式研究生培養(yǎng)模式的探索和一系列創(chuàng)新舉措的實施，才能構(gòu)筑與高水平研究型大學相適應(yīng)的開放式研究生培養(yǎng)體系，不斷提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新能力。

4結(jié)語與展望

篇(4)

關(guān)鍵詞： 步態(tài)研究 研究方法 正常步態(tài) 不正常步態(tài) 應(yīng)用

人出生后大約12―15個月就開始獨立行走。此后一生中，步行成為人體活動最基本的方式之一，人的步行姿態(tài)在一定程度上是與人體所處生物學因素及環(huán)境因素相互作用的體現(xiàn)。步態(tài)分析是對人體步行從運動學、動力學、肌肉工作特征及其運動控制等方面，進行系統(tǒng)的分析研究。研究者們通過對步行姿態(tài)（步態(tài)）的研究，對人的行走功能進行評定、對疾病的恢復(fù)效果進行評價、對不正常步態(tài)進行矯正、對行走輔助功能提供參考。步態(tài)研究已經(jīng)成為生物力學及醫(yī)學界的一個重要課題，國內(nèi)外學者們對此做了廣泛而深入的研究。本文通過對步態(tài)研究的方法、研究進展等方面作綜述，希望為以后步態(tài)問題的深入研究提供參考。

1.步態(tài)研究的方法的發(fā)展

隨著人類科技的進步，步態(tài)研究的方法在不斷更新。從原始的肉眼觀察、簡單工具測量到應(yīng)用數(shù)碼攝像技術(shù)、計算機模擬，到目前最為先進的步態(tài)系統(tǒng)研究方法。方法的更新和進步使步態(tài)研究更加準確和豐富，為人類的健康作出了巨大的貢獻。

1.1肉眼觀察法

19世紀德國生理學家webers兄弟首先發(fā)表了對人體的基本位移形式―步行的研究。由于受到當時條件的限制，他們采用了觀察法，通過素描及繪畫的方法對步態(tài)進行了描述［1］。這也是較早對人體步態(tài)的研究之一。很顯然，這種方法的精確性差，而且僅能夠粗略地描述人體的步態(tài)。所以，這種方法隨著時代的發(fā)展已經(jīng)不再為人們所采用。但是，他們的研究方法引發(fā)了人們對步態(tài)研究的無窮探索。

1.2走紙法［2］

走紙法是一種較為古老的步態(tài)研究方法。它是通過對測試者所走過的足跡進行測量，借助簡單的工具進行步態(tài)分析的方法。這種研究法所能得到的參數(shù)很少，而且測試的工作量較大，且因為測量工具問題誤差較大。至今，這種方法逐漸被淘汰。從研究方法學來說，這種方法是人類利用測量工具研究步態(tài)的開始。

1.3攝影攝像法

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們開始利用性能較高的攝影攝像技術(shù)分析人體步態(tài)。使用兩到三臺互相垂直的攝像機對人體正常步行進行拍攝。然后利用計算機分析系統(tǒng)對步態(tài)參數(shù)進行測定。這種方法的精確度較高，參數(shù)分析的范圍比以往任何方法都要大。通過這種方法，我們可以得到步態(tài)的時間、空間、時間―空間參數(shù)，包括人體步行時的重心曲線，肢體各關(guān)節(jié)的運動曲線等。通過這些數(shù)據(jù)，我們可以對人體步行的穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性、節(jié)奏性、對稱性進行評價，從而為疾病恢復(fù)、步態(tài)矯正、假肢研制等提供重要的參考。這種方法的缺點是反饋速度慢，以及對一些力學參數(shù)的測定無能為力等。所以目前研究者主要用攝影攝像法與三維測力臺配合使用，使研究更加全面，更加有說服力。

1.4三維測力臺法

這種方法是讓測試者在測力臺上按測試要求正常步行，測力臺的內(nèi)部的電阻受壓后，應(yīng)變片因拉伸或壓縮而產(chǎn)生電阻的電信號變化，通過放大后進入連接的計算機處理［3］。通過這種方法，我們可以獲得步態(tài)的力學參數(shù)，如足底壓力分布、空間各方向的分力、與地面的支撐反作用力等。通過這些參數(shù)，我們可以對行走的穩(wěn)定性、對稱性等進行評價。目前這一技術(shù)已經(jīng)比較成熟，典型的有kistler測力臺和AMFI測力臺。測力臺所得力學參數(shù)與數(shù)碼影像分析所得的時空參數(shù)相結(jié)合，綜合人體相關(guān)生理知識，我們已經(jīng)能夠?qū)Σ綉B(tài)進行較為精確的描述。

1.5步態(tài)分析系統(tǒng)法

它由計算機、測力板和測角儀組成，利用隨身攜帶的單片機，記錄由測角儀測得的關(guān)節(jié)角度信號，并由與測力板以及安裝在步行道上的壓力開關(guān)相連的光電裝置，控制單片機和測力板的同步周期采樣，測試完畢后，用串行通訊方法將單片機的采樣信號輸入計算機處理，而整個步行采用無電線連接測試，并針對以往簡易步態(tài)測試裝置不能確定人置的不足，建立了能確定著地足位置的積分方程，再利用測角儀測得的關(guān)節(jié)角度信號和用多剛體力學建立的人體步行運動學、動力學程序，使得它像各種先進的紅外步態(tài)分析系統(tǒng)一樣，計算出步行的各種能量變化、人體行走位置、關(guān)節(jié)受力和肌肉力矩等。我國也開展了各種簡易步態(tài)分析系統(tǒng)的研究，較有代表性的工作有：微機化步態(tài)分析系統(tǒng)［4］和靴式步態(tài)分析系統(tǒng)［5］。

2.步態(tài)研究的進展及對人類健康所作的貢獻

2.1對不正常步態(tài)的研究及對人類健康的貢獻

所謂不正常步，即步態(tài)特征的變化超出正常范圍。whittle（1996）列出四點被視為不能正常行走的特點，一是兩腿不能交替支持人體重量，二是在單腿支撐時不能靜力性或動力性保持平衡，三是擺動腿不能前擺到一位置上從而變?yōu)橹蔚淖饔茫氖橇α坎蛔阋粤钕轮苿拥耐瑫r帶動上肢。異常步態(tài)有時很明顯僅憑肉眼觀察就可看出，而有時必須通過實驗儀器才可以得出步態(tài)異常。

近年來，以步態(tài)分析的方法來評估及治療肌肉骨骼和神經(jīng)方面的研究發(fā)展迅速，并由此進一步推動了對不正常步態(tài)的深入研究。這方面的研究很多，如劉永斌［6］等人對三截一癱殘疾者進行步態(tài)測試，以反映人體行走姿態(tài)變化時間歷程的周期、時相及反映支撐反力的三維離曲線為基礎(chǔ)，用特征函數(shù)的基本概念進行歸類組合，提出5個相應(yīng)的經(jīng)驗公式，以此對三截一癱患者的行走功能進行評定。Rozendal［7］等通過三維步態(tài)分析系統(tǒng)提供三維平面的地面與反力的向量圖，繪出偏癱病人足―地接觸力的向量環(huán)，可以發(fā)現(xiàn)健側(cè)和患側(cè)下肢的力量環(huán)和形態(tài)明顯不同，借此可客觀評定步態(tài)異常機理。Granataetal.（2000）［8］通過步態(tài)分析，研究延長肌腱的治療方法對兒童腦癱病人的影響，等等。除此以外，臨床步態(tài)實驗室也在不斷增加。對于不正常步態(tài)的研究，可以幫助早期偏癱、腦癱等功能性疾病的診斷，還可以通過矯正促進疾病的恢復(fù)。醫(yī)學界正在越來越多地應(yīng)用步態(tài)研究成果為人類健康服務(wù)。

2.2對正常步態(tài)的研究及應(yīng)用

一個正常的步態(tài)周期，通常由腳跟著地開始，至同側(cè)腳跟再次著地為止，包括支撐和擺動階段［9］。對正常步態(tài)的研究主要是從步態(tài)的時間、空間、時―空、力學等參數(shù)入手研究各年齡段、各類不同職業(yè)的群體、不同形體特征的步態(tài)差異，對人類的步行規(guī)律及相關(guān)影響因素進行探討。

國內(nèi)外研究主要集中于老年人、兒童等特殊人群的步態(tài)。而對于成年人特別是與步態(tài)與運動能力的關(guān)系的研究較少。如Hills and parker（1991）［10］研究表明身高與步幅顯著相關(guān)。Mann and hagg（1980）研究表明，正常兒童以自然步速行走，支撐時間是整個步行周期的62%，且支撐時間似乎并不隨年齡而變化。只有在步行節(jié)奏改變時，如跑或快速步行時變化才比較明顯，其他學者的研究也支持了這一點。另外，granata，abel，anddamiano（2000）［11］對下肢關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)角速度的變化做了研究，指出步行時關(guān)節(jié)角度的大小是與肌肉的活動和發(fā)力是相關(guān)的。北京體育大學趙芳、周興龍等（1996）［12］分析139名普通中老年人在正常步行下的步態(tài)，其目的是研究從中年到老年這一衰老過程步態(tài)指標的變化，希望能將步態(tài)指標作為中老年人體質(zhì)衰老的評價標準。另外，一些學者對肥胖兒童、長期負重、高跟鞋等對步態(tài)的影響也做了一些研究。這些研究對于人體步態(tài)矯形，塑造人的形體美，以及利用人體步態(tài)參數(shù)為肢體殘疾者制作合適的假肢，促進青少年形體的健康發(fā)展等起到了巨大的作用。不足的是對健康成年人步態(tài)與身體功能、步態(tài)與人體運動功能關(guān)系的研究還較少，相信隨著研究手段的日益完善，這方面會取得較大的進步。

3.討論

3.1隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對步態(tài)研究的方法也日益完善。從原始的觀察法、走紙法等發(fā)展到準確全面的影像技術(shù)、測力臺技術(shù)和步態(tài)測試系統(tǒng)。國內(nèi)外很多學者仍然在努力嘗試研究更為科學的研究方法，并且陸續(xù)有報導(dǎo)。另外，因應(yīng)醫(yī)學上對病態(tài)步態(tài)分析應(yīng)用的要求，臨床步態(tài)實驗室不斷增加，并且朝向?qū)嵱眯?、準確性、系統(tǒng)性、低成本方向發(fā)展。

3.2隨著研究方法的不斷進步，步態(tài)研究也在不斷深入，通過對正常步態(tài)從時間、空間、時間―空間、力學等參數(shù)的測定，對人體正常行走的規(guī)律及不同人群的步態(tài)特征的研究也取得了很大的成功。對一些特殊形體如肥胖、長期負重及等人群的步態(tài)也開始研究。這些研究對評價人體行走功能、矯正不正常步態(tài)等提供了科學的依據(jù)。病態(tài)步態(tài)方面的研究如“三截一癱”者步態(tài)，為科學診斷及恢復(fù)治療、恢復(fù)評定提供了重要參考。不足的是，對步態(tài)與運動功能的關(guān)系，健康成年人步態(tài)與身體功能的關(guān)系等的研究還較少，希望這方面能夠引起研究者的重視。

參考文獻：

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［2］陸明鋼等.步態(tài)參數(shù)的測定.上海大學學報（自然科學版），1998，4：87-91.

［3］張瀟等.運用三維測力臺系統(tǒng)對正常人步態(tài)的分析.醫(yī)用生物力學，1996.，4：211-215.

［4］徐乃明等.微機化步態(tài)分析系統(tǒng)的研制.中國生物醫(yī)學工程學報，1990，9，（1）：13-207.

［5］門洪學等.靴式步態(tài)分析系統(tǒng)的研制與應(yīng)用.等.中國生物醫(yī)學工程學報，1991，10，（3）：142-148.

［6］劉永斌等.行走功能定量評定方法研究.中國康復(fù)理論與實踐，1996，4，154.

［7］Rozendal RH，et al.Arch Phys Med Rehabil，1987，68：763.

［8］Granata，K.p.，Abel，M.F，Damiano，DL.Joint angular velocity in spastic gait and the influence of muscle-tendon lengthening.Journal of Bone and Joint Surgery，2000，82，（2）.174-186.

［9］吳劍，等.人體行走時步態(tài)的生物力學研究進展.中國運動醫(yī)學雜志2002，3：305-309.

［10］Hills，A，p.parker，A.W.Locomotor characteristics of obese children.Child：Care，Health and Development，1991.18：29-34.

篇(5)

關(guān)鍵詞：有限元法；手部；建模；生物力學

1 有限元法的發(fā)展歷史及在人體生物力學中的運用

1.1有限元法的發(fā)展歷史 有限元法（finite elementsmethods，F(xiàn)EM）即有限元素法[1]，是一種在工程科學技術(shù)中廣泛應(yīng)用的數(shù)學物理方法，用于模擬并解決各種工程力學、熱學、電磁學、生物力學等問題。其基本思想是把一個由無限個質(zhì)點和有無限個自由度構(gòu)成的連續(xù)體劃分為有限個小單元體組成的集合體，用離散化的有限單元模型代替原有物體。通過對每個單元的力學分析，獲得整個連續(xù)體的力學性質(zhì)。有限元法最早可上溯到20世紀40年代?，F(xiàn)代有限法的第一個成功的嘗試是在 1956年，Turner、Clough等人在分析飛機結(jié)構(gòu)時成功應(yīng)用有限元法求解。1960年，Clough第一次提出了"有限元法"概念，使人們認識到它的功效。我國河海大學教授徐芝綸院士首次將有限元法引入我國，對它的應(yīng)用起了很大的推動作用。

1.2有限元法運用于人體生物力學研究 1972年，Brekelmans[2]等首次報道將有限元分析方法應(yīng)用于生物力學方面研究。80年代后，應(yīng)用范圍逐步擴展到顱面骨、頜骨、股骨、牙齒、關(guān)節(jié)、頸椎、腰椎及其附屬結(jié)構(gòu)等生物力學研究中。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展、分析工具的完善以及實踐的增多，有限元方法顯示了極大的優(yōu)越性并已逐漸成為研究人體生物力學的重要手段。人體力學行為研究基本無法采用傳統(tǒng)的力學實驗方式來進行，因而有限元建模愈來愈成為深化人體認識的有效措施?；谟邢拊浖找嫱晟频慕９δ芗凹嫒谄渌嬎銠C輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）軟件特性，真實再現(xiàn)三維人體骨骼、肌肉、血管、器官等組織成為可能，并在虛擬現(xiàn)實實驗中，通過材料賦值、幾何約束、固定載荷等過程，對擠壓、拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、三點彎、抗疲勞等力學實驗進行模擬，能求解獲得給定實驗條件下模型任意部位變形、內(nèi)部能量變化、應(yīng)力/應(yīng)變分布、極限破壞等數(shù)據(jù)[3]。

1.3有限元法在人體生物力學研究中的建模思路 有限元建模即建立為數(shù)值計算提供原始數(shù)據(jù)的計算模型，需要通過建立幾何模型、材料賦值、網(wǎng)格劃分、施加約束與載荷，最后進行求解等步驟實現(xiàn)，是有限元法仿真試驗最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。摸型的幾何相擬性直接影響計算的結(jié)果，醫(yī)學有限元模型的建立首先需要獲得人體特定部位的幾何數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以從幾何參數(shù)設(shè)定、激光掃描、標本切片和磨片以及醫(yī)學影像圖像獲得。其中醫(yī)學影像法最為以無創(chuàng)的方式提供了高精度的人體解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)，基于醫(yī)學影像技術(shù)建模是目前人體有限元建模的主要手段，可以實現(xiàn)人體解剖結(jié)構(gòu)的可視化乃至生物力學仿真的有限元模型。包括X射線、超聲、CT、MRI等途徑，其中CT掃描是主流方式，CT結(jié)合MRI是新亮點。

通過X射線照片方式建模是指利用不同方位的多幅X射線照片獲得幾何數(shù)據(jù)重建三維模型，是一種經(jīng)濟、可行的方式。但因信息獲取不完整，建模過程復(fù)雜，對研究者經(jīng)驗要求較高，現(xiàn)行醫(yī)學有限元建模中應(yīng)用較少。還有研究者基于超聲影像技術(shù)建模，如趙婷婷[4]等基于超聲建立了乳腺有限元模型；張桂敏[5]等在研究二尖瓣狹窄患者二尖瓣下游湍流剪應(yīng)力變化方面，運用超聲影像圖像建立了二維有限元模型，為心瓣流體力學研究探索新的方法學途徑。目前基于超聲的有限元分析研究多集中在機械制造、土木工程等領(lǐng)域，并多采用二維有限元法分析，還沒有注意到與醫(yī)學相關(guān)的基本超聲影像技術(shù)的三維有限元研究相關(guān)報道。這或許是因為基于超聲影像技術(shù)的力學研究本就較少，三維、四維超聲的概念提出較晚，與重點應(yīng)用在工程技術(shù)方面的有限元法結(jié)合運用更是鮮有。相較X線與超聲而言，CT/MRI圖像法在醫(yī)學有限元建模中應(yīng)用更為普遍。MRI技術(shù)具有很高的組織對比分辨率、解析高以及無離子化輻射等特點，能清晰顯示人體結(jié)構(gòu)的組織學差異和生化變化?；贛RI圖像能獲得細致的幾何模型。但MRI偏向于對肌腱、韌帶等軟組織的分辨，對骨的分辨不如CT清晰。此外，目前國內(nèi)常用的核磁共振機掃描層厚和掃描間距一般都在2mm以上，無法獲得更詳細的幾何數(shù)據(jù)，影響到重建圖像的清晰度精確性。基于CT掃描獲得幾何數(shù)據(jù)的建模的方法目前應(yīng)用最為廣泛。CT根據(jù)密度不同來確定信號的強弱，可以通過調(diào)節(jié)掃描條件，使任何復(fù)雜形態(tài)和各種密度的組織都有較高的分辨率，適用于任何復(fù)雜形態(tài)和各種密度的三維結(jié)構(gòu)。可清晰顯示骨與軟組織的邊界，通過醫(yī)學成像系統(tǒng)能獲得骨骼比較準確的幾何數(shù)據(jù)，其不足之處在于對軟組織的分辨率相對較低，無法從醫(yī)學成像系統(tǒng)獲得準確的肌肉、韌帶、腔等組織幾何數(shù)據(jù)，須參考相關(guān)解剖資料。CT/MRI數(shù)據(jù)重建的三維模型，能夠真實的再現(xiàn)被掃描對象的表面特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，CT的空間分辨率高于MRI，CT對骨組織與軟組織邊界顯示更為清晰，而MRI的對比分辨率高于CT，特別是軟組織對比明顯優(yōu)于CT。通過CT結(jié)合MRI法將能融合二者優(yōu)勢，但對研究者圖像處理技術(shù)有更高的要求。通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前CT提取骨組織結(jié)合MRI提取軟組織方法的研究報道較少。徐志才[6]等基于CT影像數(shù)據(jù)構(gòu)建了包含股骨、脛骨和腓骨的實體模型，并基于MRI影像數(shù)據(jù)構(gòu)建了包含股骨軟骨、脛骨軟骨、內(nèi)外側(cè)半月板和內(nèi)外側(cè)副韌帶的三維實體模型。將CT和MRI影像數(shù)據(jù)進行配準融合，獲得包含骨性和非骨性結(jié)構(gòu)的膝關(guān)節(jié)三維實體模型。

2 有限元建模的常用軟件

人體生物力學有限元模型的精確性對有限元分析結(jié)果的合理性有直接影響。三維重建技術(shù)與有限元方法及其他虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合是未來發(fā)展的方向，這有賴于這些集成強大圖像處理功能的有限元軟件的發(fā)展。常用的建模輔助軟件有：MIMlCS、MATLAB、CAD、Geomagic Studio等軟件。其中最常用的是MIMlCS軟件，它的FEA模塊可以將掃描輸入的數(shù)據(jù)進行快速處理建立3D模型，然后對表面進行網(wǎng)格劃分以應(yīng)用在有限元分析中。它還可基于掃描數(shù)據(jù)的亨氏單位對體網(wǎng)格進行材質(zhì)分配。MIMICS的網(wǎng)格重劃功能能方便地將不規(guī)則三角片轉(zhuǎn)化成趨近于等邊的三角片，顯著提高STL模型的質(zhì)量和處理速度，對輸入數(shù)據(jù)進行最大限度的優(yōu)化，目前版本已發(fā)展到MIMICS17.0?，F(xiàn)常用有限元軟件有：Ansys、ABAQUS、NASTRAN、COSMOS等。其中最常用的是Ansys軟件，目前版本已發(fā)展到Ansys15.0。

3 手部三維有限元的運用進展

手部因其解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運動靈活精細、力學分析困難的周圍組織對手部力學因素有重要影響等方面原因，研究較人體其它部位明顯偏少。在工程領(lǐng)域方面，楊德偉[7]等基于CT掃描數(shù)據(jù)結(jié)合ABAQUS軟件建立了手抓握模型。幾何模型通過人手CT掃描后簡化處理得到，建立的手模型簡化為以皮膚、肌肉、神經(jīng)、血管等軟組織為整體的軟組織模型和手部骨骼模型兩部分，手部復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)未曾細化。抓握功能通過參數(shù)約束、程序運動規(guī)劃控制下實現(xiàn)，而并非基于神經(jīng)肌電活動模擬，也非通過骨、肌肉施加荷載得到，本模型在工程領(lǐng)域有一定實用價值，但遠不能滿足醫(yī)學研究的需要；陳志翔[8]等在研究機器人虛擬手過程中，通過參考手部解剖結(jié)構(gòu)，建立手部肌肉模型，并以程序設(shè)計約束指間運動關(guān)系，通過控制肌肉收縮量來實現(xiàn)手指運動，較好的擬真了手指運動機理。但模型基于數(shù)學方程人為控制，而非通過人手實際解剖結(jié)構(gòu)獲得。在醫(yī)學領(lǐng)域方面，Carrigan等[9]通過CT掃描，最先建立了包括韌帶、軟骨、8塊骨骼在內(nèi)的手腕關(guān)節(jié)復(fù)合模型；國外的Ko等和國內(nèi)的郭欣等[10]都建立了腕管的三維有限元模型，為進一步探討腕部結(jié)構(gòu)的力學行為提供了一個可操作的平臺；Anderson等[11]最早通過腕關(guān)節(jié)三維有限元模型模擬了創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎病理改變；Bajuri MN[12]等通過CT掃描，參照診斷標準，建立了首例類風濕性關(guān)節(jié)炎患者腕關(guān)節(jié)三維有限元模型。國內(nèi)其它學者也以解決臨床問題為出發(fā)點，對手的部分結(jié)構(gòu)三維有限元模型的建立進行了積極的探索，如孟立民[13]建立了第一、二掌骨和大多角骨三維有限元模型，并模擬Bennett骨折和微型外固定器外固定及克氏針內(nèi)固定治療情形，研究兩種治療方法優(yōu)劣問題；董謝平等[14]以中國力學可視人原始資料為依據(jù)，構(gòu)建帶軟組織的正常手腕和佩帶腕保護器手腕的三維有限元模型，驗證了腕保護器防護腕部骨折的有效性；顏冰珊等[15]建立了正常下尺橈關(guān)節(jié)三維有限元模型研究了前臂橈骨骨折的臨床問題；張浩[16]等基于現(xiàn)有個人電腦平臺，建立了腕關(guān)節(jié)有限元模型，進一步證明利用醫(yī)學圖像處理軟件和三維重建軟件準確、快捷地構(gòu)建腕關(guān)節(jié)的三維有限元模型有可行性。

4 小結(jié)

手部建模是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域研究的熱點之一，在工程領(lǐng)域主要是機器人手的擬真研究，尤重抓握功能，在醫(yī)學領(lǐng)域更多涉及腕關(guān)節(jié)這一部分結(jié)構(gòu)，囊括手部骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶、筋膜、血管、神經(jīng)、皮膚等組織結(jié)構(gòu)較完整的手部有限元模型尚未見諸報道。手部的骨骼、關(guān)節(jié)數(shù)目較多、相互關(guān)聯(lián)較復(fù)雜，是一個復(fù)合性的機械結(jié)構(gòu)，在建模時要同時考慮到骨骼、關(guān)節(jié)面、韌帶、肌腱及其它周圍組織在生物力學中的作用。目前，手部有限元建模研究較人體其它部位少，還沒有形成較完整、成熟的模型，更沒有統(tǒng)一的建模標準。如何將三維可視化手建成物理手的有限元模型是現(xiàn)階段研究難點，也是實現(xiàn)虛擬生理手模型建立的必然階段，相信隨著計算機技術(shù)的進步及多學科更好的融合，手部有限元模型研究將有更為廣闊的前景。

參考文獻：

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篇(6)

【關(guān)鍵詞】脊柱；轉(zhuǎn)移性腫瘤；外科治療

【中圖分類號】R738.1 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）04-0186-02

脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤不僅是脊柱腫瘤中一種非常常見的腫瘤，還是脊柱性腫瘤外科治療的一個重要方面。對于脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者來講，脊柱一旦發(fā)生轉(zhuǎn)移，其在生存的時間上非常有限，為此，脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者在何種情況下需要實施外科手術(shù)治療成為了臨床工作中一直所在研究的重點?；诖耍墨I選取醫(yī)院的32例脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者，對他們在臨床治療中所采取的外科治療效果進行了分析和總結(jié)，現(xiàn)報道如下。

1資料與方法

1.1臨床資料

在醫(yī)院與2010年3月-2011年3月所收治的32例脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者中，男性15例，女性17例，年齡35-74歲，平均年齡為54.5歲。32例患者經(jīng)病理檢查均證實為脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤，原發(fā)性病灶主要為乳腺癌、前列腺癌、食管癌、肺癌等，病癥的臨床表現(xiàn)主要為背部疼痛或上下肢、雙上肢麻木、無力，胸腰椎病理性骨折。

1.2方法

手術(shù)前對32例患者進行常規(guī)性的檢查，對于原發(fā)性病灶未知的患者，仔細檢查他們?nèi)菀装l(fā)生骨轉(zhuǎn)移的部位。然后，根據(jù)患者在X片、CT等檢查結(jié)果，對生存時間預(yù)計超過半年以上的患者實施外科治療。經(jīng)檢查，本次32例患者均能實施外科治療。

本次脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者的外科治療針對患者的病情予以實施，針對單發(fā)椎體轉(zhuǎn)移灶患者采取前路或后外側(cè)入路切除腫瘤，重建脊柱穩(wěn)定性或單純的PVP手術(shù)方法進行治療[1]。針對多發(fā)脊柱轉(zhuǎn)移灶患者，對伴有脊柱失穩(wěn)或有神經(jīng)壓迫的節(jié)段實施后側(cè)入路椎體病灶切除、椎弓根螺釘內(nèi)固定、骨水泥充填、后路內(nèi)固定、單純后路椎板切除減壓的方法進行治療，同時，對于多發(fā)脊柱轉(zhuǎn)移灶不不伴有結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)或神經(jīng)壓迫的節(jié)段也可采取PVP手術(shù)[2]。手術(shù)結(jié)束后，根據(jù)患者的不同身體狀況給予抗生素治療，以預(yù)防感染的發(fā)生，行開發(fā)性手術(shù)的患者，傷口留置負壓引流，并在術(shù)后的一到兩天內(nèi)將引流管拔除，根據(jù)患者的病理結(jié)果，可給予一定的化療或放療治療[3]。

1.3觀察項目與方法

根據(jù)疼痛強度視覺模擬評分VAS和Frankel分級對脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者治療前后的疼痛感和脊柱神經(jīng)系統(tǒng)功能的恢復(fù)情況進行評估，并分別記錄好治療前后的隨訪結(jié)果[4]。

2結(jié)果

3討論

臨床研究表明，任何形式的惡性腫瘤均能夠想骨骼方向轉(zhuǎn)移，而脊柱是其中最為常見的一個轉(zhuǎn)移部位。在轉(zhuǎn)移性腫瘤中，從轉(zhuǎn)移發(fā)生的概率分析，腫瘤骨轉(zhuǎn)移具有“親骨性”和“厭骨性”兩種。親骨性轉(zhuǎn)移中，前列腺癌是最為明顯的，轉(zhuǎn)移率高達80%以上，其次為乳腺癌、肺癌，厭骨性轉(zhuǎn)移中，隨著當前此類腫瘤患者發(fā)病率的不斷上升，轉(zhuǎn)移發(fā)生的概率也是隨之不斷的增加著，而對其治療方案的選擇也一直成為著當前醫(yī)學界所非常關(guān)注的話題[5]。

隨著現(xiàn)代外科手術(shù)和影像學技術(shù)水平的不斷提高，臨床治療脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤中將外科手術(shù)應(yīng)用到了其中。從提高脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者的生存時間上考慮，外科手術(shù)的實施需要多采用盡量控制患者疼痛癥狀、改善和維持患者的脊柱功能、神經(jīng)等方面，因此，外科手術(shù)實施中，首先需要在手術(shù)前對患者進行全身性的檢查，以便對患者手術(shù)實施策略的制定，而在外科手術(shù)的進行中更是需要從患者的全身狀況和脊柱的不同轉(zhuǎn)移情況出發(fā)。在本文此次對32例脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者采取外科治療的結(jié)果分析上，32例脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者在實施外科手術(shù)中，從患者脊柱轉(zhuǎn)移的單發(fā)或多發(fā)轉(zhuǎn)移、全身的不同狀況出發(fā)選擇不同的手術(shù)方案，治療后一個月，與術(shù)前相比，術(shù)后的疼痛感逐漸有重度疼痛向輕度疼痛轉(zhuǎn)移；術(shù)后3個月對患者的脊椎神經(jīng)系統(tǒng)功能進行評估，和手術(shù)前相比較，脊柱神經(jīng)功能逐漸的由A級向E級轉(zhuǎn)移，脊柱功能逐漸好轉(zhuǎn)。

綜上所述，脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤患者采取外科治療的方法，不僅能減輕患者治療中的疼痛感，還能對患者的神經(jīng)功能進行維護，對患者生存質(zhì)量和生存率的提高非常重要，值得在臨床中廣泛的推廣與應(yīng)用。

參考文獻

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篇(7)

[中圖分類號]R622　[文獻標識碼]A　[文章編號]1008-6455(2000)05-0386-03

計算機圖像處理技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛,近20年來已成為整形外科領(lǐng)域研究應(yīng)用的方向之一。本文將國內(nèi)外近年來有關(guān)計算機圖像處理技術(shù)在整形外科面積測量與結(jié)構(gòu)分析、手術(shù)設(shè)計與模擬、術(shù)中導(dǎo)航、輔助預(yù)制假體、軟組織生物力學分析、計算機整形專家系統(tǒng)等領(lǐng)域的具體應(yīng)用進行了綜述,并提出了需解決的問題及今后主要的發(fā)展方向。

1　具體應(yīng)用領(lǐng)域

1.1　面積測量與結(jié)構(gòu)分析　1983年,Hilger等[1]首次將計算機圖像技術(shù)用于鼻成形術(shù)形態(tài)測量和結(jié)構(gòu)分析。1987年,美國試制成功第一臺由計算機與錄像設(shè)備組成的整容檢測儀并投入應(yīng)用。1988年至1992年,Papel等[2～4]都先后采用計算機技術(shù)對人體,特別是面部形態(tài)進行了測量與分析。國內(nèi)1990年王大章等[5,6]開始在口腔整形方面應(yīng)用計算機進行測量分析、輔助診斷、療效預(yù)測等研究。1995年,王積恩等[7]對鼻形態(tài)12個項目進行了計算機測量分析,胡志奇等[8]報告了120例隆鼻術(shù)前后做形態(tài)測量與統(tǒng)計分析的結(jié)果。同年,王大為等[9]用記錄像素點個數(shù)測量面積的方法,精確測算了外擴張所得的二維平面"額外"皮膚面積,1999年,胡華新等[10]則將三維皮膚表面用紙基乳膠膜取模后轉(zhuǎn)化成二維平面,采用類似的測量方法對三維空間的擴張皮膚面積進行了測量,最大誤差小于3%。1997年,Namnoum等[11]曾用計算機重建了人類胎兒人中部位的肌纖維與皮膚組織的三維結(jié)構(gòu),幫助人們正確認識了該部位的解剖結(jié)構(gòu)及人殊形態(tài)形成的機理。醫(yī)學圖像能直觀準確地提供診斷信息,作為手術(shù)的重要依據(jù)和指導(dǎo),這對以改善外觀形態(tài)為主要目的的整形外科尤為重要。用計算機進行形態(tài)測量與分析,較傳統(tǒng)的手工測繪與肉眼觀察,除簡便、迅速、可滿足大樣本多參數(shù)測量外,還可精確測算細微差別或不規(guī)則面積,并可結(jié)合黃金分割等進行美學分析。

1.2　手術(shù)設(shè)計與模擬

1.2.1　CAS、CAPS和Simulation Surgery的概念　CAS是Computer-Aided Surgery的縮寫,即計算機輔助外科,指一種全新的模擬仿真及術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng),對于面部整形手術(shù)而言有計算機化的手術(shù)設(shè)計與模擬系統(tǒng)(Computerized Surgerical Planning and Simulation Surgery System),該系統(tǒng)用于術(shù)前設(shè)計、術(shù)中導(dǎo)航、假體的輔助設(shè)計與移植模擬,目前已有商品化的產(chǎn)品問世[12]。應(yīng)用CAS系統(tǒng)需要以下條件:①手術(shù)小組;②成像設(shè)備;③精確的定位裝置;④交互圖形工作站;⑤三維可視化軟件。一般步驟是:①圖像采樣;②空間三維位置測量;③體數(shù)據(jù)的抽取與處理;④三維顯示及交互處理等[13]。1995年,Pieper等[14]又提出了CAPS(Computer-Aided Plastic Surgery)即計算機輔助整形外科的概念,并報道了他們初步開展CAPS的情況。日本的Fujino等[15]最早提出和補充了Simulation Surgery,即模擬外科的概念,并將其分為經(jīng)驗?zāi)M外科(即術(shù)者憑經(jīng)驗在頭腦中模擬手術(shù)的過程)和計算機模擬外科兩類。對于后者,術(shù)前即可在顯示器上或按測量數(shù)據(jù)制作的實體模型上觀察到感興趣區(qū)域的三維解剖結(jié)構(gòu),并模擬可能的外科操作。以下按顯示方式分類介紹其應(yīng)用情況。

1.2.2　在計算機上進行手術(shù)設(shè)計與模擬　1992年,Theodore等在計算機屏幕上對面部皮瓣進行簡單設(shè)計與模擬,計算機被用作一張繪圖紙。1993年,唐勝建等[16]采用計算機成像技術(shù)輔助面部手術(shù)設(shè)計與效果預(yù)測,臨床驗證312例,取得初步效果。1997年,王大為等[17]報告了應(yīng)用自行研制的軟件,對隆鼻術(shù)患者術(shù)前圖像測量分析后通過灰度外推、坐標內(nèi)插等方法,模擬術(shù)后效果。1995年,Pieper等[14]報告了結(jié)合有限元數(shù)學模型的計算機輔助面部手術(shù)模擬系統(tǒng),可對顏面部的直線形傷口和菱形-W形皮膚成形術(shù)在計算機上進行設(shè)計與模擬,并預(yù)測術(shù)后效果。1993年,Altobelli等[18]進行了顱面整形手術(shù)的計算機輔助三維設(shè)計與模擬,以眼球作為定位基準,在計算機生成的表面顯示三維圖像上模擬截骨術(shù)和骨骼移動。1995年,Devauchelle討論了三維圖像技術(shù)與顱面整形的關(guān)系、計算機模擬手術(shù)的優(yōu)點及發(fā)展前景,并指出三維成像技術(shù)的目的在于術(shù)前把畸形和所需做修復(fù)的精確空間定位提供給術(shù)者。目前,整形外科三維圖像技術(shù)主要是基于CT掃描數(shù)據(jù)和計算機三維重建,故只能針對骨組織畸形或缺損,在顱面整形和牙頜面畸形矯治方面的應(yīng)用較多,而在軟組織結(jié)構(gòu)與表面形態(tài)方面的應(yīng)用,則因受圖像采集生成方式的限制而仍多限于二維平面。Altobelli提出計算機輔助整形外科手術(shù)設(shè)計與模擬的10條要求:①三維數(shù)據(jù)的高解析度采樣;②多個平面數(shù)據(jù)的三維重建;③交互式的圖像顯示與測量;④二維及三維解剖數(shù)據(jù)庫的用戶界面;⑤截骨術(shù)及骨塊位置移動的模擬;⑥軟組織手術(shù)的模擬和(或)骨骼移位對軟組織影響的模擬;⑦術(shù)中導(dǎo)航和對患者解剖及相應(yīng)計算機圖像記錄的方法學;⑧解剖模型和植入體的制作;⑨以往手術(shù)經(jīng)驗的知識數(shù)據(jù)庫;10運動學與生物力學分析。顯然,用計算機逼真地模擬手術(shù)過程對軟、硬件的要求非常高,而且是以鼠標、鍵盤為工具,外科醫(yī)生要能熟練操作才行,另外實際的手術(shù)器械及材料也無法在顯示屏上應(yīng)用,與實際手術(shù)操作情況差別較大,因此目前臨床應(yīng)用更多的還是實體模型。

1.2.3　在實體模型上進行手術(shù)設(shè)計與模擬　應(yīng)用計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)(Computer-Aided Design & Computer-Aided Manufacture,CAD/CAM),采用數(shù)控機床或激光加工工藝,根據(jù)插值處理后的CT和MRI數(shù)據(jù),可制造出輪廓光滑、與患者骨組織實際解剖結(jié)構(gòu)完全相同的個體化模型。1995年～1997年,Klimek等[19,20]采用"立體石版印刷技術(shù)"(Stereolithography)以光固化塑料為材料逐層迭加制成實體模型。1993年～1996年,Rose等[21,22]則用數(shù)控機床分別以聚丙烯酸甲酯、多聚氨基甲酸乙酯泡沫或樹脂加工制成實體模型。1993年,Kaneko等?[23]采用三維測量系統(tǒng)獲得健側(cè)耳數(shù)據(jù),作鏡像轉(zhuǎn)換后制出與之對稱的患側(cè)耳模型,應(yīng)用于7例小耳畸形,效果非常滿意。該方法的優(yōu)點有:①便于拿在手中對感興趣區(qū)的實際結(jié)構(gòu)在術(shù)前進行觀察研究,消毒后還可作為模板用在手術(shù)臺上,提高手術(shù)操作的精確度;②較計算機上模擬更加直觀,更可直接用手術(shù)器械在泡沫模型上模擬手術(shù)操作;③可用作直觀教具。但也存在缺點:制造成本高,需對CT數(shù)據(jù)進行插值處理才能保證模型邊緣光滑自然。

1.3　輔助預(yù)制植入體　由正常組織輪廓及缺損邊緣相減可得到植入體的數(shù)據(jù),再用CAD/CAM技術(shù)即可制出精確的植入體。這種植入體雖然成本高,但接合非常貼切,形態(tài)好,壽命長,還可在術(shù)前預(yù)制,縮短手術(shù)時間。1995年,Eufinger等[24]將該方法應(yīng)用于修復(fù)大面積顱骨缺損。1997年,Goto等[20]則在實體模型上以蠟封填缺損,再測量蠟融化后容積的方法計算缺損的體積,以指導(dǎo)自體植骨修補缺損時取骨量的多少。國內(nèi)吳煜農(nóng)等[25]嘗試了采用柵線投影光測法由健側(cè)與患側(cè)顏面部的高程差值得到硅橡膠植入體厚度的數(shù)據(jù),以指導(dǎo)植入體制作。

1.4　軟組織生物力學分析　結(jié)合有限元數(shù)學模型,對皮膚軟組織生物力學分析,可解決皮膚拉伸、縮短、扭轉(zhuǎn)中的非線性、時間依賴性和各向異性等以往方法難以解決的問題,方便地分析各種成形術(shù)中皮膚受力、縫線張力及其對皮膚軟組織重排的效果。Larabee和Galt于1986年用二維有限元模型與豬皮進行比較,分析了滑行推進皮瓣。Kawabata等[26]1989年對各種Z-成形術(shù)進行了力學分析。

1.5　計算機整形專家系統(tǒng)　即基于專業(yè)知識數(shù)據(jù)庫,存貯專家的知識與經(jīng)驗,及其手術(shù)設(shè)計中的各種選擇并對結(jié)果進行預(yù)測的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。此時計算機就象一本可用于培訓(xùn)或幫助分析決策的交互式教科書,可提供備選菜單,并根據(jù)使用者所做的選擇給出最佳手術(shù)方案及相應(yīng)結(jié)果。1994年王義彪[27]建立了小腿組織瓣手術(shù)方案優(yōu)選專家系統(tǒng),該系統(tǒng)選擇結(jié)果與專家的判定基本一致。

1.6　患者咨詢　計算機模擬和預(yù)測可直觀顯示手術(shù)過程及效果,為醫(yī)生提供了有說服力的手段,提高患者對手術(shù)的理解和對醫(yī)生的信任程度,加強醫(yī)患交流,減少糾紛。

1.7　圖像資料的管理　手術(shù)前、后照片對整形外科,特別是顏面部手術(shù)和美容外科非常重要,不但是患者咨詢、學術(shù)交流的重要資料,還是醫(yī)療和法律文件。計算機可采用多種檢索途徑及查詢方式調(diào)存資料,或附加某些指標做為分析因素,方便迅速、便于隨訪。我單位的魏清文等[28]已開發(fā)了專門軟件,效果滿意。

1.8　培訓(xùn)與教學　由于計算機在整形外科的上述諸多應(yīng)用,它對培訓(xùn)和教學作用也就不言而喻了。Papel在《應(yīng)用計算機成像技術(shù)進行整形外科教學和培訓(xùn)青年醫(yī)師》一文中曾明確指出這一點[2]。

2　亟需解決的問題目前計算機圖像技術(shù)已在小范圍內(nèi)應(yīng)用于整形外科領(lǐng)域,從文獻報道看都取得了良好效果,阻礙其推廣的主要是經(jīng)濟因素和技術(shù)因素。由于尚處于起步階段,經(jīng)驗少,往往需求助于計算機專業(yè)人員,圖像處理速度與精度尚難滿足臨床實際需要,而且模擬出的圖像、計算的結(jié)果也同手術(shù)實際情況存在一定的差距。①整形外科專業(yè)應(yīng)用軟件是制約計算機在整形外科應(yīng)用的主要因素,應(yīng)加強有關(guān)專門軟件的開發(fā)和普及。②臨床醫(yī)師對計算機操作的水平和熟練程度也是影響計算機在整形外科領(lǐng)域應(yīng)用的重要因素。

3　主要發(fā)展方向和展望

3.1　國際互聯(lián)網(wǎng)(World Wide Web,WWW)的發(fā)展與應(yīng)用可將本地CAS系統(tǒng)同具有超級計算能力的遠程計算中心聯(lián)結(jié)起來,實現(xiàn)三維圖像的分布式計算,從而使三維成像具有實時顯示能力。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還可實現(xiàn)遠程整形外科醫(yī)療、會診與咨詢,大大節(jié)省往返費用和時間[29]。

3.2　虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術(shù)與器官圖像數(shù)據(jù)相結(jié)合,使操作者有身臨其境的真實感,從而在虛擬患者身上進行手術(shù)模擬、醫(yī)師培訓(xùn)[30,31]。

3.3　將空間不規(guī)則表面圖像采集生成技術(shù)與有限元數(shù)學模型結(jié)合,應(yīng)用于皮膚擴張術(shù)或顱面外科,可實現(xiàn)對皮膚軟組織三維形態(tài)的精確計算、輔助設(shè)計模擬和預(yù)測。

3.4　通過加強對細節(jié)因素的分析與識別,實現(xiàn)計算機對病變部位的自動檢測識別、診斷甚至分型[29],這對于肉眼下不易辨別的疾病和組織深層畸形的診治尤其有意義。

3.5　與內(nèi)鏡和機器臂技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)復(fù)雜手術(shù)時對機器臂的可視化控制,從而使內(nèi)鏡整形外科邁入新階段[29]。計算機圖像技術(shù)已帶來許多革命性的進步,正在整形外科領(lǐng)域顯示出強大的生命力。可以預(yù)見,這一技術(shù)必將得到廣泛的普及和應(yīng)用,并進一步促進本學科的發(fā)展,有著廣泛的的前景。

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