生物医学论文

时间:2021-06-19 10:34:52 医学毕业论文 我要投稿

生物医学论文范文(精选8篇)

  在学习和工作的日常里,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。相信许多人会觉得论文很难写吧,以下是小编为大家收集的生物医学论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

生物医学论文范文(精选8篇)

  生物医学论文 篇1

  医学细胞生物学是高等医学教育的基础课程。它是一门从细胞显微、超微结构和分子水平等层次上研究细胞结构和基本生命活动规律的学科,是高等医学院校重要的必修课,很多医科大学把医学细胞生物学作为医学生面临的第一门基础医学课程。但同时,一年级新生对医学细胞生物学学习的重要性认识不够。如何激发学生的学习兴趣,增强学习的主观能动性,为后续的医学课程学习奠定良好基础,成为高校医学细胞生物学教改的重要内容。本文结合长期教学实践,谈谈教学中的心得体会。

  一、合理优化教学内容

  医学细胞生物学是医学生的基础课程,教材普遍篇幅较大、知识覆盖面很广,内容涉及许多后续的相关学科。学生觉得教学内容多,重点不突出。首先需要教师在有限的学时内,对教学内容进行合理取舍,和相关学科进行探讨,了解细胞生物学与它们的衔接、重复部分,做好对后继课程的引导作用。比如在讲授生物大分子时,重点讲解脱氧核糖核酸的化学组成和分子结构,对于其复制、转录和翻译,在生物化学课程中要重点学习,因此在这里只需要简单介绍中心法则即可。其次每章的授课内容要做到条理清晰、重点分明,引导学生理清知识脉络。要求学生有大局观,掌握整个知识体系,注重医学细胞生物学内容上的系统性与全面性。教学章节是以“细胞器”为单位,按照“显微、超微结构—化学组成—功能—和疾病的关系”为知识链讲解,将医学细胞生物学与其他课程相关知识点有机融合,使学生建立起细胞整体进行生命活动的概念,加强医学细胞生物学在基础理论内容上的系统完整与学科交叉性。同时,及时更新教学内容,将自己的科研工作及专家前沿讲座、学术报告等,引入课堂,保证教学内容的前沿性与科研性。在丰富学习内容的同时,开阔学生眼界。培养学生的医学学习能力,作为一年级医学生,要引导他们思考基础医学知识和将来的临床工作之间的关系,认识到学习基础医学课程的重要性。

  二、更新教学方法和形式

  1.理论课教学与临床联系的紧密性。

  作为医学生,关注所学的知识和将来的临床工作有何关联。同学觉得学习细胞膜、细胞核这些中学都知道的内容,今后的临床工作能用到吗?因此第一章绪论部分的讲授非常重要,要学生们明确医学细胞生物学是一门什么样的课程,和医学有什么样的关系,重点介绍细胞生物学近年来的前沿领域和重大发现,特别介绍了在医学领域的应用实例。如2010年的生理或医学诺贝尔奖,获奖内容是试管婴儿技术,2012年日本科学家研究可以重新编程的成熟细胞以及诱导多能干细胞,获得诺贝尔奖,对再生医学领域的影响,通过这些介绍,让学生切实地感受到细胞生物学和医学实践的相互促进和发展,并非只是毫无价值的基础理论,从而增强学生学习兴趣。医学细胞生物学与临床密切相关,在每一章节的教学中,也可以引入相关病案分析,比如在讲解受体介导的胞吞作用中,提出大家都比较熟悉的疾病高脂血症,介绍家族性高胆固醇血症的发病机制,学生对大分子的物质运输作用有了更深刻的认识。同时也使具体疾病和发病机理通过细胞生物学有了直观联系,引导学生在学习基础知识时增强了主动性和自觉性。

  2.BOPPPS教学法。

  在教学过程中,教师也要不断学习,引入先进的教学理念,并在教学实践中应用。笔者在山东大学教师培训中心培训中,学习了BOPPPS教学模式,是近年来北美诸多知名院校所采取的一种互动教学模式,并在教学实践中应用。BOPPPS式教学在加强教学反思、师生互动性等很多方面起到了良好的教学效果。BOPPPS式教学6个板块:

  (1)Bridge-in(导入),采用灵活多样的方式引入教学内容,激发学生兴趣。

  (2)Learning Objectives(学习目标),明确教学目标,让学生知道本次课的教学重点内容。

  (3)Pre-as-sessmen(t前测),了解学生的知识基础,为后续内容做铺垫。

  (4)Partici patory Learning(参与式学习),课堂教学的主体,通过提问、小组讨论等方式让学生参与,引导学生主动学习。

  (5)Post-assessmen(t课内评估),检测本次课的教学目标是否达到,评估学生的学习效果。

  (6)Summary(总结),对课堂教学的内容总结,强调教学目标,并引出下次课内容。例如在讲染色体时,首先问:大家知道唐氏筛查吗?这和临床妇产科相关,激发了学生的学习兴趣,引入了本次课的教学目标:学习染色体的组成、形态结构。学习染色体的化学组成时,提问学生以前学过的DNA的组成和结构,进而引入染色体结构的学习,在讲解染色体的基本结构单位———核小体时,采取了角色扮演的教学形式,请几位学生上讲台,利用自己的一只手当作组蛋白八聚体核心颗粒,围巾当作DNA链,缠绕组蛋白核心,另一只手当作组蛋白H1,每位同学是一个核小体。下面的同学可以同桌模拟。以前在讲解核小体组成和结构时,学生觉得很抽象,通过自己演示了核小体的结构,达到了很好的教学效果。最后总结核小体的组成和结构,并引入下一部分内容:染色体的二级结构。BOPPPS教学模式从教师教学组织实施层面,进行了“教学目标→教学行为→学习活动→教学评估→教学目标”的教学循环过程,督促教师有效地组织课程教学,从学生方面,改变了学生被动地听老师讲课,增强了师生互动,学生有机会更多地参与到课堂教学,提升了学生的学习兴趣,提高了学生自主学习的能力。

  三、加强网络课程建设

  随着信息技术的发展,网络在人们的生活和学习中占据了重要地位。对于教师而言,传统的教学模式受到了巨大的冲击,翻转课堂、慕课等新兴教育教学形式已对我国传统教育理念带来革命性变化,越来越多的教师已积极投身于这一生动实践之中。为推动高等教育教学质量提升,教师也要提高教育技术应用能力和信息化教学水平,引领教学内容和教学形式改革,推动信息技术与教育教学的深度融合,从而达到提高教学质量的目标。网络化学习具备学习资源充足、学习方式自由、不受时间限制等众多优势,结合传统课堂教学,对于当前课时数有限与教学内容增加的矛盾,能够在一定程度上缓解、弥补课堂教学的不足。课堂教学和网络课程结合起来,既发挥了教师引导、启发教学过程的主导作用,还可以给予学生更多的学习自主性,充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性、创新能力和人文精神等。教学过程中,教师可以提前在课程网站发布课前预习内容、相关参考资料等,课堂授课中利用多媒体教学,采用图像、视频、音效等多种方式激发学生的学习兴趣,在有限的课时里完成教学内容,课后教师通过网络课程平台上传课件、布置习题、批改作业及答疑等辅助教学活动,进一步强化学习效果。学生在课后可以自主分配学习时间,进入网络课程平台进行下载学习资源、复习、在线自测、实时讨论交流等学习活动。教师引导学生积极参与开放的网络课程学习。师生之间还可以通过网络教学资源,以及QQ、微信等网络交流工具进行学习和交流等。传统的课堂教学和网络课程学习相互融合,不断补充和完善,逐渐形成实践教学中有效可行的教学体系。这种教学模式发挥了课堂教学和网络化学习各自优势,突出了教师的引导作用,激发了学生的自主学习能力,同时培养了学生的协作和创新能力,并有效增强了师生间的交流互动,真正意义上实现教学相长,起到了很好的教学效果。

  四、加强实验教学,培养学生的科研素质和创新能力

  对于医学生而言,在理论学习的同时,动手实践能力是非常重要的,实验教学是理论教学的重要辅助手段。对于一年级新生,在医学细胞生物学实验中,第一次接触到实验动物,进行解剖操作,学生对仪器、动物充满好奇,反而容易忽略实验内容。在实验教学之初,应强调科学实验对医学生的重要性,掌握实验仪器的操作,重视实验基本操作能力的培养。例如显微镜的操作,是医学生最基本的技能,在将来的组织胚胎学、病理学等课程中,以及科研工作中都是必不可少的。强调实验操作的关键点,改变实验教学中“教师讲解—学生照做”的实验教学模式,尽量多给学生留下思考的空间和动手的机会,引导学生自主完成实验。实验教学中还应着重培养学生良好的实验习惯,增强主动学习的实践能力,对于部分有科研兴趣的学生,在完成验证性、综合性实验的基础上,可以开展组织开放性和设计性实验,开放实验室,学生通过查阅文献,运用已学习掌握的知识和技术,自主设计实验,通过采集、整理、分析和归纳资料,学生完成了从实验设计到实验实施,对实验结果进行分析讨论,乃至探讨进一步的研究设想等过程,培养学生的科研思维,提高其创新能力。综上所述,教学是一门艺术,教师要不断学习、思考、探索、总结,更新自己的知识体系,把各种新颖的教学方法运用到教学实践中,达到更好的教学效果,培养优秀的医学人才。

  生物医学论文 篇2

  [摘要]生物医学是一门新兴的学科,它是应用了生物学、医学和生命科学的理论和方法而发展起来。随着信息技术的高速发展,计算机科学已经深度参与和渗入到生物技术的研究之中了。生物医学应用多属于大规模计算密集型应用,而生物医学研究中也越来越频繁地涉及到大数据存储和高性能集群运算需求技术,所以需要采用大规模的计算环境支持。

  [关键词]生物医学;计算平台;管理模式;运行与维护

  近几年,随着生物医学应用的飞速发展,大规模生物医学应用计算平台正从传统的以计算集群为基础的网格环境向高性能计算环境快速发展,以承载和支撑大规模生物与医学为中心任务,充分利用其并行运算和大数据处理的能力,为大数据提供高效的处理和分析机制。

  一、生物医学计算平台的有效管理

  (一)生物计算平台发挥的作用以及工作宗旨

  其作为相对独立的辅助部门存在,为教学科研提供保障,最大限度地发挥资源的利用率,提供一流的生物医学计算和存储等服务工作。因此,计算平台是否能够按需求服务,科研和教学用户对平台服务是否满意,如何通过创建和创新服务而为生物医学研究创造更多的价值等一系列问题,依然是需要关注的重点问题。

  (二)生物计算平台所面临的建设、运营等主要问题

  一方面,各实验室和院所的发展对生物计算平台的建设提出许多新的挑战,需要长远目光和快速响应,比如每年的项目申报。另一方面,因频繁变化的业务使计算平台日常管理遭遇很多突发状况,如临时停电、软硬件技术故障、突击检查等,要求提前做好充分的准备工作。

  (三)生物计算平台服务管理的广度和深度

  生物计算机平台对人、基础设施、信息资产、其他资产的管理,范围广,涉及到的面多,只有抓住信息这个要素以信息管理为重点,以流程为指标,建立标准服务级别,并进行模块化管理。

  (四)定制的服务体系构架

  1)服务级别管理:计算机平台的核心使命是为各类用户提供满意的存储及计算服务,因此立足于平台的实际,针对不同用户的特点,制定和实施相匹配的用户服务协议,是衡量平台工作的核心标准之一。

  2)财务管理:计算机平台逐年累月积累下来的教学和科研经验,必须考虑投入和产出效益。因此,需要设计预算和计费管理、运维的管理、对外服务的管理等,费用约定应明确体现在服务协定上,这对改善计算平台的运维和服务质量,提升平台的使用平率都十分必要。

  3)持续可用性管理:作为一个重点建设,任务繁重的计算平台,必须在人员、技术、资产等方面进行持续管理。并必须明确计算平台服务需求,这样平台的工作目标才是明确的,这样优化和基础构架才有实用性。

  4)事故能力的管理:为避免用户违规、例外操作等造成的事故,计算机平台需要制定严格的服务质量标准,并在此基础上规范操作、记录操作事故现象、分析并给出报告,以达到与用户沟通、减少事故次数、提高服务质量的目的。计算平台需要通过合理的岗位设置,来实现各类服务,并通过对人员的培训,以及对资源的优化合理配置,来发挥计算平台投资的最大效能。

  5)问题配置管理:为兑现服务协议,降低事故损失,有必要开展事前分析,找出潜在因素,减少服务成本和对用户的影响。而合理地配置是计算机平台软件协同、高效工作的基石,对系统的配置项需要定期确认,以确保变更管理和日志。

  6)变更发布管理:科学试验的流程变更需要合理管理,因计算平台面向的用户众多,拥有的信息资源有限,而在实际过程中,用户的使用权限或端口会经常进行变更,所以用户出于自身需要对软硬件的变更也是变更管理工作的重点。为使IT技术信息透明化,应定期发布有关产品的配置项信息,而计算机平台通常使用可信第三方提供的软件产品。

  二、生物医学计算平台的合理化运维

  (一)生物医学计算平台下的用户维度

  在传统模式下,业务系统与物理服务器明确对应,而采用计算平台后,是利用虚拟服务器进行服务的,其数量会动态增减。如要查看客户满意度、群集开机率、任务按时完成率以及平均等待时间,都可以在计算平台中操作实施。因计算平台面向的用户面广,所以用户维度是关键。在为各类用户提供满意的计算平台服务,并达到与客户之间的良好沟通,才能对计算平台的使用率以及良好的信誉有很大的提升。

  (二)生物医学计算平台下科研项目与业绩的维度

  随着生物医学计算平台的发展,国家极度重视生物医学,为该科学投入了大量的物力财力,鼓励科研人员的积极参与,将计算平台累积下来的宝贵科研资源进行研究、分析、整合。在预算成本的控制范围内,科研工作者研究开发科研项目的同时,又为国家科研项目开源节流、控制成本,这对改善对外服务管理、项目成本以及完善计算平台都起到了极大的促进作用,为国家在科研上的可持续发展打开了便利之门。

  (三)生物医学计算平台下建立面向客户服务的虚拟化共享系统

  计算机平台下,协助客户运维管理部门实现从成本中心向价值中心的转化,突出体现在计算平台下科技价值体系的贡献与重要性。国家在计算平台下虚拟化的管理与技术还相对比较薄弱,所以这就要求在提高运维管理效率、降低运维资源投入的前提下,改善和提高计算平台的运行模式,让用户在虚拟化的系统下,有权共享系统资源。虚拟化共享系统根据用户可能需要的服务将进行分类,生成相应的虚拟机模板。系统自动会在用户提出申请需要时,从存储系统取出虚拟机模板,根据模板生成相应的虚拟机,并自动对其他所需资源进行配置,自动测定资源余量,然后提交到一个有资源余量的物理机上运行,最后给提出申请的用户进行分配。

  (四)生物医学计算平台下资源的优化使用

  在医院数据中心,提供的服务和很多业务系统的运行时间段不同,多数业务系统在白天的访问量较大,晚上则相对较小。服务器在采购数据时,峰值是日常值的几倍甚至几十倍,这就导致大部分日常时间中服务器多数空闲,资源浪费严重。在计算机平台下,虚拟服务与自动化服务相结合,可以使系统资源得到最优化的使用,可设定各系统的服务时间段,在系统使用量较小的时候,减少该服务使用数据量、释放其占用资源,将这些资源转交给其他服务和系统。也可关闭不提供服务的服务器,以节省电力。

  三、结语

  为了有效提高管理与运维效果,在生物医学计算平台的管理实践中,我们对其中的部分进行了因地制宜的修改、增减和实施,并在平台内部进行了相对严格的标准化和文档化记录。而生物医学计算平台的管理与运维对促进我国的生物医学技术,以及对现代化的可持续发展都有着积极的促进作用。

  [参考文献]

  [1]赵伯诚,朱元元,马锡坤.医云工程"实践与效果分析[J].中国数字医学,2013.

  [2]金岳辉,吴祯.虚拟化环境下IT运维自动化管理探究[J].中国金融电脑,2013.

  [3]刘军跃,李远志.运用PDCA循环实现绩效管理系统的有效沟通[J].商业研究,2006.

  生物医学论文 篇3

  摘要:生物医学工程,是综合了工程学、物理学、生物学、医学等学科,以预防和治疗疾病、保障人体健康为主要目的的新兴学科。生物医学工程致力于研发新的生物学制品和生物学材料,改进医疗技术,在现代医学领域中占有重要的地位。本文将追溯我国生物医学工程学科的发展历程,提出发展过程中存在的一些问题,为解决这些问题提供一些可行的策略。

  关键词:生物医学工程;学科发展;学科建设

  电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展,对现代医学产生了极大的促进作用,生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究,分析疾病的机理,从而制定有效的治疗措施,极大提高了现代医学的治疗水平。但是,我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中,也遇到了一些问题,必须对这些问题加以解决,才能够促进生物医学工程学科的发展。

  1生物医学工程的发展历程

  生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代,起源于美国。这一学科一经产生,就迅速受到世界各国的重视。1965年,国际医学和生物工程联合会建立,后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视,是因为具有广阔的应用前景,能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来,极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家,在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门,负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚,而且应用范围比较窄,仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面,生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。

  2我国生物医学工程存在的问题

  我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚,应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先,历史遗留的体制问题。我国的各级医院,负责生物医学工程的科室没有统一的名称,也没有明确的职责范围,各级医院都是根据自己的理解,设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况,具有很大的随意性。有些医院的生物医学工程部门只负责医疗设备和物资的采购,对医疗设备进行维修,而另一些医院的类似部门,不仅要负责医疗设备和物资的采购,还要负责生活用品的采购;有些医院的生物医学工程部门由医务处来管理,而另一些医院却将其列为后勤保障处的管理范围。这种学科建设上的混乱,极大程度地妨碍了生物医学工程的发展,导致人们对其产生了偏见,没有意识到生物医学工程的重要意义。其次,人员编制问题。我国很多医院在设立生物医学工程的相关部门时,为了方便医疗设备的维修,聘用了一些电工、钳工等专业维修人员。然而随着现代医疗技术的发展,医疗设备越来越精密,这些维修人员的水平已经远远不能满足生物医学工程的需要。如果医院不能够加强对员工的培养,建立起一支理论知识扎实、实践能力强、能够规范应用现代医疗技术的人才队伍,就会导致人员冗余,许多专业能力不足的人占据岗位,真正的人才难以被引进,不能对生物医学工程的发展起到促进作用。

  3我国生物医学工程的发展策略

  3.1明确生物医学工程的职责范围

  在一些生物医学工程发达的国家,医疗、护理、医学工程已经成为了医院发展的3个主要方面,这3大部门共同构成了现代医学的技术体系[2]。而在我国,医学工程的地位远远没有达到与医疗和护理平齐的地步,应用范围还比较狭窄,医学工程的作用还没有得到充分发挥。为了改变这种现状,我国的医院必须调整观念,强化对生物医学工程的建设和管理,明确地划分医学工程部门的工作范围,不仅要负责医疗设备的采购、安装、维修保养,还要做好下列工作。首先,医疗设备的安全性能调试。比如,目前我国医院所运用的先进医疗设备大多数依靠国外进口。但是,医院在引进设备的时候,往往只关注设备的技术水平和价格高低,忽视了医疗设备的插头问题。由于国内外医疗设备的插头标准不同,所以忽视插头问题,很容易导致花费大量资金引入的先进医疗设备无法在国内应用。另外,还有医疗设备的安全等级控制、设备之间的相互干扰问题,这些都是医学工程部门的工作内容。其次,医疗设备的保养。医疗设备的保养包括静态保养和东泰保养两个方面。静态保养就是建立医疗设备的维护保养制度,对设备的存放环境进行整顿;而动态保养则是根据设备的使用、消耗、故障情况实时进行的保养,比如检查设备的运行状况,及时进行故障诊断和维修,更换损害严重的部件等等。

  3.2完善医疗设备的管理制度

  在我国很多大型医院,都具备各种先进医疗设备,其固定资产的总额甚至能达到几百万、几千万。但是,这些医院当中,都存在一个共同的问题:只重视医疗设备的采购,而忽视了医疗设备的管理,医疗设备的管理制度不够完善,难以发挥医疗设备的最大性能,导致医疗设备闲置或者损坏。对此,我国的医院应当积极完善医疗设备的管理制度,以便能够最大程度发挥医疗设备的性能。比如说,将医院所有的医疗设备集中起来进行管理,而不是将医疗设备分属于各个科室,在各个科室需要使用设备的时候进行租赁。通过这种方式,就能够有效避免医疗设备的闲置状况,而且方便了医疗设备的统一维修与保养。

  3.3加强专业人才培养力度

  生物医学工程具有极高的科技含量,与众多高新科学技术成果都具有密切的联系。所以生物医学工程的从业人员也要具备相当高的科学素质,在具备应有的医学理论知识的同时,也要能够对各种先进医疗设备进行正确、规范地操作,制定针对患者身体健康状况的分析报告[3]。为了满足生物医学工程的发展需求,医院必须加强人才队伍的建设,着力培养生物医学工程的专业人才。医院要与各大高校进行合作,建立人才的引进机制,同时加强对内部员工的培养,制定激励制度来提高员工的学习热情。

  4结论

  生物医学工程对现代医学的发展进步具有促进作用,我国各级医院要明确划分医学工程部门的'工作范围,提高医学工程部门的地位,完善医疗设备的管理制度,加强专业人才的培养,促进生物医学工程的建设与发展。

  参考文献

  [1]于璐,苏娟,王颖,等.中国生物医学工程类科技论文近期发文的计量研究[J].生物医学工程学杂志,2014(6):1342-1345.

  [2]吕昊,张杨,荆西京,等.军事生物医学工程“信号与系统”实验教学改革的探索与思考[J].工业和信息化教育,2015(1):69-72.

  [3]司清海,董旭.生物医学工程专业人才培养的几点建议[J].实用医药杂志,2014(12):1151-1152.

  生物医学论文 篇4

  〔摘要〕随着医学技术不断发展,生物医学信号逐渐成为医学方面的一项重要的诊断技术。由于生物体的复杂性,生物信号还具有随机性强、信号弱、噪声强、频率范围低、周期性等特点,这导致在相似性分析时面临很多困难。该文提出了窗口斜率特征提取法,通过确定参数窗口阈值和网格高度,利用相关公式进行计算,用斜率变化规律对比相似波形。

  〔关键词〕生物医学信号;相似性;度量方法;窗口斜率法

  生物医学信号是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,可以反映出生物体所处的状态及生命情况等,生物医学信号不同于其他信号,具有本身的特征和测试方法。通常生物信号包括心电、呼吸、脉搏等,这些信号是生物生命活动的基本属性[1]。采集生物体内的信号后,可以根据信号的特征对生物体所处状态进行分析和研究,为诊断生物体器官功能并确定治疗方法提供可靠的依据。

  1生物体医学信号

  生物体不同信号的波形图。几种常见的心电波形图如图2所示,可以看出不同形态的生物体反映出不同的信号特征,进而反映在波形图上。医师可以根据波形图的特征对生物体的病情加以判断,从而进行针对性治疗。计算机和智能化技术的不断发展为生物信号诊断技术提供可靠的保证。正确地划分生物信号类别是医学内的重要保证。一般来说,对波形间的相似性程度进行划分类别,再对不同类别信号加以分析,可以缩短工作量,提高工作效率和分析的准确性,这是目前生物信号研究的发展方向。

  2相似性分析法

  指采用某种方法来描述和分析两者之间的相似度。相似性分析通常分为两个步骤:特征提取和表示以及相似性度量。由于生物体发出的生物自然信号能够随时间的推移而发生变化,因此可以把生物信号作为时序信号中的一种。对时序数据的分析目前已广泛应用,例如气象变化情况、石油勘探情况、股票走势数据等。可以看出时序数据具有很大的复杂性和计算量,其相似性度量会很大程度影响着分析的结果。生物信号同样具有上述特性,复杂多变是生物信号波形曲线形态的主要特征,因此其相似性分析要包括以下两个方面:一是从原始生物信号中提取特征信息,进行优化组合,作为表示特征向量;二是对特征向量进行相似性度量或分类。原始数列的特征提取对降低计算量有很好的帮助,通过只保留数列的主要形态,去除次要形态和细枝末节,提高数据分析的准确性。目前,特征提取的方法有很多,研究思路也各不相同。Keogh等[2]以时间序列为基础,输出的结果形式为线性分段,这种成为线性分段算法。主要方法是将数列表示为多段线性的直线,从而减少实验数据。这种线性分段算法的优点直观明了,可进行多解析多运算,支持各类测量方法,应用广泛。生物信号作为时间序列的一种,也存在复杂表现形式,因此在分析中会面临很多困难。基线漂移和时间轴的伸缩是生物信号最主要面临的问题[3-4],选择合适的距离度量方法,能够提高相似性分析的准确性。动态时间弯曲(dynamictimewarp,DTW)可以作为一种有效的解决方法,但它的缺点是时间复杂,应用并不广泛.

  3生物医学信号相似性分析的关键问题

  生物信号作为时序信号的一种,具有维数高、数据量巨大、噪声干扰严重的特点。但由于人体是一个复杂的自然系统,人体信号具有时序信号所没有的一些特点。

  3.1随机性强

  由于人体的个体差异性很大,所表现出的生理信号也会随之产生差异,比如年龄的差异、性别的差异等。人体健康与生病的生理信号,其差异性会更大。生物医学信号具有随机性,它的特征并不平稳,随着时间发生变化,这种变化为医学中的信号处理带来较大困难。

  3.2信号弱,噪声强

  一般直接从人体中检测到的电信号幅值比较小。因此,在处理各种生理信号之前要应用放大器。噪声是指其他信号对所研究对象信号的干扰,研究时需要对信号去除噪声再进行研究。

  3.3频率范围低

  经频谱分析可知,除声音信号(如心音)频谱成分较高外,其他电生理信号的频谱一般较低。

  3.4周期性

  生物信号的幅值会随着时间而产生周期性的变化,如图3所示的心电波形。首先,将连续信号分为单个波形,即找到电波的最高点为分割点;然后,将连续波形分为多个单段连续的波形。若分割点选取不准确,将会对信号的判断产生影响.生物信号具有维度高、数据多等特征,在相似性分析方面存在一定的难度。由于人们大都注意特征数据的提取方法,因此希望距离度量采用更简单的方法。生物信号经过复杂的特征数据提取后,距离度量通常采用简单方法降低运算复杂程度,提高准确率。生物信号具有信号弱、噪声强、频率范围低等特点,需要采用相应方法达到降维、去噪的功能。通常提取初次特征后,剩余的信息量仍然会很大,因此需要对特征数据进行再优化,采用该方法虽然能保证较高的准确率,但优化过程复杂度过高。

  4窗口斜率的特征表示方法

  特征提取方法是相似性分析的重要内容,是影响分析的效率和精确性的重要保证。由于生物信号波形的相似性,我们需要关注波形中特征点的微小差异,重视波形中的细节走势变化,对波形进行分类研究。上文提到,特征提取优化过程复杂度很高,难以同时兼顾提取的效率和准确性,但因为生物信号波形具有周期性,可以将波形按照周期进行划分,波形的变化走势可以用不同阶段内的斜率表示,因此本研究提出了采用窗口斜率的特征表示方法。

  4.1窗口斜率表示法

  基于X、Y轴的波形图表示方法。首先将该坐标内的区域进行网格划分,网格的大小可由两个参数:阈值t和网格高度h决定。对横坐标的划分网格大小由阈值t确定,对纵坐标的划分网格大小由网格高度h确定。两个参数t和h的大小对窗口效率法分析结果影响较大,对于不同的生物信号波形应选取合适的参数进行划分。在网格划分中,首先设定两个参数,窗口阈值为t,网格高度为h。则波形的任意一个窗口的幅值可表示为(at(i-1)+1,…,ati+1)。任意一个窗口内的纵向幅值差可以通过公式(3-1)来表示。(3-1)从公式可以看出,当阈值t固定后,公式所计算的值实际就是窗口内的斜率,因此这种方法称作窗口斜率表示法。

  4.2参数确定

  从上述公式的计算方法我们可以看出,窗口斜率特征法的参数t对于窗口内斜率的计算有着重要的影响,参数选择过大,则无法起到精细分析的效果;参数选择过小,会导致任务量增加,网格高度一般选择0.1且不变动。图5显示了心电波形和锋电位波形的形状,进行两种心电波形分析时,采用窗口斜率法首先确定阈值和高度。通常,窗口阈值在关键波峰的1/10~1/5内选择,经过大量实验数据表明,心电波形窗口阈值为4时效果最佳,锋电位波形窗口阈值为2时效果最佳.

  4.3窗口斜率法特征提取结果

  窗口斜率法的实质就是将坐标内的波形图进行网格划分,对网格内的数据进行斜率计算,计算结果表现在坐标内,从而对相似的波形区分开来。生物信号具有复杂性、纬度高等特征,非常适合采用窗口斜率法进行特征提取。在特征提取过程中主要关注窗口内斜率的变化规律,即使几个波形走势非常相似,但反映在斜率变化上会有很大的不同。图6显示了3种相似的波形经过窗口斜率法计算后,结果对比差异很明显。计算前可以看到3种原始波形很难区分,但通过窗口斜率计算后,特征体现在斜率上会有很大的变化,通过这些变化可以准确判断波形类别,再进行下一步研究分析。

  4.4窗口斜率法特点

  窗口斜率特征提取法是基于生物信号复杂性与相似性的难点而定。对3种相似的波形采用窗口斜率法计算后,其斜率波形表现出明显的差异,因此,窗口斜率法对于生物信号波形的特征提取非常有用,其原理较为简单,计算方法方便。经窗口斜率法对序列降维计算,能够节约计算量。此外,窗口斜率法能够维持灵敏度和特异度的平衡,使其均保持在较高水平,即在避免异常波形漏检的情况下,提高了波形识别的准确率。因此,窗口斜率法可作为生物信号相似波形处理的重要手段。然而,窗口斜率法的关键点在于选择合适的阈值参数,它很大程度影响计算的准确性。寻找最优阈值是一个烦琐的工作,需要不断地迭代计算。窗口斜率法的关键点在于窗口阈值的选取,该参数对斜率计算结果影响很大,而且对不同波形时要求不尽相同。通过手动选取分类阈值,计算结果会有误差,选不到最优阈值,分类结果也得不到最优。如果阈值范围很大,会造成任务量增大,如何选择确定合适的阈值参数,对于窗口斜率法的应用具有重要影响,这也是下一步工作的主要方向。此外,未来的工作还需要一些实验结果来论证此方法的效果,通过对不同信号波的研究,确定选择最佳阈值参数的方法与理论。

  [参考文献

  [1]刘海龙.生物医学信号处理[M].北京:化学工业出版社,2006.

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  [4]张大克,王玉杰.随机平均欧氏距离的统计性质与分类阈值[J].天津科技大学学报,2008,23(4):85-88.

  生物医学论文 篇5

  摘要:生物医学是一门融合了多种学科知识的综合型学科,其中主要涉及到的学科类型包括生物学、医学以及生命科学。随着科学技术的不断发展,生物医学的覆盖范围也变得越来越广泛,大数据技术的应用也更加频繁。大数据时代为生物医学研究的发展创设了良好的社会环境。本文将就生物医学的大数据现状以及展望进行深入的探索研究。

  关键词:生物医学;大数据;研究趋势

  由于生物医学涉及到了许多学科的理论和知识,因此,在大数据时代下,生物医学研究能够获得更加全面细致的数据支持。随着大数据技术的深入应用,生物医学的数据规模正呈现出不断扩大的趋势。在这样的背景下,生物医学的内涵将变得更加丰富。由此可见,大数据技术和生物医学的有机融合对于生物学规律的研究具有十分重要的积极意义。

  1对生物医学大数据的分析研究

  大数据分析是生物医学大数据中的重要组成部分之一,大数据分析的深入开展需要大数据储存的强力支持,目前,生物医学大数据分析的内容主要包括以下几个方面:

  1.1蛋白质组数据分析研究

  经过长时间的发展,蛋白质组质谱分析技术已经逐渐趋于完善,在分析工作开展的过程中,需要使用到大量具备高分辨率的质谱数据,这些数据在蛋白组定性和定量分析工作开展的过程中能够发挥出巨大的作用。当前阶段,蛋白质组学的研究内容得到了极大的扩充,更加强调了对研究规律深入应用。在大数据技术的支持下,很多更加先进高效的数据分析方法得到了有效的应用,蛋白质组学研究的标准朝着更加规范化以及系统化的方向发展,因此,为了保障蛋白质组学研究的顺利发展,必须加快推进不同层面组学数据的综合分析。

  1.2单细胞数据的分析研究

  单细胞数据分析的细胞数量十分庞大,因此,相应的数据量也十分庞大。单细胞基因组测序中涉及到了DNA扩增技术的应用,这也导致测序深度存在高度不一致的现象,这对相应的基因组分析工作带来了巨大的挑战,加之单细胞的性质存在一定的差异性,因此,单细胞数据分析的难度相对较高。当前阶段,单细胞基因组数据分析所使用的方法较少,比较常见的方法为单细胞基因表达差异化分析方法以及经过完善的velvet基因组拼装方法,同时,在单细胞异质化分析领域仍旧存在大量的空白。

  1.3基因组数据分析研究

  随着越来越多先进测序技术的推广,高通量数据分析法的应用变得更加完善,为基因组和转录组数据的分析提供了有效的支持。系统化数据分析实现了对基因组、转录组以及的表观基因组等数据的综合分析,促进了生物系统研究朝着的更加标准化以及深入化的方向发展。大量的高通量测序数据的采集推动了基因组的数据的集中整合以及深度挖掘,因此必须使用更加先进的大数据分析硬件以及软件才能保障基因组数据分析的有效推进。

  1.4宏基因组数据分析研究

  近些年来,与生物医学相关的宏基因组项目的数量正呈现出迅猛增加的趋势,其数量的规模也在不断扩大。同时吗,微生物群落大数据分析项目的数据量也在增加,在这样的情况下,如何保障数据分析的效率和准确性就成了科研人员必须考虑的问题。目前,宏基因组研究领域已经基本完成了数据库的构建,微生物群落研究的流程的规范性得到了极大的提升。同时,一大批微生物群落生物信息学研究网站开始涌现出来,为微生物群落研究提供了更加完善的服务项目。此外,微生物群落数据规模的不断扩展对计算机的性能提出了更高的要求,因此必须研发出更加先进的计算机分析平台,才能更好的应对数据量不断增加的趋势。

  2大数据时代下生物医学的研究趋势探究

  目前,大数据已经渗透到社会的各个领域,为各行各业的发展提供了更加庞大的数据,在生物医学领域,大数据技术的应用推动了生物医学研究的高速发展,具体表现在以下几个方面:

  2.1促进了不同类型生物医学数据的高度整合

  通过不同样本的高效整合,可以构建出更加全面完善的数据模型,这样可以实现不同类型、尺度数据的集成化分析。但是需要注意的是,在上述过程中,由于数据的格式等问题,不同数据之间不可避免的会产生一定的矛盾,为了有效的解决这一问题,必须采用更加智能化的数据建模和分析方法。这是生物医学数据研究发展的重要方向这一。

  2.2生物医学数据的实时分析和临床处理

  随着生物医学研究的不断发展,对样本的迅速提取以及数据的深入挖掘已经成为其必然趋势,因此,生物医学数据的临床处理受到了越来越多的关注,逐渐成为生物医学研究的主要方向之一。

  2.3生物医学数据的个性化分析、预测和保存

  生物医学数据的采集以及分析处理不仅能够促进数据规模的增大,还能够为相关数据的个性化分析预测提供更加有效的支持,同时,针对个性化数据的分析安全保存也是必须重视的问题。

  2.4人体微生物群落研究

  生物医学大数据在人体研究领域不仅包含了人体基因型和表型数据,同时还涉及到了人体微生物群落的研究。人体微生物群落对人体健康的影响主要体现在以下几点:其一,通过病原菌数据库的建立能够为患者致病原因的分析提供良好的帮助。其二,通过对人体微生物的检测可以对其健康状况进行科学的预测,及时采取合适的预防措施避免疾病的出现。其三,通过人体有益菌的合理利用能够极大的提升人体的免疫能力。其四,及时发现有害菌,促进预防工作的高效开展。其五,生物医学数据研究方法对于多种类型的基础医学研究的发展具有一定的积极意义。其六,通过对人体微生物群落的研究,可以有效的应对细菌武器的侵害,为有害菌的控制和治疗提供良好的帮助。

  3结语

  综上所述,在大数据时代下,随着先进技术设备的应用,生物医学数据的规模正在持续扩大,面对这一情况,想要保障生物医学数据分析工作的有效开展,必须借助更加高效的大数据分析平台。同时,大数据存储以及深度挖掘促进了生物医学大数据分析的深入化发展,为我国生物医学应用水平的提升作出了巨大的贡献。

  生物医学论文 篇6

  摘要:核酸适体在生物医学中有着广泛的应用前景,其是一种特殊的离子和分子。核酸适体是一种经配体指数富集系统进化技术筛选形成的,具有广泛的应用价值。主要从基于核酸适体的生物医学诊断、基于核酸适体的靶向治疗进行阐述核酸适体在生物医学中的应用,希望能为研究核酸适体的专家与学者提供理论参考。

  关键词:核酸适体;生物医学;应用

  现在我国因为肿瘤死亡人数逐年增加,现在全世界很多医学工作者都在研究肿瘤的治疗方式,但是肿瘤的突破成绩不大。核酸适体是检验肿瘤的一个指标,现在很多科学家都在研究核酸适体,想通过对核酸适体的研究,能提出治疗肿瘤的方式,这是全世界医疗工作者研究的课题,也符合现代人们的需要,老百姓现在谈肿瘤色变。

  1基于核酸适体的生物医学诊断

  1.1生物大分子检测

  现在医学界都在研究基因组学,这是现在重点和热点问题。蛋白质中大生物分析的研究,通过分析与诊断,研究出抗体免疫功能。而核酸适体能够与蛋白质进行特异性结合,在不同温度、不同盐浓度络合剂条件下能够进行特异性变性与复性研究,所以在蛋白质分析检测上的使用越来越受到各方面重视。运用核酸适体能够通过GIC方法实施扩增的特点,增强酶联核酸适体诊断方法的检测精确度,把两种不一样的核酸适体组合到蛋白或蛋白复合体两个相近的结合位置上,两种核酸适体的游离末端通过互补碱基链接起来,最终根据GIC方式实施实时扩增。传统的生物大分子检测技术已经不适合现代社会发展需要,基于核酸适体的生物大分子检测技术是能按要求完成检测的需求,符合现代生物医学的发展需要,也是社会发展对生物医学提出了更高的要求,具有一定的应用价值及研究价值。

  1.2肿瘤细胞鉴别分析

  肿瘤细胞鉴别分析对研究肿瘤就有一定的意义,肿瘤细胞的鉴别对于肿瘤早期患者有一定的应用价值,肿瘤早期潜伏性很长,对人体的影响不是很大,一般不容易被发觉。但是通过医学肿瘤细胞鉴别分析具有一定意义,可以发现肿瘤细胞的变化,可以及时采取措施,现在的医疗水平是可以控制,让其不发展。现在应用新型核酸适体技术进行鉴别分析,运用一种修饰有核酸适体的吸引力纳米粒子实施靶细胞的提取和聚集,还有一种掺杂有荧光色素的纳米粒子添加到待检测系统中完场信号放大,氧化铁混合的二氧化硅纳米粒子接触面积大,这相比较于一般微米尺寸粒子拥有更加强大的萃取功能,所以相对于免疫表型等复杂的检测方式,这种方式仅仅需要完成分析即可。肿瘤细胞的鉴定分析随着科技水平不断发展,鉴定方法多元化,其准确率在提高,符合现代生物医学发展需要,在新技术不断发展,不久将来可能攻克肿瘤的疾病。

  2基于核酸适体的靶向治疗

  基于核酸适体的靶向治疗是现代先进的医学诊断方式,利用核酸适体进行医学鉴别可以诊断很多疾病,尤其肿瘤方面的疾病,具有一定的研究价值,符合现代医学的应用价值。基于核酸适体的靶向治疗是一种新型的治疗方式,通过实践研究,具有一定的研究价值。在核酸适体的靶向治疗的过程中,提高分子水平的应用效率,对提高肿瘤的治疗效果起到重要作用,减少无副作用,蛋白质的直接应用效率,细胞内蛋白质等有效的结合方式,蛋白质之间的渗透效果比较好,在实际应用过程中,利用核酸适体进行高效的肿瘤研究,已经成为现代肿瘤研究的核心问题,具有一定研究价值。通过研究实践证明,核酸适体是可以定向进入靶向细胞,可以进行药物传输等功能,具有应用的价值。核酸适体在生物医学中的广泛应用,尤其对研究肿瘤起到重要效果,是现代医学中重点的研究领域。

  3结束语

  总之,核酸适体在研究肿瘤起到重要作用,在肿瘤细胞鉴定分析、核酸适体的应用过程,都起到一定作用。核酸适体在生物医学中的应用范围比较广,其在实际应用过程中取得一定的成绩。核酸适体在生物医学中进行疾病检测以及靶向治疗具有一定的应用意义,核酸适体的应用与研究,在一定程度上弥补抗体领域中的医疗诊断问题。

  参考文献

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  生物医学论文 篇7

  1应用于微球内外径等尺度指标的自动测定

  将微球投入溶液中,使其分布较均匀,并置于显微镜下观察,得到清晰的微球显微图像。根据我们先前的工作,通过测定微球的外径D以及其在溶液中所成像的黑环内径的d,可以根据有关理论方程来确定微球或其周边介质的折射率。因此,需要精确测定D与d。下面介绍我们用VBAI编写的程序如何实现对微球像D与d的智能自动测定。进入VBAI的InspectionState编辑窗口,可以编辑整个程序的主要过程。我们的设计是:先在“Inspect”过程中对图像进行预处理并找到物体,得到物体个数;然后在“GOON?”过程中判断检测到几个物体,是否已经检测完全部物体;随后在“Measure”过程中对当前序号的物体进行检测。进入每个过程进行具体步骤的编辑,只需双击右侧工具中的相应操作,就可以将该操作加入程序中,在属性窗口中对操作的各项参数进行设定。在“Inspection”过程中,我们首先打开图片,选中循环取图将依次获取目标文件夹中的每个图像文件。如要测量真实尺寸,则要对图像进行标定,VBAI中Calibrateimage有多种方式。通常实验室显微镜采用显微标尺进行标定,选择第一种模式,导入显微标尺的图像,标定完成后生成标定文件,检测时自动读取。

  接着我们对图像进行预处理,这将打开visionassistant窗口,可对图像进行LUT变换、滤波、分割、形态学变换等多项操作,在本实例中将图像处理为适合寻找物体的二值化图像。然后对处理过的二值化图片进行DetectObjects操作,得到物体数列。SelectImage操作将原图像读入,代替处理过的二值化图像,为下一步检测做准备。SetVariable的操作是将DetectObjects操作中检测到的物体个数存入代表剩余物体数的X。“GOON?”过程中没有图像处理的具体操作,只在InspectionState编辑中有一个判断,在指向end的箭头定出编辑走向end的条件,为剩余物体数X<1,当X≥1时将执行默认箭头,走向“Measure”过程。“Measure”过程中,首先IndexMeasurements读取之前DetectObjects中检测得到的物体数列的的第X个物体。接着,要设置程序可以根据物体的位置、大小等自动建立相应的ROI,即检测区域,由于要进行微球图像直径的检测,因此区域类型选择圆环形。然后就可以在检测区域内进行圆的直径检测了,利用FindCircularEdge操作可以很方便地做到这一点。在直径检测中,程序在检测区域内沿径向生成一系列的检测线,曲线为沿检测线方向上灰度值变化曲线的一次导数曲线,反映了灰度值的变化速率,负数部分对应图像由亮变暗,正数部分对应图像由暗变亮,极值处即变化速率最快处,也就是边缘所在位置。曲线上方的参数设定包括判断边缘的阈值,平滑算子的大小,取样宽度,每条检测线之间的间隔等。由于是根据拟合出的曲线确定边缘位置,因此可以超越像素的限制,实现亚像素等级的超分辨率精确度。

  检测程序首先得到每条检测线上的边缘点位置,再根据所有边缘点拟合出圆形边界,计算出直径数值,程序中给出精确到0.01个像素的结果。结果的稳定性还要取决于拍摄环境、光照、相机稳定性等。图像中微球边缘的黑环是由于光线折射造成的,根据我们先前工作,证明其粗细与微球与溶液的折射率比值成一定比例关系。因此,程序中通过分别测量各微球的D与d,调整FindCircularEdge操作中搜寻方向、边缘种类等参数可以搜寻到内径圆和外径圆。在精确测定D与d值后,可自动根据我们先前工作导出的方程式,给出微球的折射率或是其周边介质的折射率。Calculator是界面类似LabVIEW图像化编程工具的一项功能,可以由用户自己选择输入输出量、制定复杂的运算程序等,本实例中为利用文献的方程式计算出微球的折射率。DataLogging可以选择需要记录的数据写入指定的txt或csv文件,以便后续的数据分析统计。最后SetVariable将变量X减1。VBAI应用编写完成后可作为专用的检测软件使用,处理图片时将需要分析的图像放在同一目录下,进入VBAI文件,指定该路径,点击RunInspectioninLoop,就可以自动完成所以图片的分析,并得到记录有数据的txt或csv文件。这样生成的检测程序智能、客观、准确、快速,实现了图像中微球的识别寻位、移动ROI建立、两个直径的测量、折射率计算、数据保存等操作的完全自动化运行。而且整个操作与运算排除了人为操作中的主观性因素,精度亦达到亚像素水平,平均单个微球的测量时间仅需0.20s。为了检验其测定的准确性,在对拍摄系统和环境进行标定和控制之后,选择合适的微球作为检测对象进行多次检测。同时,用以往常用的油浸法对微球折射率作对照测定,测得的折射率与本VBAI生成系统测定结果高度吻合,说明VBAI检测程序的测量准确性可重复性较高。

  2应用于细胞检测

  2.1背景

  细胞是生物医学研究的重要对象之一,通过分析细胞的显微图像我们可以得到很多有用的信息。红细胞是人类血液中存在的主要细胞,一直是研究的热点。正常的红细胞呈双凹圆盘状,而衰老和不健康的红细胞会呈棘形、双凹消失等不规则的形态。通过观察与分析显微图像中红细胞的形态可以评价其健康程度。所以这里以红细胞为例说明如何采用VBAI编写适合于进行细胞图像分析的技术过程。

  2.2方法

  将红细胞悬浮于缓冲液中,置于显微镜下观察,利用数码CCD摄像头拍摄下细胞的图像。检测程序上需要先寻找到各个细胞,再对每个细胞进行检测,与微球检测的过程类似,程序总体设计上依然可以利用上节中微球的检测程序的设计,但需要根据有关图像处理分析的内容更改具体的图像处理分析操作。在图像预处理操作中需要将原始图像处理为适合物体识别的二值化图像,利用VisionAssistant,先对图像转灰度图像、适当的LUT处理,在分割处理上,由于细胞边缘处明暗对比较大,边缘锐利,因此选用基于移动窗口分割的算法可以较容易地找到边缘。通过实验比较证明,选用Backgroundcorrection分割,可综合局部和全局的灰度变化信息。分割移动窗口大小设置为边长接近细胞边缘宽度2倍的正方形最为合适。分割完成后再对二值图像进行一定的形态学变换操作,将边缘尽量变得闭合并填充孔洞。最后进行DetectObjects操。接着将对细胞形态进行分析。首先根据DetectObjects操作中所检测到的物体列表,对每个细胞进行检测区域的建立,即设置ROI。然后依然使用FindCircularEdge操作,在该操作中调整参数,使得检测线能较准确的发现边缘。该操作完成后,将输出一项名为Deviation的参数,该参数代表了细胞边缘与标准圆的标准偏差。同时该操作还可以得到细胞直径等相关的信息。将Deviation除以直径后可以得到细胞边缘与标准圆的相对标准偏差,由于健康红细胞的图像是近似圆形的,因此Deviation参数可以一定程度上反映红细胞的健康程度。将实验中拍摄到的采用不同保存格式、保存不同天数的红细胞图片归类,用VBAI程序进行分析,结果保存在csv文件中。为较健康的细胞,图像中细胞外轮廓近似圆形,Deviation/R=1.2‰;为发生了一定形变的细胞,Deviation/R=3.2‰为严重变形的棘形细胞,Deviation/R=7.3‰。随着细胞变形程度加重,细胞的相对标准偏差值也随之增加。通过软件分析的优势在于:可以客观而定量地给出每个细胞的变形程度;可以快速自动地分析大量的图片,得到大量的数据,并对数据进行后续的统计处理,具有统计学意义。除此之外,还可以获得细胞的大小信息,通过视野内细胞个数,得到细胞分布密度信息等。

  3应用于图像的改善

  3.1背景

  某些生物医学样品的显微图像,由于各种原因,其清晰度与对比度都不能满意,对此,也可以运用VBAI的图像处理的方式对图像进行改善。下面介绍花粉孢子断层扫描图像中噪音及对比度不理想的断层图作改善的技术过程。

  3.2方法

  首先对整幅图像中的噪杂进行去除,通常改善的方法有空域滤波和频域滤波,两种方法都可通过VisionAssistant中的算法实现。其中空域滤波的算子较多,功能更加丰富。不仅提供了低通、高通等10多种算子、每种算子3×3,5×5,7×7三种尺寸,还可以由用户自定义算子以满足特殊需要。整幅图像改善完成后对左右对比度及清晰度不理想的花粉孢子断层图像进行增强,首先建立一覆盖中央花粉孢子像的区域,使用一可旋转的长方形区域,长方形的方向与左右像平移的方向垂直,宽度等于左右像平移的距离。接着利用Calculator操作计算图11(a)左右像的位置。输入中央像的中心点(X0,Y0)、角度α和平移距离L,则左像、右像中心点(X1,Y1),(X2,Y2)分别为:X1=X0+LcosαY1=Y0-LsinαX2=X0-LcosαY2=Y0+Lsinα以此为中心点坐标参数,长宽与角度参数使用中央区域的长宽与角度,分别建立覆盖左右像的区域,使用VisionAssistant对左右区域内的图像进行对比度、明暗度的调整增强。得到处理后的图像,三个层面的图像的对比度基本相同。利用VBAI对图像进行处理与改善,不仅功能丰富,适用性强,且操作简单,易于掌握,程序建立完成后还可以快速的对其他同类图片进行处理,大大节省了时间。

  4结语

  使用VBAI创建图像分析处理程序,可对各种生物医学对象进行分析和检测,可对图像进行处理与改善,其优势在于:

  (1)相比起人眼观测和手动测量,本方法能够提供客观和量化的数据,可快速对大量图像进行自动分析并保存检测结果。

  (2)相比起通用化的测量分析软件,本方法针对性强,针对各种特定情况和需要制定适应的程序,准确性、有效性和实用性高。

  (3)相比起使用VC等编程软件编写特定测量分析软件,本方法简单,有大量强大的模块化功能自由选用,程序开发周期短,工作量小,不需要专业编程技能,一般人易于掌握,且程序易于调整改进。综上所述,使用VBAI可简单快捷的针对不同生物医学图像建立相应检测处理程序,可快速自动地对大量图像进行分析,得到客观量化的数据。VBAI是实验室快速建立生物医学图像处理与分析检测程序的有力工具。

  生物医学论文 篇8

  1生产实习现状及存在的问题

  在当前的大学教育中,实践教学原本就是一个薄弱环节,加上学生对实习的目的和重要性普遍认识不足,导致生产实习大多停留在参观认识实习的阶段。作为交叉学科的生物医学工程,涉及的知识面非常广,既有生物材料知识的学习,又涉及医疗电子、医疗器械等知识,在实习时很难找到既包括生物材料又涉及生产医疗器械如此对口的实习单位。因此,一个生产实习往往需要在多个实习单位开展。每个实习单位的实习时间都非常有限,学生走马观花地参观了解,很难深入进行,因此学生的积极性普遍不高。

  2加强生产实习建设的探讨

  2.1实习模式的改革

  现在的生产实习大多是直接将学生送到实习单位,由实习单位安排相关技术人员讲解产品知识并带领参观生产过程。在此过程中,学生仅仅通过教师编制的实习指导书对实习单位及其产品有所了解,而对自己所学知识在这些产品中的应用认识不够充分。针对这些情况,首先根据专业培养目标和实习基地的实际情况,联合实习单位编写实习指导书,并在实习指导书中,给出相应的思考题,引导学生思考,引导学生将所学理论知识运用到实践。其次在实习模式中,可考虑采取“校内-企业”相结合的实习模式。[9]例如在生物医学工程专业的生产实习中,涉及生物材料聚乳酸合成的生产。可考虑先在实验室开展聚乳酸合成实验,使学生对聚乳酸的性能及合成原理有进一步的了解;通过实验学生对聚乳酸合成的工艺流程有更清晰的认识。完成校内实验后,再去企业实习,就能够更熟悉该产品的合成生产流程,可以有针对性地比较企业规模化生产与实验室合成的异同,这样学生对实习更加熟悉,更能调动其积极性,同时又使得实习更有针对性。

  2.2实习基地的建设

  在实习基地的建设方面,应当发挥学院的主导作用,以科研服务为切入点,帮助实习单位解决技术问题,从而建立良好的合作关系,深化实习基地建设。除了与企业有科研项目的合作之外,还应考虑充分利用高校的人才优势,为企业单位提供有关人员的进修培训;另外还可聘请实习单位的技术人员作为学校的兼职讲师,邀请实习单位的高级工程师到学校做专业讲座,加强双方的交流合作,激发学生实习的积极性以及动手实践操作的兴趣。通过学院层面与实习单位签订实习协议,协商好实习时间、实习内容以及其他实习相关事宜,避免实习时间不确定,实习内容临时改变或减少等情况的出现。同时可避免几个实习单位出现时间冲突,便于按原定计划进行。另一方面,除了实习还可推荐安排学生去实习单位完成相关课程设计或毕业设计。实习单位通过毕业设计了解学生的专业技能和性格特点,学生通过毕业设计熟悉企业单位的相关工作,对自己工作的定位能够更加准确,同时也拓宽了自己的就业渠道,达到实习毕业生就业及企业用人双赢的效果。除了校外实习基地的建设,在条件成熟的情况下,学校可考虑建立校内实习基地。一方面,校内实习基地可更有针对性,与所学专业知识更加对口,学生在实习基地有更多的机会参与动手实践。另一方面,在实习时间的安排上,更便于协调分配,实习时间也能得到充分保障。同时专业的实习基地,还可为周围甚至全国其他拥有同类专业的院校开放,在提高了实习基地的利用率的同时,为院校之间的交流提供了机会和平台。同时,实习基地还可考虑结合学校开设的大学生科研训练计划(SRTP)、个性化实验以及工程实践等项目开展进行,为更多的学生服务。

  2.3实习成绩的考核

  在成绩考核方面,实习开始前、实习过程中以及实习结束后,对学生的成绩考核也是提高生产实习质量的重要环节。加强实习质量监控,前期主要是检查学生对实习的预习情况,可通过简单提问及检查预习报告进行;中期进行检查督促,检查实习日志的填写及督促实习笔记的完成;后期检查所撰写的实习报告及收获体会。在实习过程中,除了带队教师根据学生在实习过程中的表现给予评定外,还可以考虑邀请实习单位的指导教师参与到实习成绩的考评,严格把关,进而提高实习质量。

  2.4实习带队教师的培养

  实习带队教师是学生与实习单位的纽带,稳定、高素质的实习带队教师是提高生产实习质量的关键。在生产实习开始前,带队教师应先到实习单位,与实习单商定实习时间、实习内容等具体事宜;在校内,带队教师召开实习动员大会,并对实习中可能遇到的相关知识进行强化讲解;在实习过程中,实习带队教师主要是及时了解学生在实习过程中遇到的困难和问题,协助实习基地指导教师解答学生在实习过程中遇到的疑问,合理安排实习进度,保证实习顺利完成。实习结束后,需要审阅实习报告,提交学生成绩并对实习过程中存在及出现的问题归纳总结,提出合理建议为下一届实习积累经验。因此在整个过程中,带队实习教师是学生与实习单位之间的关键纽带,起着非常重要的作用。而每一次的实习都因人、因时、因地而不同,存在很多不确定因素,特别需要经验积累。因此,培养阵容稳定、经验丰富的实习带队教师,对提高实习质量有着至关重要的作用。

  3结束语

  生产实习是一个涉及面广、环节众多的复杂过程,要提高生产实习的质量,除了要让学生和教师都充分意识到生产实习的必要性和重要性,还应在校内外实习基地建设及高素质带队教师的培养方面多做工作。同时学校也应考虑在生产实习中投入更多的人力、物力和财力,保证生产实习的顺利开展,取得更好的实习效果。随着科学技术的发展,根据学科门类及专业的不同,生产实习的模式也有待发展和完善,与时俱进,不断提高生产实习的质量,为社会培养更多具备高素质的全面综合型人才。

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