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影像設備論文賞析八篇

發布時間:2023-03-30 11:29:43

序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的影像設備論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。

影像設備論文

第1篇

世界名牌大學的辦學理念中培養終身學習的能力是其主要內容之一,如哈佛大學教育理念包含有:“學校致力于創造培養學生自我依靠和終身學習習慣的平臺”。劍橋大學的辦學理念也含有“注重培養學生終身學習能力”。醫學教育國際標準,即“全球醫學教育最基本要求[2]”同樣注重培養學生終身學習的能力。繼續醫學教育(continuingmedicaleducation,CME)是醫學終身教育的重要組成部分,是為適應現代醫學飛速發展,為技術人員從業后獲取新理論、新知識、新技術和新方法所建立的終身教育制度[3]。

1醫學影像學現狀與發展趨勢

經過100多年的發展,放射學發展為診斷和治療兼備的醫學影像學,包括普通X線診斷學、X線計算機體層攝影(computedtomography,CT)、磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)、數字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)、X線計算機成像(computerradiography,CR)、數字X線成像(digitalradiography,DR)、超聲學、發射體層成像(emissioncomputedtomography,ECT)、正電子發射計算機斷層掃描(positronemissioncomputedtomography,PET)、單光子發射計算機斷層掃描(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)以及兩種影像技術的融合如PET/CT、PET/MRI、SPECT/CT、DSA/CT等一次檢查獲得多種影像信息的成像技術和介入影像學,包括介入放射學和介入超聲學等。傳統X線攝片已逐步被CR、DR取代。CT不斷更新換代,如螺旋CT(SCT)、多層CT,現已發展到128層CT等。MRI發展趨向于高場強、實時成像、功能MRI(fMRI)、顯微結構成像、波譜分析(MRS)以及同質同性抑制技術等。CT、MRI成像速度和分辨率均明顯提高,灌注、彌散、仿真技術的應用范圍越來越廣。超聲向超聲造影、三維超聲成像和介入超聲學發展。核醫學主流發展方向是分子核醫學。

影像學診斷由大體形態學為主的階段向生理、功能、代謝和分子/基因成像過渡,出現了分子影像學和功能影像學。圖像分析由定性向定量發展。診斷模式由膠片采集圖像和閱讀逐步向數字采像和電子傳輸方向發展。信息科學的進展,促進了醫學影像存檔及傳輸系統(picturearchivingandcommunicationsystem,PACS)和遠程放射學(teleradiology)的發展,網絡影像學(networkimaging)以及計算機輔助診斷(computeraideddiagnosis,CAD)將成為可能[4]。介入放射學的迅速發展和臨床應用,介入治療及其與內鏡、微創治療、外科的融合發展改變了影像學實踐和服務方式,影像診治手段日益先進,影像診治水平明顯提高,使醫學影像學在醫療服務體系中占有更加重要的地位。

東南大學醫學影像學學科創建于1935年的國立中央大學醫學院附設醫院放射科。在70余年的發展過程中,隨著科技的進步,緊跟學科發展,經過幾代人的艱辛努力,創建了醫學影像學科技創新團隊,通過學科建設、醫學領軍人才、承擔國家及省部級重大項目和發表高質量學術論文等措施,將“醫學影像學與介入放射學”學科建設為江蘇省135工程醫學重點學科(2001年),放射科建設為江蘇省臨床重點專科(2002年),“醫學影像學科”獲準為江蘇省醫學影像學科質量控制中心(2004年),“影像醫學與核醫學”創建為江蘇省重點學科(2006年)。東南大學醫學影像學專業創建于1990年,當年開始培養醫學影像學專業五年制本科生。經采用特色專業建設、課程體系改革、精品課程建設、教材建設、課件建設、重點實驗室建設和教學名師培養等一系列教學改革措施,現已創建為江蘇省普通高校特色專業(2006年)和江蘇省高校成人教育特色專業建設點(2007年),分子影像與功能影像實驗室獲準成為江蘇省重點實驗室(2007年)。本專業1984年開始招收醫學影像學碩士研究生,2003年成為江蘇省唯一影像醫學與核醫學博士研究生學位授予單位。

2醫學繼續教育的范疇與其在重點學科建設中的重要意義隨著科技的發展,尤其是醫學影像學正以前所未有的速度發展,新設備、新技術、新方法、新知識和新理論不斷涌現,醫學知識的更新周期越來越短,社會對從醫人員的知識結構和醫療水平要求也越來越高,僅從醫學院校教育獲得的知識和技能已遠遠不能適應當前醫學工作的要求。在知識經濟時代到來的今天,人才培養和學科隊伍建設是關鍵。為了使醫學影像學專業醫技人員在整個職業生涯中保持高尚的醫德醫風,不斷提高自己的理論知識和工作能力,跟上醫學科學發展腳步,為社會提供更好的服務[5],我們在繼續醫學教育工作方面采取了以下措施:

(1)借鑒醫學教育國際標準,即“全球醫學教育最基本要求”,結合國情讓全體教師和職工樹立終身教育、自主學習的理念,即“活到老、學到老”。其特點決定了在高校從事教學、醫療和科研的教師和職工要通過不斷的學習來充實自我,把終身學習作為自我提高的一種方式。

(2)配合繼續教育學院進行脫產、非脫產形式的成人學歷教育,對象涉及本院醫護人員與全國成人教育考生。

(3)配合研究生院進行在職職工研究生學歷教育,對象涉及本院職工與江蘇省乃至全國考生。

(4)與國外著名大學、學術團體保持密切合作,每年不定期邀請國外知名專家來院進行學術講座和交流2~3次,對象涉及本院相關醫護人員和研究生、本科生。

(5)學科學術地位決定了繼續醫學教育發展的規模和速度。申報和開展國家級繼續醫學教育項目就要求本學科及學術水平在本專業領域中處于國際或國內領先水平,在同行中具有領先地位,這樣才能吸引眾多的醫技人員來院學習或進修。我們利用“中華醫學會實用介入技術推廣培訓中心”基地,每年認真組織申報并開展繼續醫學教育項目2次以上,對象涉及本院醫技人員和全國需要參加培訓的各層次醫技人員。在實施繼續醫學教育工作中,繼續醫學教育項目的申報和開展是學科學術地位和水平的具體體現,也是展示推廣學科成果、宣傳自我、擴大影響、構建學科品牌的優勢,同時也是提高專業技術人員學術水平的主要體現,其社會效益和經濟效益良好。

(6)常年接受國內各單位進修生來院學習、工作,積極鼓勵、支持青年教師和職工到國內外著名大學或醫院進行短期進修、考察或進一步深造。

(7)切實加強青年教師崗前培訓,執行“先培訓,后上崗”制度和年輕醫師五年住院醫師輪轉培訓制度。科室每月組織一次青年醫師讀書報告會,以督促年輕人好學、向上。

(8)參加學術會議、撰寫學術論文是繼續醫學教育的重要組成部分。積極鼓勵并支持教師參加國際性和中華醫學會組織的高質量學術年會或專題學術會議以及省市年會,并制定了《參加學術會議及差旅費使用的規定和的獎勵辦法》。凡在放射學全國年會上進行大會發言的論文第一作者、在省市年會進行專題講座或被評為大會優秀論文者,科室承擔參加會議的所有費用,包括差旅費、住宿費、會務費和資料費。每年根據北京大學版“醫學中文核心期刊要目”,凡在目錄內期刊上所發表的論文及SCI上所發表的論文,在單位獎勵的基礎上,科室根據影響因子再進行不同幅度的獎勵,以此鼓勵教師、職工多撰寫、發表高質量的學術論文。

3加強師資隊伍建設,提升學科科研、教學質量人才資源是第一資源,人才規模決定著學科和專業的發展規模,人才結構決定學科和專業的發展層次,人才梯隊決定學科和專業的發展后勁,故師資隊伍的建設和創新型人才的培養直接影響著學科、專業的發展和教學質量。學科建設中,師資隊伍是前提,學科帶頭人是核心,人才隊伍建設是學科建設的根本[6]。承擔國家及省部級重大、重點攻關項目,既是學科水平的體現,又是學科進一步發展的契機,同時也是人才培養、梯隊建設、國內外學術交流和取得高水平科技成果、確立學術地位的基礎[7]。

堅持推進科技創新與培養、聚集創新人才相結合,造就拔尖創新人才與建設科技創新團隊相結合。把科技創新作為提高教師創新能力的根本途徑和提高人才培養質量的關鍵環節,將人才資源作為提高學科自主創新能力的最大優勢,形成科技創新與教師隊伍建設及人才培養密切結合、互相促進的良性機制。多年來,我們本著“用好現有人才,培養青年人才,引進優秀人才,儲備未來人才”的原則,把師資隊伍建設作為促進學科發展的根本大計來抓,并采取主動培養、積極引進、大膽使用、熱情關懷等多種行之有效的措施,全面提高教師隊伍的質量。

東南大學醫學影像學學科具有一支政治思想素質好,學科力量雄厚,學術造詣較深,結構合理,集教學、科研和醫療為一體的專業隊伍。教師隊伍職稱、學歷、年齡結構合理,素質優良,發展趨勢好,形成了具有團隊意識、創新意識和奉獻精神的科技創新團隊。35人中正副教授/主任醫師18人,博士生導師2人,碩士研究生導師11人,博士10人,碩士22人。近5年在研課題包括國家自然科學基金12項,其中國家自然科學基金重點項目1項,國際合作1項,省部級以上課題20項。獲《中華醫學科技進步二等獎》等科技成果獎14項;發表科研論文250余篇,其中SCI收錄16篇、中華級期刊46篇;出版教材和專著16部,衛生部視聽教材2部。東南大學醫學影像學專業一貫注重于教學改革的研究,近5年來,主持教學改革課題14項,獲教學成果獎15項。其中《面向21世紀醫學影像學專業課程體系和教學內容改革的研究》和《創建特色專業,培養醫學影像學創新人才》分別于2001年和2005年獲江蘇省高等教育教學成果一等獎。在國內核心期刊發表教改論文20余篇。

第2篇

隨著信息時代的到來,數字化、標準化、網絡化作業已經進入醫學影像界,并以奔騰之勢迅猛發展,伴隨著一些全新的數字化影像技術陸續應用于臨床,如CT、MRI、數字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)、正電子體層成像(positiveelectrontomography,PET)、計算機放射攝影(computedradiography,CR)及數字放射攝影(digitalradiography,DR)等,醫學影像診斷設備的網絡化已逐步成為影像科室的必然發展趨勢,同時在客觀上要求醫學影像診斷報告書寫的計算機化、標準化、規范化。醫學影像存檔與通訊系統(picturearchivingandcommunicationsystems,PACS)和醫學影像診斷報告系統應運而生并得到了快速發展,使整個放射科發生著巨大變化,提高了影像學科在臨床醫學中的地位和作用。

概述

PACS是近年來隨著數字成像技術、計算機技術和網絡技術的進步而迅速發展起來的、旨在全面解決醫學圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和管理的綜合系統[1-4]。PACS分為醫學圖像獲取、大容量數據存貯、圖像顯示和處理、數據庫管理及用于傳輸影像的局域或廣域網絡等5個單元[2,4]。

PACS是一個傳輸醫學圖像的計算機網絡,協議是信息傳送的先決條件。醫學數字影像傳輸(DICOM)標準是第一個廣為接受的全球性醫學數字成像和通信標準,它利用標準的TCP/IP(transfercontrolprotocol/internetprotocol)網絡環境來實現醫學影像設備之間直接聯網[3]。因此,PACS是數字化醫學影像系統的核心構架,DICOM3.0標準則是保證PACS成為全開放式系統的重要的網絡標準和協議。

1998年我院放射科與航衛通用電氣醫療系統有限公司(GEHangweiMedicalSystems,簡稱GEHW)合作建成醫學影像診斷設備網絡系統,它以DICOM服務器為中心服務器,按照DICOM3.0標準將數字化影像設備聯網,進行醫學數字化影像采集、傳輸、處理、中心存儲和管理。

材料與方法

一、系統環境

(一)硬件配置

1.DICOM服務器:戴爾(Dell)PowerEdge2300服務器(奔騰Ⅱ400MHzCPU,128MB動態內存,9.0GB熱插拔SICI硬盤×2,NEC24×SCSICD-ROM,Yamaha6×4×2CD-RW×2,EtherExpressPRO/100+網卡;500W不間斷電源(UPS)。

2.數字化醫學圖像采集設備:螺旋CT:GEHiSpeedCT/i,DICOM3.0接口;磁共振:GESignaHorizonLXMRI,DICOM3.0接口。

3.醫學圖像顯示處理工作站:SunAdvantageWindows(簡稱AW)2.0,128MB靜態內存,20in(1in=2.54cm)彩顯,1280×1024顯示分辨率,DICOM3.0接口。

4.激光膠片打印機:3M怡敏信(Imation)969HQDualPrinter。

5.醫學圖像瀏覽終端:7臺,奔騰Ⅱ350~400MHz/奔騰Ⅲ450MHzCPU,64~128MB內存,8MB顯存,6GB~8.4GB硬盤,15in~17in顯示器,10Mbps以太網(Ethernet)網卡,Ethernet接口。

6.醫學影像診斷報告打印服務器:2臺圖像瀏覽終端兼作打印服務器。

7.激光打印機:惠普(HP)LASERJET6LGOLD×2。kr~e6w=,N!''''#X_Ow+bafe~nNw法律論文b&mWw;\+?=u(tAvzA€\J?~^v=

8.集線器(HUB):D-LINKDE809TC,10MBPS。

9.傳輸介質:細纜(THINNET);5類無屏蔽雙絞線(UTP);光纖電纜。

10.網絡結構:星形總線拓撲(STARBUSTOPOLOGY)結構。

(二)軟件

1.操作系統:螺旋CT、MRI、AW工作站:UNIX;DICOM服務器:WINDOWSNT4.0SERVER(英文版);圖像瀏覽及診斷報告書寫終端:WINDOWSNT4.0WORKSTATION(中文版)。

2.網絡傳輸協議:標準TCP/IP。

3.網絡瀏覽器:NETSCAPECOMMUNICATOR4.6。

4.數據庫管理系統:INTERBASESERVER/CLIENT5.1.1。

5.醫學圖像瀏覽及影像診斷報告系統開發軟件:BORLANDC++BUILDER4.2。

論文醫學影像存檔與通訊系統的開發與初步應用來自免費

6.醫學圖像瀏覽終端:GEHWADVANTAGEVIEWERSERVER/CLIENT1.01。

7.醫學影像診斷報告系統:GEHW醫療診斷報告1.0。

8.刻錄機驅動軟件:GEAR4.2。

(三)系統結構

螺旋CT、MRI和AW工作站按照DICOM3.0標準通過細纜連接到主干電纜(細纜)上形成總線拓撲結構的DICOM網絡;DICOM服務器與各圖像瀏覽及診斷報告書寫終端通過雙絞線以集線器(HUB)為中心連接成星形拓撲結構的ETHERNET網絡;二者再通過集線器連接成星形總線拓撲結構的PACS。螺旋CT、MRI、AW工作站各自通過光纖電纜與激光膠片打印機相連,進行共享打印。本PACS由如下各子系統構成:

CT/I:GEHISPEEDCT/I;AW2.0:SUNADVANTAGEWINDOWS2.0;MRI:GESIGNAHORIZONLXMRI;DICOM:DIGITALIMAGINGANDCOMMUNICATIONSINMEDICINE;ETHERNET網絡:以太網絡;T-BNC:同軸電纜接插件T型連接器;TERMINATOR:終結器;TRANSCEIVER:收發器;UTP:無屏蔽雙絞線;THINNETCOAXIALCABLE:細同軸電纜

1.數字化圖像采集子系統:從螺旋CT、MRI等數字化影像設備直接產生和輸出高分辨率數字化原始圖像至DICOM服務器,供中心存儲、打印、瀏覽及后處理。

2.數字化圖像回傳子系統:將中心存儲的圖像數據回傳給螺旋CT、MRI等數字影像設備,供打印、對比參考及后處理(三維重建等)。

3.醫學圖像處理子系統:在AW工作站及各圖像瀏覽及診斷報告書寫終端上進行調節窗寬/窗位、單幅/多幅顯示、局域/全圖放大、定量測量(CT值、距離、角度、面積)、連續播放和各種圖像標注等。

4.醫學影像診斷報告書寫子系統:書寫規范、標準的醫學影像診斷報告。

5.圖像中心存儲子系統:圖像短期內(5~7天)保存在DICOM服務器的硬盤中,當圖像數據累積到一定數量(650MB)時,將其刻錄到CD-R(COMPACTDISK-RECORDABLE,刻錄盤)盤片上作為長期存儲。

二、醫學圖像瀏覽及影像診斷報告系統

醫學圖像瀏覽及影像診斷報告系統使用的軟件包是由航衛通用電氣醫療系統有限公司(簡稱GEHW)提供的ADVANTAGEVIEWERSERVER/CLIENT1.01。該軟件以WINDOWSNTSERVER/WORKSTATION4.0為操作平臺,分為服務器端和客戶端兩部分:服務器端軟件負責完成醫學圖像的傳輸、中心存儲、數據庫管理等任務;客戶端軟件具有醫學圖像瀏覽和影像診斷報告書寫功能。

服務器端軟件包括圖像瀏覽、圖像管理、光盤數據庫和系統設置4個模塊。(1)圖像瀏覽模塊具有簡單的圖像瀏覽功能;(2)圖像管理模塊包括存儲、刪除、圖像輸出等子模塊,在這些子模塊中通過以患者姓名、年齡、性別、CT號、檢查序號、檢查類型、檢查日期等為關鍵詞在DICOM服務器硬盤、光盤上查詢所需圖像并進行相關處理;(3)光盤數據庫模塊儲存有每張光盤圖像檢索信息以備查詢;(4)系統設置模塊管理各輸入輸出設備的IP地址等。

醫學圖像瀏覽軟件具有強大的圖像處理功能,可以通過網絡從DICOM服務器硬盤、光盤上調閱所需圖像,并進行圖像瀏覽和后處理。它包括窗寬窗位、圖像、幾何、網絡、顯示格式、連續播放等功能模塊:(1)窗寬窗位模塊通過預定義、用戶自定義及精確設定窗寬窗位,使圖像得到最佳顯示,另外還可以通過鼠標左鍵進行調節;(2)圖像功能模塊可以對圖像進行放縮(1~300倍)、濾波、對比度(-100~100)、旋轉(0~360°)、三原色(RGB)色彩處理;(3)幾何功能模塊可以將圖像垂直或水平翻轉、加網格、負片處理、定量測量(CT值、距離、面積、角度)及標注等。經過后處理的圖像可以直接輸出至診斷報告系統或以不同文件格式存盤以供制作幻燈片

醫學影像診斷報告系統軟件鑲嵌于醫學圖像瀏覽軟件內,可以在瀏覽圖像后直接書寫診斷報告。醫療診斷報告主窗體上的輸入項如姓名、性別、年齡、CT號、檢查序號及檢查日期可直接從數據庫獲取,報告日期由系統自動生成,科別、報告模板等項通過下拉菜單選擇。檢查所見、印象兩項可直接從診斷支持庫提取正常或常見病、多發病的檢查所見、印象,直接或經局部修改后形成診斷報告主體。程序提供了撤消、剪切、復制、粘貼、清除、全選、字體等編輯功能。該軟件可輸出4種格式的診斷報告,其中可包含1~2幅典型圖例。用戶可通過1個或多個關鍵字段檢索和調閱診斷報告。

結果

在上述PACS的硬件設備安裝、組網完成后,在基礎網絡連接(TCP/IP)和DICOM水平傳輸這2個層次上,對PACS進行整體調試,成功地實現了數字化圖像在PACS內的傳送、中心存儲、易機圖像處理、不同操作系統(UNIX和WindowsNT)不同格式圖像(Adv和Dic)在DICOM3.0標準水平的相互兼容和影像交流,以及PACS內影像診斷報告的書寫、共享、打印等功能。1999年初PACS正式用于我科的CT及MRI室,顯著提高了科室的工作效率及管理水平。

討論

數字技術、計算機技術和網絡技術的飛速發展帶動了醫學影像技術的突飛猛進的發展,同時也推動了醫生工作模式的變革:要求醫生逐漸習慣于在顯示器的熒光屏上觀看醫學圖像;通過計算機檢索和調閱醫學圖像,并且調節窗寬窗位;通過計算機網絡隨時獲取所需的醫學圖像及診斷報告等相關信息。

一、傳統的醫學圖像處理方式存在的問題

(1)保存膠片需要很大的存放空間。(2)在顯影、定影、沖洗、烘干、歸檔等環節上要耗費大量的人力和財力。(3)膠片庫手工管理效率低,查詢慢且容易把膠片歸錯檔。(4)數年后由于膠片的老化使其上的圖像變得模糊不清,給再次查閱和科研工作帶來極大的不便。(5)把CT、MRI等圖像硬拷貝到膠片上,固定的窗寬、窗位已經丟失了大部分原始信息,保留的只是操作醫師認為有用的信息,圖像無法后處理,丟失了對病人復診和其他醫師認為是有用的診斷信息。

二、PACS在影像學科中的應用價值

(1)利用PACS網絡技術,在CT、MRI等影像科室之間能快速傳送圖像及相關資料,做到資源共享,方便醫師調用、會診以及進行影像學對比研究,更有利于患者得到最高的診斷治療效益。(2)PACS采用了大容量可記錄光盤(CD-R)存儲技術,實現了部分無膠片化,減少了膠片使用量和管理,減少了激光相機和洗片機的磨損,降低了顯定影液的消耗,節省了膠片存放所需的空間,降低了經營成本。(3)避免了照片的借調手續和照片的丟失與錯放,完善了醫學圖像資料的管理,提高了工作效率。(4)可在不同地方同時調閱不同時期和不同成像手段的多幅圖像,并可進行圖像的再處理,以便于對照和比較,為從事醫學影像學工作的醫務人員和科研人員提供方便的工作、科研和學習的條件。(5)有利于計算機輔助教學,進一步提高教學質量。運用PACS可無損失地儲存圖像資料,待日后調閱發現有價值且符合教學內容要求的圖像,標上中英文注釋,利用PowerPoint軟件制作成教學幻燈片,采用大屏幕多媒體投影儀示教。

規范的醫學影像診斷報告書寫功能,可打印出圖文并茂的影像診斷報告。

三、診斷報告規范化、計算機化

(1)基本項目要求規范化。診斷報告中反映病情的一般項目齊全,備查項目比較完整。(2)報告的專業術語規范化。內容表述清楚,主次分明,先描述陽性征象,后描述陰性征象,先描述主要病變,后描述次要病變,描述部分與結論一致。(3)基本格式規范化。先一般項目,再描述圖像情況,然后作結論表述,最后還有做其他進一步檢查的建議。

第3篇

由於科技日新月異,印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中,影像的資料一直有檔案過大的問題,占用記憶體過多,使資料在傳輸上、處理上都相當的費時,現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了,而使用者對影像圖形的要求,不僅要色彩繁多、真實自然,更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受,所要付出的代價是大量的儲存空間,使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間;美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無,是天經地義的事,但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘,常使人哈欠連連,大家不禁心生疑慮,難道圖檔不能壓縮得更小些嗎?如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的,可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式,在壓縮的比率上并不理想,失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真,即使數學家與資訊理論學者日以繼夜,卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法,都無可避免一個尷尬的事實:壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清,或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路?請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用,山不轉路轉,科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法,結果不但發現了滿意的解答,還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析,無論是作為數學理論的連續小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發展,他保留了傅氏理論的優點,又能克服其不足之處。可達到完全不失真,壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了,而到現在才有人將其應用於實際上,其理論仍有相當大的發展空間,而其實際運用也屬剛起步,其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。

貳、WAVELET的歷史起源

WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出,為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式,甚至是畫出不連續圖形的方程式,都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。

小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規范正交基。其後1984年,法國地球物理學J.Morlet在分析地震波的局部性質時,發現傳統的傅利葉轉換,難以達到其要求,因此引進小波概念於信號分析中,對信號進行分解。隨後理論物理學家A.Grossman對Morlet的這種信號根據一個確定函數的伸縮,平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a];a,b?R,a≠0}展開的可行性進行了研究,為小波分析的形成開了先河。

1986年,Y.Meyer建構出具有一定衰減性的光滑函數Ψj,k(x),其二進制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k);j,k?Z}構成L2(R)的規范正交基。1987年,Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中,建構了小波函數的構造及信號按小波轉換的分解及重構。1988年Daubechies建構了具有正交性(Orthonormal)及緊支集(CompactlySupported);及只有在一有限區域中是非零的小波,如此,小波分析的系統理論得到了初步建立。

三、WAVELET影像壓縮簡介及基礎理論介紹

一、WAVELET的壓縮概念

WAVELET架在三個主要的基礎理論之上,分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding),可以說wavelettransform統合了此三項技術。小波轉換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號,分解成不相同頻率的信號,因此能有效的應用於編碼、解碼、檢測邊緣、壓縮數據,及將非線性問題線性化。良好的分析局部的時間區域與頻率區域的信號,彌補傅利葉轉換中的缺失,也因此小波轉換被譽為數學顯微鏡WAVELET并不會保留所有的原始資料,而是選擇性的保留了必要的部份,以便經由數學公式推算出其原始資料,可能不是非常完整,但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留,什麼要舍棄,端看能量的大小儲存(跟波長與頻率有關)。以較少的資料代替原來的資料,達到壓縮資料的目的,這種經由取舍資料而達到壓縮目地的作法,是近代數位影像編碼技術的一項突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術中。

WAVELET轉換在數位影像轉換技術上算是新秀,然而在太空科技早已行之有年,像探測衛星和哈柏望遠鏡傳輸影像回地球,和醫學上的光纖影像,早就開始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料,而且有壓縮率極佳與原影重現的效果。

以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現,將數位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮,所以還原回來的資料和原始資料分毫無差,但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態,控制解碼後影像的品質,選擇適當的編碼法,而且還在擷取圖形資料時,先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。

二、影像壓縮過程

原始圖形資料色彩模式轉換DCT轉換量化器編碼器編碼結束

三、編碼的基本要素有三點

(一)一種壓縮/還原的轉換可表現在影像上的。

(二)其轉換的系數是可以量化的。

(三)其量化的系數是可以用函數編碼的。

四、現有WAVELET影像壓縮工具主要的部份

(一)WaveletTransform(WAVELET轉換):將圖形均衡的分割成任何大小,最少壓縮二分之一。

(二)Filters(濾鏡):這部份包含WaveletTransform,和一些著名的壓縮方法。

(三)Quantizers(量化器):包含兩種格式的量化,一種是平均量化,一種是內插量化,對編碼的架構有一定的影響。

(四)EntropyCoding(熵編碼器):有兩種格式,一種是使其減少,一種本論文由整理提供

為內插。

(五)ArithmeticCoder(數學公式):這是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基礎上。

(六)BitAllocation(資料分布):這個過程是用整除法有效率的分配任何一種量化。

肆、WAVELET影像壓縮未來的發展趨勢

一、在其結構上加強完備性。

二、修改程式,使其可以處理不同模式比率的影像。

三、支援更多的色彩。可以處理RGB的色彩,像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。

四、加強運算的能力,使其可支援更多的影像格式。

五、使用WAVELET轉換藉由消除高頻率資料增加速率。

六、增加多種的WAVELET。如:離散、零元樹等。

七、修改其數學編碼器,使資料能在數學公式和電腦的位元之間轉換。

八、增加8X8格的DCT模式,使其能做JPEG的壓縮。

九、增加8X8格的DCT模式,使其能重疊。

十、增加trelliscoding。

十一、增加零元樹。

現今已有由中研院委托國內學術單位研究,也有不少的研究所的碩士。國外更是如火如荼的展開研究。相信實際應用於實務上的日子指日可待。

伍、影像壓縮研究的方向

1.輸入裝置如何捕捉真實的影像而將其數位化。

2.如何將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態。

3.如何控制解碼影像的品質。

4.如何選擇適當的編碼法。

5.人的視覺系統對影像的反應機制。

小波分析,無論是作為數學理論的連續小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發展,他保留了傅氏理論的優點,又能克服其不足之處。

陸、在印刷輸出的應用

WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下,作為印刷輸出還嫌太早。但是後續發展潛力無窮,尤其在網路出版方面,其利用價值更高,WAVELET的出現就猶如當時的JPEG出現,在影像的領域中掀起一股旋風,但是WAVELET卻有JPEG沒有的優點,JPEG乃是失真壓縮,且解碼後復原程度有限,能在網路應用,乃是由於電腦的解析度并不需要太高,就可辨識其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮,但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原,如此的壓縮才有存在的價值。

有一點必須要提出的就是,并不是只要資料還原就可以用在印刷上,還需要有解讀其檔案的RIP,才能用於數位印刷上。等到WAVELET的應用成熟,再發展其適用的RIP,又是一段時間以後的事了。

在網路出版上已經有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了,不過還是測試版,可是以後會在網路上大量使用,應該是未來的趨勢。對於網路出版應該是一陣不小的沖擊。圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速,減少網路的使用費用,增加企業的利潤,由於傳版的時間減少,也使印刷品在當地印刷的可能性增高,減少運費,減少開支,提高時效性,創造新的商機。

柒、結論

WAVELET的理論并不是相當完備,但是據現有的研究報告顯現,到普及應用的階段,還有一段距離。但小波分析在信號處理、影像處理、量子物理及非線性科學領域上,均有其應用價值。國內已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯,各自有各自的翻譯,故研究起來倍感辛苦。但相信不久即會有正式的定名出現。這也顯示國內的研究速度,遠落在外國的後面,國外已成立不少相關的網站,國內僅有少數的相關論文。如此一來國內要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業更是要相當時間。不過對於網路出版仍是有相當大的契機,國內仍是可以朝這一方面發展的。站在一個使用其成果的角度,印刷業界也許并不需要去了解其高深的數理理論。但是在運用上,為了要使用方便,和預估其發展趨勢,影像壓縮的基本概念卻不能沒有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式,目的在為了使後進者有一參考的依據,也許在不久的將來此一模式會成為主流,到時才不會手足無措。

參考文獻:

1.GeoffDavis,1997,WaveletImageCompressionConstructionKit,。

2.張維谷.小宇宙工作室,初版1994,影像檔寶典.WINDOWS實作(上),峰資訊股份有限公司。

3.張維谷.小宇宙工作室,初版1994,影像檔寶典.WINDOWS實作(下),峰資訊股份有限公司。

4.施威銘研究室,1994,PC影像處理技術(二)圖檔壓縮續篇,旗標出版有限公司。

5.盧永成,民八十七年,使用小波轉換及其在影像與視訊編碼之應用,私立中原大學電機工程學系碩士學位論文。

6.江俊明,民八十六年,小波分析簡介,私立淡江大學物理學系碩士論文。

7.曾泓瑜、陳曜州,民八十三年,最新數位訊號處理技術(語音、影像處理實務),全欣資訊圖書。

附錄:

嵌入式零元樹小波轉換、階層式嵌入式零元樹小波轉換、階層式影像傳送及漸進式影像傳送

目前網路最常用的靜態影像壓縮模式為JPEG格式或是GIF格式等。但是利用這些格式編碼完成的影像,其資料量是不變的,其接受端必須完整地接受所有的資料量後才可以顯示出編碼端所傳送的完整影像。這個現象最常發生在利用網路連結WWW網站時,我們常常都是先接收到文字後,其網頁上的圖形才,慢慢的一小部份一小部份顯示出來,有時網路嚴重塞車,圖形只顯示一點點後就要再等非常久的時間才再有一點點顯示出來,甚至可能斷線了,使得使用者完全不知道在接收什麼圖案的圖形,無形中造成網路資源的浪費。此缺點之改善,可以使用嵌入式零元樹小波轉換(EZW)來完成。

階層式影像傳送系統的主要功能為允許不同規格之顯示裝置或解碼器可以從同一編碼器中獲得符合其要求之訊號,如此不需要對於不同的解碼器設計不同的編碼器配合利用之,進而增加了其應用的范圍,及減低了所架設系統的復雜度,也可以節省更多的設備費用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術來設計階層式影像傳送系統時,其編碼的效果不是很好。主要的原因是,利用(EZW)技術所設計的編碼器是根據影像的全解析度來加以編碼的,這使得擁有不同解析度與碼率要求的解碼器,無法同時分享由編碼器所送出來的位元流。雖然可以利用同時播放(Simulcast)技術來加以克服之,但是該技術對於同一影像以不同解析度獨立編碼時,將使得共同的低通次頻帶(LowpassSubband)被重復的編碼與傳送,而產生了相當高的累贅(Redundancy)。

基於上述情況,有人將嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術加以修改之,完成了一個新式的階層式影像傳送系統。該技術為階層式嵌入的零元樹小波轉換(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet,簡稱LEZW技術。這個技術本論文由整理提供

使我們所設計出來的階層式影像傳送系統,可以在編碼傳送前預先指定圖層數目、每層影像的解析度與碼率。

LEZW技術是將EZW技術中的連續近似量化(SAQ)加以延伸應用之,而EZW傳統的做法是將SAQ應用於全部的小波轉換系數上。然而在LEZW技術中,從基層(BaseLayer)開始SAQ一次僅用於一個圖層(Layer)的編碼,直到最高階析度的圖層為止。當編碼的那一圖層碼率利用完時,即表示該圖層編碼完畢可以再往下一圖層編碼之。為了改善LEZW的效率,在較低圖層的SAQ結果應用於較高圖層的SAQ過程中,基於這種編碼的程序,LEZW演算法則可以在每一圖層平均碼率的限制下,重建出不同解析度的影像。因此,LEZW非常適合用於設計階層式影像傳送系統。

LEZW技術也可以應用於漸進式傳送,對於一個漸進式影像傳送系統而言,控制其解析度將可以改善重建影像的視覺品質。而常用的漸進式傳送方法有使用向量量化器或零元樹資料結構編碼演算法則。但是向量量化器需要較大的記憶體及對與傳送中的錯誤敏威,而利用EZW技術所設計的漸進式影像傳送系統,可以改善這些缺點,所以享有較好的效能。但是它也有缺點就是,應用於漸進式傳送時是根據全解析度來做編碼及傳送,因此在低碼率的限制之下時,若用全解析度來顯示影像將使得影像模糊不清。所以在低碼率傳送時的影像以較低的解析度來顯示時,則可以使影像的清晰度有所改善。

所以將LEZW技術延伸至漸進式傳送,在編碼之前可以先設定每一級(Stage)的解析度與傳送每一級所累加的碼率(AccumulatedRate),然後再編碼與傳送之。該系統在低碼率時用低解析度來顯示影像,在較高碼率時則以高解析度來顯示影像,將改善漸進式傳送的視覺品質。此系統在編碼傳送的過程中,允許傳送的位元流在任一點位置被中斷停止,而接收端可以由所接收到的資料,將影像重建在資料中斷時的解析度下。

漸進式影像傳送與階層式影像傳送的設計方法是相似的,只不過在傳送方法上兩者有相當大的不同。在階層式影像傳送系統中,所有圖層的資料是平行的一起傳送出去的。而漸進式影像傳送則是以級對級(Stage-by-Stage)的方式傳送的。因此,利用LEZW技術所設計的漸進式傳送可看做是單一圖層(Single-Layer)系統,其解析度與傳送都是可以控制的。如此網路資源的浪費,便可得到某種程度上的解決。

第4篇

1設備與方法。

1.1設備:DR。

1.2方法:許氏位(Schuller′s位),首先把球管向足側傾斜35°,中心線對好平板探測器的中心,然后在中心點作一小標記,如用一黑水筆畫上一點,并以此點為固定點。畫好固定點后讓患者俯臥位,把所需拍攝的一側乳突置于固定點上(初學者可以摸住外耳廓后方稍凸出處即乳突尖部)耳廓前折去除偽影。然后再使患者的正中矢狀面平行于床面,瞳間線垂直于床面,擺放成標準頭顱側位姿勢。盡量縮小拍攝視野,使圖像更為清晰。

梅氏位(Manger′s位):方法同上,首先把球管向足側傾斜45°,把乳突固定在固定點上,讓患者仰臥位,兩臂放于身旁,被檢側耳廓前折,頭部正中矢狀面向被檢側傾斜45°,聽呲線垂直于床面。盡量縮小拍攝視野。

2結果。

均能很清晰地顯示內外耳、乳突小房與乳突竇、迷路區、乙狀竇、頸動脈竇、下頜關節等部位。

3討論。

乳突是中耳的一個感覺器,天下論文外觀呈乳樣突出,整體上如一個類圓錐體,可分為乳突尖部、乳突峽、部乳突基底部,乳突內部為乳突小房和乳突竇。由于X線片只能平面顯示,所以只有特殊位能更好地顯示。因為球管打了角度以后中心線與床面成一角度,中心線呈斜線照入,頭顱有一定厚度,射線到達近球管一側頭顱和到達近床面一側頭顱的體表位置不一,需要估計中心線對外耳孔外幾厘米,造成初學者的困惑和操作難度。數字化攝影是平板探測器將X線信息轉換成電信號再行數字化,整個轉換過程都在平板探測器內完成。沒有暗盒或IP板,只能通過調整患者和球管來達到拍攝要求。我們通過使用固定點,可以很準確地使乳突中心置于拍攝中心。不用去考慮斜線造成的影響。

直接數字化攝影出圖快,不需要反復更換影像板,可減少技術人員的勞動強度、縮短攝影時間,提高了影像科的工作效率。數字化攝影可以即時獲得圖像,若攝影時圖像不正確或達不到診斷目的,可以及時進行修正,避免了患者反復來影像科重拍的過程,大大提高了影像科的整體形象。

DR攝影機是數字化攝影技術,具有后處理功能,借助計算機監視器,結合臨床需要,既可對圖像顯示各部位情況細致觀察,也可對圖像進行對比度、亮度調節,邊緣增強、黑白反轉、三維影像、局部放大以及偽彩色復制、存盤等。圖像可以復制、存盤、遠程傳送,為臨床診斷、治療、教學和科研提供了極大方便。

參考文獻

1王月程,章富利。CRDR兩種數字化X線技術影像質量與成像劑量的比較。中華放射醫學與防護,2005,25(1):91.

第5篇

北大一院醫學影像科在三維后處理的應用方面多有實踐,尤其在前列腺癌的MRI三維成像、肝臟腫瘤的CT三維重建等方面積累很多經驗,在《中華放射學雜志》、《中國醫學影像技術》和《中國腫瘤影像學》等雜志上發表相關論文多篇。

王霄英是北京大學第一醫院醫學影像科主任、北京大學前沿交叉學科研究院功能成像中心主任、中華醫學會中華放射學分會青年委員、《中國醫學影像技術雜志》副主編。自1998年至今,已先后發表署名科學論文150余篇,承擔多項國家級和部委級研究基金。

8月16日,《e醫療》就北大一院的醫學影像三維實踐、醫學影像科與臨床科室的關系、三維影像今后的發展趨勢等問題,對王霄英進行了專訪。

前列腺癌和肝癌的三維應用較多

| 貴院的三維影像應用有哪些?

王霄英:我們做前列腺癌輔助診斷挺多的,醫院有國內最大的前列腺癌數據庫,甚至可以做到把某個地方發生前列腺癌的概率標志在腺體的三維圖像上,這對外科醫生引導穿刺特別有幫助。

我們醫院的泌尿外科比較有特點,在臨床外科里實力比較強,他們要求每個腎癌病例都要進行三維重建,有一整套嚴格的對腎癌進行三維重建的要求:重建哪幾個解剖的位置、重建哪些血管和腫瘤的關系等。

另外,應用較多的還有普外科,他們經常需要影像科配合做肝臟的三維重建。我們醫院在進行較大的肝臟腫瘤切除之前,都會要求根據CT斷層圖像做一個三維重建,以選擇切除不同的肝段及血管,我覺得這個也蠻有特色的。

| 臨床科室如何查看醫學影像科的影像?可以實現三維影像傳輸嗎?

王霄英: 二維圖像是通過PACS查看的。我們醫院有兩套服務器,一套是醫學影像科自己用的,能力比較強一些,存儲量也比較大;另一套是用于臨床瀏覽的服務器,存儲三個月內所有的臨床圖像,臨床醫生有查看自己科室所有患者影像資料的權限。

具體到三維圖像,最早是臨床醫生到我們科室來看,后來他們要求我們做好了傳給他們,但是我們現在用的機器只能存儲二維影像,所以傳輸的還只是靜態的二維圖像,暫時沒辦法實現三維影像的傳輸,雖然臨床醫生很希望我們能這么做,但是他們會定義幾個標準位置給我們,我們會跟臨床科室溝通,告訴他們冠狀位怎么看,軸位怎么看等。

三維影像改變醫療服務模式

| 三維影像能帶來什么好處?

王霄英:三維重建給外科大夫帶來的益處顯而易見,他們關心病變組織能不能切除、怎么切除,三維重建就是告訴他們這些的。

我們醫院的呼吸內科開展了一項新業務:用呼吸內鏡把肺氣腫的病變部分進行切除,切除之后剩余的肺就可以有更大的空間進行收縮,這樣患者的肺功能會保持得很好。這個手術非常依賴CT三維重建,以確定病變區域的支氣管以及與周圍血管和組織的關系。進行這種手術前,呼吸內科主任往往會親自到我們科室來,對如何重建三維圖像提出要求。由于有了三維重建,呼吸內科的醫生開始用外科方法進行治療,這可以說是開拓了一個全新的領域。

此外,三維影像也給患者帶來了很大的好處。有了三維影像,患者和家屬可以更直觀地了解病情,醫生省去了很多解釋工作。而且,對醫生更信服的患者的依從性會大大提升,會積極配合醫生的治療,治療效果自然也會更好。

我覺得,三維影像后處理會改變整個醫療服務的模式和理念。

MDT已成常態機制

| 貴院是否有多學科團隊機制(MDT)?

王霄英:在接受你采訪之前,我和泌尿科主任、放療科主任在給一個前列腺癌患者做會診,實際上這就是一個多學科團隊。我們科參與更多的是跟隨臨床科室一起查房,有時也會安排某個具體疑難疾病的會診。醫學影像科在其中所起的作用跟疾病有關,有時候我們主要是去學習、交流,學習臨床醫生怎樣更好地處理影像報告;有時候醫學影像科的角色會非常重要,如果醫學影像科醫生不參加會議,臨床醫生甚至無法進行討論。

我要求我們科的每一位醫生必須給自己定一個方向。影像科醫生在跟所配合的臨床科室溝通的時候要帶著兩個任務:一是要向他們提供醫療影像服務,二是帶回臨床科室的需求。然后我們會根據臨床需求進行不斷的學習和改進。這種做法很早就開始了,現在科室更加明確了這項工作內容。

| MDT給醫學影像科帶來了哪些改變?

王霄英:醫學影像科以前是按設備分組,而按專業分組才是國際趨勢。我們科室是從2009年7月開始進行專業分組的,大家對自己專業方向的定位開始逐漸清晰起來,讓深入研究業務、提高業務水平成為可能。

信息共享是大勢所趨

| 醫學影像科能為臨床科室提供什么?兩者理想中的合作關系應該是怎樣的?

王霄英:今年5月份我去美國參加ISCT年會的時候,斯坦福大學醫院的一名醫生在演講中舉了一個例子:醫院的臨床醫生根據一張CT片子和診斷報告(影像和報告的質量都很高)做了一個處理的決定,而經過由醫學影像科醫生參加的多學科團隊(MDT)討論后,50%的臨床醫生改變了治療方案。雖然是同一張片子、同一份報告,為什么在討論前后的結果如此大相徑庭?事實上,很多信息并沒有在診斷報告里寫出來,臨床醫生也沒有從影像中看出來,而這些信息往往會對治療方案的制定產生很大影響。

醫學影像科和臨床科室的密切配合無疑會提升診療準確率,不僅能提升醫生的技術水平,更能讓患者直接受益。

醫學影像科的醫生應該更緊密地與臨床醫生進行合作,但是醫學影像科醫生的理念目前可能是一個比較大的阻力,因為并不是所有的醫學影像科醫生都愿意把影像資料拿出來與大家分享。醫學影像科醫生的核心競爭力應該是診斷水平而不是影像資料,分享之后必然會得到臨床醫生的積極反饋,這對提升醫學影像科醫生自身的水平肯定也是有幫助的。只要醫學影像科醫生意識到這一點,就一定會把影像資料拿出來分享,這是一個趨勢,只是時間早晚的問題。

PACS應附加更多功能

| 貴科在信息化方面今后有什么要提升的部分?

王霄英:如果沒有PACS,很難實現真正意義上的專業分組。分別用臨床瀏覽器和我們自己科室的PACS查看影像,明顯能感到后者更強大。我覺得基于PACS或者網絡的后處理工作站特別重要,對提高專業特別有幫助。

此外,我們的PACS只有最基本的3D能力,醫學影像科高級工作站的很多功能,比如功能成像等都沒辦法在PACS上實現,臨床瀏覽自然就無法看到。如果要看的話,必須先在CT、MR的后處理工作站上處理完再推到PACS上去,而處理得好不好完全取決于當時的操作人員(通常是研究生)的能力。

有時候前列腺里明明有一個腫瘤病灶,如果操作人員在做DWI(磁共振擴散加權成像)的時候沒看到,就得不到腫瘤的功能成像。而如果基于PACS或網絡的處理能力足夠強的話,簽報告的醫生就可以重新做一次后處理,就會避免很多錯誤診斷的出現。

第6篇

由於在現今資訊流通普遍的社會中,影像的需求量越來越大,影像的數位化是必然的趨勢。然而在數位化過的影像所占的資料量又相當龐大,在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式,在壓縮率及還原度皆有不錯的表現,為其尚未有一標準的格式,故在應用上尚未普及。但在不久的未來,其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關系。故以此篇文章介紹小波(WAVELET)轉換的歷史淵源。小波轉換的基礎原理。現今的發展對印刷業界的沖擊。影像壓縮的未來的發展。

壹、前言

由於科技日新月異,印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中,影像的資料一直有檔案過大的問題,占用記憶體過多,使資料在傳輸上、處理上都相當的費時,現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了,而使用者對影像圖形的要求,不僅要色彩繁多、真實自然,更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受,所要付出的代價是大量的儲存空間,使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間;美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無,是天經地義的事,但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘,常使人哈欠連連,大家不禁心生疑慮,難道圖檔不能壓縮得更小些嗎?如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的,可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式,在壓縮的比率上并不理想,失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真,即使數學家與資訊理論學者日以繼夜,卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法,都無可避免一個尷尬的事實:壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清,或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路?請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用,山不轉路轉,科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法,結果不但發現了滿意的解答,還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析,無論是作為數學理論的連續小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發展,他保留了傅氏理論的優點,又能克服其不足之處。可達到完全不失真,壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了,而到現在才有人將其應用於實際上,其理論仍有相當大的發展空間,而其實際運用也屬剛起步,其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。

貳、WAVELET的歷史起源

WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出,為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式,甚至是畫出不連續圖形的方程式,都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。

小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規范正交基。其後1984年,法國地球物理學J.Morlet在分析地震波的局部性質時,發現傳統的傅利葉轉換,難以達到其要求,因此引進小波概念於信號分析中,對信號進行分解。隨後理論物理學家A.Grossman對Morlet的這種信號根據一個確定函數的伸縮,平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a];a,b?R,a≠0}展開的可行性進行了研究,為小波分析的形成開了先河。

1986年,Y.Meyer建構出具有一定衰減性的光滑函數Ψj,k(x),其二進制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k);j,k?Z}構成L2(R)的規范正交基。1987年,Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中,建構了小波函數的構造及信號按小波轉換的分解及重構。1988年Daubechies建構了具有正交性(Orthonormal)及緊支集(CompactlySupported);及只有在一有限區域中是非零的小波,如此,小波分析的系統理論得到了初步建立。

三、WAVELET影像壓縮簡介及基礎理論介紹

一、WAVELET的壓縮概念

WAVELET架在三個主要的基礎理論之上,分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding),可以說wavelettransform統合了此三項技術。小波轉換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號,分解成不相同頻率的信號,因此能有效的應用於編碼、解碼、檢測邊緣、壓縮數據,及將非線性問題線性化。良好的分析局部的時間區域與頻率區域的信號,彌補傅利葉轉換中的缺失,也因此小波轉換被譽為數學顯微鏡。

WAVELET并不會保留所有的原始資料,而是選擇性的保留了必要的部份,以便經由數學公式推算出其原始資料,可能不是非常完整,但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留,什麼要舍棄,端看能量的大小儲存(跟波長與頻率有關)。以較少的資料代替原來的資料,達到壓縮資料的目的,這種經由取舍資料而達到壓縮目地的作法,是近代數位影像編碼技術的一項突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術中。

WAVELET轉換在數位影像轉換技術上算是新秀,然而在太空科技早已行之有年,像探測衛星和哈柏望遠鏡傳輸影像回地球,和醫學上的光纖影像,早就開始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料,而且有壓縮率極佳與原影重現的效果。

以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現,將數位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮,所以還原回來的資料和原始資料分毫無差,但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態,控制解碼後影像的品質,選擇適當的編碼法,而且還在擷取圖形資料時,先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。

二、影像壓縮過程

原始圖形資料色彩模式轉換DCT轉換量化器編碼器編碼結束

三、編碼的基本要素有三點

(一)一種壓縮/還原的轉換可表現在影像上的。

(二)其轉換的系數是可以量化的。

(三)其量化的系數是可以用函數編碼的。

四、現有WAVELET影像壓縮工具主要的部份

(一)WaveletTransform(WAVELET轉換):將圖形均衡的分割成任何大小,最少壓縮二分之一。

(二)Filters(濾鏡):這部份包含WaveletTransform,和一些著名的壓縮方法。

(三)Quantizers(量化器):包含兩種格式的量化,一種是平均量化,一種是內插量化,對編碼的架構有一定的影響。

(四)EntropyCoding(熵編碼器):有兩種格式,一種是使其減少,一種為內插。

(五)ArithmeticCoder(數學公式):這是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基礎上。

(六)BitAllocation(資料分布):這個過程是用整除法有效率的分配任何一種量化。

肆、WAVELET影像壓縮未來的發展趨勢

一、在其結構上加強完備性。

二、修改程式,使其可以處理不同模式比率的影像。

三、支援更多的色彩。可以處理RGB的色彩,像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。

四、加強運算的能力,使其可支援更多的影像格式。

五、使用WAVELET轉換藉由消除高頻率資料增加速率。

六、增加多種的WAVELET。如:離散、零元樹等。

七、修改其數學編碼器,使資料能在數學公式和電腦的位元之間轉換。

八、增加8X8格的DCT模式,使其能做JPEG的壓縮。

九、增加8X8格的DCT模式,使其能重疊。

十、增加trelliscoding。

十一、增加零元樹。

現今已有由中研院委托國內學術單位研究,也有不少的研究所的碩士。國外更是如火如荼的展開研究。相信實際應用於實務上的日子指日可待。

伍、影像壓縮研究的方向

1.輸入裝置如何捕捉真實的影像而將其數位化。

2.如何將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態。

3.如何控制解碼影像的品質。

4.如何選擇適當的編碼法。

5.人的視覺系統對影像的反應機制。

小波分析,無論是作為數學理論的連續小波變換,還是作為分析工具和方法的離散小波變換,仍有許多可被研究的地方,它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉(Fourier)分析的重要發展,他保留了傅氏理論的優點,又能克服其不足之處。

陸、在印刷輸出的應用

WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下,作為印刷輸出還嫌太早。但是後續發展潛力無窮,尤其在網路出版方面,其利用價值更高,WAVELET的出現就猶如當時的JPEG出現,在影像的領域中掀起一股旋風,但是WAVELET卻有JPEG沒有的優點,JPEG乃是失真壓縮,且解碼後復原程度有限,能在網路應用,乃是由於電腦的解析度并不需要太高,就可辨識其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮,但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原,如此的壓縮才有存在的價值。

有一點必須要提出的就是,并不是只要資料還原就可以用在印刷上,還需要有解讀其檔案的RIP,才能用於數位印刷上。等到WAVELET的應用成熟,再發展其適用的RIP,又是一段時間以後的事了。

在網路出版上已經有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了,不過還是測試版,可是以後會在網路上大量使用,應該是未來的趨勢。對於網路出版應該是一陣不小的沖擊。

圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速,減少網路的使用費用,增加企業的利潤,由於傳版的時間減少,也使印刷品在當地印刷的可能性增高,減少運費,減少開支,提高時效性,創造新的商機。

柒、結論

WAVELET的理論并不是相當完備,但是據現有的研究報告顯現,到普及應用的階段,還有一段距離。但小波分析在信號處理、影像處理、量子物理及非線性科學領域上,均有其應用價值。國內已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯,各自有各自的翻譯,故研究起來倍感辛苦。但相信不久即會有正式的定名出現。這也顯示國內的研究速度,遠落在外國的後面,國外已成立不少相關的網站,國內僅有少數的相關論文。如此一來國內要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業更是要相當時間。不過對於網路出版仍是有相當大的契機,國內仍是可以朝這一方面發展的。站在一個使用其成果的角度,印刷業界也許并不需要去了解其高深的數理理論。但是在運用上,為了要使用方便,和預估其發展趨勢,影像壓縮的基本概念卻不能沒有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式,目的在為了使後進者有一參考的依據,也許在不久的將來此一模式會成為主流,到時才不會手足無措。

參考文獻:

1.GeoffDavis,1997,WaveletImageCompressionConstructionKit,。

2.張維谷.小宇宙工作室,初版1994,影像檔寶典.WINDOWS實作(上),峰資訊股份有限公司。

3.張維谷.小宇宙工作室,初版1994,影像檔寶典.WINDOWS實作(下),峰資訊股份有限公司。

4.施威銘研究室,1994,PC影像處理技術(二)圖檔壓縮續篇,旗標出版有限公司。

5.盧永成,民八十七年,使用小波轉換及其在影像與視訊編碼之應用,私立中原大學電機工程學系碩士學位論文。

6.江俊明,民八十六年,小波分析簡介,私立淡江大學物理學系碩士論文。

7.曾泓瑜、陳曜州,民八十三年,最新數位訊號處理技術(語音、影像處理實務),全欣資訊圖書。

附錄:

嵌入式零元樹小波轉換、階層式嵌入式零元樹小波轉換、階層式影像傳送及漸進式影像傳送

目前網路最常用的靜態影像壓縮模式為JPEG格式或是GIF格式等。但是利用這些格式編碼完成的影像,其資料量是不變的,其接受端必須完整地接受所有的資料量後才可以顯示出編碼端所傳送的完整影像。這個現象最常發生在利用網路連結WWW網站時,我們常常都是先接收到文字後,其網頁上的圖形才,慢慢的一小部份一小部份顯示出來,有時網路嚴重塞車,圖形只顯示一點點後就要再等非常久的時間才再有一點點顯示出來,甚至可能斷線了,使得使用者完全不知道在接收什麼圖案的圖形,無形中造成網路資源的浪費。此缺點之改善,可以使用嵌入式零元樹小波轉換(EZW)來完成。

階層式影像傳送系統的主要功能為允許不同規格之顯示裝置或解碼器可以從同一編碼器中獲得符合其要求之訊號,如此不需要對於不同的解碼器設計不同的編碼器配合利用之,進而增加了其應用的范圍,及減低了所架設系統的復雜度,也可以節省更多的設備費用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術來設計階層式影像傳送系統時,其編碼的效果不是很好。主要的原因是,利用(EZW)技術所設計的編碼器是根據影像的全解析度來加以編碼的,這使得擁有不同解析度與碼率要求的解碼器,無法同時分享由編碼器所送出來的位元流。雖然可以利用同時播放(Simulcast)技術來加以克服之,但是該技術對於同一影像以不同解析度獨立編碼時,將使得共同的低通次頻帶(LowpassSubband)被重復的編碼與傳送,而產生了相當高的累贅(Redundancy)。

基於上述情況,有人將嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術加以修改之,完成了一個新式的階層式影像傳送系統。該技術為階層式嵌入的零元樹小波轉換(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet,簡稱LEZW技術。這個技術使我們所設計出來的階層式影像傳送系統,可以在編碼傳送前預先指定圖層數目、每層影像的解析度與碼率。

LEZW技術是將EZW技術中的連續近似量化(SAQ)加以延伸應用之,而EZW傳統的做法是將SAQ應用於全部的小波轉換系數上。然而在LEZW技術中,從基層(BaseLayer)開始SAQ一次僅用於一個圖層(Layer)的編碼,直到最高階析度的圖層為止。當編碼的那一圖層碼率利用完時,即表示該圖層編碼完畢可以再往下一圖層編碼之。為了改善LEZW的效率,在較低圖層的SAQ結果應用於較高圖層的SAQ過程中,基於這種編碼的程序,LEZW演算法則可以在每一圖層平均碼率的限制下,重建出不同解析度的影像。因此,LEZW非常適合用於設計階層式影像傳送系統。

LEZW技術也可以應用於漸進式傳送,對於一個漸進式影像傳送系統而言,控制其解析度將可以改善重建影像的視覺品質。而常用的漸進式傳送方法有使用向量量化器或零元樹資料結構編碼演算法則。但是向量量化器需要較大的記憶體及對與傳送中的錯誤敏威,而利用EZW技術所設計的漸進式影像傳送系統,可以改善這些缺點,所以享有較好的效能。但是它也有缺點就是,應用於漸進式傳送時是根據全解析度來做編碼及傳送,因此在低碼率的限制之下時,若用全解析度來顯示影像將使得影像模糊不清。所以在低碼率傳送時的影像以較低的解析度來顯示時,則可以使影像的清晰度有所改善。

第7篇

【關鍵字】工程測量測繪新技術應用探討

中圖分類號:[P258] 文獻標識碼:A 文章編號:

一、工程測量重要性

工程測量是建筑工程、水利工程、路橋工程施工的基礎提_工程施工管理的指引。測量工作是一項專業性強,需多人配合才能完成的工作,往往—個環節的失誤就會影響整個工程施工進度。目前我國建筑工程施工企業已經充分i^識到了工程測量的重要性曲于工程測量、放線等工作造成爛尾樓的情況已很少見到。杜絕工程測量工作失民不僅僅需要在管理上加強控制與管理,還需要應用先進的測量技術,將誤差將至最小,保障工程施工的正常進行。城市建筑工程測量由于地形情況較好便于測量工作的進行不能充分體現新技術應用帶來的效果。對于公路、鐵路、水利等工程測量環境艱苦、地形復雜、測量放線工作困難的工程中測量新技術的優勢才能夠真正體現。影像提取技術、GPS技術等測量新技術的應用已經得到一線測量人員的一致好評,加快測量新技術推廣、加快測量工作設備投入對于工程質量的保障有著重要的影響。

二、工程測量中所應用得測繪新技術

1、工程測量中的全球衛星定位技術(GPS)

GPS全球定位系統由空間衛星群和地面監控系統兩大部分組成,GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號,跟蹤衛星的運行,并對信號進行交換、放大和處理。設備運行后系統會自動生成一個觀測文件(觀測文件必須進行妥善保管以便日后的查詢以及日后數據測算使用),再通過計算機和相應軟件,經基線解算、網平差,求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標,最終計算出準確的測量數據。GPS測量技術不適用于短邊測量,在必須使用時要謹慎觀測,并通過多次測量確保測量的精準度。RTK(Real Time Kinematics,實時動態)技術是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPs定位測量方式,是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的GPS接收機再利用0TF(運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此,RTK被廣泛應用于圖根控制測量,地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。

2、工程測量中地理信息技術(GIS)的應用分析

GIS 是地理信息系統(Geographic Information System)的簡稱,指的是在計算機的軟硬件條件支持的情況下,對具有空間內涵的地理信息,按照空間分布以一定的格式輸入、存貯、查詢、分析、更新、圖形編輯、數據庫管理、顯示與輸出和數據綜合分析的計算機技術系統。它是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體

的新興學科,目前,GIS 已經成為多學科集成并且應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段和工具。它的技術優勢不僅僅在于它的集地理數據的采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程,還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。如今,GIS 不僅發展成為一門較為成熟的技術科學,而且已經成為一門新興的產業,在測繪、農林水利、氣象海洋、城市規劃土地管理、環境監測、區域開發與國防建設等領域的作用越來越重要。

讓我們以城市的地下管線信息系統的建立為例,地理信息系統能把地形圖作為基礎圖形數據,然后疊加地下和地面的類管線,這管線包括上水、通訊、電力、燃氣、工程管線、污水,還有測量控制網和規劃路等多種基礎的測繪信息,在上述基礎上,形成一個測繪數據的信息系統,從而實現對城市地下管線的現代化的信息管理。

3、攝影測量技術在城市規劃工程測量中的應用

攝影測量測繪技術是通過攝影方式來獲取目標物體的基本信息,目前已發展到數字攝影測繪階。攝影測量利用計算機技術和影像處理對影像進行測繪,將大量外業測量轉移到室內,速度快且精度高。在人口密集區,應用該測繪技術可高效率大面積的成圖,而數字攝影測繪技術,可以對城市大比例尺地形圖的測繪和更新,為城市規劃、城市建筑工程提供南圖。

4、工程測量中的數字化技術

(1)地圖數字化技術

在建立各種GIS系統時.對原有地圖進行數字化處理,在建庫工作中占據了相當大的工作量.各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀將其輸入計算機,經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器。針對大比例尺地形圖.大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。

2、數字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容.常規的成圖方法野外工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作。成圖周期長,產品單一,難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前。數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。

三、工程測量的應用分析及展望

當前,經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代工程測量技術正在向著內外業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制及系統智能化、測量成果數字化、測量信息管理可視化、測量信息共享數據庫和傳播網絡化的方向發展。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。其主要目的是圍繞提高測量工作效率、提高測量數據精準度進行,為工程施工指明方向、打下基礎。這就要求我國工程測量企業、施工企業加強測量才培養,通過對測量人才的不斷培養與培訓使其能夠了解了新的測量技術,又保障工程測量的順利進行。另外還要加大在工程測量方面的投資,通過加大投資加快新測量技術及設備的應用,促進測量工作的精確、可靠、快速、簡便、連續、動態、遙測、實時開展。

【參考文獻】

[1]李力 測繪新技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國新技術新產品2010(9)

[2]馬琳.魏志寰淺談測繪技術在工程測量中的應用[期刊論文]-中國科技縱橫2010(17)

[3]潘賢通 淺談測繪新技術及其在工程測量中的應用[期刊論文]-科技致富向導2010(19)

[4]阿帕爾沙塔爾 淺析在工程測量中測繪新技術的應用與研究[期刊論文]-管理學家2011(2)

第8篇

論文摘要: 對教師綜合素質的培養、教學方法、教學設備的建設及教學效果的評價方法等四個方面進行探討,以提高斷層解剖學實驗教學的教學質量。

隨著醫學影像學的進展,影像設備越來越先進,影像診斷學要求醫學生必須具備扎實的人體斷層解剖學知識,從而使斷層解剖學成為醫學生繼系統解剖學和局部解剖學后的又一門人體解剖學課程。我校于2001年對影像學專業開設了斷層解剖學課程,并不斷的開展教學改革和科研的工作,以求進一步提高教學質量。以下就自己多年的教學實踐,結合其他院校的教學經驗,對斷層解剖學實驗教學提出幾點體會,供同行參考。

一、教師綜合素質的培養

1.教師應有豐富的解剖學知識

斷層解剖學是研究人體各種方位斷面上器官和結構的形態、大小、位置和毗鄰關系的形態科學。教師不僅要具備豐富的系統解剖學和局部解剖學的知識,同時對每個斷層的器官結構位置毗鄰關系以及各個斷層間的變化都應了如指掌。因此,我們先后選送中青年教師全脫產到山東大學醫學院及其舉辦的斷層解剖學學習班學習,以豐富教師的解剖學知識。

2.教師應有熟練的操作技能

斷層解剖學實驗教學必須有足夠的標本讓學生觀察,所以教師應該具備熟練的標本的制作技術,如分離腦、肺、肝等主要器官的斷層標本制作技術。熟悉斷層標本在制作過程中會出現的磨損情況,標本的變異情況等,有利于教師在教學過程中給學生指明。

3.教師必須具備相關的臨床知識

一個合格的斷層解剖學教師,不僅要知道解剖學知識,教授尸體斷層解剖知識,更應該了解相關的影像學知識,包括各種影像技術的成像原理、特點及進展,能熟練講授DSA、CT解剖、MRI解剖和ECT解剖的器官結構。因此,我們進醫院影像科學習正常CT解剖、MRI解剖和ECT解剖,同時了解各種常見病和多發病的影像診斷。講授時能使基礎和臨床相結合,有利于激發學生的學習興趣,有效的提高了教學質量。

二、教學手段和教學方法

建立以疑難問題為中心,學生自行觀察在體器官、斷層標本、親手切制離體器官斷層標本,并對照CT、MRI圖像學習的實驗教學模式。[1] 這種方法能激發學生學習興趣和求知欲望,鍛煉他們獨立思考和動手能力,有效的提高了教學質量。

1.設立“疑難問題”,做好課前預習準備

在實驗前給學生出幾道能概括實驗內容的問題,讓他們圍繞這些問題做好課前預習。學生通過尋求問題答案的過程中激發了學習的興趣,學會了自學的方法,樹立了自學的信心,提高了學生的思維能力。

2.培養學生的“整體-斷層-整體”斷層解剖思維

實驗課要讓學生觀察在體標本,反復在大體上模擬做斷層,再結合斷層標本讓其知道斷層標本上結構什么時候出現,為什么會出現;最后親手切制離體器官斷層標本進行比對。讓學生明白學習斷層解剖學不能光知道一個器官的整體,也不能光從斷層到斷層,而應該讓學生建立起“整體-斷層-整體”斷層解剖思維。

3.斷層標本與影像圖象相結合的教學方法

在斷層解剖教學過程中,實物標本的觀察和臨床CT及MRI圖像的觀察是重要的內容。臨床CT及MRI圖像的觀察的激發了學生學習的興趣。學生通過“整體-斷層-整體”斷層解剖思維,觀察每個器官的立體結構及平面結構,再通過CT及MRI圖像一一進行比對。這樣從大體標本到斷層標本,從斷層標本到CT及MRI圖像,反復進行觀察。從而達到記憶CT及MRI圖像及斷層標本上的器官組織的形態結構,提高學習的效率,為學習影象診斷學打下扎實的基礎。

三、實驗條件和教學設備

1.模型、掛圖、標本及CT、MRI圖片

實驗室內必須具備足夠數量及較高質量的教學標本,這是完成一次實驗教學最基本的條件。我們根據教學計劃提供和斷層解剖學相關的局部解剖標本和盒裝的系統化的斷層標本及臨床正常的CT、MRI圖片。同時準備相當數量的模型和掛圖,因為有些結構不能在標本上直接觀察,必須借助模型或掛圖來顯示。

2.標本陳列室

標本陳列室是解剖學科乃至一所學校的窗口,陳列的標本是解剖教學中必不可少的一個環節。我們建立了大體(系統解剖、局部解剖)陳列室和斷層解剖陳列室兩間。尤其在斷層陳列室內陳列四套全身各個部位的橫斷層、冠狀斷層及矢狀斷層的標本,在每個標本旁邊擺放該標本拍照放大過的教學照片(35cm*40cm),并對照片上的結構進行標注。學生可以充分的利用這一教學資源,培養學生的自學能力,大大的增加學生獲取知識的途徑。

四、教學效果及評價

為了檢驗實驗教學效果,我們對學生的動手能力和對知識的綜合應用能力進行考核,力爭做到公正、合理,具體形式包括以下幾個方面:①操作能力:觀察學生平時實際動手操作能力,如腦、肺、肝臟的離體器官的斷層標本的制作。②實驗報告:我們要求學生把上課觀察到的主要的斷層結構進行繪畫。通過繪畫有助于對結構的毗鄰關系加深記憶。③標本考試:標本考試是解剖學教學過程中一個不可缺少的重要環節,是檢驗實驗教學效果的必要手段和客觀依據。通過標本考試能調動學生觀察標本的積極性,對斷層解剖實驗教學質量的提高起著促進的作用。

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