醫(yī)學(xué)影像與技術(shù)大全11篇

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篇（1）

醫(yī)學(xué)影像技術(shù)主要是應(yīng)用工程學(xué)的概念及方法,并基于工程學(xué)原理發(fā)展起來的一種技術(shù),其實醫(yī)學(xué)影像技術(shù)還是醫(yī)學(xué)物理的重要組成部分,它是用物理學(xué)的概念和方法及物理原理發(fā)展起來的先進技術(shù)手段。醫(yī)學(xué)影像信息包括傳統(tǒng)X線、CT、MRI、超聲、同位素、電子內(nèi)窺鏡和手術(shù)攝影等影像信息。它們是窺測人體內(nèi)部各組織,臟器的形態(tài),功能及診斷疾病的重要方法。隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,以膠片為主要方式的顯示、存儲、傳遞X-ray攝像技術(shù)已不能滿足臨床診斷和治療發(fā)展的需求,醫(yī)療設(shè)備的數(shù)字化要求日益強烈,全數(shù)字化放射學(xué)、圖像導(dǎo)引和遠程放射醫(yī)學(xué)將是放射醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的必然趨勢。

1 傳統(tǒng)攝影技術(shù)在摸索中進行

1.1 計算機X線攝影

X射線是發(fā)展最早的圖像裝置。它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用使醫(yī)生能觀察到人體內(nèi)部結(jié)構(gòu),這為醫(yī)生進行疾病診斷提供了重要的信息。在1895年后的幾十年中,X射線攝影技術(shù)有不少的發(fā)展,包括使用影像增強管、增感屏、旋轉(zhuǎn)陽極X射線管及斷層攝影等。但是,由于這種常規(guī)X射線成像技術(shù)是將三維人體結(jié)構(gòu)顯示在二維平面上,加之其對軟組織的診斷能力差,使整個成像系統(tǒng)的性能受到限制。從50年代開始,醫(yī)學(xué)成像技術(shù)進入一個革命性的發(fā)展時期,新的成像系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。70年代早期,由于計算機斷層技術(shù)的出現(xiàn)使飛速發(fā)展的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)達到了一個高峰。到整個80年代,除了X射線以外,超聲、磁共振、單光子、正電子等的斷層成像技術(shù)和系統(tǒng)大量出現(xiàn)。這些方法各有所長,互相補充,能為醫(yī)生做出確切診斷,提供愈來愈詳細和精確的信息。在醫(yī)院全部圖像中X射線圖像占80%,是目前醫(yī)院圖像的主要來源。在本世紀50年代以前,X射線機的結(jié)構(gòu)簡單,圖像分辨率也較低。在50年代以后, 分辨率與清晰度得到了改善,而病人受照射劑量卻減小了。時至今日,各種專用X射線機不斷出現(xiàn),X光電視設(shè)備正在逐步代替常規(guī)的X射線透視設(shè)備,它既減輕了醫(yī)務(wù)人員的勞動強度,降低了病人的X線劑量;又為數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。隨著計算機的發(fā)展數(shù)字成像技術(shù)越來越廣泛地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屏片攝影現(xiàn)階段,用于數(shù)字攝影的探測系統(tǒng)有以下幾種: (1)存儲熒光體增感屏[計算機X射線攝影系統(tǒng)(computer Radiography.CR)]。

(2)硒鼓探測器。(3)以電荷耦合技術(shù)(charge Coupled Derices.CCD)為基礎(chǔ)的探測器 。(4)平板探測器(Flat panel Detector)a:直接轉(zhuǎn)換(非晶體硒)b:非直接轉(zhuǎn)換(閃爍晶體)。這些系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化、遙控化和明室化,減少了操作者的輻射損傷。

1.2 X-CT

CT的問世被公認為倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以來的重大突破,因為他標志了醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與計算機相結(jié)合的里程碑。這種技術(shù)有兩種模式,一種是所謂“先到斷層成像”(FAT),另一種模式是“光子遷移成像”(PMI)。

1.3 磁共振成像

核磁共振成像,現(xiàn)稱為磁共振成像。它無放射線損害,無骨性偽影,能多方面、多參數(shù)成像,有高度的軟組織分辨能力,不需使用對比劑即可顯示血管結(jié)構(gòu)等獨特的優(yōu)點。

1.4 數(shù)字減影血管造影

它是利用計算機系統(tǒng)將造影部位注射造影劑的透視影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式貯存于記憶盤中,稱作蒙片。然后將注入造影劑后的造影區(qū)的透視影像也轉(zhuǎn)換成數(shù)字,并減去蒙片的數(shù)字,將剩余數(shù)字再轉(zhuǎn)換成圖像,即成為除去了注射造影劑前透視圖像上所見的骨骼和軟組織影像,剩下的只是清晰的純血管造影像。

2 數(shù)字化攝影技術(shù)

數(shù)字X射線攝影的成像技術(shù)包括成像板技術(shù)、平行板檢測技術(shù)和采用電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術(shù)。成像板技術(shù)是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片增感屏來照相,然后記錄于膠片的一種方法。平行板檢測技術(shù)又可分為直接和間接兩種結(jié)構(gòu)類型。直接FPT結(jié)構(gòu)主要是由非品硒和薄膜半導(dǎo)體陣列構(gòu)成的平板檢測器。間接FPT結(jié)構(gòu)主要是由閃爍體或熒光體層加具有光電二極管作用的非品硅層在加TFT陣列構(gòu)成的平板檢測器。電荷耦合器或CMOS器件以及線掃描等技術(shù)結(jié)構(gòu)上包括可見光轉(zhuǎn)換屏,光學(xué)系統(tǒng)和CCD或CMOS。

3 成像的快捷閱讀

由于成像方法的改進,除了在成像質(zhì)量方面有明顯提高外,圖像數(shù)量也急劇增加。例如隨著多層CT的問世,每次CT檢查的圖像可多達千幅以上,因此,無法想象用傳統(tǒng)方法能讀取這些圖像中蘊含的動態(tài)信息。這時在顯示器上進行的“軟閱讀”正在逐漸顯示出其無可比擬的優(yōu)越性。軟拷貝閱讀是指在工作站圖像顯示屏上觀察影像,就X線攝影而言這種閱讀方式能充分利用數(shù)字影像大得多的動態(tài)范圍,獲取豐富的診斷信息。

4 PACS的廣闊發(fā)展空間

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像設(shè)備延續(xù)了幾十年的數(shù)據(jù)采集和成像方式,已經(jīng)遠遠無法滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展和臨床醫(yī)生的需求。PACS系統(tǒng)應(yīng)運而生。PACS系統(tǒng)是圖像的存儲、傳輸和通訊系統(tǒng),主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像圖像和病人信息的實時采集、處理、存儲、傳輸,并且可以與醫(yī)院的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)放射信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)相連,實現(xiàn)整個醫(yī)院的無膠片化、無紙化和資源共享,還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)遠程會診,或國際間的信息交流。PACS系統(tǒng)的產(chǎn)生標志著網(wǎng)絡(luò)影像學(xué)和無膠片時代的到來。完整的PACS系統(tǒng)應(yīng)包含影像采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)的存儲、管理,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),影像的分析和處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個PACS系統(tǒng)的核心,是決定系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵部分,可將各種不同成像系統(tǒng)生成的圖象采入計算機網(wǎng)絡(luò)。由于醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)量非常大,數(shù)據(jù)存儲方法的選擇至關(guān)重要。光盤塔、磁帶庫、磁盤陳列等都是目前較好的存儲方法。數(shù)據(jù)傳輸主要用于院內(nèi)的急救、會診,還有可以通過互聯(lián)網(wǎng)、微波等技術(shù),以數(shù)據(jù)的遠距離傳輸,實現(xiàn)遠程診斷。影像的分析和處理系統(tǒng)是臨床醫(yī)生、放射科醫(yī)生直接使用的工具,它的功能和質(zhì)量對于醫(yī)生利用臨床影像資源的效率起了決定作用。綜上所述,PACS技術(shù)可分為三個階段,(1)用戶查找數(shù)據(jù)庫;(2)數(shù)據(jù)查找設(shè)備;(3)圖像信息與文本信息主動尋找用戶。

5 技術(shù)----分子影像

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展,在今天已具有顯微分辨能力,其可視范圍已擴展至細胞、分子水平,從而改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像學(xué)只能顯示解剖學(xué)及病理學(xué)改變的形態(tài)顯像能力。由于與分子生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相互交叉融合,奠定了分子影像學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)。Weissleder氏于1999年提出了分子影像學(xué)的概念:活體狀態(tài)下在細胞及分子水平應(yīng)用影像學(xué)對生物過程進行定性和定量研究。

分子成像的出現(xiàn),為新的醫(yī)學(xué)影像時代到來帶來曙光。基因表達、治療則為徹底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、開創(chuàng)分子影像與基因治療,這就是21世紀的影像學(xué)。 新的醫(yī)學(xué)影像的觀察要超出目前的解剖學(xué)、病理學(xué)概念,要深入到組織的分子、原子中去。其關(guān)鍵是借助神奇的探針--即分子探針。到目前為止,分子影像學(xué)的成像技術(shù)主要包括MRI、核醫(yī)學(xué)及光學(xué)成像技術(shù)。一些有識之士認為;由于診治兼?zhèn)涞慕槿敕派鋵W(xué)已深入至分子生物學(xué)的層面,因此,分子影像學(xué)應(yīng)包括分子水平的介入放射學(xué)研究。

6 學(xué)科的交叉結(jié)合

交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科是當今科學(xué)發(fā)展的趨勢。影像技術(shù)學(xué)最鄰近的學(xué)科應(yīng)為影像診斷學(xué)。前者致力于解決信息的獲取、存儲、傳輸、管理及研發(fā)新的技術(shù)方法;后者則將信息與知識、經(jīng)驗結(jié)合,著重于信息的內(nèi)容,根據(jù)影像做出正常解剖結(jié)構(gòu)的辨認及病變的診斷。兩者相輔相成,互為依托。所以,影像技術(shù)學(xué)的發(fā)展離不開影像診斷學(xué)更密切地溝通與結(jié)合將為提高、拓展原有成像方式及開辟新的成像方式做出有益的貢獻。醫(yī)用影像診斷裝置用于詳細地觀察人體內(nèi)部各器官的結(jié)構(gòu),找出病灶的位置毫克大小,有的還可以進行器

官功能的判斷 。還有醫(yī)用影像診斷裝備情況,已成了衡量醫(yī)院現(xiàn)代化水平的標志。

7 淺談醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的下一個熱點

醫(yī)療保健事業(yè)在經(jīng)濟上的窘迫使得90年代以來,成為一個沒有大規(guī)模推廣一種新的影像技術(shù)的、相對沉寂的時期,延續(xù)了一些現(xiàn)有影像技術(shù)的發(fā)展,使得他們中至今還沒有一種影像技術(shù)能對影像學(xué)產(chǎn)生巨大的影響。隨著科技的發(fā)展,最近逐漸發(fā)展起來的一批有希望的影像技術(shù)。如:磁共振譜(MRS),正電子發(fā)射成像(PET)單光子發(fā)射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光學(xué)成像(OCT或NRI)。他們有可能很快成為大規(guī)模應(yīng)用的影像技術(shù),將為腦、肺、及其他部位的成像提供新的信息。

7.1 磁源成像

人體體內(nèi)細胞膜內(nèi)外的離子運動可形成生物電流。這種生物電流可產(chǎn)生磁現(xiàn)象,檢測心臟或腦的生物電流產(chǎn)生的磁場可以得到心磁圖或腦磁圖。這類磁現(xiàn)象可反映出電子活動發(fā)生的深度,攜帶有人體組織和器官的大量信息。

7.2 PET和SPECT

單光子發(fā)射成像(SPECT)和正電子成像(PET)是核醫(yī)學(xué)的兩種CT技術(shù)。由于它們都是接受病人體內(nèi)發(fā)射的射線成像,故統(tǒng)稱為發(fā)射型計算機斷層成像(ECT)。ECT依據(jù)核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤原理進行體內(nèi)診斷,要在人體中使用放射性核素。ECT存在的主要問題是空間分辨率低。最近的技術(shù)發(fā)展可能促進推廣ECT的應(yīng)用。

7.3 阻抗成像(EIT)

EIT是通過對人體加電壓,測量在電極間流動的電流,得到組織電導(dǎo)率變化的圖像。 目的在于形成對體內(nèi)某點阻抗的估計。這種技術(shù)的優(yōu)點是,所采用的電流對人體是無害的,因而對成像對象無任何限制。這種技術(shù)的時間分辨率很好,因而可連續(xù)監(jiān)測實際的應(yīng)用,已實現(xiàn)以視頻幀速的醫(yī)用EIT的實驗樣機。

7.4 光學(xué)成像(OTC或NIR)

近期的一些實質(zhì)性的進展表明,光學(xué)成像有可能在最近幾年內(nèi)發(fā)展成為一種能真正用于臨床的影像設(shè)備。它的優(yōu)點是:光波長的輻射是非離子化的,因而對人體是無傷害的,可重復(fù)曝光;它們可區(qū)分那些在光波長下具有不同吸收與散射,但不能由其它技術(shù)識別的軟組織;天然色團所特有的吸收使得能夠獲得功能信息。它正在開辟它的臨床領(lǐng)域。

篇（2）

醫(yī)學(xué)職業(yè)教育是直接為地方衛(wèi)生事業(yè)服務(wù)、融知識傳授和技能培養(yǎng)于一體的職業(yè)教育，承擔(dān)著健康所系、性命相托的責(zé)任，具有實踐性很強的行業(yè)特點。而影像技術(shù)專業(yè)又是一門技術(shù)性很強的學(xué)科，且該課程涉及理、工、醫(yī)等領(lǐng)域，課程技術(shù)種類多，學(xué)習(xí)內(nèi)容抽象難懂，不易理解，因此，此項學(xué)科的實踐就顯得尤為重要。醫(yī)學(xué)影像學(xué)具有自己獨立的理論體系，是理、工、醫(yī)結(jié)合的產(chǎn)物。現(xiàn)在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)影像復(fù)合型人才的問題，已經(jīng)引起教育工作者、教育理論界和國家教育行政部門越來越密切的關(guān)注。

計算機技術(shù)的飛速發(fā)展使人類數(shù)據(jù)存儲與處理的硬件環(huán)境有了質(zhì)的飛躍；人工智能、模式識別、計算機視覺、圖像處理、計算機圖形學(xué)和數(shù)據(jù)庫等學(xué)科的發(fā)展，又為數(shù)據(jù)處理提供了有力的軟支持。因此，借助于已有的各種計算方法，更加充分、高效和客觀地提取出醫(yī)學(xué)圖像中的有用信息，提高醫(yī)生的診斷效率己勢在必行。計算機輔助醫(yī)學(xué)圖像分析正是基于上述背景產(chǎn)生的一門充滿活力的交叉學(xué)科。

為了縮短教學(xué)與臨床的距離，以更好地適應(yīng)臨床實踐的需要，我們對周口市市、縣、鄉(xiāng)各級醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科室進行了調(diào)查，確定臨床對中職影像人才的需要，在此基礎(chǔ)上，我們?yōu)槭埂靶Ｔ航Y(jié)合、工學(xué)交替”教學(xué)模式順利進行，以更好地與臨床影像工作對接，特制定了符合中職教學(xué)特點的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)目標定位為各級醫(yī)療機構(gòu)X線、CT等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)崗位培養(yǎng)知識技能型人才，課程圍繞醫(yī)學(xué)影像技術(shù)崗位的醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)及醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)進行設(shè)置，課程改革基于影像技術(shù)崗位工作過程，突出“教、學(xué)、做”一體化，最終形成“校院結(jié)合、工學(xué)交替”的人才培養(yǎng)模式，即學(xué)生第一年的基礎(chǔ)課程教育、專業(yè)思想教育在校內(nèi)進行；第二年的專業(yè)課教學(xué)在我校醫(yī)學(xué)影像實訓(xùn)基地和臨床教學(xué)醫(yī)院（周口市中心醫(yī)院）交替進行，且學(xué)生利用周六、周日時間，分批次進入教學(xué)醫(yī)院完成專業(yè)課技能見習(xí)，強化訓(xùn)練臨床基本技能。醫(yī)院臨床指導(dǎo)教師一對一地對學(xué)生開展真實病例教學(xué)，學(xué)生直接接觸患者進行臨床實踐，這使見習(xí)效果明顯得到增強，既縮短了學(xué)生進入醫(yī)院實習(xí)的適應(yīng)期，又為其臨床頂崗實習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。并且通過讓學(xué)生早期接觸臨床，將課堂教學(xué)改為臨床真實教學(xué)環(huán)境，利用先進齊全的儀器、設(shè)備，加上醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人員豐富的工作經(jīng)驗和充足的臨床病例資源，師生共同參與教學(xué)和臨床實踐，以增強教學(xué)效果。第三學(xué)年的頂崗實習(xí)在實習(xí)醫(yī)院進行，由實習(xí)醫(yī)院實訓(xùn)指導(dǎo)老師帶教，按照實習(xí)的教學(xué)大綱，明確實習(xí)操作項目，強化學(xué)生對專業(yè)技術(shù)的實踐，指導(dǎo)學(xué)生把專業(yè)知識與技能應(yīng)用于臨床工作中，并接受醫(yī)院和學(xué)校的雙向考核。實習(xí)結(jié)束以后，由各科帶教教師按照項目操作給出各科成績，醫(yī)院根據(jù)學(xué)生的操行表現(xiàn)評出優(yōu)秀、良好、合格、不合格的等級。實習(xí)返校后參加畢業(yè)綜合考試，這樣培養(yǎng)的學(xué)生能適應(yīng)醫(yī)學(xué)影像崗位的工作。

同時注重理論教學(xué)與臨床實踐的結(jié)合。理論教學(xué)應(yīng)為臨床實踐服務(wù)，學(xué)好該課程的根本目的是更好地為臨床診斷奠定基礎(chǔ)。教學(xué)和臨床實踐相結(jié)合是醫(yī)學(xué)教育的總趨勢和最終目標，應(yīng)將目前醫(yī)院檢驗科常規(guī)應(yīng)用的檢驗技術(shù)與開展的檢驗項目作為檢驗崗位需求的技能標準，做到教學(xué)內(nèi)容與臨床崗位需求的接軌，使理論教學(xué)更好地適應(yīng)當代臨床的發(fā)展。

醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域作為一個完整的體系，其教學(xué)課程的設(shè)置應(yīng)遵循連續(xù)性和系統(tǒng)性。例如，應(yīng)先讓學(xué)生掌握信號分析基礎(chǔ)理論知識，然后進一步提高專業(yè)技能。在硬件方面，完成各種電子技術(shù)知識的學(xué)習(xí)之后，重點掌握醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的特點與成像原理；軟件方面，完成計算機應(yīng)用和基本語言程序設(shè)計的學(xué)習(xí)后，結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)重點培養(yǎng)醫(yī)學(xué)圖像分析技能。因此，要合理安排以上相關(guān)課程的順序，使學(xué)生循序漸進地掌握較為熟練的操作技能和應(yīng)用能力，達到在具有較廣知識面的同時具備一定專業(yè)深度的水平。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)借助各種不同的成像原理與方法，使醫(yī)生能觀察到肉眼不及的人體內(nèi)部器官結(jié)構(gòu)，并了解其生理功能和病理變化，在影像監(jiān)視下采集活體標本，達到活體診斷和介入治療的目的。因此，基礎(chǔ)專業(yè)理論和臨床相關(guān)學(xué)科知識及專業(yè)本身各內(nèi)容如何合理安排教學(xué)和突出重點至關(guān)重要。以理論聯(lián)系實際、教學(xué)與臨床相結(jié)合為重點，在教學(xué)過程中盡量采用多媒體教學(xué)，其獲取的豐富影像資料、體現(xiàn)計算機強大后處理和圖像重建能力都是傳統(tǒng)放射學(xué)無法比擬的。多媒體影視資料可以更直觀地顯示設(shè)備的檢查過程，部分甚至可代替現(xiàn)場實習(xí)，緩解教學(xué)實習(xí)與臨床工作的矛盾，在臨床教學(xué)過程中取得良好的效果。

為了真正做到“校院結(jié)合、工學(xué)交替”，我校特指定了本學(xué)年的實施方案，我們將組織2011級學(xué)生進行階段培養(yǎng)，通過理論教授，實驗室練習(xí)，到實習(xí)醫(yī)院實地操作演示及練習(xí)，醫(yī)院實地操作考試等途徑，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，理論知識易于理解。

總體框架如下：

第一步：2012年9月～2012年10月15日

進行理論教授與實驗室實踐練習(xí)

第二步：2012年10月15日～11月15日

到周口市中心醫(yī)院進行現(xiàn)場教授與獨立操作

第三步：2012年11月15日～12月15日

到周口市中心醫(yī)院進行現(xiàn)場操作考試

篇（3）

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0238-03

隨著科學(xué)技g的快速發(fā)展和生活質(zhì)量的提高，健康問題已成為大家關(guān)注的焦點。然而生活環(huán)境的污染、飲食結(jié)構(gòu)的不健康和長期處于現(xiàn)代職場高壓環(huán)境之下，很多人的身體出現(xiàn)亞健康狀態(tài)：頭痛、胸悶、失眠等健康問題困擾著現(xiàn)代職場白領(lǐng)，長期以往，身體不堪重負，疾病隨之而來。面對這種情況，早期發(fā)現(xiàn)、早期治療既可以減輕患者病痛，提高預(yù)后水平，又可以減少患者的經(jīng)濟支出。因此，對疾病問題的早期診斷就成為國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界關(guān)注的焦點。

然而由于醫(yī)患交流以及過去醫(yī)學(xué)影像不清晰、保管難等問題，始終制約了精準醫(yī)療的發(fā)展。目前隨著科學(xué)技術(shù)的進步和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進，影像學(xué)被越來越多的應(yīng)用到各種疾病的檢查中去，醫(yī)生讀片診病，影像成了醫(yī)生重要的診斷輔助工具，難以被低估，不能被替代。隨之影像學(xué)科也成了當今迅速發(fā)展起來的一門綜合學(xué)科，多門課程如通訊、計算機、醫(yī)療交叉，為醫(yī)務(wù)工作者提供盡可能準確的輔助診療方法，這將是今后影像學(xué)科持續(xù)發(fā)展的重要方面。

日常生活中我們在對體內(nèi)和體外的血液細胞、器官組織進行無損害性檢查時，通常會選擇諸如：數(shù)字線攝影、核磁共振、超聲波三維診斷等治療方法，這些拍片式的診斷方法可見即可得，不僅生動補充了書本上的人體正常組織以及病灶組織的解剖學(xué)知識，同時對影像引導(dǎo)下的教學(xué)、檢查、穿刺、手術(shù)等有著不可低估的作用。但是醫(yī)療圖像A生成往往會因自然界信號的干擾、信號傳輸過程中的衰減、醫(yī)療設(shè)備的成像原理、光線和顯示屏等原因的影響，所顯示出來的影像像質(zhì)往往不夠清晰、感興趣內(nèi)容不突出，或者不適合人眼觀察或者機器理解分析，同時醫(yī)學(xué)影像本身也有圖像分辨率不高導(dǎo)致圖像模糊不清或者無明顯邊緣、噪聲偏大、結(jié)構(gòu)信息缺乏的問題， 最終生成的影像不能準確定位病變部位以及病變性質(zhì)，臨床診斷面臨各種困難。如果有一種方法能對生成的醫(yī)學(xué)影像進行數(shù)據(jù)處理提高影像的清晰度，增強醫(yī)學(xué)影像的可讀性可分辨性，臨床醫(yī)生可以結(jié)合解剖學(xué)和生理學(xué)對病變組織有針對性的觀察并診斷，這將大大提高臨床診斷的準確率。因此，醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字化處理對醫(yī)療衛(wèi)生、信息技術(shù)、生物科學(xué)等學(xué)科來說無論在理論研究還是臨床應(yīng)用方面都起著關(guān)鍵作用，這是人類認識疾病并對之精確診斷的重要環(huán)節(jié)，這將是一門具有較強應(yīng)用性和長遠發(fā)展性的課題。

1醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展及意義

1.1國內(nèi)外醫(yī)學(xué)影像的背景及對其圖像處理的意義

1895年德國物理學(xué)家W.K.倫琴在實驗室拍攝出其夫人手指和的影像，自此 “X射線”被發(fā)現(xiàn)，并被影像學(xué)逐步引進到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過30多年的研究與應(yīng)用，醫(yī)學(xué)影像起著翻天覆地的變化，隨著計算機技術(shù)的引進和廣泛應(yīng)用，影像學(xué)科更是呈現(xiàn)出跨度大、知識交叉密集的特點，如今基于計算機算法的圖像處理技術(shù)也已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)中發(fā)展迅速的領(lǐng)域之一。

1971年，英國科學(xué)家漢斯?基于計算機技術(shù)原理設(shè)計出第一臺X-CT診病機，這一發(fā)明在醫(yī)學(xué)界引起巨大的轟動。從此，對醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字成像技術(shù)的研究開始發(fā)展壯大，各種醫(yī)療設(shè)備也被開發(fā)出來，它包括計算機 X線攝影（ Computed Radiography， CR）、數(shù)字 X線攝影（ Digital Radiography， DR）、 X射線計算機斷層成像（ X- Computed Tomography，X- CT）、磁共振成像超聲（ Magnetic Resonance， MR），超聲（ Ultrasound）成像、光纖內(nèi)窺鏡圖像、磁共振血管造影術(shù)（ Magnetic Resonance Angiography，MRA）、數(shù)字減影血管造影術(shù)（ Digital Subtraction Angiography， DSA）、單光子發(fā)射斷層成像（ Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）、正電子發(fā)射斷層成像（ Positron Emission Tomography， PET）， EEG腦電圖、 MEG腦磁圖、光學(xué)內(nèi)源成像等。

本文著重論述的 X- CT（ Computed Tomogaphy）意為 X線計算機斷層掃描技術(shù)，是用 X線束對器官組織進行斷層掃描，應(yīng)用物理原理來測量X射線在人體組織中的衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再經(jīng)計算機進行數(shù)學(xué)計算來對圖像進行三維重建。按照測量的衰減系數(shù)的數(shù)值排列成一個二維分布矩陣，計算出人體被掃描組織斷面上的圖像灰度分布，從而生成斷面圖像。X-CT以它高速、高分辨率、高靈敏度的探測器螺旋式旋轉(zhuǎn)來獲取器官組織的多方位、多層次的斷面或立體影像，經(jīng)臨床實際應(yīng)用，它能發(fā)揮有別于傳統(tǒng)X線檢查的巨大作用。它能綜合反映人體組織在解剖學(xué)方面的功能、性質(zhì)，還能提供人體被拍攝部位的完整三維信息，器官和組織結(jié)構(gòu)清楚顯影，提示病變，已與核磁共振、超聲波等診斷方法一樣成了醫(yī)生獲取信息的重要來源。并且具有其他醫(yī)學(xué)設(shè)備不可比擬的優(yōu)點，X- CT成像簡單方便、對人體損傷小、組織結(jié)構(gòu)密度分辨率高，這在病理學(xué)和解剖學(xué)研究中尤為重要。特別是臨床在對腫瘤的診斷中X-CT的分辨率要遠遠高于其他醫(yī)學(xué)設(shè)備成像，研究顯示在對于1～2厘米的小腫塊的檢測上，X-CT顯示率高達88%，而B超、MRI等僅為48%。在針對肝臟疾病實驗的拍片中， X-CT可以較清晰的顯示出多種器官病變和功能性狀，如肝癌、肝血管瘤、脂肪肝等，其對肝癌的診斷準確率高達93%，最小分辨率可顯示為1.5厘米，

可以直接觀察到肝靜脈、門靜脈與腫瘤大小、位置之間的關(guān)系，并能診斷出肝靜脈、門靜脈有無癌栓，為醫(yī)生的精確診療提供了重要依據(jù)。

由于器官病變的位置、病灶大小、病程長短等自身因素，加上設(shè)備電子元器件、嘈雜的環(huán)境以及人為操作等因素的影響， X- CT在對病灶做定位影像、定性精確診斷時常常會有所限制，即它能反映出器官的異樣變化，但卻不能反應(yīng)目前器官的生理功能。現(xiàn)實工作中采集到的數(shù)字化影像或多或少的存在一些問題：偽影、雪花、邊緣不清、病灶不清、對比度不強……憑借肉眼無法從整張影像中清晰分辨出病灶部位或者確性病理改變的程度，要想精確診斷，還需做進一步的檢查。

目前，對 X- CT圖像處理進行處理大部分的研究還集中在預(yù)處理階段，即研究通過調(diào)試設(shè)備、提高影像像素、提高出圖效率、減少外界干擾等方式增強醫(yī)學(xué)影像的可讀性和敏感性。而對于醫(yī)學(xué)影像成像后的處理則相對冷門，其中對部分內(nèi)容的研究也比較單一，如僅僅單獨研究醫(yī)學(xué)影像的降噪或增強。同時應(yīng)用降噪、增強、分割技術(shù)來處理影像的研究較少，理論研究也停留在可行性階段，針對單一疾病的醫(yī)學(xué)影像處理研究還不常見。

1.2醫(yī)學(xué)影像常用的診斷方法

目前我們常用超聲波、核磁共振、X-CT等設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)影像作為輔助診斷方法。其中：超聲波是使用聲波來探測病理并生成平面圖像的一種診斷方法，由于其具有方向性好，穿透力強，聲能集中，操作簡便，能反映出人體組織的灰度形態(tài)和結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，被影像科廣泛采用。其中 B型超聲波采用超聲平面成像，在超聲屏上顯示出病變部位周圍有明顯的強弱不等的回聲區(qū)，表現(xiàn)為亮度不等的光點、結(jié)合解剖學(xué)和生理學(xué)知識，可判斷這些高光區(qū)和暗區(qū)的病變性質(zhì)。且價格低廉，診斷快速，但缺點是對于1～2厘米的小腫塊診斷準確率不到達48%。

核磁共振是診斷組織病理變化的一種新的方法，通過層片選擇，頻率編碼，相位編碼，實現(xiàn)對接收到的電磁信號在人體內(nèi)部的準確定位，根據(jù)接收到的電磁信號的頻率、相位的差別成像，完成對器官組織的檢測。例如：核磁共振檢查原發(fā)性肝癌時通常表現(xiàn)為信號改變，T1W1馳豫時間加權(quán)圖呈低信號，T2W2加權(quán)圖呈高信號。其特征性影像為病灶內(nèi)出現(xiàn)粗大引流或供血血管的流空信號，該信號提示肝癌結(jié)節(jié)內(nèi)有動靜脈短路形成。但缺點在于檢查價格昂貴，且核磁共振設(shè)備在我國普及率較低，對于1～2厘米的小腫塊診斷準確率較低。

X- CT是用 X線束對器官組織進行斷層掃描，再經(jīng)計算機由于分辨率高圖像清晰，能夠掃描到早期剛發(fā)展起來的較小的腫瘤，這對病人早診斷早治療不至延誤病情具有重要意義。比如：X- CT肝癌表現(xiàn)與大體病理形態(tài)一致，平掃多為低密度，少數(shù)為等密度或混雜密度，外形不規(guī)則呈球形或結(jié)節(jié)形，邊界模糊。增強掃描表現(xiàn)為低密度區(qū)略縮小，境界變得較為清楚。腫塊中心部位常因腫瘤組織壞死囊變形成極低密度區(qū)。研究顯示在對于1～2厘米的小腫塊的檢測上，X-CT顯示率高達88%。目前X-CT已成為各種疑難雜癥中最重要的診斷方法。

1.3對醫(yī)學(xué)影像進行數(shù)字圖像處理的可行性及意義

在實際圖像信號的生成和傳輸過程中，由于受到醫(yī)療器械自身、人為操作控制和自然界噪聲等干擾的影響，多多少少會出現(xiàn)細節(jié)模糊、對比度差、噪聲較大或存在偽影等問題，影響到影像質(zhì)量。且成像是用亮度不等的灰度表示，加上病灶發(fā)展早期其空間形態(tài)變化通常比較小，拍出的片子肉眼很難觀察，誤診和漏診的情況也時有發(fā)生，致使病情診斷準確率下降，醫(yī)務(wù)工作者的效率也難以體現(xiàn)。因此，有必要運用適當?shù)募夹g(shù)和方法來處理和分析醫(yī)學(xué)影像，提高影像質(zhì)量，這將有助于減少誤診和漏診率，提高診斷準確率。因此，研究醫(yī)學(xué)影像的計算機輔助診斷技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)具有重要的意義和實用價值。

在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的數(shù)字成像技術(shù)有個共性：基于計算機將圖像采集、顯示、存儲和傳遞分解成各個獨立的部分，將每一部分圖像信息分別數(shù)字化，這種共性為我們以后對各功能模塊進行單獨優(yōu)化提供了便利，對其實施圖像數(shù)字信息的后續(xù)處理提供了可行性。

以X-CT成像為例，對影像進行預(yù)處理可以過濾掉影像上的不利影響，處理掉無用的信息，保留或恢復(fù)有價值的信息。通過過濾掉不利因素，加強病灶信息的可讀性，突出感興趣部位，清除各種干擾的同時能保留所攝影像的形態(tài)和邊緣，有效的改善圖像視覺效果，為醫(yī)生診病提供了依據(jù)和便利，這就達到了圖像處理的目的。

2數(shù)字圖像處理在醫(yī)學(xué)影像中的具體應(yīng)用

圖像處理（image processing），在醫(yī)學(xué)上也被稱作影像處理，是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后使用計算機對醫(yī)學(xué)影像處理和分析，提高并改善影像的質(zhì)量供醫(yī)生有效診斷的專業(yè)技術(shù)。將將人設(shè)為對象，圖像設(shè)為目標，輸入低質(zhì)量的圖像，輸入改善后高質(zhì)量的圖像，當圖像達到滿足人的視覺效果為最終目標。圖像處理方法通常有圖像增強、復(fù)原、編碼、壓縮等等。本文將重點討論圖像去噪、增強、分割在醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用技術(shù)。

2.1圖像去噪

影像的生成和傳輸常常受到自然界各種聲音的干擾導(dǎo)致影像質(zhì)量下降，就像我們在日常生活中交談時被其他聲音打擾一樣，在語言中表現(xiàn)為聽不清對方說話， 表現(xiàn)到影像上，則是原本很清楚的圖像，因為機械本身、電子元件、外界雜音等干擾原因產(chǎn)生各種各樣的斑點或條紋，圖像變得模糊不清，此即為圖像噪聲。噪聲的存在勢必影響后續(xù)對影像的分割和理解分析，所以圖像去噪是預(yù)處理的重要步驟之一。去噪的方法有很多，結(jié)合影像特點、噪聲的統(tǒng)計特征及頻譜分布規(guī)律，目前常用均值濾波、中值濾波、低通濾波等算法來對圖像進行平滑處理。

2.2 圖像增強

圖像增強（image enhancement）是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中的一個重要分支。影像學(xué)上的圖像增強和復(fù)原的目的是為了提高醫(yī)學(xué)影像的質(zhì)量，清除干擾、降低噪聲，通過增強清晰度、對比度、邊緣銳化、偽彩色等來提高影像的質(zhì)量，或者轉(zhuǎn)換為更適合人觀察或機器識別的模式。不同于圖像噪聲，在圖像增強中通常不考慮影像降質(zhì)的原因，它不需要反應(yīng)真實的原始圖像，只需突出圖像中感興趣的內(nèi)容。但要對降質(zhì)的原因有所了解，依據(jù)降質(zhì)的原因建立“降質(zhì)模型”，然后各種濾波方法和變換手段增強圖像中的背景與感興趣部位的對比度，比如：增加圖像高頻分量，被照人體組織輪廓變得清晰，細節(jié)特征明顯；增加低頻分量，能有效降低噪聲干擾，最終達到增強圖像清晰度的目的。

圖像增強根據(jù)空間不同可劃分為基于空間域的增強方法和基于頻率域的增強方法。基于空間域的增強方法是對圖像中的各個像素的灰度值直接處理，算法有直方圖均衡化、直方圖規(guī)定化等；基于頻率域的增強方法不直接處理，而是用傅里葉變換將空間域轉(zhuǎn)換成頻率域，在頻率域?qū)︻l譜進行處理，再使用反傅里葉變回到空間域，算法有低通濾波、高通濾波、同態(tài)濾波等。

2.3圖像分割

圖像分割是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，目的是將圖像中有意義、感興趣的內(nèi)容從背景里剝離，劃分為各個互不交叉的區(qū)域。有意義、感興趣的內(nèi)容通常是指圖像區(qū)域、圖像邊緣等。分割是后續(xù)圖像理解分析和識別工作的前提和依據(jù)。目前已經(jīng)開發(fā)出很多邊緣檢測和區(qū)域分割的算法，但是還沒有一個算法對各種圖像處理都有效。因此對圖像分割的研究還將繼續(xù)深入，在以后很長一段時間將始終是熱門話題。

圖像分割方法基于灰度值主要劃分為基于區(qū)域內(nèi)部灰度相似性的分割和基于區(qū)域之間灰度不連續(xù)的分割。

（1） 基于區(qū)域內(nèi)部灰度相似性的分割

基于區(qū)域內(nèi)部灰度相似性的分割是確定每個像素的歸屬區(qū)域（同一區(qū)域內(nèi)部像素是相似的），從而形成一個區(qū)域圖集，來對圖像進行分割，常用算法有閾值分割法、形態(tài)學(xué)分割、區(qū)域生長法、分裂合并法等。

（2） 基于區(qū)域之間灰度不連續(xù)的分割

篇（4）

醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)是隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)科和新設(shè)備的快速發(fā)展而建立的利用醫(yī)學(xué)影像設(shè)備獲取、處理和分析醫(yī)學(xué)影像信息，為臨床診斷和治療提供技術(shù)支持的新專業(yè)。目前國內(nèi)各醫(yī)學(xué)院校對四年制醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)考核，在內(nèi)容、項目上各有千秋，沒有統(tǒng)一的標準。以往傳統(tǒng)的理論筆試存在很多弊端， 這種考試重知識輕能力，只能檢驗學(xué)生掌握的理論知識，無法檢查學(xué)生的臨床實際操作能力，制約著學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，阻礙了教育改革的深入和教學(xué)質(zhì)量的提高[1]。

客觀結(jié)構(gòu)化臨床考試（ objective structured clinical examination， OSCE） 概念始于1975 年，由英國Dundee大學(xué)的Harden 博士倡導(dǎo)，目前已在世界許多國家和地區(qū)廣為應(yīng)用[ 2] 。近年來，國內(nèi)有部分醫(yī)學(xué)院校采用了OSCE模式來評價醫(yī)學(xué)生或護理專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論和操作技術(shù)的能力[3，4]。自2010年開始， 我院對醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生的畢業(yè)考核進行了全面的改革， 改變了傳統(tǒng)、單一的理論考試形式， 采取了OSCE 模式的綜合考核方式，取得良好的效果。

1 考核對象

考核對象為我院2010～ 2014 屆醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生。分別為2010 屆48人;2011屆30人;2012 屆33人;2013屆21人;2014 屆36人。其中男生91名、女生77名;年齡21～ 24歲，平均（ 22±0.8） 歲。所有學(xué)生都經(jīng)過一年的臨床實踐學(xué)習(xí)并取得合格的實習(xí)成績，同時取得參加畢業(yè)考核資格。

2 考核方法

2.1考核內(nèi)容與要求

第一部分：綜合筆試（時間120min）

綜合筆試由學(xué)校組織專家統(tǒng)一命題，采用100 分制，按40%納入畢業(yè)考核總成績。綜合筆試含基本理論考核（ 占60 分） 和病例分析（ 占40 分） 兩部分。

綜合考試的內(nèi)容及要求如下： 基本理論考核主要由5 門主干基礎(chǔ)課―――醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)學(xué)、x線攝影技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)、超聲診斷學(xué)組成，病例分析由1 例骨科病例和選做1 例相關(guān)專業(yè)病例組成。

第二部分：臨床實踐考核

畢業(yè)臨床實踐技能考核時間一般在學(xué)生實習(xí)結(jié)束返校后第2 周進行，采取三站式方法考核。臨床實踐技能考核按60%納入畢業(yè)考核成績。

第一站： X線片閱片（ 時間10 min， 占30分）：考試采用筆試，利用交互式閱片系統(tǒng)提供十個選擇題，內(nèi)容為x線診斷病例，每個病例提供患者的一般情況，主訴，臨床表現(xiàn)，體征和必要的實驗室檢查，要求學(xué)生選擇最可能的診斷。

第二站：CT、MR片閱片（ 時間25 min， 占40分）：考試采用現(xiàn)場膠片閱片，考生根據(jù)膠片所見書寫診斷報告，提出可能診斷。

第三站：x線攝影擺放（時間5 min， 占30分）：選擇難易度相差不大的臨床常用X線攝影操作40題 ，采用抽簽制，每人抽選1 題。兩人一組，互為模擬病人，要求考生邊擺放邊講解，考官在考生進行操作時或操作后，提出相關(guān)問題。

2.2組織實施

每一站考核題目由教研室主任組織人員命題，實行考教分離。考官由各教研室選派，要求為講師以上職稱，有豐富教學(xué)經(jīng)驗的人員，我院教學(xué)部負責(zé)審核。理論考核和實踐考核第一站統(tǒng)一進行，第二、三站由學(xué)生抽選題目，每一站考核都安排2名考官，一名為主考官。學(xué)生則由教務(wù)干事及班干部組織，按抽簽順序參加考核。

2.3 成績評定

臨床技能學(xué)生每站考完后，考核教師當場給予打分。 X線片閱片滿分30分，18 分以上為合格;CT、MR片閱片滿分為40 分，24分以上為合格;x線攝影擺放滿分30分，18 分以上為合格;每站考核分數(shù)低于相應(yīng)合格線者，須進行該站的補考，補考仍不合格者須補實習(xí)1～2 周后再行補考。第二次補考不通過者不予以畢業(yè)。每站考核成績之和便是學(xué)生臨床實踐技能最終考核得分。

3 討論

3.1促進了學(xué)生臨床技能的培養(yǎng)

經(jīng)過連續(xù)五年實施多站式臨床技能考核，使學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)、實習(xí)中更加重視臨床實踐操作，更加注重自己的動手操作能力培養(yǎng)。

3.2以“考”促“教”

通過分站考核，可以發(fā)現(xiàn)我們在臨床實踐教學(xué)方面的優(yōu)勢和存在的不足。如我們充分利用設(shè)備齊全、師資力量雄厚的臨床技能模擬實驗室，加強對見習(xí)、實習(xí)生的臨床技能培訓(xùn)，有效提高了他們的動手操能力;通過考核，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生理論知識方面存在不足，說明我們的理論教學(xué)還有待加強。

3.3 解決“一元化”的問題，形成“多元化”的模式

多站式考核改變以往一張試卷決定最終畢業(yè)成績的做法，客觀上改變了以往醫(yī)學(xué)教育多注重知識的傳授，忽略能力的培養(yǎng)做法。使學(xué)生由被動的應(yīng)付考試，變?yōu)榉e極主動地獲取知識，靈活的運用所學(xué)的知識，對疾病錯綜復(fù)雜的臨床表現(xiàn)進行綜合分析，邏輯推理，鑒別診斷及臨床技能操作，充分發(fā)揮其主觀能動性和創(chuàng)造性。

經(jīng)過對多站式考核不斷深入地研究和探索，我們將會建立一套符合專業(yè)目標和教學(xué)大綱的要求，遵循醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)的特點及基本規(guī)律，將教學(xué)目的與考核內(nèi)容、考核方式、考核途徑及考核原則等要素形成有機的組合，形成多層次、多功能、操作性強的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。使其既符合國際醫(yī)學(xué)教育組織要求，又適合中國國情的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)多站式考核模式。

參考文獻：

[1]白波， 李偉， 王家富. 高等醫(yī)學(xué)院校素質(zhì)教育中的考試改革[ J].中國高等醫(yī)學(xué)教育， 2003（ 3） ： 15- 17.

篇（5）

【關(guān)鍵詞】 診斷顯像；圖像融合

0引言

醫(yī)學(xué)影像學(xué)是臨床診斷信息的重要來源之一. 根據(jù)醫(yī)學(xué)圖像所提供的信息內(nèi)涵，可將醫(yī)學(xué)影像分為兩大類： 解剖結(jié)構(gòu)圖像（CT， MRI， B超等）和功能圖像（SPECT， PET等）. 這兩類圖像各有其優(yōu)缺點： 功能圖像分辨率較差，但它提供的臟器功能代謝信息是解剖圖像所不能替代的；解剖圖像以高分辨率提供了臟器的解剖形態(tài)信息（功能圖像無法提供臟器或病灶的解剖細節(jié)），但無法反映臟器的功能情況.

目前這兩類成像設(shè)備的研究都已取得了很大的進步，一方面，雙方都在逐步彌補自身弱點，如MR的功能成像開發(fā)以拓展其功能，SPECT， PET新型晶體開發(fā)以增強自身的空間分辨率；另一方面，雙方均在不斷地增強自身強項，如MR開發(fā)不同新型成像序列，CT的螺旋層數(shù)不斷增加，PET的晶體數(shù)目越來越多. 這使得各自圖像的空間分辨率和圖像質(zhì)量有很大的提高，但由于成像原理不同所造成的圖像信息局限性，使得單獨使用某一類圖像的效果并不理想，且進展緩慢，往往事倍功半. 由于上述原因，醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)應(yīng)運而生［1］.

1圖像融合（image fusion）技術(shù)的內(nèi)涵

圖像融合是指將多源信道所采集到的關(guān)于同一目標的圖像經(jīng)過一定的圖像處理，提取各自信道的信息，最后綜合成同一圖像以供觀察或進一步處理［2］. 簡單來說，醫(yī)學(xué)圖像融合就是將解剖結(jié)構(gòu)成像與功能成像兩種醫(yī)學(xué)成像的優(yōu)點結(jié)合起來，為臨床提供更多、更準確的信息. 其最終結(jié)果是1＋1>2.

20世紀90年代以來，醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)隨著計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、材料技術(shù)等的飛速發(fā)展而獲得重大發(fā)展，經(jīng)歷了異機圖像融合和同機圖像融合兩個階段.

2異機圖像融合

2.1異機圖像融合的研究內(nèi)容在同機融合顯像設(shè)備沒有出現(xiàn)以前，圖像融合的研究僅限于異機圖像融合. 最初其研究內(nèi)容僅限于相同或不同成像模式（imaging modality）所得圖像經(jīng)過必要的幾何變換，空間分辨率統(tǒng)一和位置匹配后，進行疊加獲得互補信息，增加信息量. 而現(xiàn)在，異機圖像融合的研究范圍包括： 圖像對位、融合圖像的顯示和分析，利用從對應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)圖像（MRI， CT）獲取的先驗信息對發(fā)射型數(shù)據(jù)（SPECT， PET）做有效的衰減校正、數(shù)據(jù)重建等［3］.

2.2異機圖像融合的基本方法按圖像融合對象的來源可分為同類圖像融合（innermodality，如SPECTSPECT， CTCT等等）和異類圖像融合（intermodality，如SPECTCT， PETMRI， MRICT， MRB超等). 按圖像融合的分析方法可分為同一患者的圖像融合、不同患者間的圖像融合和患者圖像與模板圖像融合. 按圖像融合對象的獲取時間可分為短期圖像融合(如跟蹤腫瘤的發(fā)展情況時在1~3 mo內(nèi)做的圖像進行融合)和長期圖像融合(如進行治療效果評估時進行的治療后2~3 a的圖像與治療后當時的圖像進行融合). 臨床工作人員根據(jù)自己的研究目的不斷設(shè)計出更多的融合方式.

2.3異機圖像融合的主要技術(shù)圖像融合的步驟大致為： 特征提取，設(shè)計誤差評估方法，對圖像數(shù)據(jù)進行處理使誤差最小，將變換后的圖像數(shù)據(jù)進行對位和綜合顯示，分析綜合數(shù)據(jù). 其中對位技術(shù)是圖像融合的關(guān)鍵和難點［4］.

2.3.1特征提取特征提取可分為內(nèi)部特征提取和外部特征提取內(nèi)部特征主要是人體解剖結(jié)構(gòu)特征，如顱骨、脊柱、胸骨、肋骨、關(guān)節(jié)；膈下軟組織，如脾、肝、腎等等. 外部特征是為進行融合處理而特制在兩幅圖像上均可見的體表標記物. 據(jù)文獻報道使用的外標志物有進行腦圖像融合的頭罩、牙環(huán)，胸部、腹部圖像融合采用的背帶，四肢圖像融合采用的支架，甚至顱骨嵌入螺釘?shù)鹊? 采用內(nèi)部特征的優(yōu)點是不需要對患者做預(yù)處理，可進行多次融合方法分析，缺點是難以實現(xiàn)融合自動化處理，需要人工干預(yù)，融合的精確性往往與經(jīng)驗有關(guān). 外部特征的優(yōu)點是特征明確，易于進行計算機自動處理，缺點是預(yù)處理復(fù)雜，并且由于而引起的臟器與體表標記之間的位移誤差難以避免.

2.3.2誤差評估方法常用的有基于相似度的誤差評估方法(以相似度最大為最優(yōu))和基于距離的誤差評估方法(以距離最小為最優(yōu)).

2.3.3圖像處理圖像預(yù)處理： 對于有條件的圖像進行重新斷層分層(reslice)以確保圖像在空間分辨率和空間方位上的大體接近. 幾何變換： 主要包括尺度變換、平移、旋轉(zhuǎn)等.

2.3.4圖像的對位將處理好的圖像按誤差最小的原則進行對位. 按外部特征進行對位的方法以兩幅圖像上的特征點配準為對位成功. 按內(nèi)部特征進行圖像對位法主要有兩種：圖像分割配準和像素特征配準［5］.

圖像分割配準法分為曲線法和表面法，在目前實際應(yīng)用中較多采用. 因分割算法通常是半自動的，需人為參與，其配準的精度受限于分割的精度. 理論上此法可用于全身各部位的配準，但現(xiàn)在常用于神經(jīng)系統(tǒng)成像和矯形外科成像. 曲線法是將一些具有幾何特征的線條（如脊線）或柵格提取出來進行配準. 但是，曲線法要求圖像有較高分辨率，以便提取幾何特征. 表面法的代表算法是“頭帽法”： 從一幅圖中提取一組輪廓點作為“帽子”，從另一幅圖中提取表面模型作為“頭”，然后使用Powell搜索算法（使帽點和頭表面間的距離平均平方和最小）來確定變換關(guān)系. 采用表面匹配技術(shù)可以對SPECT和PET的心臟圖像進行了對位融合.

表面配準算法不僅用于3D剛性（rigid）變換，而且可用于3D彈性（elastic）變換，從而為一些組織器官的配準，如心臟、肝臟、肺等，提供了可能性. 但這種方法與其他基于組織分割的算法一樣，配準精度受限于組織分割的精度. 近年來，由于分割算法的復(fù)雜程度降低、自動化程度提高以及斜面匹配技術(shù)在計算距離變換上的優(yōu)勢，此法被普遍應(yīng)用. 表面配準法主要應(yīng)用于PETMR圖像的配準，由于SPECT圖像的邊界模糊，不宜使用此法. 像素特征配準法［6］： 像素特征配準法與其他內(nèi)部特征配準方法不同之處在于，他是以圖像灰度為配準依據(jù)，不需要對圖像原始數(shù)據(jù)進行預(yù)歸納或預(yù)分割，其常用算法有主軸矩配準、全圖像信息配準和圖譜法配準. 主軸矩配準： 是將圖像灰度內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)量和方向的幾何表示. 目前大多是從零階及一階矩中計算出圖像的質(zhì)心及主軸，再通過平移和旋轉(zhuǎn)使兩幅圖像的質(zhì)心和主軸對齊，達到配準目的. 此法對于數(shù)據(jù)缺失比較敏感，細節(jié)丟失或形狀的病理性改變均會影響配準結(jié)果. 但此法實現(xiàn)了自動化，且十分快捷，易于移植，目前多用于粗配準. 全圖像信息配準： 是在配準全過程中使用全部圖像信息，使用的算法有區(qū)域相似性測量法、最大互信息法、相關(guān)法、聯(lián)合熵法、條件熵法等. 此方法適用性最廣，它不象其他內(nèi)部特征法那樣需先進行灰度圖像的信息壓縮提取，而是在配準過程中利用所有可獲得的信息. 圖譜法： 用于患者間的圖像配準同一解剖結(jié)構(gòu)的形狀、大小、位置都會因解剖和生理上的個體差異有很大不同，這就使患者間的圖像配準問題成為當今醫(yī)學(xué)圖像分析中的最大難題. 因此就要有一個詳細標記人體各個解剖位置的標準化圖譜. 用圖譜法對兩個患者的PET或MRI圖像進行比較時，首先把二者的圖像都映射到一個標準化的圖譜空間去，然后在此空間中進行比較. 使用內(nèi)部特征定位不需外加定位裝置，但要求兩幅圖像要有相似結(jié)構(gòu)或共同特征才可進行匹配. 定位的精確度是由具體的算法來決定的.

2.3.5融合數(shù)據(jù)的分析以某種算法將融合圖像數(shù)據(jù)綜合顯示并做定量分析. 有些影像學(xué)工作者提出了如融合圖像中像素CT值/SPECT計數(shù)等數(shù)值分析方法，但由于圖像融合技術(shù)研究時間較短，各種融合數(shù)據(jù)對臨床的指導(dǎo)意義有待進一步檢驗確定.

融合圖像有多種直觀的顯示方法. 常用的有斷層顯示法和三維顯示法. 融合圖像的顯示往往以某個圖像為基準，該圖像用灰度色階顯示，另一個圖像迭加在基準圖像上，用彩階顯示［7］： ① 斷層顯示法： 對于某些（得到原始數(shù)據(jù)）圖像融合，可以將融合的三維數(shù)據(jù)以橫斷面、冠狀面和矢狀面斷層圖像同步地顯示，便于觀察者進行診斷. 這是融合圖像最常用的顯示方法. 這種顯示要求觀察者對于圖像三維層面的特征有豐富的經(jīng)驗； ② 三維顯示法： 將融合的三維數(shù)據(jù)以三維圖像的形式顯示使觀察者可更加直觀地觀察病灶的解剖位置，在外科手術(shù)設(shè)計和放療計劃制定中有重要的意義.

2.4異機圖像融合的現(xiàn)狀目前對于剛性組織的對位已基本解決，如腦部異機圖像融合［8］，而對于非剛性組織（如腹部）的對位有待進一步研究. 因此在圖像對位技術(shù)上目前尚未找到一種確保完全、通用、有效的方法.

3同機圖像融合

同機圖像融合是伴隨著同機顯像設(shè)備的發(fā)展而發(fā)展的. 1991年，Hasegawa等［9，10］人首先提出了同機圖像融合設(shè)備的設(shè)想. 1999年，通用電器公司(GE)推出了全球第一臺醫(yī)用同機圖像融合設(shè)備Hawkeye，它將XCT球管、探測器及放射性核素探頭裝在同一旋轉(zhuǎn)機架上，患者可同時進行CT和SPECT檢查. 得到的X線圖像不僅可以用來與SPECT圖像進行融合，還可以通過不同軟組織及骨骼對X線與γ光子的不同衰減比例因子，由CT值計算線性衰減系數(shù)，進行SPECT的衰減校正. 由于這一臺劃時代設(shè)備的出現(xiàn)，使得圖像融合技術(shù)發(fā)生了根本性的變化.

由于圖像融合設(shè)備顯像過程中，患者同時進行兩種不同的檢查，其變化由計算機精確控制，且不同顯像間的時間間隔非常短暫，從根本上解決了異機圖像融合中的最大難題：對位技術(shù)的準確性. 在CT與SPECT圖像融合的領(lǐng)域內(nèi)，它具有了所有異機圖像融合的優(yōu)勢，而且實現(xiàn)過程更為簡單，并廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域［11］. 因此，這一設(shè)備從產(chǎn)生之日起，就對影像醫(yī)學(xué)特別是影像核醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了革命性的影響. 目前已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)、外影像醫(yī)學(xué)臨床診斷.

在Hawkeye之后，GE公司、西門子公司及飛利浦先后推出了第二代圖像融合設(shè)備： PET/CT［12］，其功能在Hawkeye基礎(chǔ)上更進一步，定位更加準確，診斷準確性進一步提高. 目前國內(nèi)有此設(shè)備十余臺.

相比PET/CT，PET/MR的研究更加令影像醫(yī)學(xué)工作者期待. PET/MR除具有所有PET/CT的優(yōu)點外，還可以提供更多的軟組織信息，其提供的組織信息可應(yīng)用于高精度的PET圖像衰減校正，從而進一步提高圖像質(zhì)量和空間分辨率. 目前，美國將PET晶體置于MR內(nèi)部，已研制出一種新型的PET/MR，并已獲得了大鼠腦部同機融合圖像［13］，相信PET/MR很快將進入臨床.

4展望

總之，在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展中，功能圖像和解剖圖像的結(jié)合是一個發(fā)展趨勢，而圖像融合的潛力在于綜合處理應(yīng)用這些成像設(shè)備所得信息以獲得新的有助于臨床診斷的信息［14］，在腫瘤的精確定位、癌癥的早期診斷和治療中發(fā)揮重要的作用. 隨著功能成像設(shè)備和解剖成像設(shè)備雜交技術(shù)的出現(xiàn)，圖像融合技術(shù)將得到進一步的發(fā)展，給臨床診斷帶來一場新的變革.

參考文獻

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篇（6）

 

醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)教學(xué)的必修課程之一，它由多門學(xué)科交叉而形成，是探討和研究以及使用醫(yī)學(xué)影像設(shè)備對人體進行檢查的一門應(yīng)用性很強的技術(shù)。本門課程主要包括：X線檢查技術(shù)、數(shù)字X線檢查技術(shù)、超聲檢查技術(shù)、影像核醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)等，既包含部分醫(yī)學(xué)內(nèi)容也包含物理、化學(xué)內(nèi)容，是檢查疾病重要手段，在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中起重要作用。

1.四位一體教學(xué)模式的建立

《醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)》的教學(xué)核心是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，課程組建立的“預(yù)習(xí)式臨床見習(xí)－理論―實訓(xùn)－實習(xí)”四位一體的新型教學(xué)模式，將教、學(xué)、做加以融合，學(xué)生需要掌握的理論知識在反復(fù)訓(xùn)練中得以加強，使學(xué)生實踐動手能力在上述4個環(huán)節(jié)中得到提高。具體內(nèi)容如下：

1.1預(yù)習(xí)式臨床見習(xí)：在普專影像技術(shù)專業(yè)學(xué)生開課的第二學(xué)年第一學(xué)期，將本專業(yè)學(xué)生分組去附屬醫(yī)院影像科室，進行臨床觀摩見習(xí)，提前接觸影像設(shè)備，提前接觸病人。見習(xí)半年后于第二學(xué)期初，開始課堂講授影像檢查技術(shù)的理論內(nèi)容，完成了“先看后學(xué)再練習(xí)”的第一步，為下一步理論學(xué)習(xí)做好鋪墊。此教學(xué)方法我們稱之為“預(yù)習(xí)式臨床見習(xí)”。

1.2理論教學(xué)：采用現(xiàn)代的教育理念，運用多媒體教學(xué)手段，以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以理論教學(xué)為主線，在教學(xué)中為學(xué)生提供觀察和獨立思考的環(huán)境。充分利用附屬醫(yī)院及網(wǎng)絡(luò)中的各種影像臨床病例資源、多媒體教學(xué)片、電子圖片庫積極開展現(xiàn)代化教學(xué)。把部分理論課堂內(nèi)容直接搬入到放射科、CT檢查室、MRI檢查室等科室去講授，實現(xiàn)“課堂與實訓(xùn)地點一體化”。教師在教學(xué)過程中將放射技士（師）考試所要求掌握的內(nèi)容貫穿其中教育學(xué)論文，滲透考試的題型及知識點，以提高學(xué)生在日后放射技士（師）考試中的應(yīng)試能力。

1.3實訓(xùn)教學(xué)：改革實訓(xùn)環(huán)節(jié)，完善實踐教學(xué)體系。學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是醫(yī)學(xué)教育的重要日標[1]，專業(yè)實踐教學(xué)也是培養(yǎng)學(xué)生實際操作技能和綜合職業(yè)能力的關(guān)鍵[2]。采用“模擬臨床實訓(xùn)”的教學(xué)模式。影像實訓(xùn)中心有2個專業(yè)多媒體教室，4個先進的閱片室，3個X線檢查技術(shù)實訓(xùn)室分別安裝有2臺200mA、1臺500mA國產(chǎn)X線機，1個胃腸造影實訓(xùn)室并配有1臺X-TV及1個示教室，1個CT實訓(xùn)室等，為學(xué)生實踐訓(xùn)練提供了堅實的物質(zhì)保障。實訓(xùn)教學(xué)采用“學(xué)生操作教師輔導(dǎo)式”、“學(xué)生自己操作”、“綜合設(shè)計性實訓(xùn)”等教學(xué)方法。在課程學(xué)時安排上,適當增加實踐性教學(xué)學(xué)時,保障學(xué)生動手時間,強化學(xué)生動手能力[3]。在理論及實訓(xùn)課程結(jié)束之前2個月，組織學(xué)生進行崗前強化培訓(xùn)，培訓(xùn)的重點是針對臨床上常見的醫(yī)學(xué)影像檢查操作方法，以縮短學(xué)生與畢業(yè)實習(xí)的距離。

1.4畢業(yè)實習(xí)：第三學(xué)年，將學(xué)生安排到省內(nèi)、外46所二級甲等以上實習(xí)醫(yī)院進行畢業(yè)綜合實習(xí)，進一步掌握各種醫(yī)學(xué)影像檢查方法的操作，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐能力和分析問題、解決問題的能力，以達到培養(yǎng)高素質(zhì)技能性人才的要求。

2.四位一體教學(xué)內(nèi)容的改革

隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的不斷更新，數(shù)字化X線機、CT機、彩超現(xiàn)已普及到許多基層醫(yī)療機構(gòu)，MRI也廣泛用于縣級醫(yī)院。針對臨床實際的發(fā)展變化，《醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)》課程體系和知識摘要求掌握的內(nèi)容貫穿其中、滲透考試的題型及知識點，實施“課證融合”以提高學(xué)生在日后的放射技士（師）考試中的應(yīng)試能力小論文。

在教學(xué)內(nèi)容的組織與安排上，建立了《醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)》的六大教學(xué)模塊，即第一模塊：X線檢查技術(shù)：重點進行攝影和技術(shù)及造影技術(shù)教學(xué)；數(shù)字X線攝影技術(shù)注重成像原理和影像后處理教學(xué)；數(shù)字減影血管造影技術(shù)注重攝影和減影設(shè)備及造影器材的教學(xué)。第二模塊：CT檢查技術(shù)：重點講述CT成像原理和CT掃描技術(shù)。第三模塊：MRI檢查技術(shù)：重點講述MRI成像原理和MRI掃描技術(shù)。第四模塊：影像核醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)：重點講述核醫(yī)學(xué)成像原理和檢查技術(shù)。第五模塊：X線照片沖洗技術(shù)：重點講述照片人工沖洗技術(shù)、自動膠片沖洗技術(shù)和激光打印膠片技術(shù)及操作注意事項。第六模塊：放射診斷影像質(zhì)量管理：著重從質(zhì)量管理學(xué)的角度講述質(zhì)量管理的意義。

3.四位一體教學(xué)考核內(nèi)容的改革

采用“筆試+技能操作+平時作業(yè)+實踐報告”的綜合考評。實行嚴格的教考分離，通過測評，客觀公正地評價學(xué)生的專業(yè)基本理論知識，專業(yè)技術(shù)能力。加大實踐考核的權(quán)重，使其考核總分值與理論考試成績持平。考核內(nèi)容以臨床放射技士所應(yīng)掌握的技術(shù)標準，考核學(xué)生的實際操作技能、臨床思維能力、解決實際問題的能力。

4.四位一體教學(xué)的師資隊伍建設(shè)

該課程組教師共20人，專職教師14人，兼職教師6人，專兼職教師比例7：3，“雙師型”比例占65%，專職教師中“雙師型”占95%，保障了技能型人才的培養(yǎng)。其中40歲以下的中青年教師10人，占50.0%，41-50歲的教師8人，占40.0%，50歲以上教師2人，占10.0%，教師后備力量充足，形成一支充滿活力、富有創(chuàng)新精神和現(xiàn)代教育理念的教師梯隊。通過高級人才的引進，青藍工程的培養(yǎng)不斷提高師資教學(xué)質(zhì)量，使師資隊伍具有積極進取、開拓創(chuàng)新的精神和教育理念，不斷地創(chuàng)新意識，創(chuàng)新能力，創(chuàng)新方法，利用現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的新觀點、新知識、新技術(shù)和新成果對學(xué)生進行創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，以增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，達到培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標。

5.四位一體教學(xué)改革的體會

“預(yù)習(xí)式臨床見習(xí)－理論―實訓(xùn)－實習(xí)”四位一體創(chuàng)新教學(xué)模式的應(yīng)用教育學(xué)論文，充分培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)實踐能力、分析問題和解決問題的能力，熟練掌握各種影像技術(shù)的操作技能，畢業(yè)即可實現(xiàn)與職業(yè)崗位的“零距離”。該教學(xué)模式時刻以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位，融知識教育與職業(yè)資格考證為一體。教學(xué)中采取學(xué)校與附院結(jié)合的方式，充分利用學(xué)校影像實訓(xùn)中心及附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科室的人力、設(shè)備等優(yōu)勢，把部分理論課堂內(nèi)容直接搬入到影像科室去講授，為學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)提供了真實的學(xué)習(xí)場景,將理論教學(xué)與實踐教學(xué)課時比設(shè)計為：理論教學(xué)：實踐教學(xué)=4：5（實踐教學(xué)占總學(xué)時的56%），大大增加了實踐教學(xué)的比重，達到了突出學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)的目的。經(jīng)過多年來的教學(xué)實踐證明，改革后的《醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)》課程取得了良好的教學(xué)效果，為社會輸送了大批理論水平扎實、技術(shù)業(yè)務(wù)精湛的高素質(zhì)技能性畢業(yè)生。學(xué)生結(jié)業(yè)后能按教學(xué)大綱的內(nèi)容要求，熟悉各種影像學(xué)檢查方法，獨立完成X線投照技術(shù)、CT檢查技術(shù)、照片沖洗及影像質(zhì)量管理等技術(shù)，學(xué)生畢業(yè)后追蹤調(diào)查反饋均表明“學(xué)生的動手力強，基礎(chǔ)知識扎實”，普遍受到用人單位好評。教師隊伍建設(shè)得到提高，課程組教師進修3人次、又取得碩士學(xué)位2人，雙師比例達到100%。四位一體的新型教學(xué)模式，體現(xiàn)了高職高專辦學(xué)特色，圍繞著職業(yè)能力的培養(yǎng)，強化技能訓(xùn)練，為基層醫(yī)院培養(yǎng)“用得上、留得住”的高素質(zhì)技能性人才。

參考文獻

[1]張景玲．唐宇天．影響技能達標的元素及對策[M]．湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1998:18-320

[2]唐陶富，朱梅初．高職醫(yī)學(xué)影像專業(yè)教學(xué)改革的研究與實踐[J]．職教論壇，2003,10:10-12.

篇（7）

一、引言

目前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域當中，數(shù)字醫(yī)學(xué)影像格式及其轉(zhuǎn)換方式的通用國際標準是DICOM，而本文所描述的是以DICOM為基礎(chǔ)，以PACS在臨床應(yīng)用為前提的相關(guān)的文件格式及存儲方法。PACS是醫(yī)學(xué)圖像存儲及通訊系統(tǒng)的縮寫，它采用數(shù)字化的形式，對臨床應(yīng)用的醫(yī)學(xué)圖像進行管理、傳送、存儲和顯示，它的特點非常明顯，顯示的圖像質(zhì)量高、傳輸過程中無失真、速度快、可共享等[1]。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的不斷發(fā)展，國內(nèi)的眾多醫(yī)院都開始或已經(jīng)建立了自己的醫(yī)院管理信息系統(tǒng)，開展遠程合作醫(yī)療，由此引發(fā)了對PACS的迫切需求。然而，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，如何快速、高效的存儲和引用醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)應(yīng)用于臨床，是PACS要解決的一個重要的問題。

二、DICOM標準格式的醫(yī)學(xué)圖像

DICOM標準的醫(yī)學(xué)圖像主要是由兩個部分組成的，分別是文件頭和數(shù)據(jù)集[2]，可以從如下四方面的內(nèi)容理解：

1）存儲服務(wù)類及相關(guān)信息：這部分主要的功能是在規(guī)定的標準框架下，將數(shù)據(jù)格式層的相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成醫(yī)學(xué)圖像的專用信息。

2）DICOM文件格式：在DICOM格式的文件中，數(shù)據(jù)元素全部被封裝到一個文件里形成數(shù)據(jù)集合，在文件的前面，設(shè)置文件的原信息，其中包括文件頭、文件標識、組長度、元信息版本等一些相關(guān)信息，以此來表示文件為DICOM文件。

3）DICOM目錄信息：在DICOM中，文件之間的邏輯關(guān)系是由圖像之間的邏輯關(guān)系體現(xiàn)的，主要包括圖像IOD及檢查結(jié)果等信息，而定義這樣的關(guān)系是由DICOM標準中基本目錄信息對象實現(xiàn)的，而基本目錄信息又是由多個目錄實體構(gòu)成的，目錄實體的內(nèi)部包含1-N條目錄記錄，它們采用遞歸的方式依次引用下級目錄，主要包括4個方面的內(nèi)容[3]：一、引用下級目錄；二、指向相關(guān)的IOD文件；三、可控記錄選擇的鍵值；四、同級目錄連接機制。

4）DICOM文件存儲標準：針對于各種不同的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備所產(chǎn)生的不同格式的醫(yī)學(xué)影像文件，DICOM設(shè)置了完整的存儲歸檔機制，可以依據(jù)具體歸檔選取。

三、醫(yī)學(xué)圖像存儲

DICOM標準下的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)具有分辨率高和海量的特點，所以，在PACS系統(tǒng)當中存儲將面臨巨大的壓力；同時，醫(yī)學(xué)圖像的臨床存取效率和數(shù)據(jù)安全可靠性也將成為一個重要的問題。為了解決上述問題，本文基于DICOM文件格式，提出一種分層存儲的方法，即在將醫(yī)學(xué)圖像存儲到數(shù)據(jù)庫時，按圖像的分辨率及拍攝部位的重要程度對其進行劃分。

1、分層次存儲的基本思想：相對于其它類型數(shù)據(jù)而言，醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大、具有很強的規(guī)律性和關(guān)聯(lián)性，而醫(yī)學(xué)圖像的空間和灰度分辨率高、數(shù)據(jù)表示的重疊信息邊界不明顯且對比度不高，又使醫(yī)學(xué)圖像具有特殊性；然而，在整個的醫(yī)學(xué)圖像上醫(yī)生和患者感興趣的只有病癥局部信息，對其它部分的信息很少注意，因此，本文采用分層存儲的方法對醫(yī)學(xué)圖像進行存儲，也就是說在將醫(yī)學(xué)圖像存儲到數(shù)據(jù)庫時，按圖像的分辨率及拍攝部位的重要程度對其進行劃分；對于圖像中的病變區(qū)域，我們稱為“重點區(qū)域”，采用高質(zhì)量的高保真無損壓縮，以保證圖像品質(zhì)； 對非病變區(qū)域，我們稱為“非重點區(qū)域”進行高效壓縮，該部分以提高壓縮效率為主，這樣即突出圖像重點區(qū)域，同時又保證了整幅圖像的完整性。具體存儲時，將圖像庫劃分為基本圖像庫、縮略圖庫和標注圖庫，基本圖像庫存儲高分辨率的 DICOM圖像數(shù)據(jù)，縮略圖庫存儲低分辨率的縮略圖像，而標注圖庫存儲標注了的病變區(qū)域的圖像。

2、基本圖像庫：醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)從醫(yī)療設(shè)備上成像后，經(jīng)過解析，也就是去除DICOM格式的信息部分，只保留圖像數(shù)據(jù)部分的內(nèi)容[4]，然后存儲到基本圖像庫當中，從而建立起最初的基本醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫， 但這樣的圖像存在格式不統(tǒng)一的問題，所以在后續(xù)的處理工作當中要利用圖像處理工具進行格式統(tǒng)一處理。

3、縮略圖庫：實際上，醫(yī)療設(shè)備上形成的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，信息量是很大的，這樣的圖像數(shù)據(jù)在臨床應(yīng)用時傳輸是很困難的，不能夠適應(yīng)臨床應(yīng)用對實時性的要求，因此建立醫(yī)學(xué)圖像的縮略預(yù)覽圖是十分必要的，它可以方便用戶在查看所需的圖像時，快速定位，提高訪問效率[5]。縮略圖采用低分辨率的小圖，是對基本圖像進行的微縮，在對基本圖像進行模糊化處理、重新采樣、重新銳化之后，將其設(shè)置為每個像素點有 4-8bit，最后得到的圖像存儲到縮略圖庫。

4、標注圖庫：醫(yī)學(xué)影像生成后，由相關(guān)的醫(yī)生在圖像上對病變區(qū)域進行標注，突出顯示出病變部分，然后將標注好的醫(yī)學(xué)圖像存儲到標注圖像庫中。

經(jīng)過以上的分層存儲處理后，醫(yī)生和患者可以根據(jù)需要快速的從相應(yīng)層次的數(shù)據(jù)庫當中檢索出想要的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，可有效的提高臨床應(yīng)用效率。

四、總結(jié)

本文基于 DICOM格式的t學(xué)圖像，以臨床實際應(yīng)用為依據(jù)，針對臨床應(yīng)用時醫(yī)學(xué)圖像批量存儲以及利用效率低下問題，提出了按圖像分辨率及拍攝部位重要程度進行分層存儲的思想，并給出具體方法，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種DICOM醫(yī)學(xué)圖像的分層存儲管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方案，本方案的提出，能在一定程度上解決醫(yī)學(xué)圖像存儲和利用效率低的問題，具有一定的實際意義。

參 考 文 獻

[1] 王英，基于DICOM標準的醫(yī)學(xué)圖像存儲與訪問的研究，醫(yī)療裝備，2005.

[2] 韓磊，基于DICOM的醫(yī)學(xué)圖像存儲模型設(shè)計與實現(xiàn)，計算機時代，2006.

篇（8）

多媒體教學(xué)是以多媒體計算機為核心的教學(xué)方式，它集聲音、圖像、文字、動畫等多種感覺刺激于一體，通過人機交互作用完成各種教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)過程與教學(xué)目標的優(yōu)化。

（一）多媒體輔助英語教學(xué)的理論依據(jù)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學(xué)生自己建構(gòu)的過程，是學(xué)習(xí)者在一定的情景即社會文化背景下，借助他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過新、舊知識經(jīng)驗之間的、反復(fù)的、雙向的相互作用來形成自己的經(jīng)驗結(jié)構(gòu)。在此過程中一方面對當前信息的理解，需要以原有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)超越外部信息本身。同時，原有的知識經(jīng)驗的應(yīng)用，又不是簡單的提取和套用，是同化和順應(yīng)兩方面的統(tǒng)一，即學(xué)生通過建構(gòu)意義的方式而獲得知識。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)以學(xué)生為中心，它不僅要求學(xué)生由外部刺激的被動接受者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸ぶ黧w，成為知識意義的主動建構(gòu)者，而且要求教師由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者。這一理論徹底摒棄了以教師為中心，強調(diào)知識傳授，把學(xué)生當作知識灌輸對象的傳統(tǒng)教學(xué)模式，而要求建立符合信息社會要求的新的教學(xué)思想和教學(xué)模式。多媒體輔助英語教學(xué)順應(yīng)了這一要求，充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供的資源信息，對學(xué)生原有的英語認知結(jié)構(gòu)進行“同化”與“順應(yīng)”，并在其過程中使每個學(xué)生建立起各自的英語認知結(jié)構(gòu)體系。建立在此學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上的多媒體輔助英語教學(xué)意義深遠。

（二）多媒體教學(xué)具有多方面的優(yōu)越性

1.有利于促進教師教育觀念的更新

當今的教師絕大部分都是應(yīng)試教育培養(yǎng)出來的。他們對傳統(tǒng)的教學(xué)方法駕輕就熟，“一支粉筆、一塊黑板、一張嘴巴”，始終是他們一成不變的教學(xué)手段。而作為現(xiàn)代教育技術(shù)――多媒體教學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使傳統(tǒng)的教師角色和教學(xué)模式受到了沖擊。這必然要求教師要更新教育觀念，樹立正確的教育觀、知識觀、人才觀。一方面要考慮當前科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展對教育的影響，尤其是對學(xué)校的課程體系和教學(xué)模式的影響，同時必須處理好由此而引起的教學(xué)行為的變化、課程結(jié)構(gòu)的重組、教學(xué)技能技巧的提高等一系列問題。多媒體的出現(xiàn)，使我們在英語教學(xué)過程中可以引用更為詳細的資料，有助于文章的理解，段落清晰，而且還可以引入聲音。另一方面，應(yīng)根據(jù)社會不斷發(fā)展的需求與現(xiàn)代教育技術(shù)條件下的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論來設(shè)計教學(xué)的組織形式與選擇教學(xué)方法。

2.有利于提高課堂教學(xué)效率

教育改革的重點是優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、提高課堂教學(xué)效率，向課堂45 分鐘要質(zhì)量、要效益。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，教師展示知識的空間只是一塊容量有限的黑板，在有限的45 分鐘的教學(xué)時間內(nèi)，教師不得不將很大一部分精力放在板演文字、繪畫等低效的勞動上。這樣的課堂教學(xué)往往呆板、僵化，缺乏生機與活力，效率不高。運用多媒體教學(xué)，可以將大量的教學(xué)信息預(yù)置在計算機內(nèi)，隨時調(diào)用，任意切換，將相關(guān)的圖形、圖像生動、直觀地投影到屏幕上，學(xué)生可從視覺、聽覺多方面感受知識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。心理學(xué)研究表明，單純的視覺學(xué)習(xí)或聽覺學(xué)習(xí)，3 天后的遺忘率為50%～80% ，而將視聽結(jié)合起來學(xué)習(xí)，相同時間內(nèi)的遺忘率僅為18% 。黑龍江大學(xué)外語部充分利用了多媒體，我們通過網(wǎng)絡(luò)給同學(xué)們留作業(yè)，同時學(xué)生們也可以在網(wǎng)上向老師提問。可見，運用多媒體教學(xué)可以大大增加信息接收量，縮短教學(xué)時間，提高教學(xué)效率。

3.能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

課堂教學(xué)是實施素質(zhì)教育的主戰(zhàn)場、主渠道，課外活動、個別輔導(dǎo)、家庭作業(yè)等僅是教學(xué)的輔助形式，是課堂教學(xué)的補充和延伸。固然，教給學(xué)生知識是課堂教學(xué)的重要任務(wù)之一，但我們不能僅僅停留在這個層面上，我們更要借助于知識教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生熱愛學(xué)校、熱愛學(xué)習(xí)的情感，讓他們成為知識的發(fā)現(xiàn)者。從某種意義上講，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情比直接教給學(xué)生知識更重要。因為課堂教學(xué)不可能教給學(xué)生提供一生需要的知識，而主動求索和開拓進取的精神則會使學(xué)生終身受益。多媒體教學(xué)正是以其生動的表現(xiàn)形式，使課堂教學(xué)更具吸引力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情的。特別是在課堂教學(xué)中超文本結(jié)構(gòu)的使用，彌補了傳統(tǒng)的線性結(jié)構(gòu)的缺陷，便于教師根據(jù)教學(xué)的實際效果對教材進行動態(tài)的組織和修改，更易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，提高教學(xué)質(zhì)量。

由于多媒體教學(xué)具有以上傳統(tǒng)教學(xué)所無法比擬的優(yōu)越性，所以贏得了廣大教師和學(xué)生的青睞。目前，多媒體教學(xué)，已經(jīng)成為現(xiàn)代課堂教學(xué)的一種發(fā)展趨勢，它對課堂教學(xué)環(huán)境中的各種要素特別是對教師的角色轉(zhuǎn)換已產(chǎn)生了深刻的影響。

（三）多媒體課件在英語教學(xué)中的地位

在當前條件下，利用多媒體技術(shù)進行教學(xué)主要指集中計算機、錄像機、錄音機、投影儀、VCD教學(xué)軟件等多種媒體的特色功能于一體，自主設(shè)計與制作CAI 課件，由教師根據(jù)不同課型的要求，靈活機動地運用相關(guān)媒體組織教學(xué)，“上述多種媒體都是現(xiàn)代外語教學(xué)技術(shù)手段的有機組成部分”。

自從多媒體計算機問世以來，已經(jīng)在外語教學(xué)中顯露出不凡的身手，占據(jù)了重要位置。“它可以為語言學(xué)習(xí)者提供一個良好的視覺、聽覺的交互式語言環(huán)境”。多媒體計算機的組合運用在提供語言操練和摹仿上起到了其他教學(xué)手段無法比擬的作用。目前，CAI 所用的教學(xué)軟件主要是作為根據(jù)教學(xué)目標設(shè)計的輔助教學(xué)手段的課件。一般來說，多媒體課件可適用于英語教學(xué)的以下情況：

（1）形象地呈現(xiàn)英語語用環(huán)境；

（2）進行交際英語課型的教學(xué)；

（3）進行縱、橫向比較的句型、語法等綜合課型的教學(xué)；

（4）在高職學(xué)生中針對英語學(xué)習(xí)相對弱勢群體的課堂教學(xué)。

二、教師角色轉(zhuǎn)換

―――多媒體教學(xué)的必然與應(yīng)然

篇（9）

二、實施過程與對策

1.明確藝術(shù)教育理念，開展普及工作

（1）根據(jù)藝術(shù)教育的總目標，把藝術(shù)教育作為一種思想，在學(xué)校各個環(huán)節(jié)和形式上體現(xiàn)素質(zhì)教育的宗旨，構(gòu)建一個“以美促德，以美益智”的藝術(shù)教育環(huán)境。同時，明確藝術(shù)教育要面向全體學(xué)生這一理念，為每一位學(xué)生提供藝術(shù)教育的機會，避免藝術(shù)教育的功利化、狹隘化，把藝術(shù)教育與其他幾方面教育一起形成合力，促進學(xué)生發(fā)展。

（2）完成課程設(shè)置：根據(jù)醫(yī)學(xué)院校的具體情況和特點，在教務(wù)部門的支持下，將藝術(shù)課程納入教學(xué)計劃，開設(shè)了音樂、美術(shù)、舞蹈、影視作品欣賞等理論課程和攝影、書法、樂器演奏、國標舞等實踐課程。首先把國內(nèi)外的優(yōu)秀藝術(shù)作品介紹給學(xué)生，使學(xué)生從藝術(shù)文化的發(fā)展中感悟世界的美、人生的美。其次，使學(xué)生了解和掌握基本藝術(shù)知識和技巧，在實踐中逐步提高藝術(shù)修養(yǎng)。

（3）開辟課外藝術(shù)活動場所：課外藝術(shù)活動既能展現(xiàn)校園文化風(fēng)貌，又是促進學(xué)生藝術(shù)能力發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生的興趣和需求，開辦了樂隊、舞蹈、攝影、繪畫、手工等藝術(shù)活動室，使學(xué)生每周有兩次機會按照自己的喜好進行藝術(shù)實踐。

2.深化藝術(shù)教育，提高藝術(shù)教育層次

（1）加強教學(xué)研究，提高教學(xué)質(zhì)量：藝術(shù)課程除了要學(xué)習(xí)藝術(shù)知識和技巧本身，學(xué)生更要通過背景、文化，把握藝術(shù)所表述的本質(zhì)和藝術(shù)的精神。所以，安排教學(xué)內(nèi)容時，有目的地選擇優(yōu)秀的藝術(shù)欣賞作品，合理擬訂審美教育計劃，有的放矢地提高審美高度和層次。

（2）明確科研方向：科研的目的是帶動教學(xué)的發(fā)展，所以藝術(shù)教育的科研工作不能只重視藝術(shù)理論的研究，要針對藝術(shù)教育在學(xué)生心理、情感、審美和創(chuàng)新能力的作用進行研究，大力挖掘教師潛力，積極申報高層次的研究課題，以取得教學(xué)與科研相結(jié)合的科研成果。

（3）在藝術(shù)實踐中檢驗藝術(shù)教育成果：在課外藝術(shù)實踐中以各類藝術(shù)節(jié)做契機，充分發(fā)揮社團作用，成立合唱隊、舞蹈隊、攝影、書畫協(xié)會，積極參加各級大型文藝演出與國家、省、市的藝術(shù)展演活動，在實踐中使學(xué)生的藝術(shù)技能得到提高、情感得到培養(yǎng)、人格得到升華。

3.促進藝術(shù)與專業(yè)教育的融合，發(fā)揮藝術(shù)教育的育人作用

學(xué)校教育中各個學(xué)科、各個環(huán)節(jié)乃至學(xué)校教育的全過程都蘊含著豐富的藝術(shù)因素，只有拓寬藝術(shù)教育途徑，才能提高學(xué)生的綜合審美能力。

（1）專業(yè)教學(xué)與藝術(shù)教學(xué)的融合：教學(xué)實踐中我們摸索出醫(yī)學(xué)院校的課程應(yīng)將審美教育融入藝術(shù)教育的全過程，由原來的藝術(shù)審美延伸到醫(yī)學(xué)審美；由開設(shè)單純的藝術(shù)課程發(fā)展到與專業(yè)相結(jié)合的審美課程中。如開設(shè)音樂療法、醫(yī)學(xué)美術(shù)、形體儀態(tài)技能訓(xùn)練等。在藝術(shù)與醫(yī)學(xué)結(jié)合的教學(xué)實際中，強化學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、感受美的能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造美的能力，促使學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)審美水平的提高。

（2）挖掘教師藝術(shù)潛能，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用：課堂教學(xué)離不開教師的主導(dǎo)作用，各個專業(yè)教師藝術(shù)素養(yǎng)的提高，會對學(xué)生的審美水準起到促進作用，因此，學(xué)校定期開辦藝術(shù)講座和藝術(shù)技能培訓(xùn)班，開發(fā)教師的藝術(shù)潛質(zhì)，使他們在教學(xué)中以美學(xué)的觀點、審美的眼光培養(yǎng)學(xué)生。

（3）校園藝術(shù)環(huán)境的建設(shè)：指校園的物質(zhì)文化設(shè)施，如校園內(nèi)部景觀設(shè)計、建筑物內(nèi)部的裝飾設(shè)計等，其目的是為學(xué)生提供學(xué)習(xí)生活和發(fā)展的良好環(huán)境，它不僅反映學(xué)校的文化傳統(tǒng)和學(xué)習(xí)風(fēng)氣，還可以反映學(xué)校所蘊藏的發(fā)展?jié)摿蛣?chuàng)造力，使學(xué)生從無意識接觸中獲得相關(guān)專業(yè)知識的滋潤和思維的啟迪，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。

轉(zhuǎn)貼于

三、取得的效果與分析

1.健康人格的提升：藝術(shù)教育實踐中發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道作用，欣賞課中憑借優(yōu)秀的藝術(shù)作品所蘊含的廣泛思想內(nèi)容、深刻的寓意和豐富的情感，給學(xué)生以美的享受與啟迪。這情感和意識上的觸動往往是構(gòu)成人的美好性格的必要條件。有了美好性格，學(xué)生就會以對美好事物無比熱愛、對丑惡事物無比憎惡的審美態(tài)度去對待現(xiàn)實社會、人生、事業(yè)、親友、同志等。在課外活動中，讓學(xué)生在審美的環(huán)境中和親身的實踐中去感悟藝術(shù)作品所反映、描寫、刻畫和塑造的人物的高尚境界，看到生活美與藝術(shù)美標準的差距，從而對優(yōu)秀作品中的人物或事物產(chǎn)生認同。這種認同反過來又會對學(xué)生產(chǎn)生巨大的激勵作用，激勵他們勇敢地面對生活中的困難和挫折，從而促進學(xué)生健康人格的形成。

2.審美能力的提高：無論是課堂教學(xué)、課外藝術(shù)實踐還是藝術(shù)環(huán)境的熏陶，都是通過具體、直觀、可感的美的形象，使學(xué)生在直接感知美的事物過程中充分展開想象，發(fā)揮創(chuàng)造，提高敏銳的發(fā)現(xiàn)美、感受美的能力，在美的品位與感悟中得到愉悅和理性的啟迪。另外，藝術(shù)活動中師生間能保持暢通的情感溝通，這種溝通和理解伴隨著豐富的情感體驗、感染學(xué)生，激感活動。強烈的情感活動形成巨大的動力，推動學(xué)生的想象和思考，以審美的態(tài)度對待人生、對待社會。

3.應(yīng)用能力的提高：學(xué)生在藝術(shù)課程中獲得的藝術(shù)能力和經(jīng)驗，使學(xué)生的生活變得豐富多彩，富有情趣，工作和學(xué)習(xí)變得更有效率和富有創(chuàng)造性

四、結(jié)論與建議

1.藝術(shù)教育的實踐使學(xué)生對美擁有了感受力、鑒賞力和創(chuàng)造力，情感得到一定程度的升華和凈化，促進了人格的完美。事實證明，藝術(shù)教育在培養(yǎng)學(xué)生方面起到了其他學(xué)科無可替代的作用。

2.藝術(shù)教育是一種生命教育，是提高審美而完善個人文化的品格教育。因此，它的教育是廣泛的，不能只局限在藝術(shù)文化范疇，而應(yīng)進一步融合于藝術(shù)教育，與其他幾方面教育一起，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

3.為促進藝術(shù)教育在學(xué)校的深入開展，領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)制訂政策，在教職工或?qū)W生考核中必須與藝術(shù)教育相聯(lián)系，從而引起學(xué)校各個方面的重視。

4.加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，提高教師的教學(xué)水平。

一個成功的教師，不僅是豐富知識的傳播者，更是學(xué)生精神世界的探尋者，教學(xué)中時刻把握學(xué)生心理特征和教學(xué)規(guī)律，運用高超的技藝、豐富的藝術(shù)、健康的內(nèi)容，來激活學(xué)生的精神世界，促進學(xué)生情感的健康發(fā)展，提高教學(xué)效率。

參考文獻：

篇（10）

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2013）06—0107—05

引言

隨著移動計算技術(shù)、無線通訊技術(shù)和軟硬件技術(shù)的發(fā)展，特別是以手機為代表的移動設(shè)備的功能越來越強大，移動學(xué)習(xí)已經(jīng)成為當前教育技術(shù)研究的熱點。E-Learning Guild組織最新的一項研究表明：移動設(shè)備被證明是世界上發(fā)展最快的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它正改變著人們思考、工作、交往的方式。移動技術(shù)的最新進展更是能夠讓用戶在任何時間、任何地點訪問信息，從而為人們的學(xué)習(xí)和生活帶來極大的便利。

我國正在建設(shè)學(xué)習(xí)型社會，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》將到2020年基本形成學(xué)習(xí)型社會作為未來十年三大戰(zhàn)略目標之一，由此可以預(yù)見，在即將到來的學(xué)習(xí)型社會中，人們的學(xué)習(xí)將會更多地依賴網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)資源。隨著“共建共享”理念深入人心，學(xué)習(xí)資源以驚人的速度持續(xù)增長，資源的數(shù)量不再是制約人們學(xué)習(xí)的主要因素。而讓開發(fā)的Web學(xué)習(xí)資源最大限度地適應(yīng)各種性能各異的移動終端，在各種終端上最優(yōu)化顯示，成為移動學(xué)習(xí)者的普遍要求，也是資源建設(shè)者們必須著力解決的問題。

一 移動智能終端對移動學(xué)習(xí)的影響

在世界許多國家，各種移動智能終端正在成為個人與社會鏈接的新型信息接入端口，而數(shù)量龐大的移動智能終端進一步促進了終端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這其中就包括了對移動學(xué)習(xí)的推動。2012年，eLeaming Guild組織在《Mobile Learning：The Time Is Now》的報告中指出，越來越多的組織和機構(gòu)意識到移動學(xué)習(xí)的重要性和優(yōu)勢，并對2009年至2012年期間移動學(xué)習(xí)的開展情況、2012年開展移動學(xué)習(xí)過程中智能終端的使用情況分別進行了調(diào)查，結(jié)果顯示2009年有44，3%的人計劃進行移動學(xué)習(xí)，2012年這個數(shù)字已經(jīng)增長到了65，7%，表明移動學(xué)習(xí)的人數(shù)在逐年大幅度增長。利用智能手機和平板電腦進行移動學(xué)習(xí)的人數(shù)分別占據(jù)各自使用人數(shù)的44，3%和40，3%，表明使用智能手機和平板電腦等移動智能終端進行移動學(xué)習(xí)的比例越來越高，投身到移動學(xué)習(xí)隊伍中的人數(shù)越來越多。如此高比例的人使用移動智能終端進行移動學(xué)習(xí)，其原因在于以下方面：

1 移動互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模擴大

根據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年移動互聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模達到393億，增長率達到97，5%。隨著智能手機為代表的移動智能終端的進一步普及，以及在互聯(lián)網(wǎng)細分領(lǐng)域中移動電子商務(wù)的爆發(fā)，2012年移動互聯(lián)網(wǎng)的增長會達到一個新的高度，預(yù)測增長率達到148%。在如此大規(guī)模的移動互聯(lián)網(wǎng)市場的驅(qū)動下，把移動學(xué)習(xí)資源與移動互聯(lián)網(wǎng)充分整合，更有利于學(xué)習(xí)資源的傳播與共享，使得移動學(xué)習(xí)的應(yīng)用范圍更加廣泛。

2 移動智能終端發(fā)展迅猛

工信部電信研究院于2012年4月13日的《移動終端白皮書》中指出，2011年我國移動終端總出貨量已達4.55億部，其中包括智能手機和平板電腦在內(nèi)的移動智能終端出貨量達1.1億部，超過此前歷年移動智能終端出貨量總和。隨著智能終端的普及，移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)民增速也非常迅猛。2011年，移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民的規(guī)模達到3.6億，趨勢預(yù)測到2016年移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的規(guī)模將超出PC互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)民規(guī)模。在移動智能終端和移動互聯(lián)網(wǎng)交替發(fā)展、相互促進勢頭的引領(lǐng)下，移動學(xué)習(xí)者將目光轉(zhuǎn)向移動智能終端是在情理之中，加之移動智能終端在移動學(xué)習(xí)中所擁有的得天獨厚的優(yōu)勢，如屏幕尺寸大（與非智能移動終端相比）、便于攜帶、交互性強等，更加推動了移動學(xué)習(xí)向智能化方向發(fā)展。

3 適宜移動智能終端的學(xué)習(xí)資源日趨豐富

除了專門針對移動智能終端開發(fā)的學(xué)習(xí)資源，如App、教育應(yīng)用軟件外，移動智能終端能夠適應(yīng)多種學(xué)習(xí)資源。這種普適性不僅能夠充分利用現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源，而且可以節(jié)約資源制作成本。

由此可見，現(xiàn)階段移動學(xué)習(xí)的發(fā)展主要得益于這三方面因素：移動互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的擴大、移動智能終端的普及以及移動學(xué)習(xí)資源的豐富，三者缺一不可。由于移動學(xué)習(xí)資源是移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)的核心，是對現(xiàn)有學(xué)習(xí)資源的一種補充，是開展一切移動學(xué)習(xí)活動的基礎(chǔ)，因此移動學(xué)習(xí)資源質(zhì)量的高低直接決定了移動學(xué)習(xí)的成效。

二 傳統(tǒng)Web移動學(xué)習(xí)資源的特點及面臨的問題

目前常見的移動學(xué)習(xí)資源形式可以概括為以下幾種：短信/彩信、電子書、網(wǎng)頁（即Web學(xué)習(xí)資源）、微課程、網(wǎng)絡(luò)課程、智能交互課程以及教育游戲等，其中Web移動學(xué)習(xí)資源憑借其跨瀏覽器和跨平臺的特性廣受用戶好評。就連原蘋果公司CEO喬布斯在談到這個問題時也明確表達了他的觀點：雖然現(xiàn)階段原生應(yīng)用程序給了用戶更好的體驗，但是Web才是應(yīng)用程序的未來。由此可以看出，Web技術(shù)在程序開發(fā)和資源建設(shè)方面具有廣闊的前景和巨大的潛力。

傳統(tǒng)Web移動學(xué)習(xí)資源主要是面向PC機的桌面瀏覽器設(shè)計開發(fā)的，其特點主要有：（1）在內(nèi)容選擇方面：為了從視、聽等多方面調(diào)動人們的感官接受信息，并能充分、準確、有效地呈現(xiàn)信息，Web頁面往往采用音頻、視頻、動畫等多媒體信息呈現(xiàn)形式；（2）在頁面布局方面：為了適應(yīng)PC機的屏幕尺寸和分辨率，Web頁面通常采用兩欄式或三欄式布局；（3）在交互設(shè)計方面：用戶一般都是通過鼠標和鍵盤設(shè)備與Web界面進行交互。

然而由于移動智能終端在尺寸、分辨率以及交互方式等方面與PC機存在較大的差異（見表1），因此原先針對PC機設(shè)計的傳統(tǒng)Web移動學(xué)習(xí)資源，在很大程度上不適合移動智能終端使用，主要體現(xiàn)在以下4方面：

1 頁面大小不能匹配終端屏幕大小

目前主流PC機的分辨率都在1024*768以上，在設(shè)計頁面時寬度一般固定在1000像素左右，按鈕、廣告條幅等其他網(wǎng)頁元素都是基于這個寬度進行設(shè)計的。而移動終端的屏幕分辨率相對較小，大多處于480*800-960*640之間。如果使用移動終端來呈現(xiàn)，那么頁面必然會被裁切，不能顯示完整的內(nèi)容。此時，用戶必須通過縮放和移動來顯示被裁切的部分，直接影響用戶的使用效果和滿意度。

2 頁面布局不能自適應(yīng)調(diào)整

由于移動智能終端屏幕分辨率紛繁復(fù)雜，尺寸類別大小各異，定向類型橫豎兼容。因此，要求所呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)資源在布局上要相對靈活，能夠針對屏幕進行自適應(yīng)調(diào)整。否則，在顯示過程中將會出現(xiàn)混亂的頁面布局，極大地降低了移動學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量。傳統(tǒng)的Web學(xué)習(xí)資源的兩欄式或三欄式布局，結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，符合用戶的認知心理和行為方式，能夠提高PC機用戶的閱讀效率，但卻不適合移動終端用戶的體驗。

3 頁面交互元素不適宣手指觸摸

在觸屏移動設(shè)備中，主要通過手指與界面進行交互操作。比起傳統(tǒng)的鼠標指針，手指觸控方式需要的目標作用區(qū)域更大。然而傳統(tǒng)的Web學(xué)習(xí)資源在設(shè)計過程中卻沒有考慮到這一點，因此增加了移動終端用戶的使用難度。

4 頁面多媒體呈現(xiàn)形式受到制約

眾所周知，Web是一種超媒體，是在超文本環(huán)境下的多媒體綜合。因此，傳統(tǒng)的Web學(xué)習(xí)資源在內(nèi)容方面已經(jīng)從文本擴展到圖形、圖像、動畫、視頻和聲音等多種媒介形式。而對于移動終端而言，設(shè)計者除了要選擇合適的媒介形式來呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源外，還要考慮帶寬的限制和終端設(shè)備的性能。由于無線網(wǎng)絡(luò)速度慢、穩(wěn)定性差、傳輸較大數(shù)據(jù)時容易造成學(xué)習(xí)的中斷，從而影響學(xué)習(xí)的效果和效率。因此從這個角度而言，傳統(tǒng)的Web學(xué)習(xí)資源已經(jīng)不再適合在移動終端呈現(xiàn)了。

三 響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源技術(shù)支持及設(shè)計原則

為了解決傳統(tǒng)Web學(xué)習(xí)資源在移動智能終端上呈現(xiàn)時出現(xiàn)的上述問題，使用戶能夠獲得與PC機的桌面端一致的用戶體驗，最直接的方法就是為不同尺寸和分辨率的設(shè)備制作特定的頁面。而電子產(chǎn)品的“摩爾定律”表明，隨著時間的推移會有更多的移動設(shè)備投入市場。如果為每種設(shè)備都制作特定的頁面，將會耗費巨大的人力和物力，并造成資源的重復(fù)建設(shè)。人們期待的是只做一個網(wǎng)站或一套頁面，既能適合桌面大尺寸屏幕，同時也可以適合各種不同移動設(shè)備的小尺寸屏幕。

滿足人們期待的是利用響應(yīng)式Web設(shè)計（Responsive WebDesign）。響應(yīng)式Web設(shè)計是EthanMarcotte在2010年5月份提出的一個概念，其內(nèi)容的核心是一個網(wǎng)站或網(wǎng)頁能夠兼容多個終端——而不是為每個終端定制一個特定的版本。它的設(shè)計理念是：頁面的設(shè)計與開發(fā)應(yīng)當根據(jù)用戶行為以及設(shè)備環(huán)境（系統(tǒng)平臺、屏幕尺寸、屏幕定向等）進行相應(yīng)的響應(yīng)和調(diào)整。這樣，人們就不必為不斷到來的新設(shè)備做專門的版本設(shè)計和開發(fā)了。

1 支持移動學(xué)習(xí)資源“響應(yīng)式”的新技術(shù)

響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源的設(shè)計與開發(fā)是新課題，主要有三大支撐技術(shù)——彈性布局、媒體查詢和液態(tài)圖片。

（1）一切以彈性為基礎(chǔ)

所謂彈性布局就是不對瀏覽器的寬度作任何設(shè)定，即非固定式布局，因而能優(yōu)雅地適應(yīng)不論是水平式的還是豎直式的終端設(shè)備。然而，無論是固定式還是非固定式布局，都要依賴其原本的媒介環(huán)境來設(shè)計，而彈性布局只能很好地適應(yīng)普通PC機顯示屏。因此，所謂的彈性布局其實也并非那樣彈性，但它是進行一切響應(yīng)式設(shè)計的基礎(chǔ)。如果沒有彈性布局，那么后續(xù)的響應(yīng)式Web設(shè)計工作將無法進行。只有在彈性布局的基礎(chǔ)上再嵌入各種基于互聯(lián)網(wǎng)標準的其他技術(shù)，才能更好地適應(yīng)不同媒介的呈現(xiàn)。

（2）引入媒介查詢

媒介查詢是響應(yīng)式設(shè)計的核心，它根據(jù)條件告訴瀏覽器如何為指定寬度的視圖渲染頁面。媒介查詢使我們不僅能針對某些特定的設(shè)備類型，還能夠?qū)Τ尸F(xiàn)設(shè)計的設(shè)備物理特性進行檢驗。例如，隨著移動WebKit的普及，媒介查詢已經(jīng)成為一項很常用的技巧，用以向iOS、Android及其他移動系統(tǒng)提供定制的樣式表。具體方法是在鏈接樣式表的媒介屬性中加上這樣一個查詢語句：。這個語句中包含兩個部分：①媒介類別——屏幕（screen）；②括號中的查詢內(nèi)容，包括具體需要檢驗的媒介特性——最大設(shè)備寬度（max-device-width），以及緊跟其后的目標數(shù)值480px。代碼本身可以很好地說明工作機制：當屏幕寬度不超過480px，則加載layout，css樣式表；否則，該樣式表將被忽略。另外，不僅可以把媒介查詢放置在鏈接中，還可以用“@media”方法在CSS樣式表內(nèi)進行媒介查詢：@media screen and（max-device-width：480px）{float：none；）。以上使用的兩種媒介查詢方式，其效果是相同的：一旦設(shè)備通過媒介查詢的檢驗，相關(guān)的CSS樣式表即被附加到源碼上。

（3）讓圖片“流動”起來

響應(yīng)式Web設(shè)計的思路中，圖片如何顯示是一個至關(guān)重要的問題。有很多同比縮放圖片的技術(shù)，其中有不少是簡單易行的，如使用CSS的max-width屬性：img{max-width：100%；）。只要沒有另外規(guī)定圖片的具體寬度，頁面上所有的圖片就會以其原始寬度進行加載，除非其容器可視部分的寬度小于圖片的原始寬度。上面的代碼確保圖片最大的寬度不會超過瀏覽器窗口或是其容器可視部分的寬度，所以當窗口或容器的可視部分開始變窄時，圖片的最大寬度值也會相應(yīng)的減小，圖片本身永遠不會被容器邊緣隱藏和覆蓋。這種做法就好像把圖片比作液體一樣，能夠自由“流動”，液態(tài)圖片也由此得來。

2 響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源設(shè)計原則

美國交互媒體設(shè)計大師Rob Flaherty在他的Design垤The Well-Tempered Web文章中就響應(yīng)式Web設(shè)計的一系列問題給出了一些建議，在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合作者的Web開發(fā)經(jīng)驗，提出在響應(yīng)式Web設(shè)計中要遵循的四大原則：

（1）彈性化原則

彈性布局是進行一切響應(yīng)式Web設(shè)計的前提，在此基礎(chǔ)上再引入媒介查詢的功能，根據(jù)不同的設(shè)備對內(nèi)容、圖片和布局進行相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化，讓頁面更加“彈性化”。

（2）觸控優(yōu)先原則

易于手指觸摸的按鈕同樣易于鼠標點擊，但反之則不然。因此為了使界面能夠適用于更多的平臺環(huán)境，設(shè)計師應(yīng)該在觸控優(yōu)先原則的基礎(chǔ)上將原始的設(shè)計方案進行微調(diào)，最終達到一種折中的狀態(tài)，即既適合手指觸摸又適合鼠標點擊。

（3）宏觀性原則

俗話說“盡早測試，經(jīng)常測試”。在響應(yīng)式Web開發(fā)過程中，設(shè)計人員每一階段都要在多種瀏覽器和不同尺寸屏幕中進行測試，以盡早發(fā)現(xiàn)問題。

（4）移動優(yōu)先原則

從移動端開始產(chǎn)品的設(shè)計工作，能夠讓設(shè)計人員關(guān)注到對用戶來說什么才是真正的問題。同時要特別留意那些不具備跨平臺能力的交互形式，其中最常見的一個問題就是觸屏設(shè)備通常無法支持傳統(tǒng)設(shè)備當中的鼠標懸停狀態(tài)。

四 響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源設(shè)計實例

為了更加深入地研究響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源的設(shè)計過程，文章以陳琳教授的國家精品教材、國家級規(guī)劃教材——《數(shù)字影像技術(shù)》為內(nèi)容參照，運用以上三大支撐技術(shù)來進行“數(shù)字攝影”專題網(wǎng)站的設(shè)計與開發(fā)。眾所周知，Web學(xué)習(xí)資源主要是在Web上進行信息傳播的系統(tǒng)實體，內(nèi)容、結(jié)構(gòu)與界面是其核心所在。因此，根據(jù)學(xué)習(xí)資源設(shè)計的基本原則和Web學(xué)習(xí)資源的特點，我們將設(shè)計過程概括為以下兩大部分：

1 內(nèi)容設(shè)計

移動學(xué)習(xí)資源的學(xué)習(xí)內(nèi)容與教學(xué)目標、教學(xué)對象、教學(xué)設(shè)計方案的選擇等方面有關(guān)，設(shè)計者必須根據(jù)學(xué)習(xí)者本身的特性和教學(xué)目標進行學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計。《數(shù)字影像技術(shù)》作為高等學(xué)校教育技術(shù)專業(yè)以及美術(shù)、設(shè)計、廣告、印刷、醫(yī)學(xué)影像、新聞等專業(yè)攝影及相關(guān)課程教材，針對的多是高校學(xué)生、專業(yè)攝影人員等成人學(xué)者。因而，在進行響應(yīng)式Web移動學(xué)習(xí)資源設(shè)計時，必須考慮相關(guān)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點和認知特性，在此基礎(chǔ)上才能進行內(nèi)容的選取和設(shè)計。從一般意義上講，成人學(xué)習(xí)者的特性包括學(xué)習(xí)者認知風(fēng)格多樣、元認知能力強、有較強烈的學(xué)習(xí)動機、對學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)進度的個性化要求程度高等方面。因此，在內(nèi)容選取時要做到：全面、科學(xué)的把握教材的重點，準確、精煉的提煉研究的難點，深入淺出的表達原理、技法，最終達到理論與實踐、知識與能力、技術(shù)與藝術(shù)等多樣化的統(tǒng)一。

為了能達到這三方面的統(tǒng)一，在內(nèi)容安排上除了介紹關(guān)于攝影方面的理論知識外，還要進行關(guān)于加工創(chuàng)意的闡釋；除了介紹相關(guān)攝影的技術(shù)技法外，還要進行關(guān)于拍攝藝術(shù)方面的指導(dǎo)等等。因此網(wǎng)站的內(nèi)容主要包括：數(shù)字照相機、拍攝技術(shù)、拍攝藝術(shù)、加工創(chuàng)意、專題攝影、專家博客、開放資源和課程學(xué)習(xí)等。

2 界面布局設(shè)計

界面布局設(shè)計是對頁面的空間進行分割的設(shè)計，包括對導(dǎo)航、按鈕、圖片、文字等內(nèi)容的位置進行設(shè)計。友好的界面布局主要體現(xiàn)在布局合理和響應(yīng)式布局這兩方面。所謂布局合理，是指運用美學(xué)構(gòu)圖中的形式美規(guī)律，即對稱、平衡、黃金分割、對比、多樣統(tǒng)一和變化，結(jié)合光影、色彩、影調(diào)等輔助手段，對網(wǎng)頁設(shè)計元素及內(nèi)容進行合理布局，使網(wǎng)頁形式富有節(jié)奏感并且圖文并茂，符合學(xué)習(xí)者的認知規(guī)律和審美特點。在本設(shè)計中，為了突出布局的合理性，采用圖片和文本搭配的方式來均衡整體布局；針對學(xué)習(xí)資源使用的人群特點來選取恰當?shù)某尸F(xiàn)風(fēng)格；根據(jù)視覺的主次關(guān)系來安排網(wǎng)站內(nèi)容的布局方式等等。這是從宏觀層面進行的界面布局，而微觀層面的界面布局只能依靠響應(yīng)式布局來實現(xiàn)了。

響應(yīng)式布局是在彈性布局的基礎(chǔ)上，結(jié)合媒介查詢的功能實現(xiàn)的。常用的彈性布局模式主要有靈活網(wǎng)格模式和垂直列表模式。所謂靈活網(wǎng)格模式主要依賴靈活的柵格和液態(tài)圖片來實現(xiàn)，隨著分辨率的不斷縮小，內(nèi)容的顯示方式是隨著某列的內(nèi)容依次往下排，而柵格或圖片的大小也可以靈活變動，如圖1所示。而垂直列表模式是以多列開始，以單列結(jié)束，當屏幕尺寸變小時，列內(nèi)容會依次往下，從而使柵格和圖片的大小基本保持不變，如圖2所示。考慮到專題網(wǎng)站內(nèi)容的豐富性，因此本設(shè)計選擇靈活網(wǎng)格模式來進行彈性布局。

篇（11）

對創(chuàng)新能力的認識，國內(nèi)外的專家學(xué)者有著不同的研究定義，一直未能達成共識。美國心理學(xué)家斯騰伯格認為，“創(chuàng)造力是智力、知識、思維風(fēng)格、人格、動機和環(huán)境6種因素相互作用的結(jié)果”［1］。我國學(xué)者劉丹對創(chuàng)新能力做出了如下定義:“創(chuàng)新能力是根據(jù)一定目的，運用一切已知信息，在產(chǎn)生出某種新穎、獨特、有社會或個人價值的成果活動中所表現(xiàn)出來的綜合能力。”筆者認為，創(chuàng)新能力不應(yīng)該只是一個方面的定義，它應(yīng)該分為內(nèi)外兩個部分。從內(nèi)部因素來講，創(chuàng)新能力是人類開拓精神的一種，通過系統(tǒng)化的知識架構(gòu)，將信息歸納為生產(chǎn)實踐的手段，并將其轉(zhuǎn)化成為社會生產(chǎn)成果的一種綜合能力。其中包括創(chuàng)新理念、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新手段三個方面。從外部因素來講，得有使創(chuàng)新能力存在并得以發(fā)展的基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)主要指鼓勵創(chuàng)新的社會環(huán)境和科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，即創(chuàng)新的社會基礎(chǔ)和科學(xué)基礎(chǔ)。科技創(chuàng)新以物質(zhì)世界作為實現(xiàn)的主體或平臺，它植根于客觀上的實際需求和可能性條件，來源于現(xiàn)實生活。人類的創(chuàng)新能力都是圍繞物質(zhì)的客觀實在性來培養(yǎng)和發(fā)掘的。科技創(chuàng)新主體認識客體并改造客體的活動，必須遵循客觀規(guī)律，按客觀規(guī)律進行科技創(chuàng)新。正如馬克思所說，“宇宙的一切現(xiàn)象，不論是由人手創(chuàng)造的，還是由物理學(xué)的一般規(guī)律引起的，都不是真正的新創(chuàng)造，而只有物質(zhì)的形態(tài)變化”［2］。人與其他生物最大的差別就是具有自覺的創(chuàng)新能力。在創(chuàng)新能力的促進下，人自身的其他能力得到提升并形成一種強大的綜合力，進而推動人的生命活動呈現(xiàn)出一個持續(xù)的變革、更新和創(chuàng)造的過程。人在人化自然過程發(fā)現(xiàn)自然界的某種有用物并使其成“資源”并產(chǎn)生經(jīng)濟價值。通過人類活動實現(xiàn)自然資源、人工資源的生產(chǎn)和占有。人的素質(zhì)和潛能的提高，是科技創(chuàng)新能夠?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵。科技創(chuàng)新活動不是重復(fù)的生產(chǎn)實踐活動，它需要最大限度地調(diào)動和激發(fā)創(chuàng)新主體的創(chuàng)造力，在科技創(chuàng)新過程中使人的本質(zhì)全面呈現(xiàn)。科技創(chuàng)新活動是富有探索性和開拓精神的活動。科技創(chuàng)新成果展現(xiàn)出科技創(chuàng)新主體的綜合能力。科技創(chuàng)新成果是人的本質(zhì)力量的凝結(jié)，是創(chuàng)新主體各種本質(zhì)力量的對象化和物化的產(chǎn)物，它既真實地反映了創(chuàng)新主體的創(chuàng)新能力，也全面地、系統(tǒng)地展現(xiàn)了創(chuàng)新主體的各種本質(zhì)力量。因而，科技創(chuàng)新不是自然而然產(chǎn)生的，而是在客觀事物不能適應(yīng)和滿足人們需求時，人的主觀能動性得以充分發(fā)揮并遵循和利用客觀規(guī)律對舊事物進行改造、改進的結(jié)果。

二、藝術(shù)教育與科技創(chuàng)新的相關(guān)性

(一)藝術(shù)教育與科技創(chuàng)新的辯證統(tǒng)一

藝術(shù)教育是美育的一項重要內(nèi)容，通過各種形式的藝術(shù)教育對學(xué)生的審美思維進行培養(yǎng)，以達到提高其藝術(shù)水平和審美力的目的。科學(xué)與藝術(shù)就像是硬幣的兩面，即科學(xué)中有藝術(shù)，藝術(shù)中有科學(xué)。藝術(shù)的熏陶能影響智力開發(fā)、集合想象力、啟迪創(chuàng)造力，從而推動科學(xué)前行;同時科學(xué)的發(fā)展也為藝術(shù)開拓了更為廣闊的空間，因此，科學(xué)與藝術(shù)是密不可分的。“人文精神是人類對人世的探求和處理人世活動的理想價值追求和行為規(guī)范的集中表征，以追求真善美等崇高的價值理想為核心，以人自身的全面發(fā)展為終極目的。”［3］人文精神是整個人類文化的最根本精神，或者說是整個文化生活的內(nèi)在靈魂，是人類對未知世界的探索活動及其成果在精神上的沉淀和升華。科技是理性思維和解決人類實際問題的藝術(shù)，藝術(shù)是人類想象力的靈動創(chuàng)造。科技追求慧與用，藝術(shù)追求美，科技探尋自然規(guī)律，藝術(shù)感受世界形象。科技和藝術(shù)的共同基礎(chǔ)是人類的創(chuàng)造力，追求的目標是真理普遍性、成果永恒性、意義深遠性，二者之間并不存在不可逾越的鴻溝。科技與藝術(shù)的交流互動，理性、感性、悟性的匯通互補，有利于大學(xué)生提升創(chuàng)新能力、增強對世界整體的立體認識。藝術(shù)教育的目的就是使受教育者具備基本藝術(shù)素養(yǎng)，促進其全面發(fā)展，發(fā)揮出自身能力，包括培養(yǎng)激發(fā)其邏輯思維能力、形象思維能力等。而科技創(chuàng)新須依靠邏輯思維、形象思維的激發(fā)與互補，從大跨度聯(lián)想中得到啟迪，再用嚴密的邏輯加以驗證。因此，藝術(shù)教育與科技創(chuàng)新是辯證統(tǒng)一的。

(二)藝術(shù)教育與科技創(chuàng)新統(tǒng)一的內(nèi)在邏輯關(guān)系

“人文活動和創(chuàng)新能力都是用感性認識作用于客觀存在的行為活動，兩者通過感性思維模式，認識和改造客觀世界。”［4］審美是審美個體將對美的感性構(gòu)成能力作用于客觀世界，認識和改造客觀世界。創(chuàng)新能力則是將人類對科學(xué)的認知顯像成為客觀存在，并對其進行認知表達和實踐的一種方式。兩者都是以感性的構(gòu)成能力能動地認識、改造世界。審美活動與創(chuàng)新思維在內(nèi)部構(gòu)成形式上具有邏輯統(tǒng)一關(guān)系，都是由感性認識激發(fā)靈感，進而產(chǎn)生對客觀事物的認識，然后為了實現(xiàn)某一特定的社會目標，將意識轉(zhuǎn)化成為客觀存在，并作用于生產(chǎn)實踐。因此，二者在內(nèi)部構(gòu)成形式上具有邏輯統(tǒng)一關(guān)系。藝術(shù)教育注重形象化的認知模式，其核心是直覺，通過直覺的第一印象感悟，然后再真實地展現(xiàn)對美的認知。創(chuàng)新思維也依賴于第一印象的直覺感受。直覺在科技創(chuàng)新活動中起到源的作用，與審美意識一樣，直覺的感性認識往往是來自于人類的現(xiàn)實生活，因而具有真實性、形象化的特征。豐富的社會生活和生活感觸的直覺是美和科學(xué)誕生的前提條件。因而，藝術(shù)教育和創(chuàng)新思維都依賴于直覺，且統(tǒng)一于直覺。創(chuàng)新思維是創(chuàng)新的源泉，為人類提供思維觀點、科學(xué)知識、價值取向、行為規(guī)范、行動計劃和未來預(yù)見等，是人的活動和物質(zhì)生產(chǎn)的自覺性、主動性、創(chuàng)造性，是增強實踐目的有效性的重要條件。創(chuàng)新能力是對新的挑戰(zhàn)作出創(chuàng)造性應(yīng)答的能力。創(chuàng)新能力的形成源自創(chuàng)新思維的養(yǎng)成，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，源自創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，創(chuàng)新思維是創(chuàng)新活動的前提和基礎(chǔ)，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的核心。創(chuàng)新能力的提高有利于創(chuàng)新思維的延伸與發(fā)散，為創(chuàng)新思維的發(fā)展提供保障。因此，兩者密切相關(guān)且相互促進。

三、加強和改進藝術(shù)教育工作，培養(yǎng)理工科大學(xué)生科技創(chuàng)新能力

(一)重視藝術(shù)教育的價值與功能，加強藝術(shù)教育工作

藝術(shù)教育是學(xué)校教育不可缺少的重要組成部分。重理輕文的觀念，阻礙了文理兼容、相互滲透的綜合素質(zhì)教育理念的貫徹落實，導(dǎo)致許多高校的藝術(shù)教育呈現(xiàn)出“瘸腳現(xiàn)象”。因此，高校的藝術(shù)教育應(yīng)在加強對自身內(nèi)在價值認知的同時，也要重視其外在功能，即藝術(shù)教育對教育的基礎(chǔ)作用。藝術(shù)教育機構(gòu)是發(fā)展藝術(shù)教育的保障。高校首先應(yīng)在思想上重視藝術(shù)教育，將藝術(shù)教育工作納入學(xué)校發(fā)展規(guī)劃和年度工作計劃，并制定相應(yīng)的規(guī)章制度;其次在行動上，要建立一支專門的專業(yè)化藝術(shù)教育管理隊伍，并設(shè)立專門管理機構(gòu)來規(guī)劃、督導(dǎo)和組織藝術(shù)教育的教研活動，將藝術(shù)教育工作落到實處。

(二)完善課程設(shè)置，加強藝術(shù)教育與其他學(xué)科教育之間的互動

高校要實現(xiàn)藝術(shù)教育計劃就應(yīng)該加強藝術(shù)教育與其他學(xué)科教育之間的互動。高校在學(xué)科建設(shè)過程中，應(yīng)將藝術(shù)教育與其他學(xué)科教育相結(jié)合，使其成為一個完整的教育系統(tǒng)，使不同學(xué)科實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化整合和資源共享。加強藝術(shù)課程綜合化的合理設(shè)置。首先，要完善藝術(shù)學(xué)科的課程設(shè)置;其次，要注重交叉學(xué)科的課程設(shè)置，拓寬學(xué)生的思路和視野，依據(jù)因材施教的原則，在有限的課時內(nèi)，依據(jù)學(xué)生自身的認知特點和課程間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)課程的綜合化設(shè)置;再次，要依據(jù)“精選內(nèi)容、發(fā)展能力、提高素質(zhì)”的原則實現(xiàn)課程綜合化的設(shè)置。通過完善課程設(shè)置，實現(xiàn)資源共享，有助于理工科大學(xué)生獲得更多學(xué)習(xí)藝術(shù)知識的機會，從而開闊其視野，豐富其科研生活，進而激發(fā)其普及和傳播科技知識的積極性和主動性;有助于合理配置教師資源，最大限度地實現(xiàn)師資的優(yōu)化配置。“促進藝術(shù)教育與科技教育的交叉與互動，能實現(xiàn)客觀世界的真善美，有助于人精神活動的知情意與人類的知識體系中科學(xué)、倫理學(xué)、美學(xué)有機結(jié)合，從而有利于高校培養(yǎng)出人文精神濃、科學(xué)精神厚、創(chuàng)新意識強、創(chuàng)造能力高的優(yōu)秀大學(xué)生。”［5］

(三)構(gòu)建新型的藝術(shù)教育體系

構(gòu)建新型的藝術(shù)教育體系是加強和改進高校美育工作的一項重要內(nèi)容。新型的藝術(shù)教育體系應(yīng)注重兩個方面，一是將藝術(shù)教育貫穿于整個課堂教學(xué)，二是實現(xiàn)整個教育過程的藝術(shù)化。

(四)改革傳統(tǒng)的藝術(shù)教育方法和評價方式