公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀范文

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀

第1篇:生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀范文

[關(guān)鍵詞]臨床醫(yī)學(xué)工程師;繼續(xù)教育;學(xué)科建設(shè);醫(yī)院管理

0引言

隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展和醫(yī)療改革的持續(xù)深入,醫(yī)療行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和轉(zhuǎn)變。在時(shí)代變革的要求下,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械耗材的科學(xué)管理、醫(yī)用設(shè)備的計(jì)量質(zhì)控和醫(yī)工結(jié)合的科研開發(fā)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)工程學(xué)科必須承擔(dān)的學(xué)科任務(wù)。新的醫(yī)療行業(yè)模式中,醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療、護(hù)理、臨床藥學(xué)已經(jīng)并列為現(xiàn)代醫(yī)院的四大支柱,是醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量、醫(yī)療安全的技術(shù)保障。如何實(shí)現(xiàn)專業(yè)職能轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)滿足工作任務(wù)要求,掌握應(yīng)用工程理論、軟件技術(shù),能夠與臨床共同開展應(yīng)用研究的臨床醫(yī)學(xué)工程師是醫(yī)療事業(yè)發(fā)展賦予醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的新任務(wù)。

1臨床醫(yī)學(xué)工程師定義

美國(guó)臨床工程協(xié)會(huì)將臨床醫(yī)學(xué)工程師[1]定義為:“臨床醫(yī)學(xué)工程師是指將工程學(xué)與管理技能應(yīng)用臨床醫(yī)療保健行業(yè),來保障、幫助和促進(jìn)患者的醫(yī)療和護(hù)理的人”。日本凡獲得日本厚生大臣頒發(fā)的臨床工程技士資格證書[2],在醫(yī)師指導(dǎo)下從事生命維持裝置的操作、維修保養(yǎng)和管理工作的人為臨床工程技士。

2臨床醫(yī)學(xué)工程師的工作職責(zé)

按照臨床醫(yī)學(xué)工程師的定義及醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展要求,必須重新評(píng)估和定位臨床醫(yī)學(xué)工程師的任務(wù)、職責(zé)。臨床醫(yī)學(xué)工程師的核心任務(wù)不僅包括醫(yī)療設(shè)備的維修,還包括醫(yī)療設(shè)備的計(jì)量質(zhì)控、應(yīng)用安全管理、建立應(yīng)急保障措施等[3-4]。

2.1設(shè)備的合理選型與優(yōu)化設(shè)置

醫(yī)療設(shè)備及耗材的采購是醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的傳統(tǒng)工作職能,設(shè)備采購過程中的選型關(guān)系到設(shè)備使用中的醫(yī)療質(zhì)量,在設(shè)備參數(shù)確定中必須具有一定前瞻性,結(jié)合醫(yī)院的規(guī)模、技術(shù)水平,充分考慮醫(yī)院的發(fā)展趨勢(shì)。采購的新設(shè)備應(yīng)用于臨床前,醫(yī)學(xué)工程師應(yīng)首先掌握該設(shè)備的應(yīng)用原理,與設(shè)備廠家共同指導(dǎo)臨床科室操作人員進(jìn)行操作并且在日常使用過程中時(shí)常檢查應(yīng)用情況。

2.2醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用安全與不良事件監(jiān)測(cè)

醫(yī)療設(shè)備不良事件是指獲準(zhǔn)上市的合格醫(yī)療器械在正常使用情況下,發(fā)生的或可能發(fā)生的任何與醫(yī)療器械預(yù)期使用效果無關(guān)的有害事件[5]。醫(yī)療設(shè)備事關(guān)醫(yī)療安全,雖然醫(yī)療設(shè)備在投入臨床應(yīng)用前都要經(jīng)過國(guó)家相關(guān)管理及技術(shù)機(jī)構(gòu)的安全驗(yàn)證和審批,經(jīng)歷臨床應(yīng)用驗(yàn)證,但在實(shí)際應(yīng)用中由于醫(yī)療設(shè)備本身故障或操作不當(dāng)?shù)仍蛴锌赡艹霈F(xiàn)對(duì)患者造成傷害的不良事件。

2.3故障應(yīng)急維修和預(yù)防性維護(hù)

故障的應(yīng)急維修和預(yù)防性維護(hù)是臨床醫(yī)學(xué)工程師的基本技能之一,關(guān)系到醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用安全與質(zhì)量控制管理的關(guān)鍵任務(wù),也是等級(jí)醫(yī)院評(píng)審中明確要求醫(yī)學(xué)工程部門必須限時(shí)完成的工作任務(wù)之一。作為臨床醫(yī)學(xué)工程師,大中型醫(yī)療設(shè)備是保障重點(diǎn)。必須和相關(guān)科室密切配合,關(guān)注大型設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境。

2.4設(shè)備的計(jì)量與質(zhì)控

《中華人民共和國(guó)計(jì)量法》規(guī)定了醫(yī)療設(shè)備的計(jì)量與質(zhì)控工作是醫(yī)學(xué)工程專業(yè)保障醫(yī)療設(shè)備安全運(yùn)行時(shí)必須強(qiáng)制執(zhí)行的工作職能之一。醫(yī)療行為侵權(quán)訴訟的舉證責(zé)任倒置工作對(duì)醫(yī)學(xué)計(jì)量工作提出了更新、更高的要求[6]。臨床醫(yī)學(xué)工程師與臨床醫(yī)療工作者共同承擔(dān)醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。因此,定期做好國(guó)家規(guī)定的設(shè)備計(jì)量強(qiáng)檢項(xiàng)目的計(jì)量檢測(cè),建立健全各種計(jì)量檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)和督查體系,建立計(jì)量檔案是臨床醫(yī)學(xué)工程師重要的工作職責(zé)之一。

2.5與臨床需求相結(jié)合的科研開發(fā)

學(xué)科建設(shè)是科研工作必不可少的重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學(xué)工程學(xué)科作為醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理、維保部門,承擔(dān)著大量日常工作。與科研院所相比較,其缺乏在理論基礎(chǔ)等方面探索的時(shí)間和物質(zhì)條件。但服務(wù)臨床、與臨床緊密聯(lián)系是醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科和臨床醫(yī)學(xué)工程師的優(yōu)勢(shì)。只有實(shí)踐和臨床相結(jié)合,從臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題才能夠真正探索出一條具有學(xué)科優(yōu)勢(shì)的科研之路。

3臨床醫(yī)學(xué)工程師現(xiàn)狀與繼續(xù)教育工作

3.1人員構(gòu)成

當(dāng)前醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程專業(yè)技術(shù)人員流失嚴(yán)重,人員數(shù)量少、技術(shù)力量相對(duì)薄弱是必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)情況。表1給出了13家醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科科主任基本情況構(gòu)成。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在被調(diào)查的13家單位中,38.5%的醫(yī)學(xué)工程科科主任所學(xué)專業(yè)為醫(yī)學(xué)工程,84.6%的科主任具有本、碩士學(xué)歷,年齡40歲以下占38.5%,具有中級(jí)職稱的占76.9%。表2為3家三級(jí)甲等醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科工作人員基本情況構(gòu)成表。數(shù)據(jù)顯示3家醫(yī)院的床工比分別為1.14%、1.58%、2.25%,人員數(shù)量普遍偏少,人均承擔(dān)工作任務(wù)重;從科室分工來看,采購人員在個(gè)別醫(yī)院所占人員比例有待優(yōu)化;從學(xué)歷來看,本、碩士人員已經(jīng)成為工作主力;年齡構(gòu)成各醫(yī)院實(shí)際情況不同,比例有所不同。

3.2優(yōu)勢(shì)與問題

3.2.1行業(yè)優(yōu)勢(shì)

(1)人員學(xué)歷構(gòu)成方面:隨著高等教育的普及,各個(gè)醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程人員學(xué)歷層次有了明顯提升。40歲以下工作人員均具有本科以上學(xué)歷,為實(shí)踐技能的進(jìn)一步提高奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

(2)人員年齡構(gòu)成方面:40歲以下中青年已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、工作的主力軍。在所有進(jìn)行調(diào)研的醫(yī)院中,中青年工作人員比例均處于較高水平,具有良好的學(xué)習(xí)能力和充沛的精力。以科主任為代表的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員普遍勇于接受新技術(shù)、新設(shè)備,且對(duì)國(guó)際前沿的技術(shù)與設(shè)備保持著強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)和探索興趣。

(3)工作方式方面:隨著行業(yè)內(nèi)交流的增多,各家醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程學(xué)科互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,以醫(yī)院等級(jí)評(píng)審為契機(jī),建立并不斷完善工作制度。工作職能明確、工作流程完善,考核、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)更具有可操作性。

3.2.2存在問題

(1)學(xué)科持續(xù)發(fā)展方面:從表1中不難看出在所調(diào)查的13家醫(yī)院中醫(yī)學(xué)工程科科主任存在專業(yè)不對(duì)口情況。當(dāng)然,造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的。在目前軍地各級(jí)醫(yī)院敏感崗位輪換制度的大背景下,如何在遵守行業(yè)規(guī)定的前提下保持醫(yī)學(xué)工程能夠可持續(xù)性發(fā)展,且作為醫(yī)院的一個(gè)學(xué)科分支,如何擁有中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、目標(biāo)值均需每個(gè)單位醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的掌舵人進(jìn)行認(rèn)真的考慮和反思。

(2)職稱構(gòu)成方面:以科主任職稱數(shù)據(jù)為代表,普遍存在醫(yī)學(xué)工程科缺乏高技術(shù)職稱等現(xiàn)象。這與目前醫(yī)療行業(yè)職稱構(gòu)成及評(píng)比體系有明顯關(guān)系。當(dāng)前各個(gè)醫(yī)院普遍將工程類與醫(yī)技類人員合并評(píng)比技術(shù)職稱。在評(píng)比過程中,發(fā)表高等級(jí)文章、科技獎(jiǎng)項(xiàng)、承擔(dān)課題等均作為打分標(biāo)準(zhǔn)予以考核。相比較而言,工程類高水平期刊普遍影響因子較低,在醫(yī)院環(huán)境中工程技術(shù)人員在獎(jiǎng)項(xiàng)、課題方面不占優(yōu)勢(shì)。

(3)人員構(gòu)成方面:各醫(yī)院醫(yī)工人員較醫(yī)護(hù)人員學(xué)歷仍然普遍偏低,在職碩士人數(shù)占據(jù)相當(dāng)大的比例;從人員年齡結(jié)構(gòu)來看,老中青比例在個(gè)別單位較好。若想在全行業(yè)內(nèi)形成“傳幫帶”的良好發(fā)展模式尚有一定困難。

(4)人員數(shù)量方面:各醫(yī)院床工比普遍較低。工作人員普遍較少導(dǎo)致醫(yī)學(xué)工程人員人均承擔(dān)日常工作任務(wù)繁重。由于人員數(shù)量及學(xué)歷構(gòu)成等多方面原因,大部分醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程方面科研工作的開展舉步維艱,大部分科主任有心無力,導(dǎo)致學(xué)科建設(shè)停滯不前。

3.3行業(yè)繼續(xù)教育的模式探討

3.3.1醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科體系建設(shè)

學(xué)科建設(shè)關(guān)系到醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、科室在醫(yī)院的地位、醫(yī)學(xué)工程專業(yè)所有工作人員能力素質(zhì)的提升。從調(diào)查結(jié)果來看,雖然多種原因,現(xiàn)任醫(yī)學(xué)工程科科主任中有大部分缺乏醫(yī)工學(xué)科專業(yè)背景,但一個(gè)好的管理者若能夠融合多學(xué)科專業(yè)知識(shí),從嶄新的角度解讀專業(yè)需求,靈活應(yīng)用管理技能和方法,能夠起到觸類旁通、事半功倍的效果。在科主任管理繼續(xù)教育層面,各級(jí)醫(yī)工學(xué)會(huì)能夠也必須發(fā)揮積極主動(dòng)作用。目前各級(jí)醫(yī)工專業(yè)學(xué)會(huì)基本由各個(gè)醫(yī)院、醫(yī)療機(jī)構(gòu)科室負(fù)責(zé)人構(gòu)成,借助專業(yè)學(xué)會(huì)平臺(tái),能夠在科主任層面上開展專業(yè)論壇、管理經(jīng)驗(yàn)交流、新技術(shù)探討、行業(yè)發(fā)展動(dòng)向等多種形式、深層次的交流。目前,部分醫(yī)工專業(yè)學(xué)會(huì)已經(jīng)意識(shí)到領(lǐng)導(dǎo)崗位輪轉(zhuǎn)給行業(yè)發(fā)展帶來的困難和挑戰(zhàn),并且進(jìn)行了一定層次的學(xué)術(shù)探討,在這方面值得進(jìn)行更深層次的研究。面對(duì)新挑戰(zhàn)、新任務(wù),醫(yī)工行業(yè)負(fù)責(zé)人的繼續(xù)教育工作將作為重點(diǎn)和亮點(diǎn)深入、持續(xù)下去。

3.3.2與廠商相結(jié)合的新技術(shù)學(xué)習(xí)

隨著知識(shí)更新速度的不斷加快,新技術(shù)、新業(yè)務(wù)日新月異。若要提高技術(shù)保障能力,就必須不斷掌握、接受行業(yè)發(fā)展新動(dòng)向。邀請(qǐng)廠商進(jìn)行專題技術(shù)講座是開展醫(yī)工人員繼續(xù)教育工作的重要手段,能夠達(dá)到雙贏效果。通過講座,工作人員既可以了解新設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn),又能快速掌握新設(shè)備的一般故障維修方法,能夠使工作人員快速提高維修、保養(yǎng)能力,為新設(shè)備正常運(yùn)行提供保障。

3.3.3臨床實(shí)踐能力的“傳幫帶”

動(dòng)手能力是一名合格醫(yī)學(xué)工程師必備的基本功。高學(xué)歷不等于強(qiáng)動(dòng)手能力。動(dòng)手能力的培養(yǎng)也不是一朝一夕能夠完成的。維修中經(jīng)常碰到一些需要緊急處理的情況,應(yīng)急處理只能靠自己解決,這也最能考驗(yàn)一名維修人員的理論知識(shí)和實(shí)際能力。醫(yī)療器械的數(shù)字化、信息化發(fā)展,對(duì)臨床醫(yī)學(xué)工程師的要求越來越高,從學(xué)生到合格的技術(shù)人員需要其接受終身的再教育。在實(shí)踐能力的培養(yǎng)過程中,老同志的“傳幫帶”顯得至關(guān)重要,維修經(jīng)驗(yàn)的傳授、故障原因的準(zhǔn)確判定、理論與實(shí)踐的結(jié)合必須在實(shí)踐中不斷磨合與培養(yǎng)。在實(shí)踐能力的培養(yǎng)過程中,繼續(xù)教育過程更多地體現(xiàn)在日常工作中的不斷積累、磨煉。主題授課、拜師學(xué)藝、學(xué)科各部門輪轉(zhuǎn)等可以作為繼續(xù)教育的形式,參考美、日臨床醫(yī)學(xué)工程師的培訓(xùn)工作,各醫(yī)院可以結(jié)合自身特點(diǎn)制訂行之有效的細(xì)則,將老同志的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力作為“傳家寶”在新同志成長(zhǎng)過程中不斷傳遞。

3.3.4醫(yī)療設(shè)備不良事件監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)與宣講

對(duì)醫(yī)療設(shè)備不良事件的監(jiān)測(cè)是為了保證醫(yī)療安全,協(xié)同生產(chǎn)廠家解決潛在的問題,最大限度地控制潛在的風(fēng)險(xiǎn),以保證醫(yī)療器械安全有效的使用。然而在實(shí)際操作中,仍存在一些工作人員不敢、不愿上報(bào)相關(guān)事件的錯(cuò)誤認(rèn)知。究其根本原因是其對(duì)醫(yī)療設(shè)備不良事件監(jiān)測(cè)本身含義、作用的不理解。該項(xiàng)工作已經(jīng)得到了國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門的重視,部分省市質(zhì)檢部門也已進(jìn)行了省級(jí)會(huì)議培訓(xùn)。作為醫(yī)院內(nèi)部配合上級(jí)管理部門,可以將該項(xiàng)工作納入院級(jí)繼續(xù)教育專題項(xiàng)目,在醫(yī)工技術(shù)人員內(nèi)部進(jìn)行培訓(xùn),并可以向領(lǐng)導(dǎo)決策層、臨床醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行多種形式的宣講,以利于工作順利推進(jìn)和開展。

3.3.5計(jì)量質(zhì)控工作的深入持續(xù)

計(jì)量質(zhì)控工作已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)工程行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的重要職能工作之一。在繼續(xù)教育工作中主要可采取專題技術(shù)學(xué)習(xí)、會(huì)議培訓(xùn)、強(qiáng)制推行、重點(diǎn)檢查等方式,力爭(zhēng)使有條件的單位都具有專職技術(shù)人員。

4結(jié)語

時(shí)代的發(fā)展為臨床醫(yī)學(xué)工程工作者帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,建立有效的繼續(xù)教育機(jī)制,培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合的復(fù)合型人才,能夠提高醫(yī)學(xué)工作者為臨床服務(wù)的能力、能夠?yàn)獒t(yī)院增收節(jié)支、能夠保證醫(yī)療儀器設(shè)備在醫(yī)院使用過程中的安全有效,對(duì)維護(hù)醫(yī)院的醫(yī)療安全具有重要意義。因此,醫(yī)院應(yīng)該結(jié)合行業(yè)和自身特點(diǎn),發(fā)揮醫(yī)工結(jié)合優(yōu)勢(shì),積極探索具有自身特色的繼續(xù)教育模式和方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王學(xué)軍,朱丹丹,朱永麗.醫(yī)用器材臨床工程師培養(yǎng)探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2015,36(3):148-149,153.

[2]陳為國(guó).淺談臨床醫(yī)學(xué)工程師的培養(yǎng)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2009,24(4):69-70.

[3]蔣紅兵.開展醫(yī)學(xué)工程繼續(xù)教育的探索[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2007,28(9):23-25.

[4]謝松城.醫(yī)學(xué)工程繼續(xù)教育的需求與實(shí)施[C]//中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第八次全國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程教育研討會(huì)論文集.山東煙臺(tái):中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì),2007:57-60.

[5]段書,李怡勇,李濤,等.醫(yī)療設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理與質(zhì)量控制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2014,35(2):139-141.

第2篇:生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀范文

“醫(yī)學(xué)高校物理學(xué)科之《普通物理學(xué)》課程多媒體雙語教學(xué)模式的研究”課題是吉林省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(GH11252),課題組成人員共有8人,其中研究生5人,副教授3人,有部分教師具備雙語教學(xué)的能力,進(jìn)行了較多教學(xué)方法的改革與實(shí)踐工作,其中該課題內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)就是工作的一部分。該課題的主要研究成果以多媒體雙語教學(xué)課件的實(shí)現(xiàn)及其教學(xué)實(shí)踐效果研究報(bào)告為主要形式。

1 醫(yī)學(xué)高校普通物理學(xué)課程實(shí)行雙語教學(xué)的意義

對(duì)國(guó)內(nèi)省屬本科院校,尤其是醫(yī)學(xué)類院校中的專業(yè)基礎(chǔ)課,按專業(yè)及其內(nèi)容的難易程度,將容易理解、容易接受的知識(shí)體系進(jìn)行多媒體雙語教學(xué)。如果用母語講解、說明都很難被接受的內(nèi)容,且存有疑問,利用英語進(jìn)行解釋,由于學(xué)生個(gè)體語言水平的差異,本來能懂的也不懂了,不懂的聽都費(fèi)勁,實(shí)行多媒體雙語教學(xué)就顯得多此一舉。涉及專業(yè)性強(qiáng)、內(nèi)容廣,需要學(xué)生更好地去理解、體會(huì)、掌握的內(nèi)容,應(yīng)該將其變成自己學(xué)術(shù)體系的一部分,這就需要教師在“傳道、解惑”之時(shí),講明白,說清楚,讓學(xué)生真正理解、消化、吸收其內(nèi)涵精髓,直至變成自己的那部分,實(shí)現(xiàn)多媒體雙語教學(xué)才有意義。否則,外語基礎(chǔ)不好,還要理解、翻譯英文意思,再弄成母語去理解,這樣就不能體現(xiàn)多媒體雙語教學(xué)的輔助作用,且教學(xué)效果會(huì)適得其反。筆者建議要在專業(yè)課、專業(yè)基礎(chǔ)課中相對(duì)容易理解、簡(jiǎn)單的課程上下工夫,進(jìn)行可操作的多媒體雙語教學(xué)模式探討;如果經(jīng)驗(yàn)成熟,再向?qū)I(yè)的深度、廣度延展。這就給專業(yè)基礎(chǔ)課先行試點(diǎn)帶來方便,進(jìn)行理論與實(shí)踐方面的探討,就顯得非常重要了,也就是要在普通物理學(xué)課程中進(jìn)行多媒體雙語教學(xué)改革探索的重要意義。同時(shí)也希望能為后續(xù)課程進(jìn)行多媒體雙語教學(xué)做好準(zhǔn)備,探索更好的方法。

2 實(shí)現(xiàn)普通物理學(xué)課程多媒體雙語教學(xué)模式的

困境

將重點(diǎn)內(nèi)容做成課件的形式,在教師講授理論的同時(shí)輔助教學(xué),利用多媒體大屏幕進(jìn)行有效說明。這種方法非常好。很多學(xué)生學(xué)習(xí)英語,普遍意義上講就是為了高考應(yīng)試而學(xué),大多數(shù)學(xué)生學(xué)到的基本上是“啞巴式”英語,只能應(yīng)試,很少能夠溝通會(huì)話,這就給雙語教學(xué)的實(shí)現(xiàn)帶來極大困難。對(duì)于具有制圖、說理、推演、計(jì)算方面問題的專業(yè)課,實(shí)現(xiàn)多媒體雙語教學(xué)的困難就更大,應(yīng)該避免進(jìn)行過多的雙語闡述,畢竟很多本科學(xué)生英語水平較差。要讓師生能夠互動(dòng)溝通,即教師講得出來、學(xué)生聽得進(jìn)去,易于接受、理解、掌握專業(yè)知識(shí)內(nèi)容,因此利用板書、掛圖、多媒體課件輔助進(jìn)行雙語教學(xué)的模式必不可少。在教師進(jìn)行講解的同時(shí),學(xué)生可以通過比對(duì)大屏幕上的相關(guān)內(nèi)容,從而緩解學(xué)生對(duì)教師講解內(nèi)容的解讀壓力,學(xué)生即使沒能聽清楚、理解教師的表達(dá)意圖,也可以通過課件上的信息反復(fù)理解教學(xué)內(nèi)容,增強(qiáng)其適應(yīng)雙語教學(xué)的模式的信心。同時(shí)也可以防止因教師口語表達(dá)與學(xué)生聽力理解之間出現(xiàn)銜接漏洞的影響,而加重學(xué)生的理解負(fù)擔(dān)。

3 普通物理學(xué)課程雙語教學(xué)課件的研究

多媒體雙語教學(xué)課件設(shè)計(jì)的方法:利用多媒體制作普通物理學(xué)課程理論講授部分課件,在此基礎(chǔ)上做成雙語模式,即為普通物理學(xué)課程多媒體雙語課件。

多媒體雙語教學(xué)課件設(shè)計(jì)的任務(wù)重點(diǎn):要做到滿足醫(yī)學(xué)院校本科學(xué)生的知識(shí)需求,將課程理論部分重要章節(jié)的講授內(nèi)容做成多媒體課件的形式。這是本課題的重點(diǎn)內(nèi)容。難點(diǎn)是如何在多媒體課件的基礎(chǔ)上做成雙語模式,且便于教師進(jìn)行雙語教學(xué),也便于學(xué)生在視覺感覺的同時(shí),更好地去理解、掌握所學(xué)理論知識(shí)的英文表達(dá)方式及習(xí)慣等。這樣才能有利于學(xué)生在外文期刊上檢索其所學(xué)的專業(yè)知識(shí),便于把握該知識(shí)領(lǐng)域的最前沿發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)今后從事科研有非常重要的幫助。因此,將多媒體雙語教學(xué)課件的制作視為重中之重。

普通物理學(xué)課程在完全工科院校有兩種雙語教學(xué)模式,其一是教師只利用板書進(jìn)行雙語教學(xué),且教學(xué)水平較高,外語所占比例較大;其二是教師的外語能力強(qiáng),學(xué)生接受起來相對(duì)比較容易的院校,可以實(shí)行外語教學(xué)為主體的雙語教學(xué)。吉林醫(yī)藥學(xué)院是省屬本科院校,是以教學(xué)為主體地位的院校,不能與研究型高校以及教學(xué)研究型院校相比。教師外語口語水平較高,但學(xué)生的聽力理解能力較差,因此上述兩種情況都不適合學(xué)院的雙語教學(xué)狀況,必須要找到自己的雙語教學(xué)模式,因此有必要在醫(yī)學(xué)院校建設(shè)普通物理學(xué)課程理論講授部分的多媒體雙語課件的模式,讓學(xué)生邊聽講解邊觀看該課件,以便增強(qiáng)他們的理解能力。這才是適合吉林醫(yī)藥學(xué)院這類院校利用先進(jìn)教學(xué)手段作為載體的雙語教學(xué)模式,也就是本課題特色鮮明、立意新穎之處。

1)多媒體課件實(shí)現(xiàn)雙語教學(xué)設(shè)計(jì)的可行性分析。多媒體教學(xué)方式及手段的推行,顯示其無比的優(yōu)越性,但由于其造價(jià)高,高科技產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用相對(duì)滯后一些。目前還有多媒體教學(xué)所帶來的一些問題,這就需要在教學(xué)一線的教師及時(shí)總結(jié)新興教學(xué)手段的利與弊,以及對(duì)本學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的提高是否具有輔助作用,不能一味地認(rèn)為多媒體教學(xué)好得不得了,就全盤照搬。每種教學(xué)手段都有其科學(xué)的指導(dǎo)意義,應(yīng)以達(dá)到本科教學(xué)水平為目的,以達(dá)到最佳教學(xué)效果為目標(biāo),以學(xué)生最終受益最多為前提,這才是最終追求的真正的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

第3篇:生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)解讀范文

關(guān)鍵詞:圖像分割; 參數(shù)活動(dòng)輪廓; 幾何活動(dòng)輪廓; 能量泛函; 蛇模型

中圖分類號(hào):TP3914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2163(2013)02-0082-04

0引言

蛇(Snake)模型,即活動(dòng)輪廓模型(Active Contour Model),一度曾被國(guó)內(nèi)學(xué)者譯成主動(dòng)輪廓模型,最早由Kass等人提出,能利用圖像高層信息能量泛函來解決圖像分割問題,2000年左右引入國(guó)內(nèi)。國(guó)內(nèi),較早關(guān)注此模型的有哈工大李培華教授,當(dāng)時(shí)將國(guó)外最新的蛇模型技術(shù)進(jìn)行了綜述[1]。文中闡述了Snake的數(shù)學(xué)模型,提到了Snake的算法實(shí)現(xiàn),主要有計(jì)算復(fù)雜度為O(nm3)的Amimi動(dòng)態(tài)規(guī)劃法,和算法復(fù)雜度為O (nm) 的Williams的貪婪算法。接著又介紹了Snake的改進(jìn)模型,如Cohen的氣球模型,Storvik的基于貝葉斯概率統(tǒng)計(jì)的Snake模型,及用于運(yùn)動(dòng)跟蹤的可變形模板(Deformable Templates)模型。另外一位長(zhǎng)期深入研究Snake模型、且造詣深厚的學(xué)者是美籍華人徐成陽,首先提出了GVF-Snake模型[2]。該模型在圖像分割或輪廓提取時(shí),能雙向驅(qū)動(dòng)初始曲線的演化,使其進(jìn)入圖像的深凹輪廓,同時(shí),在更大程度上降低了對(duì)初始化曲線位置需有嚴(yán)格限制的要求。

早期的Snake模型在圖像分割或輪廓提取時(shí),因驅(qū)動(dòng)外力不夠,要求初始化曲線須設(shè)定在圖像真實(shí)輪廓的附近,否則較難收斂于圖像真實(shí)輪廓,得不到較好分割效果。

在此期間,國(guó)內(nèi)則少有學(xué)者開展Snake研究,可見的發(fā)表成果為:周彥博結(jié)合變分法處理醫(yī)學(xué)圖像,成功提取紅細(xì)胞。賈春光結(jié)合遺傳算法研究MR圖像,提取大腦皮層外輪廓和左腦室,但并未取得滿意效果[1]。

國(guó)內(nèi)其他學(xué)者,鑒于Snake方法的新穎,于2001年左右對(duì)Snake算法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,課題多會(huì)涉及國(guó)家自然基金項(xiàng)目。研究活動(dòng)多是集中于對(duì)Snake算法的各種改進(jìn),并得到改進(jìn)的GVF-snake模型,再后來,即是采用水平集方法,所得研究成果多為幾何活動(dòng)輪廓模型。

在Snake模型的研究期間內(nèi),因多種原因所致,如學(xué)術(shù)名詞的翻譯等,Snake模型,曾被冠以多種名稱,如蛇模型[1]、Snake算法[3]、主動(dòng)輪廓模型[1,4]、活動(dòng)輪廓模型[5,6]、幾何主動(dòng)輪廓模型[4,7]、可變形模板Snake模型[1,5] 、基于角點(diǎn)的Snake模型[8],隨著研究的進(jìn)一步深入,又出現(xiàn)了結(jié)合區(qū)域信息、邊界信息的改進(jìn)的新蛇模型,但這些新數(shù)學(xué)模型已經(jīng)與當(dāng)年Kass的原始Snake有較大區(qū)別,本文依然將其歸納為蛇模型家族。為了統(tǒng)一起見,將蛇模型分為參數(shù)式活動(dòng)輪廓模型、幾何式活動(dòng)輪廓模型、融合其他信息的混合蛇模型。

(1)基于參數(shù)的經(jīng)典蛇模型有Snake;Balloon-Snake;距離勢(shì)能Snake;GVF-Snake;GGVF-Snake;虛擬電場(chǎng)Snake(Virtual Electric Field),簡(jiǎn)稱VEF;改進(jìn)的虛擬電場(chǎng)Snake(External Force Using Vector Field Convolution)簡(jiǎn)稱VFC。

(2)幾何式蛇模型。采用水平集方法,包括了測(cè)地線蛇模型(Geodesic Active Contour Model) 簡(jiǎn)稱GAC;測(cè)地線活動(dòng)區(qū)域模型(Geodesic Active Region),簡(jiǎn)稱GAR;分段常數(shù)模型(Chan-Vese)簡(jiǎn)稱C-V;此外,還有雙向Chan-Vese。第2期王成杰:基于蛇模型圖像分割研究綜述智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用第3卷

(3)混合蛇。兩種模型結(jié)合的Snake,融合了邊界或區(qū)域信息,由此得到了對(duì)Snake改進(jìn)后的新方法,如,2006年,Lie等人提出了基于區(qū)域的二值水平集。Tai提出了基于邊界的二值水平集。2007年,尚巖峰提出自適應(yīng)的Balloon-GVF Snake。此后一些學(xué)者,又結(jié)合其他方法,研究了參數(shù)蛇模型進(jìn)行多目標(biāo)分割的算法,此算法打破了參數(shù)蛇模型不能解決拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的問題。還另有一批學(xué)者,結(jié)合邊界信息,通過演化曲線方式,實(shí)現(xiàn)了水平集。

1Snake模型的思想

圖像分割(Image Segemention)可將給定的圖像分割成一系列感興趣的區(qū)域,因而是圖像分析、圖像理解的基礎(chǔ)。

Marr的傳統(tǒng)視覺將信息處理分為底層視覺、中層視覺和高層視覺三個(gè)階段,只是底層視覺是無法利用高層信息。而Kass提出的Snake模型,將圖像的灰度信息、梯度信息等特征當(dāng)做能量,先驗(yàn)知識(shí)如目標(biāo)的大致情況也可等同為能量,并以其為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)一個(gè)可供高層視覺選擇的能量函數(shù)[2](具體的能量函數(shù)可參見朱國(guó)普的博士論文),用以處理低層視覺中的圖像分割問題。該模型的實(shí)現(xiàn)原理為:

在待分割的圖像中放置一條自由曲線,曲線自身具有內(nèi)部能量,能約束自身的形狀,能抗拉伸,抗彎曲,圖像的外部能量,能驅(qū)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng),在內(nèi)外能量形成的內(nèi)、外力場(chǎng)綜合作用下,曲線達(dá)到能量最小化,收斂于圖像的顯著特征或局部極值處,達(dá)到圖像分割的目的。

由此可知,Snake模型的突出優(yōu)點(diǎn)是:

(1)突破了由Marr提出的傳統(tǒng)視覺理論局限,為計(jì)算機(jī)視覺理論引入了新的思維思路。圖像分割中,有效地利用了圖像高層信息,并對(duì)底層視覺信息的加工進(jìn)行指導(dǎo)和修正,為信息處理提供了更多的方便。其處理方法與人類的視覺系統(tǒng)已存在更多的類似。

(2)可將圖像數(shù)據(jù)、初始估計(jì)、目標(biāo)輪廓及先驗(yàn)知識(shí)集成于同一個(gè)特征提取過程中。一旦啟動(dòng)初始化,將能自主地收斂于能量極小值狀態(tài),且無需人工干預(yù),就能捕捉到連續(xù)、完整的目標(biāo)輪廓。

當(dāng)然,該模型也有一些缺點(diǎn):

(1)分割結(jié)果對(duì)于初始曲線的選定位置非常敏感。

(2)因外力不足,曲線通常不能被驅(qū)動(dòng)到深凹圖像的內(nèi)部。

(3)原始的蛇模型無法控制曲線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變化。因而需要對(duì)蛇模型進(jìn)行改進(jìn)。

改進(jìn)的模型分為兩組,一組是參數(shù)蛇,另一組是幾何蛇。針對(duì)模型的缺點(diǎn),從4個(gè)方向?qū)嵭懈倪M(jìn)。分別是:

(1)對(duì)初始化曲線條件的研究。

(2)對(duì)力場(chǎng)改進(jìn),如雙向驅(qū)動(dòng)、進(jìn)入深凹圖像開展輪廓提取的研究。

(3)弱邊界、抗噪處理;

(4)針對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化,自適應(yīng)控制曲線演化,完成復(fù)雜目標(biāo)圖像的分割。

具體來說,參數(shù)蛇研究成果多集中在(1)、(2)、(3)方向,尤其是方向(3)對(duì)力場(chǎng)持續(xù)改進(jìn),雙向驅(qū)動(dòng)的改進(jìn);幾何蛇執(zhí)行處理卻在(1)、(2)、(4)方向,且最好的成果輸出體現(xiàn)于方向(4)中。

另外,以時(shí)間為維度參數(shù)可得,研究的早期時(shí)候,參數(shù)蛇因GVF-Snake的提出而廣受眾多研究者的推崇青睞;現(xiàn)今,因幾何蛇快速數(shù)值算法的實(shí)現(xiàn),幾何蛇已成為研究的重心。而今后,蛇模型改進(jìn)除了需要結(jié)合邊緣、結(jié)合區(qū)域、還需與其他的分割方法相結(jié)合,才能取得更大的進(jìn)展和更大的新突破。

2典型改進(jìn)蛇模型特性分析

因?yàn)镾nake模型天然的優(yōu)越性,其應(yīng)用所及已經(jīng)相應(yīng)拓展到圖像分割、目標(biāo)識(shí)別、行為分析、視頻跟蹤、三維醫(yī)學(xué)重建等領(lǐng)域。同時(shí)也因其局限性,眾多學(xué)者也在對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

21參數(shù)蛇模型

(1)Balloon-Snake。由Cohen提出,修改了Snake外力項(xiàng),增加了一項(xiàng)氣球力,該力驅(qū)動(dòng)勢(shì)頭強(qiáng)勁,有利于深入圖像的深凹部位,且能跨越小的圖像噪聲點(diǎn),弱邊界或殘損邊界,而不致出現(xiàn)收斂。因此,對(duì)于存在邊界空隙、邊界破損的圖像,就需要根據(jù)收斂結(jié)果,人工設(shè)置迭代次數(shù)。鑒于氣球力每次只能單向驅(qū)動(dòng),因此,氣球模型的初始曲線設(shè)置,必須設(shè)定于圖像的內(nèi)部或外部,一定不能與圖像有所交叉,否則不能進(jìn)行正確分割。Cohen還給出了距離勢(shì)能力函數(shù),此模型也是用于增加Snake外力,其結(jié)果是使得初始曲線可以位于待割圖像周圍、可以位于待割圖像交叉,但其力度并不到位,因而無法收斂到圖像的深凹處。

(2)GVF-Snake。由徐成陽提出,其提出的梯度向量流GVF是一個(gè)比較優(yōu)秀的力場(chǎng),可以雙向驅(qū)動(dòng),而對(duì)初始曲線放置的要求也不再那么嚴(yán)格,既能放置在待割圖像周圍、也可以與待割圖像交叉,還能深入凹形圖像的極低處,而且也能分割弱邊界的情況。但是對(duì)于極個(gè)別圖像驅(qū)動(dòng)到深凹處能力仍然偏弱,因此,又提出了GGVF模型,使得推進(jìn)深凹處問題得以滿意解決。

在以上研究基礎(chǔ)上,又經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),GVF-Snake及其改進(jìn)模型并非每次設(shè)定初始位置都能得到正確分割。而且對(duì)于同一幅圖像,放置相同的初始曲線,一種GVF力場(chǎng)解決不了,但是換一種改進(jìn)的力場(chǎng)就能實(shí)現(xiàn)正確分割了,這一原因直到2002年才得以完整揭示。Yu等人指出,向量場(chǎng),即外力場(chǎng)中存在一些臨界點(diǎn)會(huì)對(duì)分割產(chǎn)生重要影響[2]。若要進(jìn)行正確的圖像分割, He等人已經(jīng)提出了正確分割的充要條件:初始曲線需要包含并且只能包含待割圖像內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)。

隨著研究的不斷推進(jìn),后續(xù)許多改進(jìn)Snake模型(如VEF、VFC) 所提取的輪廓已經(jīng)更加貼近圖像真實(shí)邊界,且對(duì)弱邊界、抗躁等都具有較高的魯棒性,但卻仍然未能完全解決曲線的初始化問題。參數(shù)蛇已經(jīng)成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的交互式分割,但若要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分割則需要尋求一種新的方法。

2.2幾何蛇模型

(1)測(cè)地線活動(dòng)輪廓模型 (Geodesic Active Contour Model,簡(jiǎn)稱GAC),是最早的幾何蛇。這類模型是以目標(biāo)邊緣信息作為主要驅(qū)動(dòng)力來引導(dǎo)分割曲線的運(yùn)動(dòng),即可歸結(jié)為是基于邊緣的分割。該模型的特點(diǎn)是:邊界強(qiáng)度小或者沒有邊界的地方,變形曲線運(yùn)動(dòng)速度很快,而邊界強(qiáng)度較大的地方,變形曲線速度較慢甚至停止。當(dāng)目標(biāo)邊緣不明顯或者存在縫隙情況下,此方法將會(huì)出現(xiàn)邊緣泄露現(xiàn)象。

(2)測(cè)地線活動(dòng)區(qū)域模型(Geodesic Active Region,簡(jiǎn)稱GAR)是Paragios結(jié)合了基于邊界的測(cè)地線模型和朱付平的區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)模型的優(yōu)點(diǎn)而研發(fā)提出的基于區(qū)域特征幾何蛇模型。該模型解決了初期的測(cè)地線幾何蛇初始曲線魯棒性不足的問題。

(3)分段常數(shù)C-V模型。假定圖像只有目標(biāo)和背景兩部分,在分割圖像的同時(shí),還能對(duì)圖像實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)去噪,而對(duì)無明顯邊緣的目標(biāo)分割也能取得良好效果;但也存在缺點(diǎn),就是計(jì)算量大,且不易實(shí)現(xiàn)。

總地來說,幾何蛇的輪廓曲線演化只是基于法向量和曲率等,而與曲線的參數(shù)表示無關(guān), 并且通過采用水平集方法加以實(shí)現(xiàn),由此突破了拉格朗日系統(tǒng)框架的限定,因而能自適應(yīng)地處理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化,對(duì)弱邊界、斷裂邊界的處理能力,數(shù)值穩(wěn)定性良好,也就更加利于由二維向三維分割領(lǐng)域的推廣。其改進(jìn)模型則能簡(jiǎn)捷、有效輕松地進(jìn)行多目標(biāo)分割,同時(shí)亦獲得了更佳的抗噪效果。

在幾何蛇的研究早階階段,因算法復(fù)雜度高達(dá)O(n3),計(jì)算量太過龐大,研究者的關(guān)注度也更多地聚焦于參數(shù)蛇方面。另外,早期的幾何蛇也與balloon-snake模型相仿,其與目標(biāo)邊界不能存有交集,否則將無法得到正確分割結(jié)果。

在此之后,研究者們因參數(shù)蛇的力場(chǎng)雖有改進(jìn),卻仍無法解決復(fù)雜目標(biāo)的分割,繼而加強(qiáng)了對(duì)水平集方法的探索和研發(fā),對(duì)幾何蛇提出了快速數(shù)值算法,分別為窄帶法、針對(duì)Eikonal方程的快速行進(jìn)法和快速掃描法。其中,快速行進(jìn)法的算法時(shí)間復(fù)雜度為O(NlogN),快速掃描法復(fù)雜度為O(N)。此外,Li等人還提出了一種不需要重新初始化符號(hào)距離函數(shù)的方法,其算法復(fù)雜度為O(N)。

2.3其他研究

何寧以聯(lián)立偏微分方程為出發(fā)點(diǎn),提到簡(jiǎn)單曲線、曲線曲率等數(shù)學(xué)問題[9-10],并推證得出連續(xù)Snake曲線收斂原理,再將連續(xù)的曲線借助離散化方法進(jìn)行了處理,提出了離散化Snake算法,為深入理解貪婪算法提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ),同時(shí)也有利于學(xué)者對(duì)Snake原理的清晰解讀。除此之外,更多學(xué)者又結(jié)合了其他方法進(jìn)行的算法改進(jìn),限于篇幅,這里不再一一列舉。

3應(yīng)用領(lǐng)域

31Snake算法在圖像分割領(lǐng)域的應(yīng)用

蛇模型適于對(duì)背景灰度不均勻的醫(yī)學(xué)圖像,纖維圖像進(jìn)行分割,并提取運(yùn)動(dòng)物體的輪廓。其中的參數(shù)蛇適宜于交互式醫(yī)學(xué)圖像分割,而幾何蛇則適用于復(fù)雜多目標(biāo)下醫(yī)學(xué)圖像自適應(yīng)分割。

2003年,南理工王洪元博士利用二階段的貪婪算法[11]實(shí)現(xiàn)了心臟左心室的分割。2005年,一軍大的楊誼博士,使用改進(jìn)的DP-Snake,成功提取了血細(xì)胞[12]。2006年,復(fù)旦大學(xué)張俊華結(jié)合邊緣檢測(cè)GVF模型,進(jìn)行了低對(duì)比度的超聲圖像分割[6]。2007年,哈工大的朱國(guó)普博士改進(jìn)了球模型,提出了GVF-balloon Snake模型[13],能雙向運(yùn)動(dòng),提取復(fù)雜目標(biāo),完成了人肺CT圖的分割。2007年,南理工王元全提出了改進(jìn)的GVF模型,完成了左右心室的分割,同時(shí)也提高了精準(zhǔn)度[14]。2009年,復(fù)旦大學(xué)利用幾何蛇模型,完成了冠狀動(dòng)脈的分割、二尖瓣的分割[4]。中科大的博士編制了改進(jìn)幾何蛇,完成了腹部肝臟CT圖像的分割[7]。2010年,東華大學(xué)的韓海海碩士利用融合聚類算法和GVF-Snake模型[15] ,去除了纖維毛刺,并準(zhǔn)確提取纖維圖像的輪廓

32Snake模型在其他方面的應(yīng)用

蛇模型甫經(jīng)提出,就已經(jīng)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)跟蹤,比如,體育實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)的運(yùn)動(dòng)跟蹤,也可用于人臉面部的活動(dòng)跟蹤,如嘴或眼的運(yùn)動(dòng)。

值得一提的是,參數(shù)蛇的算法實(shí)現(xiàn)也已成功地引入到教學(xué)中。已有很多著名高校的教師,在結(jié)合自己科研方向的基礎(chǔ)上,將一些相對(duì)成熟、且先進(jìn)的技術(shù),融入本科教學(xué)。已有實(shí)踐表明,在北大、北師大中,參數(shù)蛇已率先進(jìn)入了教學(xué),或作為一周編程課的課程設(shè)計(jì),或成為大三、大四專業(yè)實(shí)踐的訓(xùn)練案例。而由于案例表現(xiàn)的趣味性、綜合性和系統(tǒng)性,將使得學(xué)生獨(dú)立研究能力得到更進(jìn)一步的強(qiáng)化。另外,在探索Snake算法時(shí),為學(xué)生文獻(xiàn)查閱、算法設(shè)計(jì)的能力提供了充分訓(xùn)練機(jī)會(huì),而學(xué)生的科研素養(yǎng)和參與課題的能力也將達(dá)到更高水準(zhǔn),學(xué)生在這樣的科研探討氛圍中也必將獲益良多。

4結(jié)束語

Snake模型將圖像分割、數(shù)學(xué)泛函分析、能量問題集于一身,俟其問世,就有數(shù)目可觀的學(xué)者從多個(gè)角度對(duì)其特性展開了不同研究,并在不同學(xué)科的知識(shí)啟發(fā)和影響下,對(duì)蛇模型進(jìn)行了改進(jìn)。其類型分析如下。

(1)參數(shù)蛇模型:目標(biāo)函數(shù)簡(jiǎn)單,運(yùn)算迅速而高效,通過添加能量項(xiàng),多種先驗(yàn)知識(shí)可以靈活嵌入能量函數(shù)中,在交互式的圖像分割中應(yīng)用最廣,而對(duì)出現(xiàn)有拓?fù)渥兓哪繕?biāo)分割卻不占優(yōu)勢(shì)。但憑借其先驗(yàn)知識(shí)嵌入的靈活性,應(yīng)用仍在不斷拓展。多目標(biāo)分割的探索也在進(jìn)行中。

(2)幾何蛇模型:在高維空間內(nèi)進(jìn)行輪廓演化,可以解決大變形,拓?fù)溆凶兓膯栴},計(jì)算穩(wěn)定性高,但計(jì)算效率偏低,且表達(dá)式復(fù)雜,先驗(yàn)知識(shí)在輪廓演化方程中的表達(dá)不靈活。當(dāng)目標(biāo)變形很小時(shí),一般并不采用幾何蛇模型。即便如此,幾何蛇在復(fù)雜背景下分割、多目標(biāo)分割、抗噪、防邊界泄漏等問題的處理方面保持優(yōu)勢(shì)擅場(chǎng)。目前,研究已從單項(xiàng)水平集向非參多水平集圖像分割方向演變。

近年來,持續(xù)的拓展研究使蛇模型在圖像分割領(lǐng)域占得了一席之地,尤其是在醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域。利用Snake模型處理遙感圖像、彩色圖像的分割,也只是出于起步階段,需要將Snake算法與其它分割算法結(jié)合。而其他算法則包括比如結(jié)合分水嶺算法、種子填充算法和向量法等??梢灶A(yù)期的是,其發(fā)展前景必將十分廣闊。

參考文獻(xiàn):

[1]李培華,張?zhí)镂? 主動(dòng)輪廓線模型(蛇模型)綜述[J]. 軟件學(xué)報(bào),2000(6):751-757.

[2]XU C, PRINCE J L. Generalized gradient vector flow external forces for active contours[J]. Signal Processing. 1998, 71(2): 131-139.

[3]呂明忠,羅鵬,高敦岳. 一種具有向心力的新型Snake算法[J]. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī), 2001(4):39-42,46.

[4]尚巖峰,楊新,朱銘,等. 基于先驗(yàn)知識(shí)和幾何主動(dòng)輪廓線的三維超聲瓣膜分割[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2008(1):1-6.

[5]李啟翮. 基于蛇模型的圖像分割與目標(biāo)輪廓跟蹤研究[D]. 北京: 清華大學(xué),2008:11-26.

[6]張俊華,汪源源,施心陵,等.基于邊緣流和距離圖Snake模型分割淋巴結(jié)超聲圖像[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào),2006,(5):532-537.

[7]劉軍偉. 基于水平集的圖像分割方法研究及其在醫(yī)學(xué)圖像中的應(yīng)用[D]. 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué),2009:51-63.

[8]向買陽. 結(jié)合角點(diǎn)檢測(cè)的GVF Snake改進(jìn)模型[D]. 北京:北京交通大學(xué),2010:1-40.

[9]白小晶. 基于偏微分方程的圖像分割與配準(zhǔn)研究[D]. 南京:南京理工大學(xué),2010:5-18.

[10]何寧. 基于活動(dòng)輪廓模型的圖像分割研究[D]. 北京:首都師范大學(xué),2009:9-18.

[11]王洪元,周則明,王平安,等. 一種改進(jìn)Snake模型的邊緣檢測(cè)算法[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003(4):395-399.

[12]楊誼. 基于Snake模型的細(xì)胞圖像分割新方法研究[D]. 廣州: 第一軍醫(yī)大學(xué),2005:43-114.

[13]朱國(guó)普. 基于活動(dòng)輪廓模型的圖像分割[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007: 33-45.