醫(yī)學(xué)圖像處理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分析

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1結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)精選教學(xué)內(nèi)容

我們開(kāi)設(shè)的《醫(yī)學(xué)圖像處理》課程是以《數(shù)字圖像處理》為基礎(chǔ)，結(jié)合醫(yī)學(xué)院校的特點(diǎn)和教學(xué)要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)J。《醫(yī)學(xué)圖像處理》作為一門醫(yī)科院校的工科課程，有其自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。優(yōu)勢(shì)在于醫(yī)科院校有大量的醫(yī)學(xué)圖像資源及相關(guān)科研項(xiàng)目，便于根據(jù)臨床和科研實(shí)際要求，進(jìn)行動(dòng)手操作，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的方式增加學(xué)員學(xué)習(xí)熱情。劣勢(shì)在于醫(yī)科院校相關(guān)工科課程開(kāi)設(shè)不足，學(xué)員基礎(chǔ)理論知識(shí)存在脫節(jié)的現(xiàn)象，不夠扎實(shí)牢固，在聽(tīng)課過(guò)程中遇到困難后容易失去學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致不能很好地掌握相關(guān)知識(shí)。另外，由于醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)涉及面很廣、學(xué)習(xí)內(nèi)容繁多，要求學(xué)員在短時(shí)間內(nèi)完全掌握醫(yī)學(xué)圖像處理具有一定難度。對(duì)于實(shí)驗(yàn)技術(shù)專業(yè)的學(xué)員，我們要求學(xué)員通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)能夠掌握醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像處理的基本概念、方法及原理，重點(diǎn)講解圖像的運(yùn)算、圖像灰度變換、直方圖處理、圖像的空域增強(qiáng)及頻域增強(qiáng)等內(nèi)容；對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)員則適當(dāng)增加課程難度，重點(diǎn)講授醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)、醫(yī)學(xué)圖像分割、醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)等知識(shí)，并適當(dāng)增加圖像復(fù)原、圖像壓縮編碼、形態(tài)學(xué)處理等內(nèi)容。

2教學(xué)案例充分利用多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)

通過(guò)具體的醫(yī)學(xué)圖像實(shí)例進(jìn)行直觀生動(dòng)的課堂演示，可以提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)員積極參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，成為教學(xué)中的主體。比如講解圖像灰度變換時(shí)以CT開(kāi)窗技術(shù)為實(shí)例，講解圖像代數(shù)運(yùn)算時(shí)以數(shù)字減影、精子細(xì)胞活動(dòng)度檢測(cè)等為實(shí)例。教學(xué)案例的選擇要結(jié)合實(shí)際，除了讓學(xué)員掌握理論外，還要讓他們知道學(xué)到的知識(shí)可以用到什么方面、怎么用。圖像處理課程涉及面廣、跨度大、內(nèi)容多，且具有較強(qiáng)的工程性，因此在教與學(xué)上都存在一定難度。由于圖像處理課程的實(shí)例較多，可演示性好，因此可充分利用多媒體技術(shù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)。多媒體教學(xué)具有圖文并茂、知識(shí)密集、動(dòng)態(tài)顯示等優(yōu)點(diǎn)，能向?qū)W員傳輸大量的信息J。在醫(yī)學(xué)圖像處理課程中講述的算法較多，但這些算法最終都要在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并且圖像處理算法中的參數(shù)選擇不同，處理的效果也不同，因此圖像處理課程教學(xué)不能脫離計(jì)算機(jī)。通過(guò)引入Matlab、Photoshop等軟件講述算法流程、算法的具體實(shí)現(xiàn)及處理結(jié)果。

3注重實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手能力

醫(yī)學(xué)圖像處理課程要特別注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，要科學(xué)合理地安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間與實(shí)驗(yàn)工具。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇要與課堂上講授的理論知識(shí)緊密相連，以加深學(xué)員對(duì)理論的理解。為了使學(xué)員在學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)圖像處理基本原理的同時(shí)盡快掌握典型算法，我們要求學(xué)員采用Matlab語(yǔ)言進(jìn)行編程。因?yàn)镸atlab只有一種數(shù)據(jù)類型，一種標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出語(yǔ)句，不用指針、不需編譯，還具有強(qiáng)大而簡(jiǎn)易的繪圖功能。利用Matlab圖像處理工具箱在數(shù)學(xué)運(yùn)算和算法驗(yàn)證上的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，使學(xué)員在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中充分體驗(yàn)醫(yī)學(xué)圖像處理的內(nèi)涵和魅力。我們根據(jù)教學(xué)大綱的要求，從實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)(20個(gè)學(xué)時(shí))出發(fā)，設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)由易到難，同時(shí)兼顧了學(xué)員理解醫(yī)學(xué)圖像處理基本概念和自己動(dòng)手設(shè)計(jì)算法的要求。實(shí)驗(yàn)包括圖像的直方圖均衡、圖像的基本灰度變換、采用求和取平均的辦法對(duì)噪聲圖像進(jìn)行增強(qiáng)、空域平滑濾波器、空間銳化濾波器、圖像的頻率域?yàn)V波(低通、高通、同態(tài)濾波)等，基本覆蓋了教學(xué)大綱的內(nèi)容。總之，醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)在課程體系的設(shè)計(jì)上，緊緊抓住理論與實(shí)踐并重的原則，在課程教學(xué)中注重教學(xué)內(nèi)容的可實(shí)踐性及學(xué)員的參與性，盡量體現(xiàn)教與學(xué)的趣味性。實(shí)踐證明，這種教學(xué)方法可以有效提高學(xué)員各方面的素質(zhì)，有助于生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)學(xué)員更好地掌握醫(yī)學(xué)圖像處理的基礎(chǔ)理論和基本技能，從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的復(fù)合型人才。