醫(yī)學(xué)影像數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革探索

黃自謙 上官王佐 袁穎 汪旭升

摘 要：近年來(lái)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致當(dāng)前影像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)速度和效率趕不上醫(yī)學(xué)影像行業(yè)的發(fā)展要求。本課程教授學(xué)生圖像去噪、圖像重構(gòu)及圖像配準(zhǔn)的基本理論及當(dāng)今較前沿醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)，涉及內(nèi)容從理論教學(xué)與應(yīng)用實(shí)踐。本科階段的規(guī)劃教材有《影像數(shù)學(xué)1》與《影像數(shù)學(xué)2》，到研究生階段《醫(yī)學(xué)圖像處理中數(shù)學(xué)理論與方法》形成無(wú)縫對(duì)接。在理論教學(xué)的同時(shí)，注重學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)演練，編寫《影像數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》作為醫(yī)學(xué)院校影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)專業(yè)配套教材，也可作為生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等專業(yè)高年級(jí)本科生的教材。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)影像技術(shù);影像數(shù)學(xué);圖像處理實(shí)驗(yàn)

Exploration and practice of teaching reform of imaging

mathematics experiment course in medical imaging technology major

Huang Ziqian Shangguan Wangzuo Yuan ying Wang Xusheng

Faculty of pharmacy，Guangxi University of Chinese Medicine GuangxiNanning 530200

Abstract：In recent years，due to the rapid development of medical imaging technology，the speed and efficiency of training professionals in the field of medical imaging can not catch up with the development requirements of the medical imaging industry.This course teaches students the basic theories of image denoising，image reconstruction and image registration，as well as the cutting-edge medical image processing technology.It covers theoretical teaching and application practice.The planning textbooks for the undergraduate stage include Imaging Mathematics 1 and Imaging Mathematics 2，and for the graduate stage，Mathematical Theory and Methods in Medical Image Processing form a seamless connection.In addition to theoretical teaching，the author also pays attention to students'practical exercises，and compile"Mathematical Experiment of Imaging"as a supporting textbook for imaging medicine and nuclear medicine majors in medical colleges and universities，as well as a textbook for senior undergraduates majoring in biomedical engineering and medical imaging technology.

Keywords：Medical imaging technology;Image mathematics;Image processing experiment

近年來(lái)，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展迅速，影像學(xué)設(shè)備受到各科室醫(yī)生的關(guān)注，醫(yī)院每天生成的影像數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng).然而，當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像專業(yè)人才培養(yǎng)速度趕不上醫(yī)學(xué)行業(yè)的發(fā)展要求，國(guó)內(nèi)外的醫(yī)院面臨著影像學(xué)人才缺乏的尷尬局面.計(jì)算機(jī)診斷系統(tǒng)的應(yīng)用和智能化程度的提高對(duì)醫(yī)學(xué)影像的教學(xué)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的影像實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不能適應(yīng)現(xiàn)代影像學(xué)教學(xué)的需要[1-2]。隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與技術(shù)的快速發(fā)展以及圖像傳輸和存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)學(xué)影像學(xué)的相互影響，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)入數(shù)字化階段，對(duì)醫(yī)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力提出了新的要求。隨著醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，影像專業(yè)設(shè)備不斷更新，影像技術(shù)專業(yè)需要具有理、工、醫(yī)相結(jié)合的知識(shí)復(fù)合型高級(jí)影像技術(shù)人才來(lái)提高全民醫(yī)療服務(wù)水平。

在本文中，影像數(shù)學(xué)課程教授學(xué)生圖像去噪、圖像重構(gòu)及圖像配準(zhǔn)的基本理論及當(dāng)今較前沿醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)，涉及內(nèi)容從理論教學(xué)與應(yīng)用實(shí)踐。本科階段的規(guī)劃教材有《影像數(shù)學(xué)1》與《影像數(shù)學(xué)2》，到研究生階段《醫(yī)學(xué)圖像處理中數(shù)學(xué)理論與方法》形成無(wú)縫對(duì)接。以醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)本科生為研究對(duì)象，通過(guò)教授《醫(yī)學(xué)圖像處理中的數(shù)學(xué)理論與方法》課程，提出從理論教學(xué)到實(shí)際應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像處理的系統(tǒng)培養(yǎng)方案，把學(xué)生引入到醫(yī)學(xué)圖像處理中前沿領(lǐng)域，為建設(shè)一流學(xué)科提供高層次人才儲(chǔ)備和培育實(shí)踐方案，對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有積極而深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。以下分三方面論述教學(xué)改革成果。

一、在理論體系上，影像數(shù)學(xué)分三階段教學(xué)

第一階段：課程為《影像數(shù)學(xué)1》，主要內(nèi)容為理工類《高等數(shù)學(xué)》（上冊(cè)）與《線性代數(shù)》，88課時(shí)，其中《高等數(shù)學(xué)》上冊(cè)課時(shí)為68，講授內(nèi)容如下：

高等數(shù)學(xué)部分：極限的概念、連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)及求極限的方法;導(dǎo)數(shù)與微分的概念及求導(dǎo)數(shù)的方法;中值定理與洛必達(dá)法則，特別介紹曲率的概念;不定積分的概念及換元積分法與分部積分法;定積分、廣義積分的概念及應(yīng)用，介紹平面曲線的弧長(zhǎng);微分方程的概念及簡(jiǎn)單常微分方程的求解;向量的數(shù)量積、向量積的概念及空間直線、曲線與平面的方程。