原创《全息影像技术在医学辅助教学中和》
该文是有关辅助教学硕士论文范文跟全息影像技术和医学辅助教学和研究相关硕士论文范文。
赵 慧
(锦州医科大学 公共基础学院,辽宁 锦州 121003）
［摘 要］本文基于全息影像技术应用发展方向,从应用形式、应用方向和应用关键问题等多方面进行了论证,全面剖析了全息影像技术、探讨了全息影像技术在辅助医学教育领域的应用和发展,对全息影像技术在医学辅助教学中的应用与发展具有一定的借鉴和指导意义.
［关键词］全息影像技术；教学辅助；教学研究
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.154
［中图分类号］G642.4 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2017）06-0-02
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全息影像技术概述
全息技术在三维立体空间对真实物体,利用波的干涉原理和衍射原理进行记录,并通过三维全息投影实现真实事物的虚拟和再现技术,其成像过程包括两步.第一步,全息摄影.图1给出全息投影的拍摄过程,如图1所示激光束被分成两部分,一部分作为参考光,另一部分经被摄物体形成漫反射,两部分光束叠加产生漫反射记录在全息干版上,经后期处理形成全息照片.第二步,物体全息影像的虚拟再现.全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象（又称初始象）和共轭象,再现的图像具有较强的立体感.其优势主要体现在三个方面：一是形成真实物品的立体影像资料,尤其是珍贵物品的立体影像资料,使探讨和交流可以脱离真实物体；二是全息投影产生的虚拟立体影像,立体感强、虚拟逼真并可借助激光束和360度全息显示屏在各种场合进行展示；三是记录物体信息时全息底片可以记录任何一点的信息,因此具有较强的纠错和修复能力.
全息影像技术经过一段时间的发展,已从理论研究走向应用研究领域,其应用范围广泛.全息影像基于波的干涉和衍射原理,适合各种形式的波动,如光波、超声波、电子波、X射线等.其应用可以渗入到影视等媒体、展览、医学3D影像、内部结构探测、珍贵物品信息存档等各个方面.目前,相对成熟的应用,首先是基于360度幻影成像系统的三维悬浮影像显示,系统可以在舞台等场地构建逼真的、具有特殊氛围的、可视化虚拟化立体影像,在真实的情境中植入虚拟的视觉立体影像,二者相互结合.其次,其在医疗领域的应用,如以色列开发了一种用于医疗手术模拟的立体影像模拟系统.系统的主要功能是通过全息影像技术构建虚拟化的手术模拟环境,医生或医学生可以在虚拟的、可视化立体幻境中进行方针演示或模拟,其在手术方案演练和医学手术实践等方面具有独到的作用,是医学教学辅助的理想形式.随着研究的不断深入和与各行业的融合,其他领域的应用研究也不断进行.成晋军 等就重点剖析了全息影像技术在教学中的应用.本文在此基础上进一步探讨了全息影像技术在辅助医学教育中的应用方向、应用形式和存在的相关问题,旨在用新技术推动医学相关教育的发展.
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全息影像技术在辅助医学教育中的应用
2.1 应用形式
全息影像信息技术应用的核心是3D全息投影,其在辅助医学教育中的应用目标是构建及生产医学教育中高清晰的、色域逼真的、立体感强的三维医学影像,用于平时的医学教学,给医学学习者以强烈、新奇的视觉冲击,进而加深学习的印象,提高学习者的学习,并最终取得较好的医学教学效果.其最主要的应用形式是在现代化的全息教室中,构建虚拟化的立体虚拟场景,并进行医学的侵入式、体验式、观摩式教学.
2.2 应用方向
要探讨全息影像技术在辅助医学教育中的应用,就要明确医学教育中哪些教学领域需要或可以引入全息影像辅助教学,明确其在辅助医学教学中的应用方向.就此问题,研究者对医学课程和具体教学内容进行了相关调研,分析得出其应用领域主要集中在以下几个方面.
2.2.1 医学解剖教学领域
人体解剖属于生物形态学范畴,是医学教育中一门最基本和最重要的课程.医学解剖理论与实践教学中最重要的问题有以下几个.首先,解剖图像是平面图像难以形成多角度、多方向、多层次的教学信息,视觉冲击力弱,难以激发学生的学习兴趣.其次,可供于课程实践的人体标本资源严重紧张,以南京医科大学为例,每年接收的可供解剖的遗体不足70具,国内多数医学院校几十名学生才有机会解剖一具遗体,这种情况非常普遍,严重影响了解剖的教学质量.为此, 等提出了采用三维虚拟数字化可视人体进行解剖教学的方案.全息影像技术的出现正好迎合了相应的教学解决方案,在教学中通过全息成像技术或者在已有断层扫描三维重建技术的基础上构建全息解剖影像,并在全息教室进行三维悬浮立体再现.在教学中教师可以就虚拟人体光学影像进行解剖讲解和虚拟实践演示,使教学摆脱稀有的遗体限制.
2.2.2 医学手术实践教学领域
医学手术实践是演练和提高医生（尤其是外科医生）的关键专业性技能,同时也是执业医师不断提升自身素质的关键,但其教学与实践却陷入了“瓶颈”.医院的手术室不可能让大量学生实时、长时间观摩,因为手术风险和医患关系问题也难给机会于学生实践锻炼,全程的手术影像视频出于患者隐私的要求和摄像角度等问题,很少具有可用性,有的即使可以播放、传播,但效果一般.全息影像技术为打破“瓶颈”带来了契机.如文中提到的由以色列“真实影像”公司和科技巨头飞利浦公司联合开发的医用3D全息投影系统,系统一方面是计算,也就是接收3D数据并算出全息图；另一方面是电光系统根据全息图把光线射入空间,并在真实环境中重建影像,这为使用者提供了极大的便利.基于全新的全息影像技术,医生可以用3D全息投影进行模拟操刀手术练习,从自身角度通过手术模拟练习可以在一定程度上降低手术风险,另一方面手术医师可以形象生动地给学习者进行生动的演示教学.从学生角度,首先其获得了最直观的手术观摩.其次,可以无压力、无限制地进行实践演练.总之,这些对医学手术教学具有极其重要的意义.
2.2.3 其他
全息影像技术在医学教学领域的方向同样还可以延伸到需要医学数字图像的领域.如在生物学和显微学中大大量的二维病理图片实例,借助全息技术可以实现2D到3D的转化,使教学更加生动、逼真.吴育民 等探讨了“数字全息显微在医学影像中的发展与最新应用”.如在医学诊断教育中同样可以应用全息影像技术构建虚拟病人进行诊疗模拟.
2.3 关键问题
全息影像技术在辅助医学教育中应用的主要问题包括两个方面.首先,全新医学教学影像的获取或生成.全息影像技术目前还是一个相对全新的应用领域,全息影像的生产需要一支全息影像建设队伍专门进行医学辅助教学影像的摄影与制作,这些需要教师、学校、研究机构等进行多方的沟通与协作,非教师个人力量所能完成,严重制约了其发展.其次,全息影像技术作为新技术,其应用还需医学院校在教学中进行大量的资金投入,一部分用来构建教学资源,一部分进行全息教学的基础设施建设,主要是构建全息教学多功能教室.
这些问题制约着全息影像技术在辅助医学教育的发展,要想突破还需做到以下几点.一是政府部门的政策性导向和激励.政府部门应鼓励相应的技术企业进入到医学及教育领域.二是提供资金支持,全息教育的引入,单靠学校本身的资金投入是远远不够的.三是做好试点.新事物的发展需要一个验证和带动的过程,试点无疑是最好的形式.
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结 语
全息技术是光学技术、信息技术、多媒体技术和计算机技术等高度发展下的全新领域.相关技术发展趋于成熟,其应用的领域也在不断扩大.当前在各种商业广告和大型演出中都能看到相应的应用,其发展势头迅猛.全息影像技术在医学以及教育领域的发展也已经进入了起步状态,相关的研究和应用不断涌现.本文从辅助医学教育教学的视角,对此进行了探究式的讨论,其内容涉及全息影像技术在辅助医学教育中的应用形式、应用方向和主要问题.但探讨只是未来发展的一个起步,未来全息影像技术在辅助医学教育方向走向实处还有较多的问题需要进一步研究.因此,笔者希望本文可以对全息影像技术在医学辅助教育的应用、发展具有一定的借鉴和指导意义.
主要参考文献
［1］成晋军,张晓娟.全息影像技术在未来教学中的应用［J］.农业网络信息,2014(11).
［2］,杨茂有,尚云龙,等.三维虚拟数字可视人体在解剖教学中的应用［J］.解剖学研究,2012(5).
［3］吴育民,宋国庆,冯云鹏,等.数字全息显微在医学影像中的应用与最新应用［J］.影像科学与光化学,2016(1).
辅助教学论文参考资料：
上文点评:上述文章是关于对不知道怎么写全息影像技术和医学辅助教学和研究论文范文课题研究的大学硕士、辅助教学本科毕业论文辅助教学论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料。
