非线性科学及其在医学中的应用

时间:2022-12-17 00:36:08 作者:Birrrrdy 综合材料 收藏本文 下载本文

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篇1:非线性科学及其在医学中的应用

非线性科学及其在医学中的应用

介绍了非线性科学中的分形维方法和信息熵方法,及其在房颤信息的处理和分析中的应用.设计了将归一化的P波曲线和f波曲线进行划分从而求出其格子维的方法.在计算P波信息熵、f波信息熵的过程中,提出了基于图形像素数的概率计算方法.还比较了未房颤时和发生房颤时的.相关计算结果的显著差别,从而很容易判断是否发生了房颤.

作 者:涂承媛 曾衍钧  作者单位:北京工业大学,生命科学与生物工程学院,北京,100022 刊 名:北京工业大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年,卷(期):2003 29(3) 分类号:O415.6 R540.41 关键词:复杂大系统   非线性   分形维   信息熵(Shannon熵)   房颤  

篇2:微电子在医学中的应用论文

微电子在医学中的应用论文

微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。随着微电子技术的发展,生物医学也在快速的发展,另一方面生物医学的发展也对微电子技术的发展起着巨大的推动作用。本文将从生物医学电子学的三个重要发展领域以及仿生系统等的基本概念出发,结合当今最新进展介绍生物医学和微电子技术之间的相互作用与发展。

生物医学电子学是由电子学、生物和医学等多学科交叉的一门边缘科学,为使得生物医学领域的研究方式更加精确和科学,所以将电子学用于生物医学领域。生物体本身就是一个精细的复杂系统,它形成的生物信息处理的优异特性将会给电子学以重要的启示,使电子信息科学以其为一个发展研究方向。在生物医学与电子学交叉作用部分中最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技术就是微电子技术。

它主要表现在:

1)实现生物医学电子设备的集成化和微型化是生物医学电子学的一个主要发展方向,体现在神经电极、生物医学传感器、监护技术、植入式电子系统、生物芯片等方面。微电子技术的发展实现其微型化;

2)按照目前微电子器件微型化趋势,医学器件尺寸很快就会达到分子和原子的水平,为人们更加精确地研究生物体提供了条件;

3)借鉴生物医学的最新成果,在很大程度上能促进微电子技术的发展。

1、以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展

1.1 生物医学传感器

生物医学传感器的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁,所以说它是生物医学电子学中一项最关键的技术。主要可分为以下几种:电阻式传感器,电感式传感器,电容式传感器,压电式传感器,热电式传感器,光电传感器以及生物传感器等。

其中最重要的发展方向之一就是生物医学传感器的集成化和微型化,因为它是实现生物医学设备集成化和微型化的基础,它发展将使得生物医学的测量和控制更加精确即达到分子和原子水平,从而把生物医学带入一个崭新时代。

随着微电子技术的不断发展,生物医学传感器在集成化和微型化方面也取得了很大进展,目前最值得关注的发展方向可概括为以下几个方面:充分利用已有的微电子和微加工技术以无机物为材料的生物医学传感器的研究,主要是基于CMOS工艺传感器的研制和设计;2)充分汲取了有机物的优点利用有机物和无机物相结合的生物医学传感器。

比如基于神经细胞的`生物传感器、酶传感器、免疫传感器 以及微生物传感器等。3)多传感器的集成技术、融合与智能化技术,这样不仅满足了对参数测量的要求,同时还可以使相互有影响的参数起到互补的作用,从而大大地提高了传感器的测量精度。4)纳米技术与微电子机械技术这些新的前沿的微电子技术的引入,为纳米封装技术与分子生物学技术的集成提供了技术支持,同时将生物医学传感器从二维发展到了基于立体三维的微电子机械系统的传感器。

1.2 植入式电子系统

植入式电子系统是一种埋植在人体或生物体内的电子设备,它用来测量生命体内的生理、生化参数的变化,或用来诊断与治疗一些疾病,即实现在生命体自然状态下体内直接测量和控制功能或者代替功能残缺的器官。随着高可靠性、低功率集成电路的发展,植入式电子系统的能源供给方式的多样化,无毒性生物相容性等性能优良的生物材料研究的深入,以及显微外科手术水平的不断提高,使得植入式电子系统得到飞速的发展。

植入式电子系统在微电子方面研究的关键技术主要有:

1)植入式天线的设计技术。主要是解决效率与天线微型化之间的矛盾;

2)RF 射频电路的设计技术。

射频电路是植入体内部分与体外部分通信的关键电路;

3)低功耗植入式集成电路设计技术,它一方面是要保证植入式系统在有限能源的前提下能在体内长期稳定工作,另一方面是电路产生过多热量会对生命体本身造成危害;

4)植入式系统的能量供给技术。

由于经常把把植入体内设备拿出体外进行充电是不实际的,目前一般采用下述四种方式给体内供能:植入式电源、红外线偶合供能、射频供能或者是利用体内其他能量的转换,比如温差供电、利用血液中氢和氧进行燃料电池反应或利用生物体自身的机械能等;

5)微弱信号的提取技术。

生物信号都是微弱信号,而且往往存在着背景噪音都很强大的情况;

6)一些前沿的数字信号处理技术的应用。

比如利用人工神经网络技术与线性预测技术来通过脑电实时控制多自由度的假肢的研究,以及基于小波变换的语音信号处理技术应用于人工耳蜗等;7)植入式电子系统的制作与封装技术。主要研究的是如何利用生物相容性优良的生物材料来对集成电路进行封装,这样既能保证植入到体内的系统不会对生命体造成危害,也能保证其能在人体环境中长期稳定地工作。

1.3 生物芯片

生物芯片是上世纪80年代提出的,最初指的是分子电子器件。试图把生物活性分子或有机功能分子进行组装,构建一个微功能的单元以实现信息的获取、存储、处理和传输等功能,来研制仿生信息处理系统和生物计算机。上世纪90年代以来,其概念发生了变化。

生物芯片指的是集成了数目巨大的生命信息,可以进行各种生物反应,具有多种操作功能、可以对 DNA/RNA 分子、活体细胞、蛋白分子乃至人体软组织等进行快速并行分析和处理的微器件,简称之为片上的缩微实验室。

其材料的选择很广泛,可以用半导体工业中常用的硅还可以用如玻璃、陶瓷或塑料等其他材料。目前已有多种生物芯片出现,而最具代表性的是基因芯片,聚合酶链扩增反应(PCR)、毛细管电泳等芯片。

生物芯片的技术主要是依赖于分子生物学、微加工与微电子等三方面技术的进步和发展,它是将生命科学研究中所涉及的许多分析步骤,利用微电子、微机械、化学、物理和计算机等技术,使样品检测、分析过程能够连续化、集成化、微型化和自动化。

2、结语

本文对与微电子技术密切相关的生物医学电子学的七个重要领域中的三个进行了介绍,综述了这些领域的基本研究问题,一方面着重讨论了微电子技术在这些领域中起的关键作用、最新的研究水平和发展方向,另一方面也讨论了生物医学的发展对微电子技术起的巨大推进作用。

随着微电子技术与生物医学的进一步发展,这两者的相互作用将越来越大,微电子技术的发展将为生物医学带来巨大的变革,同样生物医学也将会给微电子技术的创新提供崭新的思路。

篇3:共振瑞利散射和共振非线性散射及其在环境分析中的应用

共振瑞利散射和共振非线性散射及其在环境分析中的应用

摘要:共振瑞利散射(RRS)和共振非线性散射(RNLS)是20世纪90年代以后发展起来的新分析技术.由于它们的高灵敏度和简易性引起了人们的关注,研究和应用日益增多.本文简要介绍了RRS和RNLS的'基本理论及其在环境分析中的应用.作 者:杨清玲    刘健    王剑    鲁群岷    傅生会    段慧    YANG Qing-ling    LIU Jian    WANG Jian    LU Qun-min    FU Sheng-hui    DUAN Hui  作者单位:杨清玲,YANG Qing-ling(重庆市环境监测中心,重庆,401147;西南大学化学化工学院,三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆,400715)

刘健,王剑,鲁群岷,傅生会,段慧,LIU Jian,WANG Jian,LU Qun-min,FU Sheng-hui,DUAN Hui(西南大学化学化工学院,三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆,400715)

期 刊:三峡环境与生态   Journal:ENVIRONMENT AND ECOLOGY IN THE THREE GORGES 年,卷(期):2010, 32(3) 分类号:X502 关键词:共振瑞利散射    共振非线性散射    环境分析   

篇4:计算机技术在医学教学中的应用策略

摘要

随着我国高职院校医学教学创新改革的飞速发展,开拓创新在计算机技术基础上应用实践教学内容,结合计算机技术实践中存在的主要问题,总结了计算机技术中的实践经验,希望能够为计算机技术提供一些经验借鉴以及促进同仁相互学习,并达到相互增进的作用。目前医学教学辅助计算机技术的优势,不断探求在教学设计中创新教学方式、方法、模式,从而不断提升计算机技术、医学教学质量的有效目的,同时也实现了计算机技术的应用价值作用。

【关键词】微课 计算机技术 医学 研究

篇5:计算机技术在医学教学中的应用策略

2.1 微课计算机技术促进医学教学的重要性

微课辅助计算机技术,以视频记录医学教学过程为主要形式,凭借微课素材、课件等实现创新计算机技术的视频教辅资源。借助计算机技术微课的制作过程,实现多媒体介质融于计算机微课医学的转换形式,进而达到高效地完成微视频计算机技术质量的'目的,方便了计算机教师在网络同步医学的同时,完成了计算机技术内容和预习、课下网络作业互动医学环节的研究和改进。首先做好微课制作过程的宣传启动、微课的选题设计、后期非线性编辑、校对并发布等相关环节,起到承上启下的衔接作用和辅助计算机技术的助力作用,切实提升了计算机技术质量的保障。

2.2 翻转课堂医学教学模式的应用

高职院校借助翻转教学课堂进行网络教学模式。应用步骤:

2.2.1 导学案

导学案主要向学生介绍本章学习的大纲、主要教学内容、教学目标等,可采用视频、Word文档、PPT等所媒体教学形式。

2.2.2 教学视频数据

在翻转课之前,视频知识主要是临床中药学教学内容,视频通常是5分钟。通过视频学习,学生可以掌握每个章节的重点、知识点,为翻转课堂的顺利发展打下坚实基础。选用典型代表性的医学临床微视频,视频内容主要重点介绍了临床应用实例的有效性。

2.2.3 编制测试题

在网络教育学习的平台中,编制在线习题和模拟测试题。通过网上有针对性的练习和测试来填补知识点的空缺,既可以帮助学生掌握知识点,又可以启发学生进一步深入学习和思考。

2.2.4 制作拓展性阅读资料

临床医学教学中的部分知识点内容较多,可以为学生提供总结性的拓展阅读材料,供能力较强的学生课外进一步深入学习。

2.2.5 布置本课程讨论问题

学生在课堂及翻转课堂学习过程中,肯定会有一些疑问,教师可以将学生分组进行讨论学习,组织学生具有针对性的讨论问题、发现问题、解决问题,及时发现学生学习问题并提供准确指导。

2.3 基于计算机网络技术的PBL医学教学应用

基于PBL教学方法,以学生自主学习为主体,不断提高教师的职业教学技巧标准,教师应做好课前准备工作。利用LIS功能建立实时模拟核准操作系统,设置模拟核准操作终端,实时监测医学教学实验的各项检查结果,以实际标本为核心的病例分析系统。利用网络资源共享患者电子病历,并以病例资料库为核心研究基础,建立健全实验室内质控分析系统操作管理模式,可利用LIS的传输功能进行实时质控数据的分析和处理,从而促进医学实验数据分析的实效性。

2.4 虚拟仿真技术在临床医学教育中的应用

虚拟仿真技术就是采用以计算机技术为核心的现代高科技,虚拟仿真技术在医学教育中应用的意义,利用这些计算机虚拟仿真技术进行医学临床教学,医学教育注重的是直观、形象、生动,医学辅助学生技能测试、技术学习、手术计划等诸多方面的培训,传统的医学教学往往不够生动,可以使学生全身心投入到虚拟环境中,难以直接展示人体的结构,与环境中各种对象相互融合,疾病发生及发展过程等教学内容,更加深入地学习所学课程。从而达到提高教学水平和科研水平的目的。虚拟仿真技术引入医学临床实践教学是非常行之有效的教学方式,利用虚拟仿真技术可以创建大量的三维人体组织结构用于医学教学。在临床医学教育中最显著的应用是虚拟手术教学,是基于远程医疗的分支网真医学,虚拟仿真技术在远程医学教育中的应用。

3 小结

在计算机技术实践操作下,医学教师应引导学生自觉学习医学教学亮点,集中体现了计算机技术的辅助作用。在计算机技术实践中,将理论联系实际进行医学实践操作,结合实际医学临床案例,通过实验操作、实习演练、分组探讨学习解决医学方面的创新教学思路方法,使学生学以致用,在学会计算机技术的基础上,加深对医学教学内容的吸收与运用。

参考文献

[1]黎燕。计算机技术在中职医学教学中的应用[J].信息与电脑(理论版),2015,12:187-189.

[2]迟丽萍。计算机多媒体技术在中职医学教学中的应用[J].信息与电脑(理论版),2016,5:215-216.

篇6:计算机技术在医学教学中的应用策略

(1)在医学教育改革发展的前提下,高度重视信息化技术的水平发展,要求学生在校期间能够熟练掌握计算机应用操作及办公自动化软件的应用操作等来辅助学习医学课上课下内容。计算机技术应紧密结合精品医学教学内容,构建医学学科培养体系的同时发展计算机技术应用教学操作,使师生在多媒体时代接受高素质、高技能的创新医学理念教学技能,从而为国家培养创新能力的应用技能型医学临床人才,而奠定坚实的基础。

(2)借助在学习教育的不同教学手段形式,如公众平台、微信、微课、慕课、多媒体教学PPT、翻转课堂、公开课等在线学习方式。为计算机技术开拓了创新的医学应用教学模式,通过视频制作医学教学设计内容,充分体现了计算机技术的应用技术水平。医学教师在多元化教学手段方式方法背景下,引导学生发现问题、思考问题、解决问题,通过精心设计每堂医学课程,做好课前准备工作,引领学生探索医学内容方面的前言领域,发挥以学生为主要学习的主导地位,充分体会到计算机技术的新颖教学方法内容,从而提升了计算机技术背景下促进了医学教学、实践、观摩、考试测评等辅助作用。

(3)在计算机技术中互动医学相关知识演示过程。凭借视频、音频、图片等为载体记录医学教师在课堂内外与学生进行医学互动学习过程,其教学核心内容是利用医学微视频解决计算机技术兼容医学教学的疑难杂点,帮助分解医学教学环节的重点,以计算机技术为医学内容进行创新医学设计,充分体现了计算机技术医学教学内容的简炼、易懂、易吸收的优势特点。

篇7:分子生物技术在医学检验中的应用

随着医学的不断发展,生物学也不断在创新,其中,现代分子生物学技术在医学检验中起到关键作用。所以,将生物学与医学相结合,是一项不可拖延的任务。本文针对现代分子生物学技术,探讨了它在医学检验中的应用。

摘要:随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善,后基因时代逐步到来。20世纪末数理科学在生物学领域广泛渗透,在结构基因组学,功能基因组学和环境基因组学逢勃发展形势下,分子诊断学技术将会取得突破性进展,也给检验医学带来了崭新的领域,为学科发展提供了新的机遇。

关键词:现代分子生物学技术;医学检验

篇8:分子生物技术在医学检验中的应用

随着分子生物学的发展及人们对疾病过程的认识加深,传统的医学检验技术已不能完全适应微量、快速、准确、全面的要求。

所谓的生物芯片是指将大量探针分子固定于支持物上(通常支持物上的一个点代表一种分子探针),并与标记的样品杂交或反应,通过自动化仪器检测杂交或反应信号的强度而判断样品中靶分子的数量。

在检测病原菌方面,由于大部分细菌、病毒的基因组测序已完成,将许多代表每种微生物的特殊基因制成1张芯片。通过反转录可检测标本中的'有无病原体基因的表达及表达的情况,以判断病人感染病原及感染的进程、宿主的反应。由于P53抑癌基因在多数肿瘤中均发生突变,因此其是重要的肿瘤诊断靶基因。

Nam等人将硅基质上合成的寡核苷酸芯片用于血清样品中的丙型肝炎病毒分型。

篇9:分子生物技术在医学检验中的应用

生物活性物质的检测有很多种方法,其中,以抗体为基础的技术尤其重要。免疫分析加上磁性修饰已成功地用于各种生物活性物质和异生质(如药物、致癌物等)的检测。将特异性抗体或抗原固定到纳米磁球表面,并以酶、放射性同位素、荧光染料或化学发光物质为基础所产生的检测与传统微量滴定板技术相比具有简单、快速和灵敏的特点。

Van Helden等将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统,则成功地用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(HIV-1和HIV-2)抗体的检测。另外,用于人胰岛素检测的全自动夹心法免疫测定技术也已建立,其中亦用到抗体、蛋白纳米磁性微粒复合物和碱性磷酸酶标记二抗。

篇10:成体干细胞及其在再生医学中的应用

成体干细胞及其在再生医学中的应用

成体干细胞研究的最主要目的就是有朝一日将其应用于临床疾病的`治疗.随着对成体干细胞可塑性研究的不断深入和临床应用研究的不断扩展,人们对成体干细胞最终走向临床应用抱有越来越大的希望.本文就成体干细胞的可塑性及其在四种疾病中应用的基础研究进行探讨.

作 者:习佳飞 王韫芳 裴雪涛 XI Jia-Fei WANG Yun-Fang PEI Xue-Tao  作者单位:军事医学科学院输血医学研究所干细胞与再生医学研究室,北京,100850 刊 名:生命科学  ISTIC PKU英文刊名:CHINESE BULLETIN OF LIFE SCIENCES 年,卷(期):2006 18(4) 分类号:Q2 关键词:成体干细胞   可塑性   细胞治疗  

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