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关于医学毕业论文范文精选篇一
第1章绪论
1.1引言
近年来，生物技术、神经医学和微电子技术的飞速发展极大地推动了生物医疗电子设备的发展。可以预期，便携式生物医疗监测设备将在不久的将来得到广泛普及，便携式心电图（ECG)监测仪、血糖仪等将成为未来远程医疗的关键设备；同时，可植入体内的微型生物医疗电子系统亦已成为研究热点，将使人类的医疗技术产生突破性的飞跃，不仅能辅助治疗一些神经性疾病，还可用于神经假肢、人工视网膜等，帮助残障人士修复部分器官和艘体功能。因此，植入式生物医疗系统得到了世界各国的高度重视。从国内看，国务院对医疗卫生体制改革的不断推进将极大地促进我国生物医疗电子技术的不断创新，形成一个高速增长的新市场；“十二五”规划纲要指出，新一代信息技术、生物技术将是本阶段重点培育和发展的战略性新兴产业之一。面对这一形势，作为新一代生物医疗监测系统、植入式系统研制的关键技术，论文所开展的针对生物医疗系统应用的前端高性能仪表放大器的研究具有重要的研究价值和应用前景。
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1.2植入式生物医疗系统研究现状与发展趋势
目前，心电图（ECG)监测系统、脑电图（EEG)监测系统以及神经信号记录系统（Neural Recording)是国内外生物医疗电子领域的一个研究热点。相关技术是构建未来远程医疗系统的核心技术。其中神经信号记录系统的研究具备更广泛的应用价值，其进展对未来神经假体、治愈神经性疾病具有重要意义。而高性能前端仪表放大器是前述电子系统中的一个关键模块。研究表明，各种生物信号和生物环境具有各异的特性，对前端仪表放大器的需求也有所不同。近年来，国内外已有不少有关用于ECG、EEG监测系统的高性能前端放大器的研究成果发表。其中三运放结构的仪表放大器最早被用来实现相关系统，然而为得到较低的嗓声，其功耗偏高，不利于便携式与植入式系统中的应用，此外，这种结构难以抑制电极失调电压[4]。文献[5]采用了电阻反馈型结构，然该方案在增益、精度、功耗等方面还有待提高。文献[6]提出采用电容精合式的仪表放大器结构，可以有效抑制电极失调电压。考虑到适应未来能同时采集LFP、SP神经信号的系统，低噪声低功耗的要求奇刻，须采用斩波技术等来来实现降噪。然而，采用斩波技术后，放大器的输入阻抗会受到斩波频率的限制，EOV的抑制能力也会受到较大的影响。因此，如何提高仪表放大器的性能以适应上述要求具备重要意义，必须研究出一种能同时具备足够的低噪声、低功耗、高输入阻抗、EOV抑制特性的前端放大器设计方案，才能满足未来生物医疗电子设备的需求。
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第2章低噪声放大器设计基本理论
2.1放大器固有噪声源概述
低噪声放大器，指的是具备很低的等效输入噪声的放大器，而这些噪声来源于放大器内部器件的噪声，主要包括晶体管的噪声、电阻的噪声等，其中电阻噪声主要表现为热噪声，而晶体管噪声包括闪烁嗓声和热噪声。晶体管的热噪声、电阻的热噪声在表现形式上基本是一致的：正常工作时，即使流过电阻、晶体管的静态电流为零，但由于电荷的随机运动，会引起导体两端电压的波动。研究表明，热噪声能量均匀分布在各个频率上，因此也被称为白噪声，其功率谱密度与绝对温度成正比[7]。除了热噪声，MOS管器件中还会产生不可忽略的闪烁噪声，该噪声会显著地影响器件的低频性能。如图2.3所示，在MOS晶体管的栅氧化层和桂衬底的界面是桂单晶的边界处，存在着不少能够产生额外的能态，从而产生俘获电荷的“悬挂”键。在MOS管工作中，必然有许多载流子流经过边界，此时，部分载流子会被悬挂键产生的能态俘获-释放，这样在漏电流中就产生“闪烁”噪声。
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2.2自动调零技术
2.2.1基本原理
自动调零技术已经成为一种被广泛使用的，用于消除直流失调电压的技术。该技术的基本思想是，如图2.4所示，将放大器的工作时序分为两个工作相位：其一为调零相位>1,此时放大器的输入端短路，输出端的采样电容也接至地，因此放大器的输出即为由直流失调电压激励所产生的且被保存到电容上的信号；事实上，自调零技术不仅可用来消除放大器的直流失调电压，也可以用于降低放大器的低频噪声。但是不同于直流失调电压，放大器的热噪声，尤其是频率比较高的白嗓声，并非一个常量，而是随时间变化的随机信号。因此，自调零技术对于低频噪声衰减的效率会非常依赖于采样保持下来的嗓声和与放大相位相减时的嗓声之间的相关度。事实上，低频闪烁噪声的相关度要比低频白噪声的相关度要高，即假设同样带宽的情况下，相隔7"时间间隔的两个闪标噪声采样的相关度随T增加而衰减的速度比白嗓声的慢很多。因此自调零技术依然可以衰减噪声，却对宽带白噪声没有多大作用[8]。值得一提的是，图2.4所给出的自调零技术的电路结构仅仅是理想化的模型，用于对原理的解释。在实际系统中，一般不会直接通过电容对输出失调电压及噪声进行采样，这是因为如果失调电压比较大，放大器的输出晶体管很有可能工作在线性区。多数系统中，会将放大器设计为具备两组输入端的放大器，当主输入短接进行调零的时候，辅助输入端与输出构成闭环系统，保证放大器的输出管工作在饱和区。本文的4.5.1节将详细介绍这种自调零放大器的一种设计方案。
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第3章斩波型低噪声放大器的设计........... 14
3.1放大器性能指标要求 ........... 14
3.2放大器拓扑结构设计........... 14
3.3放大器的设计 ........... 15
3.4仿真结果 ...........21
第4章电容耦合型高输入阻抗高精度低功耗........... 23
4.1电容耦合型放大器........... 23
4.2MOS伪电阻........... 24
4.3斩波型电容耦合放大器........... 24
4.3.1斩波调制器在系统中的位置........... 24
4.3.1斩波调制器在电路中的位置........... 27
4.4放大器性能指标要求 ........... 28
4.5放大器拓扑结构选择 ........... 29
4.6基于增益提高技术的主放大器设计........... 32
4.7输入阻抗提高技术 ...........37
4.8仿真结果 ...........38
第5章适用于植入式生物医疗系统的高性能........... 41
5.1放大器性能指标要求 ........... 41
5.2放大器拓扑结构选择 42
5.3电极直流失调电压抑制技术........... 44
5.4放大器系统分析与建模........... 48
5.5主放大器的设计............ 55
5.6低通Class-A的设计 ...........57
5.7改进的用于低功耗放大器的开关电........... 58
5.8输入晶体管寄生电容负效应........... 60
5.9系统仿真........... 62
第5章适用于植入式生物医疗系统的高性能仪表放大器的设计
前两章分别介绍了两种斩波型低噪声放大器的设计方法及设计实例。其中，在第三章，基于传统滤波器拓扑结构，设计了一种采用特殊的新颖滤波策略的斩波放大器，重点研究了斩波技术的实现方法；第四章介绍了近几年来比较常用的用于生物医疗系统中的电容耦合型放大器的设计技术，并将自调零技术结合到斩波型电容耦合放大器中去，重点研究了放大器的拓扑结构、自调零技术与斩波技术的实现方法、高增益放大器的设计技术以及输入阻抗提高技术。考虑到第三章所设计的放大器尚未能完全满足植入式生物医疗系统的信号采集，例如不能抑制电极的直流失调电压，放大器的带宽过大而增大了片上系统后级滤波器的设计难度等，因此，本章将综合考虑植入式生物医疗系统的性能需求，研究出一种高性能仪表放大器的设计技术。
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结论
本文在对两种热门的植入式生物医疗系统，神经信号记录系统和头皮下脑电波检测系统进行细致调研的基础上，着对用于片上系统的前端高性能仪表放大器进行了深入研究。重点研究实现了针对植入式生物医疔系统的高性能放大器的三大关键技术，分别是：1、高性能放大器的低噪声低功耗设计技术；2、超高输入阻抗设计技术；3、电极直流失调电压抑制技术。此外本文还在高性能电路模块设计方面提出了一些新颖的电路结构和设计方案。在整个研究过程中，分三个步骤系统地深入研究了高性能仪表放大器的设计技术。在每个阶段中，针对不同的研究内容和研究目标，分别研究设计了三种不同的放大器，对设计思路进行了验证。首先，重点研究了斩波技术在放大器降噪中的应用，并提出采用了一种新颖的低通滤波器策略，有效地抑制斩波技术引起的高频纹波。第二阶段，重点研究了基于斩波技术、自调零技术的电容耦合放大器的设计技术，在对不同拓扑结构理论分析的基础上，研究了小面积、低功耗、高输入阻抗、高增益的放大器设计技术。最后，在前两阶段的技术基础上，研究实现了适用于植入式生物医疗系统的高性能电容耦合放大器的设计技术，对所釆用的新颖的系统结构进行了较完备的系统稳定性、噪声性能分析，并论述了一种新型的输入晶体管寄生电容负效应，提出了一种新颖的适用于低功耗放大器设计的开关电容共模反馈电路。
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参考文献（略）
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第一章 绪论
随着磁共振技术的发展，人们生活水平的提高，以及人们对自身健康的重视，越来越多的人愿意接受磁共振这种检查方式。同时，由于磁共振成像对人体没有任何伤害，安全、成像快速、空间分辨率高等特点使其也成为了科学研究的一项重要手段之一。特别是在脑科学方面，磁共振成像有着极其广泛的作用。磁共振是一个相对较新的事物，其成像相对X光、脑电等其他成像方法更加复杂，导致对脑部磁共振数据的处理分析也异常复杂。所以如果没有经过比较完善的培训，很难对磁共振数据进行处理分析。
1.1 脑部磁共振成像数据处理方法概况
磁共振成像具有成像序列多的特点。各种成像序列有着不同的侧重点，甚至是不同的图像形式，因此，其数据处理的方法也是多种多样的。
1.1.1 高分辨率结构磁共振成像
根据T1 弛豫时间和T2 弛豫时间可以分别采集得到高分辨率T1 像和T2 像。T1、T2 像的扫描序列都属于自旋回波序列。T1 加权像采用短TR(300～1000ms)和短TE(10～30ms)时间，它能清晰显示解剖细节。而T2 加权像采用长TR(1800～2500ms)和长TE(40～90ms)时间，对检出水肿很敏感。其中TR是指脉冲序列重复时间，TE是回波时间。一般来说头部T2 加权图像由于其对病灶敏感的特性一般用于医疗诊断（图 1-1左,T2 图像用于癫痫诊断示例）。而大脑T1 加权像能够清晰地显现出解剖结构的细节（图 1-1 右），除了医疗诊断之外，更多的用于科研目的。目前国际上，对于T1 加权像的使用主要是以下两个方面：一是，用于支撑材料[1]。因为其组织清晰度高，所以在做配准处理的时候精确度也就很高。在计算全脑功能网络等的时候，就常用T1 像作为一个中间参考，将标准脑区模板配准到个体功能像上。基于体素的形态测量学（Voxel based morphometry，VBM）研究。首先将个体的T1 图像标准化到标准模板；接着采用不同的算法将大脑图像分割成灰质，白质，脑脊液三个部分；然后将分割后的图像进行平滑，这样平滑后的图像更接近正态分布，其中每个体素的信号来自于其本身和周边体素的加权平均；最后使用统计参数图（Statistical Parametric Mapping，SPM）等软件进行统计分析，以得到两组或多组被试大脑组织结构体积上的差异。也可以将某一位置灰质白质的大小作为一个指标，考察其是否与某些临床指标或者认知量表相关[2, 3]。.皮层厚度（Cortical thickness）研究。根据解剖模板，将个体T1 图像进行分割，得到每个皮层的厚度信息，然后将每个被试皮层厚度作为一个指标，与其他皮层的厚度算一个相关值。某两个皮层厚度的相关值大，可以认为这两个皮层有着比较相同的营养模式以及激活水平，所以可以推断这两个皮层可能也有着比较相近的功能[4, 5]。
1.1.2 功能磁共振成像（Functional magnetic resonance imaging，fMRI）
fMRI是一种通过考量与大脑活动相关的血流变化的磁共振方法。其所依赖的理论基础是神经元的活动与大脑的血流存在着一定的正相关性。Seiji Ogawa所发现的血氧水平依赖（BOLD）现象是fMRI用以研究的主要指标[6]。其大致原理是，神经激活时，氧合血红蛋白的局部聚集会提高局部的磁敏感性，从而导致T2*信号的增强。不过BOLD信号相对于刺激有延迟（图 1-2）。同时因为受血流变化的影响，BOLD信号相对于原始神经信号也有延迟，并且会被噪声化[7]。对于fMRI实验的设计主要涉及两种方式，一种是静息态，一种是任务态。所谓静息态就是受试者在身体放松大脑放空的情况下进行功能磁共振扫描的实验；任务态就需要受试者按照要求完成一些任务或者给一定的反馈。当然静息态可以看作是一种特殊的任务态。对于任务态fMRI的数据处理主要关注人脑在完成不同任务时与静息时大脑激活模式的差异。
第二章 开发平台介绍以及主界面设计
2.1 开发平台介绍
MATLAB，是MathWorks公司于 1980 年开始开发的一个用于数学计算的平台。主要可用于矩阵计算、数据以及函数的可视化、信号分析、数学建模等。随着版本的更新又增加了用户图形界面开发的功能。由于其计算功能相当强大，同时支持添加工具包，使其扩展性大大增强。通过添加合适的工具包，使Matlab在图像处理，统计分析等领域有着极大的优势。MRI数据处理涉及到很多矩阵运算以及信号的处理。如果用其他平台如C#等开发此系统可能会在界面设计上更占优势，但是在数据处理效率方面却大大的落后于Matlab。同时，此系统的核心在于计算，而非管理，所以并不需要很复杂的系统架构和业务逻辑。此系统也不需要和网络、数据库等系统进行信息交换，没有必要使用Visual Studio等大型软件开发平台。基于此考虑，将此系统的开发环境设定于Matlab。主界面按照左右分成两个部分。左边部分是用于fMRI数据处理的工具：网络间相关分析（FNC）、选择感兴趣区（ROI）计算大脑相关网络以及功能连接密度分析；右边部分主要用于处理DTI数据，包括纤维束方向密度函数的计算、通过读取纤维束追踪结果计算纤维束的微结构信息（FA值MD值等）以及生成纤维束连接矩阵、对于连接矩阵计算网络属性等。
第三章 FMRI数据处理模块 .....13
3.1 网络间相关（FNC）工具 .....14
3.2 相关网络计算工具 .....2
3.2.1 fcMRI数据分析原理 .......20
3.2.2 fcMRI工具界面设计 .......21
3.2.3 fcMRI计算流程图 .....22
3.2.4 fcMRI计算实例.........23
3.3 功能连接密度计算工具 .........24
3.4 FMRI处理模块小结 .....29
第四章 弥散成像数据（DMRI）处理模块.....31
4.1 纤维束信息以及连接矩阵的生成......31
4.2 网络属性计算工具 .....38
4.3 方向密度函数计算工具 .........45
第五章 小工具....49
5.1 生成DATA文件并提取ROI信号 .......49
5.2 低频部分频谱分析 .....51
5.3 DICOM文件批量改名.........52
5.4 分割全脑模板为单脑区模板 .......53
5.5 判断种子点是否优秀 .......54
5.6 去除MASK散点.........55
5.7 Z变换 .........56
5.8 回归协变量 .....57
结论
“基于Matlab GUI的脑部磁共振数据统计分析系统”采用了matlab作为开发平台进行开发，是一款可靠使用，简洁易用的数据分析软件。系统集成了十余种工具，囊括了大部分MRI数据处理过程。这些工具有些采用了比较成熟常用的方法，比如fMRI相关网络的分析工具；有些采用了可靠新颖的方法，比如采用球面解卷积模型对fODF的计算等，但是所有这些工具的原理都是学术界公认的可靠地算法，可放心使用。同时，此系统的也尽量做到了界面简洁，操作简单。对于能够自动实现的功能尽量做到了自动实现，如网络属性计算的作图等。这样使用者可以不需要太多的数据处理经验，直接根据流程，使用此系统进行分析就得出结果。目前为止经过小范围的测试，使用者对这套数据分析处理系统的使用都很满意。当然，也有一些地方设计不完善，比如由于技术原因，目前还难以实现根据球面解卷积模型重建出全脑的纤维束。当然，本人也会继续努力，使此系统继续完善，使其功能更加强大，更加的易用。
参考文献
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第 1 章 绪论
1.1 研究背景及问题的提出
医学是一门十分严谨的学科，关系人类健康和生存发展，这门学科实践性比较强，通过实验可以增强医学生对相关知识的感性认识，达到理论联系实际的目的，巩固所学的理论知识，使学生掌握基本操作技能，培养医学生理解知识和运用知识的能力[1]。然而近年来医学生源在不断增加，传统教学由于缺乏实验素材很难满足让每个学生都能亲自动手实验。虚拟实验以其较强的真实感、立体感、多媒体性和多通道性，操作者可以获得身临其境的真实立体感觉，并可以使用自然技能，对虚拟世界进行交互考察，使人完全沉浸到计算机创造的图形世界里，犹如感受真实世界[2]，从而成为传统教学的有力补充手段。然而三维模型的构建一向是开发虚拟实验的基础和前提，是制约虚拟实验开发的瓶颈，动画和交互都是以具体的“虚拟实体”为对象进行添加。人体三维模型的真实感和逼真度影响着医学虚拟实验开发的效果和质量，最终影响学习者的学习效能和效果。而三维人体模型的构建较之一般的机械和建筑模型来说构建起来难度较大，人体是形态结构非常复杂的整体，不仅有通过肉眼就可以观察到宏观状态的组织，还有需要在显微镜下放大很多倍才能看到的微观组织，这些微观组织结构复杂细小、空间位置十分毗邻[3]。如果仅仅采用一种技术对这些细小、错综复杂的组织结构进行构建，实现起来难度大、耗费时间长、效率低。每种技术都有优缺点，而根据适用技术理论的指导思想同时综合考虑教学目标、运行环境限制、经济性和科学性等多种因素采用跨技术的方法将多种技术“因地制宜”地结合，让每种技术都发挥各自优势，各种技术间相互配合相互协调，便于缩短开发周期，降低开发成本，提高开发的效率、效果，从而获取最佳的综合效益，并且这些技术之间留有接口，减少各种技术之间的兼容性障碍，更易实现跨平台运行，从而助推虚拟实验在医学教学中的应用和推广，使医学虚拟实验能够成为传统医学教学和实验的有力的辅助教学手段。
1.2 国内外研究现状
通过阅读文献和查阅相关书籍发现目前国内外医学三维模型实现的三种思路：第一种基于图形的建模技术即基于几何模型的建模技术，是一种以计算机图形学为基础的传统构建三维虚拟模型的方法[1]，利用三维建模软件 Maya、ZBrush 、3ds Max、Mudbox、LightWave 3D、Rhino 和 AutoCAD 等构建模型；第二种采用 OpenGL和 Java3D 等计算机编程语言实现建模，这种方法对制作人员的编程能力要求较高，并且这种建模方式具有难学习掌握、不易控制的缺点；第三种基于图像的三维建模技术，这种技术不依赖三维几何建模的技术，而是利用照相机采集的离散图像或摄像机采集的连续视频作为基础数据，经过图像处理生成真实的全景图像，然后通过合适的空间模型把全景图像组织为虚拟实景空间，实现全方位观察三维立体的效果，采用这种建模技术可以实现普通计算机上的真实感图形绘制，这种技术主要用于建筑漫游等领域[1]，在医学领域中通过二维 CT 片预处理、阈值分割、三维重建形成三维模型[2]。在这三种实现思路中第一种建模方式更直观，便于操作。
1.3 研究意义
本研究主要针对目前由于传统的医学实验无法满足每位医学学生都能直观、真切观察和亲自动手实验的问题，寻求一个合理的并且科学的解决方法——开发医学虚拟实验。三维人体模型的构建是医学虚拟实验开发的基础和前奏，影响着整个开发过程的效率、效果和质量，提高三维模型的开发效率，将会大大加快整个虚拟实验开发的进度，促进虚拟实验在医学教学中的应用和推广。在适用技术理论的指导下，综合考虑虚拟实验开发的实际性、经济性、可行性、技术性、科学性和教学适用性等方面的因素，采用跨技术的方法实现既直观、简单易行且经济高效又不影响效果，非常方便医学的教学人员掌握，教学人员不需要对每种技术都熟练掌握，而只需掌握常用的基本命令即可，医学教学人员是对医学学科最了解的人员，这样就大大促进医学虚拟实验在医学教学中的应用和推广。影响模型构建的四个关键因素：素材、模型、UV 和材质，在模型制作的过程中使用 Photoshop 强大的图片处理功能处理图片素材和制作贴图；利用 3ds Max强大的多边形建模功能构建模型，使用比较适合复杂生物模型构建软件 ZBrush 辅助建模。对于复杂的模型还要有合理的纹理贴图坐标，即对模型展开 UV 处理，虽然 3ds Max 也有展开模型 UV 的功能，但是利用 3ds Max 展开 UV 比较困难并且需要多次反复测试，而利用 UVLayout 可以快速高效，更科学地为模型设置合理的贴图方式，避免贴图在模型上面出现拉伸的现象，从而使模型和贴图更加吻合。总之，采用低成本、高效能、最适用的技术制作出科学、逼真的三维人体模型，从而为开发医学虚拟实验奠定良好的基础。
第 2 章 理论基础及开发原则
2.1 戴尔经验之塔理论
美国著名的视听教育家戴尔（E. Dale）于 1946 年在其著作《教学中的视听方法》一书中提出“经验之塔”理论，该理论将教学活动中的经验分为三大类（抽象的经验、观察的经验和做的经验）、十个层次（如图 2.1 所示）[1]。“做”的经验即有目的的直接经验、设计的经验以及参与活动的经验；“观察”的经验即观摩示范、见习旅行、参观展览、电视和电影以及广播、录音、照片和幻灯片；“抽象”的经验即视觉符号、言语符号[1]。该理论认为：“塔”最底层的经验最具体，越往上越抽象；有效的教学活动应从具体经验入手，但不能停留于具体经验，应逐步进入抽象经验；教学中媒体的运用对具体活动和抽象概括具有促进作用；视听媒体能够提供替代经验，突破时空限制，从而弥补直接经验的不足[1]。对医学学科来说，观察的经验是其中必不可少且至关重要的一环，由戴尔经验之塔理论可知，有效的学习应由具体经验逐步过渡为抽象经验，运用计算机软件呈现的真实立体的虚拟医学系统，能够利用跨技术方法进行人体模型的构建，实现高仿真效果，弥补由于缺乏实验素材导致的底层中动手经验和观察经验的不足，有利于学习者对信息的获取和保持。根据戴尔经验之塔理论，教学媒体在学习者获取具体经验和抽象概念的过程中具有重要作用，加涅在分析学习条件时提出不同学习结果对教学方式的具体要求，并将学习结果分为五类，即言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度[1]。
第 3 章 虚拟实验开发技术分析....11
3.1 虚拟实验的跨技术实现流程.... 11
3.2 素材文件的处理及保存 ...... 12
3.3 模型构建的技术选择分析........ 13
3.4 模型文件的导入导出与 3ds Max 构建模型... 15
第 4 章 虚拟人体神经系统模型的跨技术实现......21
4.1 神经分支模型的构建 ..... 21
4.2 神经髓梢模型的构建 ..... 26
4.3 神经内部结构模型的构建 ....... 29
4.4 颅脑部模型的构建 .... 31
4.4.1 利用 3ds Max 构建颅脑部模型 ..... 31
4.4.2 颅脑模型 UV 展开....... 32
4.4.3 材质和贴图的处理..... 35
第 5 章 总结和展望....36
结论
医学虚拟实验弥补了传统医学教学由于缺乏实验素材而导致的不能满足每位学生都能亲自动手实验的不足，成为传统医学教学的有力补充手段。对人体组织进行精确模拟是开发医学虚拟实验的开端，即模型的构建，然而人体是形态结构非常复杂的整体，不仅有通过肉眼就可以观察到宏观状态的组织，还有需要在显微镜下放大很多倍才能看到的微观组织，这些微观组织结构复杂细小、位置十分毗邻。因此亟需一种快速高效、简单易行、直观且科学的建模方法。根据适用技术为指导思想，使用跨技术的方法将 Photoshop、3ds Max、ZBrush 和 UVLayout等软件结合，将这些技术的优势功能综合，提高医学模型建构的效率、效果和质量。跨技术不是一味追求最新、最尖端、最前沿的技术，而是根据目前跨学科、跨行业和跨领域集中优势的思想综合多种技术的优势，让每种技术在实现功能相互补充在内容上相互衔接，同时各种技术之间留有接口，减少兼容性障碍，并根据适用技术的指导思想让每种技术功能的发挥都恰到好处，并且这种方法不需要制作人员对每一种技术都熟练掌握甚至精通，制作人员只需掌握需要用到的简单、基本的命令即可完成，并且易学易用易掌握，为医学教学人员构建人体复杂的组织模型提供一种新的思路，从而大大助推医学虚拟实验在医学教学领域的应用和推广。只有医学教学人员最了解医学教学特点，由他们制作的模型才更具有教学性，弥补计算机专业人员为了呈现而制作缺乏教学性的缺憾。对于组织结构比较简单且比较规则的模型可以使用 3ds Max 即可完成，而这时使用跨技术的方法会因为不必要的导入导出等操作浪费时间；对于组织结构复杂的模型，如果仅采用3ds Max 可能需要在建模的某个阶段需要反复调节，而借助其他技术可以非常轻松容易实现并且还能更好保证科学性和效果，这时可以使用跨技术方法。
参考文献
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1. 绪论
随着光电技术及计算机技术的不断进步，传统光学不断与周边学科相互渗透形成新的应用领域。医用电子内窥镜技术集传统光学、内窥镜技术与现代计算机技术等高新技术于一身，已经成为当前世界上广泛应用的一种医疗器械。近年来，尽管医生通过常规电子内窥镜可以直接观察到人体内脏器官的组织形态，从而获知体内病变的情况，发现颜色及形态发生明显改变的病灶，但是对于消化道徵小的、扁平的早期癌变和异型增生则不易诊断，甚至常常导致漏诊，因此医学电子内窥镜动态光谱成像技术已然成为研究热点，该技术使传统内窥镜成像技术条件下不能识别的异常组织变得清晰可辨，增加了表浅病灶及早期癌变的检出率，其诊疗优势已被医学界所共识⑴。
1.1医用内窥镜发展概述
医用内窥镜是一种用于检查体内器官健康状况的医疗仪器，主要包括三部分，分别是可弯曲活动部件、照明光源及相应的镜头。内窥镜一般经由身体自然通道插入，比如口腔、鼻腔等，或者由经医生在身体上做的微小切口进入体内，即目前流行的微创手术，从而进行体腔内的观察和组织取样。医用内窥镜的主要优势在于可以直接实时观察到体内器官的病变，通过视频图像确定其病变部位及范围等，并可保存患者视频及图像。经图像处理后更有利于病变的观察及检出，大大提高了癌症等疑难杂症的诊断准确率，并帮助医生对患者进行针对性的治疗。应用内窥镜进行的医学临床检查称为内窥镜检查术。内窥镜的历史由来已久，伴随着人类对自身研究的深入而逐步发展。内窥镜雏形的出现最早可以追溯到古希腊时期。公元前460-375年间，古希腊名医Hippocrates的医疗小组发明了一种直肠诊视器，这种诊视器与我们今天所用的医用内窺镜十分相似[2]。此外，类似的诊视器还在公元70年在Ponpeii (—般译为“庞贝”，意大利古都，公元79年消亡于火山爆发）遗址中被发现过，主要用于子宫颈检查、直肠诊视和耳鼻的检视[3]。在这一时期，内镜检查都是利用自然光线进行的。在这之后一段时间内窥检查术没有得到很大的发展，直至19世纪才进入内窥镜真正的发展时期。医用内窥镜发展阶段可分为：硬管式内窥镜、半可屈式内窥镜、纤维内窥镜、超声与电子内窥镜等阶段[4]。1806年，德国法兰克福的PhilippBozzini发明了一种以措烛为光源的用于观察膀胱与直肠内部的仪器，并称其为“Lichtleiter”，如图所示，整个系统由一花瓶状光源、錯烛和一系列镜片组成。Bozzini大胆预测“Lichtleiter”将来能作为泌尿系统、直肠、咽口部等的临床检查工具和治疗手术仪器。尽管“Lichtleiter”最终没有应用于人体，但Bozzini仍被誉为第一个发明内窥镜的人。
在将近50年之后，内窥镜之父Antonin Jean Desormeaux描述了一种改良型的“Lichtleiter”，它以燃烧酒精和松节油的灯作为光源，通过透镜将光线汇聚以增加照明亮度[6]，从图1.1(b)[7]可以看到器械下部装有类似于酒精灯的装置，但是这个装置很容易造成灼伤的并发症。Desormeaux首次将该器械用于人体，并于1868年首次在文章中提出“内窥镜”一词。1867年，牙医Julius Bruck将电流通过钻丝环使其过热发光，并以之作为光源来观察患者的口腔，他可以称得上是使用内光源的第一人，同时是爱迪生发明的白炽灯的前身。以上发明的均是开放式硬管式内窥镜，由于其照明强度弱，且容易造成灼伤，所以无法更深入地观察人体器官内部。直到1879年，柏林的泌尿外科医生MaxNitze[3]发明了一个包含光学系统的内窥镜，光学结构如图1.1(c)所示。其光源用的仍然是Bruck的照明方式，但是采用水冷的方法进行冷却以避免灼伤。这种用电热丝作为光源的方法是非常笨拙的，直到1878年爱迪生发明了白炽灯，特别是出现微型灯泡后，人们将小灯泡置于前端，成为那一段时期的标准照明方案。与此同时，这一时期硬管内窥镜的应用也得到了扩展，在其他内部器官的检查中得到应用。1881年，Mikulicz和Leiter利用硬管光学系统成功地制成了第一个适用于临床的胃镜。1901年，德国外科医生Kelling将硬式内窺镜直接插入狗腹腔进行观察，这是现代腹腔镜的前身，1911年，瑞典内科医生Jacobaeus将腹腔镜内窥术用于人体，并首次提出“腹胸腔镜”。在硬管镜的发展过程中必须提到Hopkins发明的Rod- lens system[8]。该光学结构有较高的光透过率，图像亮度更高，视场角更大，从而可以观察到比以往硬管镜更大的范围。光学性能提高，端面直径减小，并且可以在目视端接驳相机、摄像机记录数据。由于人体内部器官多数存在解剖学上的生理弯曲，为了减小病人的痛苦，也为了能够观察到器官内壁的死角，半可屈式内窥镜应运而生。1898年，Kelling设计了一种镜管末端能够弯曲的用于动物实验的胃窥镜，镜管靠近前端1/3长度能够弯曲到45°。而真正意义上的第一个半屈式胃窥镜是由Schindler在1936年公布的，该胃窥镜由光学物理学家Wolf设计，长度为77 cm,可弯曲部分直径为12 nrni，硬管部分直径为8.5 mm。光学系统由48个透镜组成，用亮度较强的灯泡照明，前端装有一光滑金属球以方便插入体内。该装置能够在图像不间断的情况下，前端弯曲30°，开辟了胃镜检查技术的新纪元[7]。
2. 光源的性能评价
工业领域的照明标准为照明设计提出了基本的指标：照度、色温和显色性。LED光源在设计时兼顾了发光效率、色温及显色性等因素，分别进行了深入的理论分析。本课题的最主要目的是获取高显色性的照明光源，故以显色性为重点优化指标，同时使系统整体性能达到平衡最佳。
2.1光源色温的评价方法
当光源在温度(T)时发射光的颜色与黑体在某一温度(Tc)下福射光的颜色相同时，黑体的绝对温度就被称为该光源的颜色温度，即绝对色温(CT)。白炽灯以外的其他光源，其光色在色度图上有可能不是完全准确的落在绝对黑体轨迹上，所以只能用光源与黑体轨迹最近的颜色来确定该光源的色温，称为相关色温(CCT)。根据黑体的温度就可以由色度学理论计算出它的色坐标(x^ y)。一般，色温高表示蓝、绿光的成分多，色温低则橙、红光的成分多。为区分白光的冷暖，通常将色温低于3300K的光源称为暖光源，而高于5300K的归类为冷光源。这种归类只是说明了光源的颜色特性，并不表示光谱分布，色温或相关色温相同，它们的光谱分布不一定相同，甚至可以有较大差异。高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。光色的对比：在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。CIE1931给出了标准色彩空间图黑体福射曲线的关系，如图2.1,黑色曲线即为绝对黑体轨迹，轨迹上每一个色温点引出的黑色直线上的点即为与相关色温的点。
3.白光LED照明方案..........21
31三基原理........21
3 2RGB三基色混色方案........21
3 3白光LED与红光LED混光方案........24
3 4合光镜的选型........ 26
4.买验系统的结构设计与搭建........29
4 1 LED控制电路的选择和设计........29
4 2准直镜筒允机设计 ........30
4 3X-CUBE合光镜及混光机械结构........33
4.4本章小结........35
5高显色性白光光源实验........ 36
5 1基础元件的光学性能测试 ........36
52RGB三基色万案的计算、仿真........ 39
5 3白光LED加红光LED万案的计算、仿真与测试........ 45
5 4本章小结........ 54
结论
本课题来源于国家科技支撑计划——高清电子胃镜，项目号NO.2011BAI12B06。本设计完成了应用于医学内窥镜照明的白光LED光源系统的分析、设计、搭建、实验和测试，成功研制了高颜色还原性高光通量的医用内窥镜白光LED光源实验系统。首先，追述了医用内窥镜的发展历史，分析了国内外技术现状和内窥镜的发展方向，明确了医用内窥镜光源需求和现有技术的优缺点，并针对白光LED的现状作了分析，进而提出白光LED在医用内窥镜照明中的应用可能。接着，从色度学和光度学的定义和标准出发，明确了显色指数的计算方法，找出了在特定相关色温条件下RGB混合生成白光的计算方法，建立了理论体系。然后针对现有的LED芯片进行选型，选定大电流高功率大光通量输出OSRAMOSTARSMTLEA/T/B/UW S2W芯片作为光源芯片，并决定采用二向色镜作为混合多路光为单路光的元件，设计了相应的光学、机械、控制电路等部件，并搭建起实验系统。利用搭建好的实验系统，采用理论计算、软件仿真、实际测试等方法，针对RGB三基色混光和白光加红光的不同方案，分别设计并计算了最优显色性的光通量配比。在白光加红光混合生成白光的方案中，得到了 一般显色指数Ra=93.9的高显色性白光。
本文的创新点在于：(1)将白光LED应用于医用照明中。医用照明光源对光通量和颜色还原性都有着很高的需求。现有研究中针对提高LED显色性的文章很多，但光通量输出并不够。本设计在获得高显色性LED白光的基础上，光通量输出也达到了较高水平，具有很大的实际意义。(2)搭建可供切换混光方式的光源系统。RGB三基色混合方案与白光加红光混合方案是获得LED白光的主要方法，本设计通过对光学机械结构的精心设计，可以实现两种混合方案的切换，只需通过更换中央的二向色镜，调换三路输入光源，就可以实现不同方案的切换。控制电路、准直镜筒等结构高度通用，提高了可更换性。(3)实现了可调光通量输出。控制电路通过PWM方式调节LED驱动电流，进而调整LED芯片的光通量输出。通过调节不同颜色LED光通量输出的配比，可以实现光通量调节、色温调节、显色性调节等功能。白光和红光混合方案中，在颜色还原性要求不那么高的场合，可以通过牺牲部分颜色还原性换得更高的光通量；在对颜色还原要求非常高的场合，可以通过损失小部分光通量换来更真实的颜色还原。而且，可以在保证颜色还原性的前提下，实现对色温的调节。
参考文献
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关于医学毕业论文范文精选篇五
第一章绪论
1.1课题研究背景和意义
从上个世纪70年代开始，医学影像获得了飞速的发展，医学成像方法越来越多，成像设备也在不断改善。人们还发明了很多新的技术，如单光子发射计算机断层显像（SPECT) , X射线计算机断层扫描（CT)，磁共振成像（MRI)，正电子发射计算机断层显像（PET)，超声成像和先进的成像技术等⑴。这些新的成像技术给人们观察组织和器官的功能和结构提供了各种非常有效的手段，它们也因此成为重要的医疗诊断工具。传统医学成像技术是通过X射线或者其他手段获得人体的一个断面的图像数据，通过屏幕或胶片进行显示并观察和诊断的。但不管是通过屏幕或胶片来显示，医生都只能够观察到二维的图像，并只能在固定的图像上观察。通过二维图像，医生只能对病情作定性分析，因此诊断的结果主要取决于医生的读片经验和对医学影像的主观理解，不同医生诊断相同的疾病有时却会得出不同的诊断结果。显然，这种诊断技术远远不能满足患者的需求。进入20世纪90年代后，计算机图形和图像处理技术迅速发展，日渐成熟的图形图像处理分析技术开始逐步渗透到医疗领域。人们幵始利用计算机对二维切片进行分析和处理，比如分割提取，三维重建，显示等。这种技术便于医生从多角度，多层次对人体器官，软组织和病变体进行观察和分析，可以帮助医生对人体的病变部位或感兴趣区域做出定性甚至准确的定量分析，这大大提高了医疗诊断的正确性和准确性。这些变化大大的提高了影像数据的应用价值，具有十分深远的意义。随着传统的医学影像处理技术和计算机图形处理技术的融合，逐渐产生了专门研究医学影像三维可视化技术的新学科。所谓的医学影像三维可视化技术[2]，是指使用一系列通过二维图像重建成三维模型同时进行定性，定量分析的技术。该技术可以从二维图像得到三维的结构信息，为医生提供更逼真的显示和定量分析工具和手段，能够弥补成像设备在成像方面的不足，为医生提供了一个更有真实感的三维医学影像，而且可以使医生可以直接参与到数据的处理和分析中，便于医生从多个角度，多层次进行观察和分析。这种技术在模拟手术，引导治疗中都可以发挥重要的作用。但是，重建出医学影像的三维模型并不是人们追求的最终目标，人们不仅仅要“看”到三维模型，还需要能够和三维模型进行交互，如旋转，缩放和平移等，使得医生们可以获得更好的视角，以便对疾病做出正确的判断。医学影像的三维重建和交互应用是当前的两个研究热点，它在医学上具有重要的意义。首先，它能够提高医生的诊断准确率和医院的效率。因为将二维数据重建成三维模型，能够方便医生观察人体内部的结构，使医生获得感兴趣的器官的定量描述，比如大小，形状和空间位置等，这将提高医生的诊断水平。第二，由于现在大多数医院仍使用传统形式的胶片来帮助医生诊断，这些胶片不仅有存储的问题，而且本身就是一笔不小的开支。实现数字化医院，可以将这些胶片保存成电子文档，这将大大的节省医院的支出。因此，展开医学影像的三维重建研究具有十分重要的意义。
1.2医学影像三维重建的临床应用
临床医学应用是可视化技术应用得最早最成功的领域之一，过去医生主要根据CT图像，磁共振成像和超声图像对病人做出诊断。但这些图像都是2维的图像序列，只有经过培训的医生才能通过这些图像获得器官或组织的整体认知。所以可视化的任务是揭示物体内部的复杂结构，让人们可以看到通常看不到的内部结构。由于三维可视化技术的日渐成熟，医学图像三维重建技术在临床医学中应用越来越广泛，具体概括如下：
一、 在检测诊断中的应用
在对病人身体的检测过程中，CT图像、磁共振图像和超声波图像一直都是一种十分重要的医疗诊断手段。而三维可视化技术可以对图像进行处理，构造出三维的几何模型，而且对重建出的模型能够从不同的方向进行观察，使得医生对感兴趣的部位的大小、形状和空间位置不仅有定性的认识，也能够得到定量的认识，这样可以极大的提局医生的诊断水平。
第二章医学图像和医学图像的预处理技术
在三维医学影像重建中，首先需要获得二维的医学图像即医学体数据，才能在此基础上进行三维重处理，本章将侧重于介绍各种医学体数据的采集方法和医学影像的预处理方法，及对比各方法的优缺点。
2.1医学体数据来源
医学体数据是一个数据场，人们通过医疗成像设备扫描器官和软组织得到断层图像后，将这些图像叠加在空间中的同一个方向，这样便构成一个立体的数据场，这个数据场就称为体数据。目前，医学影像数据的采集主要通过以下途径：X射线断层扫描（CT)，磁共振成像（MRI)，超声成像（UI)，正电子发射计算机断层扫描（PET)等，其中两个最常用的医学影像来源是CT和MRI图像[5]。
2.1.1 CT (Computed Tomography)图像
一、 CT图像产生原理以及特性
CT (计算机断层扫描）图像，是计算机和X射线机组合的一种新的诊断技术。其主要特点是高密度的分辨率，比普通X射线照片高出10-20倍。可以精确地测量出器官之间的福射衰减的微小差异，能够极其精细的区分各种软组织密度。X射线机不能区分头颜的脑组织和脑脊液，而计算机断层扫描不仅能够显示脑颇系统，而且还能告诉人们灰质和白质等脑实质的区别。如果引入造影剂，以提高对比度，那么CT的分辨率将进一步增加，因此获取CT图像能扩大对疾病的诊断领域，提高诊断的准确率。
第三章医学影像三维重建算法........ 20
3.1面绘制 ........20
3.2体绘制 ........30
3.2.1体绘制的原理........ 30
3.2.2体绘制中的光学模型........ 31
3.2.3体绘制的过程 ........32
3.2.4 Ray Casting 算法........ 32
3.2.5 Splatting 算法........36
3.2.6 Shear Warp 算法........ 36
3.3面绘制与体绘制比较........ 37
第四章医学图像三维重建系统的实现........ 39
4.1三维重建系统的模块设计........ 39
4.2三维重建系统的编程实现........ 40
4.2.1实验的环境 ........40
4.2.2 DICOM图像的读取........ 41
4.2.3绘制算法的实现效果........ 42
结论
医学影像三维重建是计算机图像处理技术在生物医学上的一个新应用，它能够将二维断层图像序列转变成为直观的、具有立体效果的三维图像，并在屏幕上显示出来。它涉及到计算机图形学、数字图像处理、生物医学工程等多种技术，是一项多学科交叉的研究课题。对三维重建出来的模型进行交互操作，可以辅助医生对病变体及其周围组织进行分析，提高医疗诊断的准确性与科学性，有利于制定最优的治疗方案，并可以进行模拟手术，另外在解剖教育及医学研究中也有重要的意义。本文对医学图像三维重建的各个部份都进行了研究，特别是对预处理算法和三维重建算法作了深入的研究。并利用OpenGL编程实现了对医学图像的三维重建和人机交互。总结本文主要完成了以下几个方面的工作：
(1)研究了医学图像三维重建的面绘制与体绘制方法，分析了两种绘制方法的原理、绘制过程和优缺点，对常用的Marching Cubes算法和Ray Casting算法的原理和实现过程进行了阐述。并提出了一个基于多尺度的改进Marching Cubes算法
(2)分析了医学信息通信领域的国际标准DICOM3.0，实现了对DICOM文件内容的提取。分别基于Marching Cubes算法和Ray Casting算法对DICOM格式的CT图像序列进行了面绘制和体绘制。
(3)确定空间中坐标点的三维坐标，并通过点击鼠标对应点的空间坐标，实现了任意角度的断面图像提取，通过简单的鼠标操作，可以生成任意角度、任意部位的二维断面图像，并能对切割平面及断面图像进行平移、缩放、旋转等实时交互操作。
本课题使用Visual C++2010结合可视化工具库OpenGL对基于DICOM格式的人体头部CT图像序列进行三维重建及交互操作，重建结果可以真实再现物体的三维面貌。通过人机交互，可以对重建后的三维图像进行旋转、缩放和平移等交互操作，帮助医生明确诊断和制定正确的手术方案，这极大地提高了医疗诊断的准确性和科学性。下一步计划：整个系统的功能还相对简单，人机交互部份也不够完善，还有很多的地方需要改进，下一步的计划是添加对多种切片文件的支持，同时增加更多的交互操作功能，增加对GPU加速的支持以提高绘制效率。
参考文献
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第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
伴随着数字时代的来临，数字产品的获取、传播、复制都更加方便，数字化正逐渐地渗透到各个领域内，多媒体信息得到了前所未有的广度和深度的交流。但因为数字化产品本身的可复制性和基于网络的广泛传播性，给人们的生活带来了很大的负面影响，如数字产品的侵权变得更加容易，也更加容易被篡改。如何更加有效地保护数字产品成为当今社会广泛关注的一个问题，信息安全技术应运而生，正在得到更多学者的研究和市场应用。信息隐藏是将需要保护的信息嵌入到各种形式的其他媒体（如文本文件、视频、音频、图像等）中，以达到版权保护或标识等目的。在多媒体信息安全的研究领域中，数字水印技术作为从信息隐藏技术中派生出的重要分支，成为发展最快的技术之一。数字水印的主要目的是通过在数字产品（如文本、音频、图像等）中添加有实际意义的信息，将其嵌到产品中，在不影响载体作品的前提下，起到保护作者权益的作用。数字水印与信息隐藏最大的不同之处是它会产生一个不可见的标记存在载体文件中。数字水印技术可以实现在开放的网络环境下认证数据来源、完整性和保护作品版权的功能。随着医院信息化的建设，数字化越来越深入地渗透到了医学领域中。在现有的医疗系统中，很大一部分成像设备从数据的采集到存储都已经完全数字化了，例如：计算机断层（Computed Tomography，CT）成像，核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，NMRI），超声成像（Ultrasonic Imaging）等。如此，一所现代化的医院中每天会产生大量的包含病人生理病理和解剖信息的数字医学图像。临床医生间的远程电信会议、临床医生和放射科之间的学科交流、咨询或讨论诊断和治疗的方法、医学人员的远程学习等，这些都促进了数字医学图像的交流。医学图像不仅是医生诊断病情的重要依据，还涉及到病人的隐私，其在网络中传输的时候可能会遭受到篡改、信息的窃取等信息安全问题，为了保证医学图像的保密性、可靠性和可用性，必须有效解决医学图像管理的安全性问题。
为了保护数字图像，已经提出了三种水印：鲁棒水印、脆弱水印和半脆弱水印。鲁棒水印是很难从数字图像内容中移除的，这些水印有抵挡故意性或偶然性的失真（如压缩、缩放、拼贴、滤波、A/D 或 D/A 的转换等等）的能力。由于这些特征，这种方法被用在版权保护的应用中。脆弱水印是很容易被针对嵌入水印后的图像内容的篡改和修改破坏掉的，若从含水印的内容中检测不到水印就表示数据已经被篡改了，因此这种方法可以被用在数据认证的应用中。半脆弱水印通常可以抵挡住故意性或偶然性的失真，而在遇到恶意攻击时会被破坏掉，因此可以用半脆弱水印来实现图像的鲁棒性认证和鉴定。在载体是图像的情况下，当使用的水印是鲁棒性水印时，我们最为关注的是图像的安全性和机密性，但在使用脆弱水印时，我们将不再关注水印的鲁棒性而是在意图像中细微改变的检测和定位。作为医生诊断病情的重要依据，医学图像（CT 图像、核磁共振图像等）对图像质量的要求特别严格，在将数字水印技术应用到医学图像中时，作为有效保护医疗信息系统安全的手段，我们需要对其提出更多的要求。如何利用数字水印技术解决医学图像因网络传输而出现的篡改、窃取等问题，已经成为未来医疗系统发展过程中迫切需要解决的重要问题之一。
1.2 国内外研究的现状
1.2.1 数字水印技术研究现状
随着多媒体技术的发展，解决其信息安全的技术成为了学术界的研究热点，目前，数字水印技术就是其中之一。在数字水印技术被 Tirkel 等人于 1993 年提出后，因为其横跨多个学科领域的学术特点及在经济、信息安全方面的重要性，在相关组织的积极参与和投资下，数字水印技术迅速发展并出现了多项该方面的专利技术。这些机构包括美国的洛斯阿莫斯实验室、欧洲的电信联盟、德国的国际信息技术研究中心、微软公司的剑桥研究院、IBM 公司的 Watson研究中心、朗讯公司的贝尔实验室等。与此同时，国际上先后发表了很多关于数字水印的学术文章，在一些重要的国际会议和学术期刊（IEEE、SPIE、Signal Processing 等）上都设立了关于数字水印的技术专刊或专题报道。1996 年，在剑桥牛顿研究所召开了第一届国家信息隐藏学术讨论会，数字水印技术在其第三届研讨会上成为了大家讨论研究的重点，关于数字水印技术研究的文章占到了文章总数的一半以上。1998 年，国际图像处理大会专门为数字水印做了专题讨论。第一款商用数字图像方面的水印软件由美国的 Digimarc 公司推出，之后出现的 Photoshop 和Corel Draw 图像处理软件都将其集成在内。
第二章 数字水印技术原理
数字水印技术就是指将秘密信息嵌入进作为载体对象的多媒体作品中，其中的载体对象可以是图像、音频等不同形式，嵌入的水印可以为数字产品提供版权归属信息或产品是否真实的证明。数字水印的嵌入不会影响原产品的使用价值，且不易为人的感知系统（视觉、听觉等）所察觉。其中的秘密信息就是水印信息，它可以是有实际意义的信息，如用户序列号、版权标志等信息，但需要通过适当变换才可以嵌入到数字产品中，它也可以是无实际意义的二值序列，可以直接作为待嵌入水印信息。水印的数据形式有多种，常见的是一维和二维，也可以是更高的维数，而具体的维数要由载体对象来确定，比如音频可以嵌入一维的水印，静止图像可以嵌入二维的水印，而动态图像可以嵌入的水印则可以是三维的。
2.1 数字水印概述
2.1.1 数字水印的基本概念
目前所说的数字水印，就是指在数字媒体信息（如图像、音频、文本、视频等）中秘密地添加某些数字信息——水印（watermark）来起到保护原始信息的作用，具体可以是保护信息的版权、为使用者提供原始数据的附加信息、追踪盗版或对原始数据的真实性及可靠性作出证明。可以选择不同的信息作为被嵌入的水印，如：作者的标志、产品的 ID 号或有特殊意义的文本、图像和数据等。水印信息通常以不可见或不可察觉的方式，嵌入在载体文件中，成为载体文件不可分离的一部分，但不影响原始文件的客观性和完整性，并可以通过一些不破坏原始数据使用价值或商用价值的操作而保存起来。从不同角度理解数字水印技，可以对其作出不同的描述。水印的嵌入在数字信号处理中可以看作是信号的叠加操作，相对而言，水印信息是弱信号，载体信息是强信号。从通信原理方面分析，载体相当于一个宽带信道，而水印则是一个窄带信号，嵌入过程就是信号在信道中传输的过程[6]。但粗略说来，数字水印的基本流程主要由水印的嵌入、提取和检测三部分组成[7]。
第三章 小波变换理论及其应用....18
3.1 小波变换基本原理 .....18
3.2 离散小波变换 .......19
3.3 小波变换特征及其在图像水....21
3.4 提升小波变换 .......21
3.4.1 提升小波变换的原理 .......22
3.4.2 整数提升小波变换......23
3.5 本章小结 ....23
第四章 基于医学图像感兴趣区域.....24
4.1 基础理论 ....25
4.2 零水印的构造 .......28
4.2.1 图像特征提取........28
4.2.2 注册图像的生成 ....30
4.3 零水印的检测 .......31
4.4 仿真实验及分析....32
4.5 本章小结 ....40
第五章 基于医学图像感兴趣区域......41
5.1 基础理论 ....42
5.2 LSB 算法介绍 ........48
5.3 医学图像 ROI 和 NROI 的划分 .......50
5.4 水印的生成及嵌入 .....53
5.5 水印的提取及认证 .....55
5.6 仿真实验及分析....56
5.7 本章小结 ....61
结论
本文的主要研究工作概况起来包括以下几个方面：
（1）在阅读了大量的中英文文献后，总结出目前数字水印技术在医学图像方面的应用情况，并指出目前已有的水印算法能否直接在医学图像上应用还需要进行更多的研究，强调了基于医学图像的数字水印技术的研究需要重点研究的几个方向。
（2）详细介绍了数字水印的概念、基本特性、一般模型和主要分类，重点介绍了数字水印技术在图像认证方面的应用，包括基于数字水印的图像认证系统的设计、模型和性能评价标准，结合文献，概况分析了目前用于图像认证的较为常见的几种数字水印算法。
（3）全面介绍了小波变换理论，总结了小波变换的特征及其在图像水印中的应用。在第一代小波的基础上，还介绍了提升小波变换的概念，分析了整数提升小波变换的优点。
（4）为了避免水印的嵌入对医学图像感兴趣区域造成失真，设计了基于医学图像感兴趣区域的零水印算法。利用小波变换的时频分析特性，将医学图像空间域的感兴趣区域投影到小波域中，提取小波域中感兴趣区域的系数特征构造特征矩阵。用仿射变换置乱水印图像，加强水印算法的可靠性。将特征矩阵和置乱后的水印图像异或操作得到的图像作为注册认证图像。针对基于 DWT 域的零水印算法抗旋转攻击的能力较差的问题，基于 Harris 角点检测算法设计了旋转校正的方案，对图像进行二次认证，使算法抗旋转攻击的能力得到大幅度提高。本文设计的基于医学图像感兴趣区域的零水印方案，在不破坏原始图像的基础上，实现了对医学图像的病人信息版权认证，且对常见的各种攻击都具有较强的鲁棒性，可以实际应用到医学图像管理系统中去。
（5）总结出医学图像的感兴趣区域和非感兴趣区域均为连通区域的特点，原始图像分块后作小波分解得到的中高频系数表示着图像的边缘和纹理区域，而这些部分必定是在感兴趣区域的内部和边缘处，用中高频系数计算出各块的能量值，根据能量阈值可以将其找出，再利用二值数学形态学运算对其进行操作，可以完整地划分出感兴趣区域和非感兴趣区域。
（6）在感兴趣区域整数提升小波变换得到的中高频系数的最低有效位中，嵌入脆弱水印，使嵌入水印后的图像具有较高的峰值信噪比，且对压缩、篡改等操作非常敏感，有着较好的易碎性。为了保证脆弱水印算法的安全性，实验中使用了混沌加密技术。在认证时使用了二值数学形态学的运算，提高了篡改检测的概率。
（7）利用医生对医学图像中感兴趣区域和非感兴趣的图像质量要求的不同，提出将恢复感兴趣区域中因嵌入脆弱水印引起的失真所需要的信息保存到非感兴趣区域中，且借助 BCH 纠错编码和置乱等技术加强恢复水印的鲁棒性，在图像感兴趣区域通过真实性认证后，还可以恢复到嵌入水印前的状态，实现了感兴趣区域水印的可逆。
参考文献
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关于医学毕业论文范文精选篇七
第一章梁激演医学思想渊源
梁漱漠作为思想家、哲学家，思想庞杂而博大，其跌荡起伏而又丰富曲折的经历又为他的学术思想奠定了一定的理论基础与实践阵地。所以更好地理解、把握与研究梁先生的医学思想，必须考察其医学思想的渊源。本章从两个部分进行论述：一是依据梁先生的人生以及相关文献来阐述历史背景、社会思潮、家庭教育.人格、社会经历对其医学思想形成的影响；二是通过综述梁先生总体的治学思想来探讨其医学思想产生的根基。
1背景及人格
梁先生将其学术思想自定位为：“中国儒家、西洋派哲学和医学三者，是我思想所从来之根柢”，可见医学理论是梁先生学识中最重要的组成部分之一，究其涉足医学领域的真正原因，历史背景、家庭的熏陶、人生价值的取向以及其自身人格特点都是促使他走上医学研究之路，形成其独特的、富有创造性的医学研究思想的重要渊源。
1.1历史背景
鸦片战争后，由于西方列强入侵，中华民族危机深重，中国的命运便开始陷入了一种国将不国的危险境地。为了救亡图存，“先进的中国人，经过千辛万苦，向西方国家寻找真理”。在社会历史发展方向上认同了现代化的时代趋势。然而，屡次尝试都以失败告终。面对异质的西方文化的冲击，中国文化向何处去？中国传统文化能否适应现代化？这些都涉及文化选择的问题。于是，人们开始把目光投向中西文化优劣长短的比较，希望确立一种文化选择机制，寻找一条适合国情的文化发展之路，为中国社会的进步指明正确方向。20世纪初很大一部分社会精英基于这一潮流，对中西文化进行了深入的探讨，对中国文化未来出路作出了多种判断。其中梁漱漠用其独特的文化理论与道德实践作出了以下回应：当中国现代化进程面临西方文化与本国文化、传统文化与现代文化的双重抉择面前，既反对全盘接受西方文化，也不同意固执的坚守传统文化，而是主张以中国传统文化为本体，在对中国传统文化进行批判总结和对外来文化理性引进的基础上创造新中国文化，从而实现传统文化的现代化，最终推动整个社会的现代化进程。‘他在学术文化领域提出了一种与全盘西化派、保存国粹派两种极端都不相同的，以儒家学说为主体为本位，来吸纳、融合、会通西学的救世主张，而其旨要则在于通过复兴以儒家精神为主体的中国传统文化来为中国的未来寻找一条真正合理的道路。这一时期西方文化的入侵已经很深，中国的民族危机和社会混乱达到前所未有的程度，国家的前途如何在这个时期是困扰中国的、关乎生死存亡的重大问题，中西文明冲突已经到了图穷匕现、直指根本的阶段，梁先生说“到了此时，已然问到两文化最后的根本了。现在对于东西文化的问题，差不多是要问西方化对于东方化，是否要连根拔掉中国人对于西方化的输入，态度逐渐变迁，东方化对于西方化步步的退让，西方化对于东方化的节节斩伐到了最后的问题是己将枝叶去掉，要向咽喉去着刀而将中国化根本打倒。”'每一个有心的中国人，都在此刺激下，苦痛和思考。
1. 2社会思潮
梁漱漠先生所处的时代正值“西化”浪潮席卷整个中国，那时有识之士求救国在政治上的一切努力都失败后，终于都把目光汇集在文化上，认为中国在西方列强面前的无力招架完全是中国文化的原因，是中国文化落后于西方文化才有眼前的不堪，又受到邻国曰本学习西方，在“明治维新”后迅速强大起来的刺激，学习西方文化，批判中国传统文化的势头强大，当然也包括中医在内，受到严重的质疑和批判。时贤如陈独秀、胡适、鲁迅等都发表过很有影响的批判中医的文章，废止中医的呼声很高。如鲁迅在1922年写的《呐喊?自序》这样表述他对中西医的看法：在这学堂里，我才知道世上还有所谓格致，算学，地理，历史，绘图和体操。生理学并不教，但我们却看到些木版的《全体新论》和《化学卫生论》之类了。我还记得先前的医生的议论和方药，和现在所知道的比较起来，便渐渐的悟得中医不过是一种有意的或无意的骗子，同时又很起了对于被骗的病人和他的家族的同情；而且从译出的历史上，又知道了曰本维新是大半发端于西方医学的事实‘。从以上可以看出鲁迅先生对中医学理的根本不承认，和对西医学理的认可并且给予西医学改造影响中国社会前进的重大期盼。陈独秀在《新青年》发刊词上写的“敬告青年” 一文号召青年以科学和人权救国，其中提到对中医的看法：医不知科学，既不解人身之构造，复不事药性之分析，菌毒传染，更无闻焉；惟知附会五行生克寒热阴阳之说，袭古方以投药句：，其术殆与矢人同科；其想象之最神奇者，莫如“气”之一说，其说且通于力士羽流之术，试遍索宇宙间，诚不知此“气”之果为何物也！他并更进一步说出他的文化主张：凡此无常识之思惟，无理由之信仰，欲根治之，厥为科学。夫以科学说明真理，事事求诸证实，较之想象武断之所为，其步度诚缓，然其步步皆踏实地，不若幻想突飞者之终无寸进也。宇宙间之事理无穷，科学领土内之膏贼待辟者，正自广阔。青年勉乎哉！
第二章梁淑溟医学研究历程及医学学术思想
1医学研究历程
梁先生的学识思想成熟较早，在他二十八九岁的时候，已经历人生学识思想体系的三个大转变，即第一期思想与近代西洋功利主义同符；转入古印度的出世思想为第二期；再转而归落到中国儒家思想为第三期。他的医学思想的哲学基础也在这时一同建立起来，但是这个时期对于现实问题中中西医如何自处如何相处中国医学怎样发展没有涉及，仅可从他得出的东西文化哲学的态度中有个模糊的推论，不过应该说此时已经奠定了其医学学识体系，而中年时期的医学认识主要体现在《朝话》的《中西学术之不同》中，于具体问题已有涉及，在他的医学体系继续稳固的同时提出对现实有指导意义的观点，晚年对医学理论认识主要是进一步完善。结合梁漱漠的论著及生命实践，将其研究医学的经历大概分为两个阶段：早年医学框架和理论奠定成型时期，即侧重深入学习中西医学原理、佛学中生命科学的原理、东西方文化及东西方医学比对等，此阶段大约从他十八岁到建国前。第二阶段为理论完善及医学观实践时期，即完善中医起源道家认识、学习太极拳等养生活动，通过学习俄国巴甫洛夫学说给道家医理作一些使人易懂的说明，这实际上也是在尝试用科学实验验证的结论辅证中医价值的做法，不过并非是在做学理上的沟通，对于中西医学理他认为目前科学的发展还只能从外围辅证中医正确，尚不能进入中医“所以然”的正确中。从梁漱漠先生的学医经历看，可以以新中国成立为界限划分为两个阶段。下面从学医缘由和学医历程两方面进行介绍。
第三章梁漱溟身心健康状况.........36
1身心健康状况.........37
1.1幼年时期......... 38
1.2成年及中年时期......... 38
1.3晚年时期......... 40
2医学生命观的实践......... 42
2.1饮食賴......... 46
2.2睡眠习十贾......... 48
2.3运动锻炼习惯......... 49
2.4归去篇......... 50
结论
梁漱溟先生近一个世纪的人生，跌宕起伏，丰富多彩，既是中国百年来的见证者，又是为之奋斗拼搏，鞠躬尽瘁的开创者，而且他的超然前瞻性，使他的思想在今后将会发挥更大的作用。“为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平”正可以作为他的写照。他的医学思想少有人知，目前还没有人进行专门的研究，但是通过研读笔者发现他在医学理论方面有相当深的造诣，这样的造诣来自于他对生命深刻的认识，并且基于他对中西医的根本精神和价值的把握，对两者进行了深入的比较，得出了在中西医碰撞的现实中医学事业如何发展的非常有指导意义的意见。而他自己的人生也因为他对养生的实践取得了了不起的成就，他得出的养生经验既符合医理，又对现代人保持和回复身心健康有巨大的启示。
1本文首先溯源梁漱溟先生的医学思想产生背景，即所处清末民初由于西方列强的入侵，中西文化在中国面临危亡时刻强烈碰撞，为了救亡图存，中国人开始向西方学习，那个时候的中国进步学者，可以说都有革命家、社会活动家的倾向，急于为中国谋出路的心使得当时学界“西化”的呼声强劲，同时要求批判和抛弃中国传统文化，但是对西方文化和中国文化深层的价值都还欠深刻成熟的认识。梁先生以其父的安排从小学习西方知识文化，并受父亲爱国救国尚实务的影响，对于社会上的时事刻刻留心，深具救国的情感，由于父亲宽放的教育，生性爱思考的梁先生，自学自强，对于“人生问题”、“社会问题”探索很早很深，由前一问题的体悟使自己的思想两次重大的转变，由初期西洋功利派思想转到佛家出世思想，后转到在大乘佛法与儒家精神求得合一，最后这个思想转变过程正发生在其北大执教期间，身处全国顶尖学者群中，被“西化”思潮包围，在同样深切关心国家命运社会前途的梁漱溟先生那里，由于有个人“人生问题”深思下对生命的透悟，他看到社会问题与人生问题其实都是同源于生命如何合理安顿，他以佛家唯识学的认识基础独创性的贯通了两者，在这过程中对生命的认识既受益于对医学的学习，又同时使得他形成了自己的医学观。
2梁先生的医学思想与他的文化思想一样也是归宗他的生命观，带有强烈的“生命”属性。梁先生的医学学术思想主要有，他认为中医根源于道家，是基于生命的智慧向内体认而来，中医根本方法是“玄学”的，是从天人合一，自然整体层面生生不息的变化流动眼光看待生命，这使得中医比西医更接近生命的真相，他说西医看重的是人体，看人是机械的，偏重局部，从解剖、科学实验等方法所得只能是生命的外在迹象，而不能进入生命本身内在的运行之中了解生命的规律。中医的优势就是他认识了生命，而缺陷是他的理论不是来自单纯的思维，而是道家的亲证，非一般人能够把握，成为了文化早熟的代表，在现实中造成了难学、易误、夹杂迷信成分、方法容易失传、普通中医只知其然不知其所以然的尴尬。他的这些观点不仅在那个时代是超前的、深刻的，切中中西医学差异的要害，在近一百年后的今天仍然能给我们巨大的启示。梁漱溟先生从对待生命的态度不同、对象不同、方法不同、中西医语言表意不同进行中西医比较，他认为中西医由于看待生命的层次水平不一样，在根本学理和根本方法上是无法沟通结合的，但是最终还是会融合，这需待较远的将来，将来的沟通来自西医的转变，来自于西医对生命本质有了认识，这形成了梁先生独特的医学结合思想。如果这种理论是合理的，那么对现实就有很大的指导意义。至少在中医走了多年的中西结合，以西医改造中医的道路之后，应该会让我们有所反思。
3梁漱溟先生以对生命深刻的认识和恳切的修养使自己的体质发生了巨大的变化，这些从他人生经历、著述和晚年的曰记书信中都有体现，在介绍梁先生身心健康状况与医学生命观实践时，笔者梳理了相关文献以期呈现他的生命实践，以资借鉴。由于未有人研究过梁先生的医学理论，本文在缺乏参考的情况下，仅能做一初步的整理介绍，其中疏漏浮泛之处，还请专家指导教正，希望再继续深入学习后可以弥补，最重要的是希望梁先生的医学思想可以被人们了解、讨论，其中对医学发展有价值的部分可以在实践中发挥作用，使人类的生命得到最大的医学疗护，在养生方面的示范作用可以使更多人找到自愈的途径和信心。
参考文献
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关于医学毕业论文范文精选篇八
第一部分：纯钬表面Wnt信号通路促进BMSCs成骨分化的调控效应实验
一 ：BMSCs的提取、鉴定和培养
骨髓基质千细胞是骨髓内除造血干细胞之外的另一类干细胞，其最为显著的两个特征就是体外高度增殖和跨系统多向分化潜能即可塑性。由于其获取途径便利、取村相对容易和便于外源基因的导入等特点已经成为组织工程、基因治疗和细胞治疗研究中最具吸引力的种子细胞⑴。它除了分化为各种中胚层组织细胞如脂肪细胞、成骨细胞、肌细胞、软骨细胞、心肌细胞外，还可以跨胜层分化为内胚层肝脏细胞和外胜层神经细胞等。1976年，Friedenstein等首次用梯度分离液分离出骨髓基质干细胞，并证实在喷乳动物的骨髓基质中，存在具有形成骨、软骨、脂助、神经和成肌细胞能力的多种分化潜能的细胞亚群[2]。成骨细胞分秘的基质中的定型成分主要是I型胶原，是甸盐沉着和细胞附着的支架。无定塑成分为骨结合素、骨钩素、骨桥素、纤维枯连蛋白及一系列生长因子。成骨细胞可通过基质小泡释放甸离子和ALP等物质，甸离子在ALP作用下沉积在胶原上，完成基质矿化过程。有研究表明，BMSCs细胞在矿化液中培养14d，细胞中每盐沉沉积量明显增多并形成了4^5结节，说明细胞已经完全分化成为成骨细胞[3]。因此，提取高纯度的BMSCs在粗化处理后的钬片表面培养，给予成骨分化的诱导环境，探索在这个过程中BMSCs定向分化的调控机制，研究该机制对将来探索种植体表面骨结合具有重要的临床意义。
........
材料与方法
1.纯钬钬片的表面粗化处理：
医用纯钛钬片表面打磨抛光，依次以丙醇、70%乙醇、蒸傭水超声清洗各15min，50。C干燥。O.llmol/L HF和0.09mol/L HNO3混合液室温处理lOmin,蒸馆水洗净，超声冲洗15min,烘干。5.8mol/L HCL和8.96mol/L H2SO4混合液80°浸泡30mm,蒸饱水洗净，超声冲洗15niin，50°干燥，备用去离子水冲洗后再用氮气吱干备用。
2，BMSCs的提取和培养：
一月龄SD雄性大鼠，体重80~100g,由浙江大学医学院动物中心提供，实验过程中对动物的处置符合中华人民共和国科学技术部2006颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》标准[4]?根据参考文献，用Percoll液进行一步密度梯度离心方法和传代贴壁館选方法结合，分离培养大鼠骨髓基质干细胞。具体步聚：全麻下处死大鼠，75%酒精中浸泡15niin，无菌条件下分离大鼠股骨，去净肌肉和筋膜组织，切除股骨两端。每根股骨用5 mL 4°C的DMEM(L)培养液从股骨上端往下冲出骨髓，充分混匀吹散细胞，900 g离心10 min,弃上清。沉淀用4°C的DMEM(L)培养液充分混匀，制成细胞悬液，轻轻叠加到等体积密度为L073 g/L的4。C Percoll分离液上，900g离心30 min后收集界面层细胞，用不含血清的DMEM(L)培养液离心洗涤2次，最后用含体积分数为10%胎牛血清的DMEM(L)培养液重悬，咬打均匈后以4><105/cm2密度接种到25 mL培养瓶中，体积分数为5%C02，饱和湿度的孵箱静置培养。
.......
实验二：纯钬表面BMSCs成骨分化过程中Wnt信号通路的PCR基因芯片分析
近年来随着对BMSCs分化分子机制研究的深入，人们开始对Wnt这一古老的信号通路在BMSCs的增殖分化过程中所起到的作用产生了浓厚的兴趣。Wnt信号通路调节控制着许多生命过程，包括细胞形态和功能的分化及维持、免疫、应激、细胞癌变与细胞调亡等。Wnt信号通路在胚船发育、器官形成等生理过程中，以及在细胞癌变、脾瘤侵袭等病理过程中均发挥重要调控作用，已经成为细胞生物和分子生物学研究的一大热点Wnt信号通路在细胞的分化、增殖和调亡等生理过程中，被认为是经典信号通路之一，在细胞癌变、胖瘤侵袭等病理过程亦均发挥重要的调控作用。但是随着研究的不断深入，很多以前被人们普遍接受的观点和现象受到了新研究证据的挑战。越来越多的研究表明，在Wnt信号通路中，一些传统的细胞信号传导因子具有更多的调节作用。同时，未知领域的发现增强了对更多的相关细胞调控因子的关注，使得人们对Wnt信号通路的认识不断加深。Wnt糖蛋白是存在于多种生物体由的一种细胞外配体，Wnt作为形态发生素通过激发细胞内远离信号发送区域的浓度依赖反应控制胚船形态发育。1973年，Sharma等在对果掩的胜胎发育研究中发现了体节极性基因wingless。Wnt基因是一个大家族，编码一大类的分秘性糖蛋白分子，含有一段信号肽及23或24个位置保守的半胱氣酸残基.Wnt蛋白是一种在喷乳动物中广泛存在的分泌型蛋白，仅在人类中，其成员就至少有19种，它通过旁分秘或自分泌的方式作用于邻近细胞，影响着细胞的增殖和分化。
Wnt信号通路是传递多个种族个体的生长、发育衰老和死亡的刺激信号的通路。普遍认为，Wnt信号通路至少可分为三支：经典Wnt信号通路：即Wnt/p-catenin通路，在物种的进化过程中具有高度的保守性。Wiit/Ca2+通路：此通路可拮抗经典通路，主要功能是调节细胞骨架重排。Wnt/PCP通路：即平面如胞极性通路，其主要功能是通过调整细胞的支架结构以控制细胞极性。经典的Wnt信号通路示意图(：经典Wnt信号通路，即Wnt/p-catenin信号通路目前的大部分研究着重于研究Wnt经典信号通路，它是刺激间充质干细胞分 .化为成骨细胞的重要调节通路之一，可从增殖和分化水平上对成骨细胞进行调节。活化的经典Wnt通路通过上调成骨分化相关基因RUNX2, DIx5或Osterk促进BMSCs成骨形成[4]。经典Wnt信号通路的激活可增加成骨细胞的增殖，例如，Wnt 10b基因在间质细胞中的过表达会使骨密度增加，骨小梁的数量和厚度也增加，在体外可以促进成骨细胞的发生过程[5]；在成年小鼠体内，Wnt拮抗物（分秘型卷曲相关蛋白Sfrpl、异藻蓝蛋白Ape、抑癌蛋白Dkk )的表达《电化或者减少可以显著增加骨小梁的骨量[5]。
.........
第二部分：纯钛表面经典的Wnt信号通路..........27
实验三：纯钬表面LV3-LRP5转染BMSCs后调控..........27
材料与方法..........28
实验结果..........36
结论..........57
讨 论..........58
参考文献..........59
实验四：纯钛表面LV3-13-catenin转染BMSCs后调控..........62
材料与方法..........63
结果..........68
讨论..........88
参考规..........90
第三部分:非经典的Wnt信号通路对BMSCs成骨分化的机制研究
Wnt5b (wingless related MMTV integration site 5B)基因属于 Wnt 基因家族，编码产生分泌信号蛋白，这些蛋白在胚胎发育时期参与细胞命运和组织分化类型的调控[1，2]。Wnt5b蛋白的氣基酸序列高度保守，在人类中其与Wnt5a蛋白的相似度达到80%,人类与小鼠的Wnt5b蛋白序列相似度甚至达到95%，这些暗示着WNT5b基因在功能上的保守性和重要性。研究人员已在模式生物中证实、Wnt5b基因通过介导PCP信号传导来调控原肠胚的形成[1，3]、叶细胞的聚集和软，骨细胞的分化[2]，这些结果都表明Wnt5b基因与PCP信号的正常传导密切相关。然而，Wnt5b基因与成骨分化的相关报道并不多。基于前期实验，我们发现Wnt5b在BMSCs向成骨细胞分化的过程中出现了明显的下调，我们推测Wnt5b所在的Wnt非经典信号通路也可能参与了调控成骨分化的过程。Wnt5b过表达实验分组：BMSCs在纯钛表面培养后，加入成骨诱导液定向诱导。分别为：空白组 B、LV5-NC 组（BMSCs 转染 LV5-NC)、LV5-1 (BMSCs转染 Lentivirus- LV5- Wnt5b-rat)
.......
结论
1，密度梯度离心法和传代姑壁婦选法结合提纯的BMSCs纯度高，可以满足实验要求。
2,纯钬表面上Wnt经典信号通路对BMSCs成骨分化具有调控作用。
3,:LRP5的干扰，阻断了 Wnt/p-catenin信号的转导，阻断了 BMSCs向成骨细胞分化的进程。
4，在BMSCs成骨调控的过程中，BMP2与p-catenin在时间上和空间上产生了一定的协同作用。
5，p-catenin的干扰，P且碍了 BMSCs向成骨细胞分化的过程。
6，Wnt非经典通路中的Wnt5b也参与调节了 BMSCs向成骨分化的过程。
............
参考文献（略）
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第一部分 家族遗传性局灶节段性肾小球硬化临床预后特征
引言
局灶节段性肾小球硬化是 1957年由 Rich 首次提出并描述，为一种基于形态学改变的病理诊断。FSGS 占我国成人原发性肾小球肾炎的 7%左右(32)，其主要病理表现为肾小球硬化性病变累及部分（局灶）肾小球，或受累的肾小球只有部分毛细血管袢（节段）发生病变，同时可伴有毛细血管袢粘连；免疫病理可见 IgM 和 C3 在肾小球内呈局灶节段性分布；电镜下主要表现为肾小球足细胞广泛融合并可伴足细胞肥大。临床上多数患者以大量蛋白尿起病，尤其是儿童患者，表现为肾病综合征。FSGS 男女都可患病，而男性患者较多见，男女比例约为 2.2:1。除表现为大量蛋白尿外，还可伴有镜下血尿，同时合并肾小管功能受损及高血压，如不及时合理的治疗，患者可最终进展至终末期肾病（end stage reanl disease，ESRD）。FSGS 根据病因的不同可分为原发性、散发性和家族遗传性三种类型。其中家族遗传性 FSGS（familial FSGS，FFSGS）可定义为指家族中有一人肾穿证实为 FSGS，并合并有其他成员患有原因不明的蛋白尿或肾功能不全。关于家族遗传性 FSGS 目前认为其患者具有明显的临床异质性(33)，主要表现为部分患者起病早，病情重，表现为大量蛋白尿及肾病综合征，很快进展至 ESRD；而部分患者发病晚，病情较轻，表现为中等量蛋白尿，肾功能进展缓慢。此外，同一家系中，不同患者肾功能及蛋白尿水平也存在较大差异。临床上 FFSGS 患者并不罕见，统计表明，本课题组以往研究显示，约有 10.7%的 FSGS 患者具有家族聚集现象(34)。目前关于 FFSGS 的临床及预后特征尚没有大组数据的研究。早在 1995年 Conlon(10)等研究了 8 个 FFSGS 家系（共 31 名患者），其中 2 个家系表现为常染色体显性遗传，6 个家系表现为常染色体隐性遗传，25 个患者进展至终末期肾病，另 6 名患者接受肾移植后无复发。提示 FFSGS 患者临床症状较重，对治疗反应较差，此外肾移植可能是 FFSGS 的有效治疗方法。
……….
材料与方法
1．研究对象
1.1 家系入选标准
收集 1997 年至 2011 年我科收治的 FFSGS 家系，共 83 个。对 FFSGS 的诊断标准多采用 Duck标准(35)，即:家系成员中至少有一个经肾活检证实为 FSGS，加上以下任意一条：①家系另一成员也经肾活检确诊为 FSGS；②家系其他成员有不明原因蛋白尿或肾功能不全，在接受透析治疗或肾移植。排除标准：经皮肤活检或血 а-半乳糖苷酶等检测排除其他遗传性肾病，如Alport 综合征，Fabry 病等；行 HIV 抗体、泌尿系 B 超等检查排除继发性 FSGS，如 HIV 感染、反流性肾病等。
1.2 家系成员表型确定标准
符合下列情况之一的确定为患者：①肾穿刺病理证实 FSGS；②ESRD,需要或已经进行替代治疗；③尿常规结果显示蛋白尿(2+)～(4+)。尿蛋白（±～+），且尿微量白蛋白/肌酐>20mg/g 者为疑似患者。所有受累及疑似患者均应除外继发性因素和其他遗传性肾脏病。下列情况之一者视为不明确者:①尿常规出现蛋白尿(±～+ ),但尿微量白蛋白/肌酐<20mg/g；②只出现镜下血尿者；③年龄小于18 岁或小于家系患者平均发病年龄 5 岁以上，尿检正常者。其他成员,或是家系中无亲缘关系的配偶,均视为未受累者(36) 。
……..
第二部分 一个 FSGS 家系致病基因连锁定位及中国汉族人FFSGS 家系 INF2 基因突变筛查
引言
FFSGS 发病机制为肾小球足细胞相关蛋白基因突变，导致相应蛋白功能失常，进而引发肾小球足细胞损伤而致病。目前国际上通过对 FFSGS 家系的连锁分析和定位克隆已确定数个可导致FFSGS的致病基因，如NPHS1(16)、NPHS2(17,18)、CD2AP(19, 20)、WT1(21)、LAMB2(22)、ACTN4(23, 24)和 TRPC6(25)，以及新近发现的 INF2(26)等。其中 NPHS1、NPHS2、CD2AP、LAMB2 基因突变与AR FFSGS 有关，而 ACTN4、TRPC6 和 INF2 基因突变可导致 AD FFSGS。目前所发现的 FFSGS 致病基因所编码的蛋白均位于肾小球足细胞，提示肾小球足细胞功能的改变在 FFSGS 中发挥了重要作用(55)。目前国内外已成功定位的 FFSGS 致病基因在不同人种中突变率较低，尚不能解释所有 FFSGS 的发病机制。如高加索人、非洲及中东人群中 ACTN4 突变率约为 3.5%，亚洲人群突变率约为 2%(27)；TRPC6 在白种人中存在较高的突变率，突变率在 2.3%-20%不等(28, 29)；而我科以往的研究结果显示，在中国汉族FFSGS 患者中检测到 1 个 ACTN4 启动子区基因突变(24)，TRPC6 基因突变率约为 2.5%(30)。可见绝大多数 FFSGS 患者致病基因尚不明确，表明仍可能存在未知的致病基因，需要我们进一步去探索发现。
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材料和方法
1． 研究对象
我科收治的有 DNA 标本的 FFSGS 家系共 70 个。所有家系中先证者均经肾穿病理证实为 FSGS，同时合并一个或以上家系其他成员不明原因大量蛋白或肾功能不全者。所有入组的FFSGS患者均排除肥胖、反流性肾病、病毒感染（HIV）、恶性高血压等继发性因素，皮肤 IV 型胶原检测、血 alpha-半乳糖苷酶检测及眼底听力检查排除 Alport 综合征、Fabry 病等其他遗传性肾脏病；入组家系均已对ACTN4 和 TRPC6 基因突变进行筛查，排除两种基因突变的存在。同时收集与 FFSGS 性别年龄相匹配的正常对照组 200 例，其血、尿常规及肝、肾功能均正常。
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第三部分 INF2 基因突变在足细胞损伤中的作用机制......... 33
引言...........33
材料与方法.......34
1． 研究对象..... 34
2．质粒 ......... 34
3．主要试剂 ......... 35
4．主要仪器 ......... 36
5．方法 ......... 37
结果...........50
1．对新发现的两个基因突变进行物种比对及功能预测 ......... 50
2． 定点诱变及插入突变验证......... 51
3． 不同 INF2 质粒转染足细胞 INF2 蛋白及 mRNA 表达水平 .......... 52
4． 不同 INF2 质粒转染足细胞 α-actinin4 蛋白........... 54
5． mRNA表达水平变化情况.......55
第三部分 INF2 基因突变在足细胞损伤中的作用机制
引言
INF2 基因定位于 14q32，其编码的蛋白为 INF2 蛋白，是一种成蛋白家族成员中 DRF 亚类，即 Diaphanous 相关成蛋白（Diaphanous-related formin，DRF）。正常情况下球状肌动蛋白的自发聚合不足以辅助微丝骨架的动态变化，需要肌动蛋白成核因子来加速肌动蛋白聚合为微丝。成蛋白作为一种重要的肌动蛋白成核因子，可以促进肌动蛋白的聚合，在维持细胞骨架正常结构与功能方面发挥了重要作用(76)。而 INF2 与普通成蛋白相比其具有自身的独特性，主要表现在可同时促进肌动蛋白的聚合及解聚(77)。INF2 蛋白主要包括 Diaphanous 抑制结构域（Diaphanous-inhibitory domain，DID）、C 端的 Diaphanous 自调节结构域（Diaphanous-autoregulatory domain，DAD）、FH1、FH2 以及 C 端的一个特殊结构肌动蛋白绑定的 WH2（WASP homology 2）结构域，其中 WH2 结构域可与肌动蛋白直接作用。正常情况下 DID 和 DAD 相互作用而处于自我抑制状态，当活化的 Rho（ras homologous oncogenes）GTP 酶（GTPase）与蛋白中的 GTP 酶结合结构域（GTPase binding domain，GBD）结合后，自我抑制状态被解除，从而暴露 FH1 和 FH2 功能结构域(78)，后者可与肌动蛋白直接作用，稳定肌动蛋白二聚体或三聚体，加速肌动蛋白聚合、成核，并刺激纤维状肌动蛋白的聚集，加速肌动蛋白的延伸(79, 80)。由此可见 INF2 在维持细胞骨架方面发挥着重要作用。
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结论
1. 在国内外首次研究了 FFSGS 临床及预后特征，结果表明 FFSGS 与 SFSGS相比，发病较早，临床上主要表现为中等量蛋白尿，少数患者表现为肾病综合征，多数患者合并镜下血尿；病理表现上 FFSGS 与 SFSGS 相比，肾小球损伤及肾小管间质损伤均较严重；FFSGS 对治疗反应较差，较多的患者可进展至 ESRD，与 SFSGS 相比预后不良；肾脏移植可能是 FFSGS 的有效治疗方法。
2. 收集了一个累积四代的大家系，家系中共 11 名患者，利用家族连锁分析寻找该家系致病基因，并首次在中国汉族人群中定位出其致病基因为 INF2。本研究率先在中国汉族人群中筛查了 INF2 的基因突变，并报道两个新的INF2 基因突变，分别为 p.S85W 和 p.129_130VRQLS,其基因突变率约为 2.8%，远低于国外报道的 12%-17%，提示中国人 FFSGS 可能存在新的致病基因，需要进一步探索发现。
3. 首次研究了 INF2 p.S85W 和 p.129_130VRQLS 两个基因突变在足细胞损伤中的作用。结果显示 INF2 p.S85W 基因突变是通过影响 INF2 蛋白构象，进而影响 INF2 与 Cdc42 之间的相互作用，降低 SRF 的转录活性，下调 ACTN4基因转录及 α-actinin 4 蛋白的表达，进而影响足细骨架的正常结构和功能。此外，INF2 p.S85W 和 p.129_130VRQLS 两个基因突变还可下调足细胞的粘附能力，诱导足细胞凋亡引发足细胞损伤。
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参考文献（略）
关于医学毕业论文范文精选篇十
绪 论
与血管畸形不同的是，血管瘤具有其独特的临床表现，通常在 1 岁以内的 1～2 个月及 4～5 个月快速增殖，随后进入持续数年的消退期，约 50%的病灶可在 5 岁前自行消退，70%的病灶可在 7 岁前自行消退[2]，但高达 40％的患者会遗留皮肤瘢痕、皮下毛细血管扩张、纤维脂肪块等，也有少数巨大或位于关键部位的血管瘤可继发严重并发症，例如溃疡、感染、出血、心功能衰竭等，影响外形、功能甚至危及生命，必须早期进行干预治疗。目前，针对增殖期血管瘤的治疗方法有多种，疗效不一，且缺乏可预测性。浅表血管瘤可采用噻吗洛尔滴眼液、咪喹莫特软膏局涂，单纯激光或激光联合药物治疗；深部血管瘤首选口服普萘洛尔，也可联合或单独应用糖皮质激素、瘤内注射激素、平阳霉素治疗等；多发性血管瘤、巨大血管瘤或生长快速的血管瘤首选口服普萘洛尔治疗，如效果不佳，可配合口服糖皮质激素，或皮下注射 干扰素，甚至可采用静滴细胞毒药物长春新碱等治疗。血管瘤消退期的残存病变，可选择激光治疗、手术切除或修整。2008 年，法国儿科医师偶然发现普萘洛尔可有效控制血管瘤增殖[3]，随后有大量文献报道了其显著的疗效和较少的副作用[4-5]，普萘洛尔现已逐渐取代糖皮质激素而成为婴幼儿血管瘤的一线治疗药物[6]，但停药过早容易复发，文献报道的治疗方案（每天 1 次、2 次或 3 次）、用药剂量（1～3mg/kg）及疗程（4～10 个月）等很不一致，疗效和用药安全性等也需进一步研究和确定。最近的研究[7]发现，雷帕霉素（一种 mTOR 抑制剂）能够抑制血管瘤干细胞在体内自我更新、分化和形成血管的能力，有望成为治疗血管瘤的新药。
目前，影响血管瘤治疗效果进一步提高的主要原因是对血管瘤的病因和发病机制了解不够以及缺乏理想的血管瘤动物模型。增殖早期血管瘤的组织病理特点为大量快速分裂增殖的幼稚内皮细胞团块，没有明显的管腔；进入消退期，肿瘤细胞开始凋亡，由内皮细胞和周细胞构成的紊乱血管管腔开始增多，随后肥大细胞和成纤维细胞增多，血管管腔增大，基底膜增厚；在消退后期，肿瘤组织最终被结缔组织和脂肪组织所代替。血管瘤的确切发病机制目前仍不十分清楚。已知早产、胎盘前置、出生时低体重、孕期行绒毛膜活检等都是血管瘤的诱发因素，增殖期血管瘤患儿血清中的血管内皮细胞生长因子（VEGF）和尿液中FGF2较正常婴幼儿表达升高[8-10]；还有研究发现，VEGFR2/KDR等基因突变在血管瘤的发病过程中扮演着重要角色[11]。随着肿瘤干细胞研究的快速发展，血管瘤干细胞已成为血管瘤发生、发展研究的热点。以往的研究发现，胎盘细胞和血管内皮祖细胞(EPC)有着惊人的相似之处[12]。体外培养过程中，血管瘤组织中分离的内皮细胞与正常组织的内皮细胞相比，具有体外克隆形成、快速增殖和迁移能力,能够促进血管瘤内皮祖细胞的迁移活动[13]。EPC存在于增殖期血管瘤组织中，但却不存在于消退期血管瘤组织中。增殖期血管瘤患儿外周血循环中的EPC水平较同龄健康婴幼儿升高约15倍。2008年，Khan等[14]通过CD133免疫磁珠分选方法从增殖期血管瘤组织中分选出能够形成单细胞克隆，并且具有旺盛增殖传代能力的血管瘤干细胞(HemSC)，这种细胞能够向软骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞、血管内皮细胞、神经胶质细胞等多向分化，植入裸鼠后，能在裸鼠体内形成具有新生血管的类组织块，免疫组织化学证实表达血管瘤特异性标记葡萄糖转运蛋白1(Glut-1)。随着时间的推移，血管成分减少而脂肪组织增加，重现了血管瘤的发病过程。最近的研究[15]发现，HemSC向血管内皮细胞分化是通过血管内皮生长因子VEGFA、VEGF-B与VEGFR-1结合后调节细胞外蛋白激酶ERK1/2磷酸化而诱导实现的，如果封闭ERK1/2信号通路或下调VEGFR-1表达，则能阻止干细胞向血管内皮细胞分化，抑制体内的血管生成。将血管瘤干细胞与血管内皮祖细胞混合植入裸鼠皮下后，新生血管的数量显著增加。
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第一部分 脐静脉内皮细胞及血管瘤干细胞的分离、培养和鉴定
1.材料
1.1 主要实验设备
(1) 水平层流超净工作台（Laminar flow clean bench）：CA-1390-1，上海上净净化设备有限公司，中国。
(2) 自动CO2培养箱： Thermo Forma Class100 型，Thermo Fisher Scientific公司，美国。
(3) 恒温振荡培养箱：THZ-98A 型，上海一恒科学仪器有限公司，中国。
(4) 普通台式离心机：Thermo公司，美国。
(5) 低温高速台式离心机：Allegra X-12R Centrifuge，Beckman 公司，美国。
(6) 精密天平：Mettler Toledo 公司，瑞士。
(7) 电热恒温水浴箱：DKZ系列，上海一恒科技有限公司。
(8) 倒置相差荧光显微镜：Nikon ECLIPSE 80i，日本。
(9) 流式细胞仪：BD FACSCalibur，美国。
(10) PCR扩增仪：BIO-RAD SmartSpecTMPlus，美国。
(11) 实时荧光定量PCR仪：ABI PRISM 7300 美国。
(12) 激光共聚焦显微镜：TCS SP2，Leica Lasertechnik GmbH公司，Heidelberg, 德国。
(13) 核酸蛋白测定仪：SmartSpec plus，Bio-rad，美国。
(14) Sunrise酶标仪：Tecan公司，奥地利。
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1.2 主要实验器材
(1) 手术器械：眼科剪刀、组织剪刀、眼科镊子、蚊式血管钳、手术刀柄、刀片等，上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂，中国。
(2) 一次性无菌注射器：1ml、2mL、5mL、10mL、20mL、50mL 规格，苏州林华医疗器械有限公司，中国。
(3) 爱惜康3-0、5-0缝线，强生（上海）医疗器材有限公司，美国。
(4) 连续可调式移液枪：1μL-1000μL，Eppendorf Research 型，Eppendorf 公司，德国。
(5) 离心管：15mL、50mL 规格，Corning 公司，美国。
(6) 6孔培养板：Corning 公司，美国。
(7) 电动移液器：Brand accu-jet，德国。
(8) 培养皿：3.5cm2、6cm2、10cm2规格，Corning公司，美国。
(9) 培养瓶：25cm2、75cm2规格，Corning公司，美国。
(10) Millex无菌针头式过滤器：0.22μm和0.45μm，SLGPR25LS, Millipore 公司，瑞士。
(11) 磁珠分选器： MiniMACS，Miltenyi Biotec公司，德国。
(12) MACS分选柱（separation column）：MS, Miltenyi Biotec公司，德国。
(13) 无菌30μm单细胞滤膜：Pre-Separation Filter ，Miltenyi Biotec公司，德国。
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第三部分 雌激素其受体在血管瘤发病机制中的作用
1.1 材料 .........51
1.2 方法 .........51
1.3 结果 .........59
1.4 讨论 .........63
1.5 结论 .........66
第四部分 Notch家族受体及其配体在血管瘤形成
1.1 材料 .........67
1.2 方法 .........67
1.3 结果 .........70
1.4 讨论 .........71
1.5 结论 .........77
5 全文总结........78
6 参考文献........79
第四部分 Notch家族受体及其配体在血管瘤形成中的作用机制
Notch信号通路在生物进化过程中是一个高度保守的信号通路，广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物之中，是参与介导细胞和细胞之间直接接触的重要信号通路之一，能够调控机体的细胞分化、增殖和凋亡。该信号通路的结构性活化或异常激活，与多种组织肿瘤的发生、发展密切相关。目前的研究发现，Notch信号通路与大多数组织的正常发育关系紧密,其中Notch对细胞生长发育的主要作用是促进组织发生和调节细胞分化，在细胞分化过程中，Notch信号的主要功能有以下几个方面:① 参与胚胎发育。Notch家族配体DLL4的表达对肿瘤细胞自身Notch分子的表达有下调作用，Notch信号能够抑制其配体DLL4的表达，同时上调细胞膜表面的Notch分子表达。②促进造血干细胞的自我更新。③ 参与T细胞发育。④ 调节血管新生。Notch信号通路的调控紊乱可引起组织发育异常，结果可能导致肿瘤发生。主要作用有:维护肿瘤细胞的未分化状态;诱导肿瘤细胞的终末分化; 参与决定肿瘤细胞命运。其机制可能是Notch受体通过一系列分子间的相互作用，在邻近细胞产生的配体的活化作用下，依据不同的细胞或组织背景，对肿瘤细胞的分化、增殖及凋亡等过程发挥不同的调控作用。基于 Notch 信号通路对于干细胞分化的重要调控作用，本节将对Notch家族受体及其配体在血管瘤形成和发展中的作用机制进行研究。
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总结
1.HemSc与HUVEC悬浮于Matrigel基质胶，注射入BALB/c-nu裸鼠皮下,能够在裸鼠皮下形成微血管。肌注雌激素后，这种作用得到明显增强。随着雌激素浓度的不断升高，微血管密度增加。在10-6M时，这种成微血管效应最明显，并可形成表达血管瘤特异性标记Glut-1的血管，更加接近于人血管瘤病程的发展变化，获得更理想的血管瘤动物模型，为研究药物的作用机制提供实验平台。
2.通过Elisa、RT-PCR、实时荧光定量PCR和免疫印迹、免疫组织化学等方法研究不同浓度雌激素对HemSC及动物模型的作用，发现在10-9-10-6M浓度范围，雌激素能够促进HemSC的VEGF-A、FGF2基因表达及其蛋白分泌，这种作用随药物浓度的增高而增强，但在10-6M浓度后，促进作用升高的程度不明显。雌激素对FGF2的促进作用不如对VEGF-A明显。
3.在血管瘤干细胞分化的过程中，Notch1和Jagged1的mRNA及蛋白均随着雌激素浓度的升高表达增强，ERα表达也随之升高。实验结果表明，在雌激素促进血管瘤干细胞分化过程中，Notch信号通路参与其中，而且是通过ER介导的方式进行调控的。
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参考文献（略）