淺析計算機在機能實(shí)驗教學(xué)中的應用

摘要 將計算機技術(shù)引入機能實(shí)驗教學(xué)過(guò)程是教學(xué)改革的重大舉措。對各種生物信號，尤其是微弱的、變化快速的信號檢測與引導微機化處理，使得實(shí)驗結果清晰、準確和穩定，實(shí)驗的成功率和實(shí)驗效率大大提高；既降低實(shí)驗成本，又提高了教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 計算機；實(shí)驗教學(xué)；生物信號

計算機輔助教學(xué)是當前教育改革的一個(gè)重要方向和發(fā)展趨勢。隨著(zhù)計算機技術(shù)和方法的飛速進(jìn)步，計算機在醫學(xué)教育和醫療實(shí)踐中的應用已愈來(lái)愈廣泛。近年來(lái)，將計算機引入實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)，已在國內外日益受到重視；但如何使計算機強大的數據處理能力應用于生物信號的檢測、放大、顯示和記錄，并輔助機能實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)，國內目前尚無(wú)統一的模式和方法。為加快實(shí)驗教學(xué)的改革，提高教學(xué)質(zhì)量，適應當前醫學(xué)教育科學(xué)的發(fā)展，本文結合我院微機化機能實(shí)驗室的的開(kāi)設情況，對計算機在實(shí)驗教學(xué)中的應用作一初步探討。

1、方法

機能學(xué)實(shí)驗的一個(gè)重要內容就是通過(guò)一定的方法和技術(shù)來(lái)檢測、誘發(fā)、顯示、和記錄各種生物信號，利用微機一定的硬件和軟件有效組合，在不同的條件或狀態(tài)下，實(shí)現對生物信號的實(shí)時(shí)處理和記錄。

1.1 系統配置: 微機P133， MS302生物信號分析處理系統Ver 4.0， 打印機EPSON LQ-300K； 硬件配置集合三通道前置放大器、數字化刺激器、12位A/D轉換，最高采樣速度 15us；軟件 全實(shí)時(shí)信號采集、數據連續分析、處理與貯存。

1.2 基本操作：按實(shí)驗要求制備所需標本，將相應生物信號通過(guò)適當的換能器或引導電極輸入計算機接口，并進(jìn)行一定的放大、濾波、顯示、貯存和打印輸出；電刺激信號由微機中數字化刺激器提供并輸出至標本。

2、結果

2.1 可連續、準確的顯示和記錄快速變化的生物電信號，如細胞的動(dòng)作電位、神經(jīng)和肌肉高頻放電等，并直接輸出電位波形、放電頻率值等重要參數，由于電刺激和信號的檢測、放大、顯示、記錄一體化，并以軟件設定來(lái)改變刺激、放大等各參數，減少了各儀器之間的連接以及各種人為干擾，使記錄結果清晰、穩定。

2.2 微機化信號檢測和記錄的操作相對簡(jiǎn)便 ，數據處理快速、準確，結果易于貯存和調用，且重復性好，實(shí)驗成功率顯著(zhù)提高；對某些需特種動(dòng)物或要求的實(shí)驗，通過(guò)模擬實(shí)驗過(guò)程很方便的實(shí)現了教學(xué)活動(dòng)，也開(kāi)拓了學(xué)生的視野，在有限的教學(xué)時(shí)數內，教學(xué)內容較前增加了18.6%，提高了實(shí)驗效率。

3、討論

利用計算機輔助機能實(shí)驗教學(xué)是實(shí)驗教學(xué)手段的重大改革，也是提高教學(xué)質(zhì)量、培養適應醫學(xué)發(fā)展的高級醫務(wù)人才的重要途徑之一。多年來(lái)，由于客觀(guān)條件、經(jīng)濟因素、社會(huì )環(huán)境等多方面的影響，國內很多普通醫學(xué)院校的機能實(shí)驗教學(xué)手段落后，在學(xué)科理論不斷深入和發(fā)展的同時(shí)，實(shí)驗教學(xué)的儀器設備（尤其是電生理儀器）大都陳舊老化，實(shí)驗結果不可靠、不穩定，難以闡述問(wèn)題；實(shí)際上已不能滿(mǎn)足當代醫學(xué)生學(xué)習的基本需求。而更新全套實(shí)驗室設備，不僅價(jià)格昂貴，而且手段亦無(wú)明顯進(jìn)步，跟不上形勢發(fā)展的需要。我們認為，建立微機化信號處理系統是一個(gè)提高教學(xué)質(zhì)量、擺脫目前實(shí)驗教學(xué)所面臨困境的行之有效的方法。首先，通過(guò)計算機處理，能將快速變化的微弱電信號或高頻神經(jīng)放電清晰的顯示和記錄下來(lái)，傳統的記錄裝置（包括放大器、示波器、記錄儀）因受其本身功能限制或其它干擾的影響很難做到這一點(diǎn)。由于計算機在處理生物信號時(shí)抗干擾能力很強，實(shí)驗的結果穩定可靠，重復性好，實(shí)驗的成功率和效率提高，它不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習熱情和興趣，同時(shí)也極大地提高了實(shí)驗教師的自信心；其次，利用計算機強大的數據處理、圖象仿真等功能，建立的模擬實(shí)驗過(guò)程可以方便的進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，從而在一定程度上解決某些動(dòng)物來(lái)源不足、特殊儀器缺乏等困難，擴展了實(shí)驗教學(xué)的范圍，節省了動(dòng)物資源和經(jīng)費開(kāi)支。

計算機的應用于機能實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)環(huán)節，優(yōu)化了實(shí)驗教學(xué)的過(guò)程，通過(guò)軟件的改進(jìn)和完善，可以不斷的擴充實(shí)驗內容，改變或提高實(shí)驗的手段。但然，仍存在一些需要解決的問(wèn)題，微機化實(shí)驗對學(xué)生自身素質(zhì)有較高要求，錯誤的操作常常會(huì )引起整個(gè)實(shí)驗程序不能運行；如何在實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生掌握高層次的信號處理手段的同時(shí)，也能熟悉一些常規儀器（放大器、示波器、記錄儀、刺激器等）的使用，還有待進(jìn)一步研究。