虚拟仪器在医学信号检测分析实验教学中的应用
医学实验教学中虚拟仪器技术的应用
［］ １ 史秀璋． ｈｔｓｏ 用案例教程 ［ ． Ｐｏｏｈｐ应 Ｍ］ 北京 ： 电子工业 出
版 社 。０ ７ ２ ０
［］ ２ 沈昕． ｒ ｍ ｅｖｒ 和 Ｆ ｓ Ｄｅ ｗａｅ ８ ａ ｌｈ８案例教 程 ［ ． ａ Ｍ］ 北京 ： 人
民邮 电 出版 社 ，０ ８ ２０
［］ ３ 胡崧． ｒａ ｗ ａｅ、 ｌ ｈ Ｆｒ ｏｋ完 美结合 等 ［ ． Ｄ ｅｍ ｅｖｒ Ｆａ 、 ｉｗ ｒ ｓ ｅ Ｍ］ 北
【 ｅ ｏｄ 】ｖ ｔ ｐｒ ｅｔｅｈｏ ｇ ； ｉｕｌｅ ｉ ； ｅ ｏ Ｋ ｙ ｒｓ ：ｉｕ ｅ ｅｍ ｎ ｔ ｎｌ ｖ ｔ ａｔ ｎｔ ｒ ｗ ｒａ ｘ ｉ ｌ ｃ ｏ ｙ ｒ ａｒ ｙ ｌ ｗｋ
医学教育与其他学科的教育有所不 同， 不但要
传授 医学理论 、 医学 原理 ， 而且还是 一 门实 践性很 强 的学科 ｊ 。实验 和实 习贯 穿 了整 个 医学 教 学 过程 ，
京： 中国青年 电子 出版社 ，０ ６ ２０
［］ ４ 李建 民． ｒ ｍ ｅｖ 网页制作标准教程［ ． Ｄｅ ｗ ａ ｒ ａ ｅ Ｍ］北京： 北京
虽然各软件的层功能基本类似 ， 均是对象 的载
理工大学 出版社 ，０ ６ ２ ０
收稿 日期 ：０ ９０ ．４ ２０ －９１ 作者简介 ： 刘鹏涛 （９ ８） 男 ， １７ 一 ， 山东潍坊人 ， 教师 ， 硕士 ， 主要研究方向 ： 计算机科学与技术。
一
定 的实际工 作能力 。 医学实 验是现代 医学 教学 中必不 可少 的一个环
节， 在医学院校 的教育中 占有重要地位。但多数 医 学院校实验条件有限 ， 特别是近年来医学教育的改 革和招生规模的急剧扩大而带来的实验资源紧缺等 问题 ， 使很多实验无法正常进行 ； 现有实验设备受制
虚拟仪器实验报告
虚拟仪器实验报告虚拟仪器实验报告引言虚拟仪器是一种基于计算机技术的新型实验设备，它通过软件模拟各种实验仪器的功能，使得学生可以在电脑上进行实验操作和数据分析。
本文将探讨虚拟仪器在教育中的应用，并通过一个具体的实验案例来展示其实验效果和优势。
一、虚拟仪器在教育中的应用1. 提供实验资源丰富虚拟仪器可以模拟各种实验设备，如示波器、信号发生器、光谱仪等，为学生提供了丰富的实验资源。
学生可以通过虚拟仪器进行多种实验操作，从而拓宽实验内容和范围。
2. 提高实验操作的安全性传统实验设备操作存在一定的风险，如高压电、有毒气体等。
而虚拟仪器通过模拟实验操作，避免了学生在实验过程中受伤的风险。
这对于初学者来说尤为重要，可以让学生在安全的环境下进行实验操作。
3. 提供实验数据的准确性虚拟仪器能够精确记录实验过程中的各种数据，避免了人为因素对数据的影响。
学生可以通过虚拟仪器获取准确的实验数据，并进行数据分析和处理，提高实验结果的可靠性。
二、虚拟仪器实验案例：电路实验以电路实验为例，通过虚拟仪器进行实验操作和数据分析。
1. 实验目的本次实验旨在通过虚拟仪器模拟电路实验，探究电路中电流、电压和电阻之间的关系，并验证欧姆定律。
2. 实验步骤首先，通过虚拟仪器搭建电路实验装置，包括电源、电阻、导线等元件。
然后，设置电源电压，并通过虚拟仪器测量电路中的电流和电压。
记录数据后，进行数据分析和处理。
3. 实验结果通过虚拟仪器获取的实验数据，可以绘制电流-电压曲线和电流-电阻曲线。
通过曲线分析，可以验证欧姆定律，并得出其他相关结论。
4. 实验优势通过虚拟仪器进行电路实验，不仅可以提供安全的实验环境，还可以准确记录实验数据。
学生可以通过虚拟仪器进行多次实验，观察不同条件下的实验结果，加深对电路原理的理解。
结论虚拟仪器在教育中的应用具有重要意义。
它丰富了实验资源，提高了实验操作的安全性，同时也提供了准确的实验数据。
通过一个具体的电路实验案例，我们可以看到虚拟仪器在实验过程中的优势和效果。
虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的应用
虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的应用一、引言医学这门专业实践性强，而实验教学是培养学生动手能力的主要手段。
虚拟仿真实验(Virtual Reality，简称VR)是依托计算机技术所发展而来的一种新型的实验方法，这是集触、听、嗅等多种感觉为一体的一个虚拟现实世界，营造出高度仿真的虚拟实验对象及实验环境，让用户能够在此环境下利用虚拟的实验器械完成预定实验项目，在医学各个学科中得到广泛应用，极大推动了医学发展。
二、传统的医学实验教学的局限医学院校传统的实验教学在方式方法上都存在局限，限制了医学的深层次提高及发展。
[2] 第一，实验模式无法充分调动学生积极性。
医学院校传统的实验教学多采取的是遵循式的教学方式，这种方式是教师讲解为主的一种比较程序化的教学模式，所有的实验内容及步骤都是教师拟定好的，学生只是被动操作，教学属于"讲解-接受";这种单向的传输状态。
学生对所有实验仅是实现了机械性完成，很多设计性实验在这种实验模式下都不能正常开展。
且这种实验模式下，学生学习被动，知识掌握不灵活，思维不能科学创新，学习主观能动性受到极大压制，分析问题能力还有解决问题的能力不能获得应有提高。
[3]第二，实验场地及经费限制实验正常开展。
医用电子实验的实验对象是需要对患者进行检验的仪器，在实验过程中，学生稍有不慎出现操作性失误就可能导致仪器灵敏性降低，使得患者病情误诊，甚至会带来严重医疗纠纷。
加之院校内实验场地有限，教学经费紧张，很多实验都知识涉及最简单的电子操作，而对于很多复杂性的电子操作，因仪器昂贵，多只是教学示教，学生基本没有动手机会，这种实验教学方法严重束缚了学生的动手能力。
[3]三、虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的应用将虚拟仿真实验应用到医用电子实验教学上极大改进了医学院校传统实验方法及实验模式，为学生提供了大量动手实践机会，有效培养了学生的动手能力，使学生思维不断创新，学习主观能动性高，分析问题及解决问题能力获得了长足发展，主要来讲，虚拟仿真实验在医用电子实验教学上的优势有如下几个方面：第一，虚拟仿真实验下教学设备极大改善。
虚拟仪器在信号处理和教学实验中的应用
虚拟仪器在信号处理和教学实验中的应用
虚拟仪器是一种仿真软件，主要用于信号处理和教学实验。
它与真实仪器类似，但却具有更广泛的应用和更高的性能。
因为虚拟仪器可以充分利用计算机资源为用户提供实时性能，而不受现实世界的空间、时间和财政限制，使其在信号处理和教学实验中应用更加广泛。
在信号处理中，虚拟仪器允许用户进行大规模、复杂的计算，以实现信号处理的正确性和可靠性。
它可以模拟复杂的信号处理系统，使研究人员可以尽可能快地获得所需的结果。
此外，虚拟仪器还允许用户在不进行物理实验的情况下，进行软件仿真来验证设计思路的可行性。
在教学实验中，虚拟仪器可以用以实现更为高效和更安全的教学演示。
面对数量众多而且高度复杂的学生，教师可以更有效地进行设计和实现实验目标。
虚拟仪器可以帮助教师管理试验，基本上具有新建数据库、采集和分析数据等功能，大大提高了课堂教学的效率。
虚拟现实技术在医学诊断中的应用研究
虚拟现实技术在医学诊断中的应用研究虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种集合计算机图形、声音、头戴式显示器等多种现代科技于一体的高科技产物，可以感官和生理上向用户传达真实的感觉和体验。
近年来，虚拟现实技术被广泛应用于医学领域，成为医学领域的一项新兴技术。
本文将分析虚拟现实技术在医学诊断中的应用研究。
一、虚拟仿真技术在手术模拟中的应用随着对术前准备的要求越来越高，临床实习生和研究生对于手术仿真技术的需求也日益增多。
随着计算机图形学的不断发展，手术仿真技术逐渐成为现代医疗技术的热点领域，也是近年来虚拟现实技术在医学领域中的突出应用。
通过模拟手术过程，医生们可以获得真实的生理及解剖信息，提前发现操作及手术的难点及风险。
此外，手术仿真技术还可以对医学生、实习生和住院医师进行手术指导和培训，以避免手术风险。
二、虚拟现实技术在病例分析中的应用在诊断和治疗过程中，医生需要进行广泛的病例分析，对于某些特殊的疾病，医生可能需要从头开始对病例进行分析。
虚拟现实技术可以在医生实际处理病例前，基于解剖知识等信息，在计算机上生成相关的3D形象。
通过这些形象，医生可以清晰地了解病人的病情，减少操作风险。
此外，虚拟现实技术还可以在病历管理、医院管理及医疗信息化管理方面为医生提供良好的支持，以提高医院信息工作的效率。
三、虚拟现实技术在心理治疗中的应用近年来，虚拟现实技术的应用不仅限于手术模拟和病例分析方面，还可以用于临床心理学治疗中。
通过虚拟环境，医生可以摆脱传统心理治疗所遇到的限制，更好地针对病人的问题进行分析和解决，而不必担心病人不接受、不信任甚至拒绝传统心理治疗。
通过虚拟实验来恢复病人的日常状态，其效果也越来越受到医生及病人的青睐。
四、虚拟现实技术在病人康复中的应用在病人康复中的应用，虚拟现实技术可以为病人提供更好的康复效果。
例如，在脑卒中患者康复过程中，可以使用虚拟现实技术来提高患者的运动能力、促进协调能力的恢复，同时避免因时间和空间限制而难以进行的系统练习。
虚拟仪器技术在医学影像实验课程中的应用及研究
虚拟仪器技术在医学影像实验课程中的应用及研究摘要：在科学技术的不断发展的情况下，逐渐兴起的虚拟仪器技术在我国教育体系中的地位越来越高。
本文探讨了该技术在医学影像实验教学中的应用，构建了一个仿真的医学影像技术实验环境，采取人机交互方式实施实验，具有创新性、交互性、智能性、仿真性、开放性和可扩展性等优点。
在增强影像技术实验教学效果、提高学生学习兴趣、培养学生操作技能和思维能力等方面取得显著效果。
abstract: along with the development of science and technology, the arisen virtual instrument technology in our country plays a significant role in education system. this paper discusses the application of virtual instrument technology in medical imaging experiment teaching, constructs a simulated medical imaging technology experiment environment. it takes the man-machine interactive way, and has innovative, alternation, aptitude, simulation, openness and expansibility, etc. it achieves positive result in improving experimental teaching effect, improving students’interest in study, and fostering students’ skills and thinking ability.关键词：虚拟仪器技术；医学影像技术；课程评价；虚拟实验key words: virtual instrument technology；medical imagingtechnology；curriculum evaluation；virtual experiment1 概述随着现代医学实验课程的不断发展，传统的医学仪器实验由于场地、维护费用等现实条件的限制，大部分医学院校的实验教学资源都比较匮乏，使得医学实验教学不得不寻求更新的更符合时代要求的实验手段。
虚拟仪器技术的应用案例
虚拟仪器技术的应用案例一、引言虚拟仪器技术是指利用计算机技术和现代传感器技术，将实验仪器的硬件部分和软件部分相结合，形成一种新型的、集成化的实验仪器。
虚拟仪器技术的应用已经得到了广泛的推广和应用。
本文将介绍虚拟仪器技术在生物医学领域中的应用案例。
二、生物医学领域中虚拟仪器技术的应用1. 生物医学信号处理生物医学信号处理是指对人体生理信号进行采集、预处理、特征提取等过程，以便于进行疾病诊断和治疗。
虚拟仪器技术可以通过采集人体生理信号，并对其进行数字化处理，然后再进行特征提取和分类诊断。
例如，在心电图检测中，可以使用虚拟心电图分析系统来自动检测心电图波形，并对其进行诊断。
2. 生物医学成像生物医学成像是指利用各种成像设备来获取人体内部结构和功能信息的过程。
虚拟仪器技术可以通过将不同成像设备获取到的数据整合起来，并进行图像处理和分析，来得到更为准确的诊断结果。
例如，在核磁共振成像中，可以使用虚拟成像技术来对成像数据进行重建和处理，以便于更好地显示人体内部结构。
3. 生物医学仿真生物医学仿真是指利用计算机技术来模拟人体生理过程和疾病发展过程的过程。
虚拟仪器技术可以通过将人体生理模型与实验数据相结合，来进行生物医学仿真。
例如，在心脏病模拟中，可以使用虚拟心脏模型来模拟不同类型的心脏病发展过程，并对其进行预测和诊断。
三、案例分析以生物医学信号处理为例，介绍虚拟仪器技术在该领域中的应用案例。
1. 心电图检测系统心电图检测系统是一种基于虚拟仪器技术开发的心电图分析软件。
该系统可以自动检测心电图波形，并对其进行分类诊断。
该系统采用了多种信号处理算法和人工智能算法，能够从复杂的心电信号中提取出相关特征，并根据不同的特征进行分类诊断。
该系统还具有良好的用户界面，能够方便地进行数据的输入和输出。
2. 脑电图信号处理系统脑电图信号处理系统是一种基于虚拟仪器技术开发的脑电信号分析软件。
该系统可以自动检测脑电波形，并对其进行特征提取和分类诊断。
虚拟现实技术在医学实验中的应用
虚拟现实技术在医学实验中的应用近年来，虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）在各个领域中得到了广泛的应用，其中医学领域是其重要的应用之一。
虚拟现实技术以其逼真的交互体验和全沉浸感，为医学实验提供了许多新的可能性。
在本文中，我们将探讨虚拟现实技术在医学实验中的应用，以及其在该领域中的潜在影响。
首先，虚拟现实技术在医学实验中被应用于解剖学教育和培训中。
传统的解剖学教学主要依靠尸体解剖，但这种方法存在道德问题和供应不足的困扰。
而虚拟现实技术可以模拟人体器官的结构和功能，使学生们可以通过虚拟环境进行全方位的观察和学习。
他们可以通过手部控制器或者头戴式显示器，自由地游览虚拟人体，直观地了解各个器官的位置、形态和功能。
这种技术不仅提供了更加真实的视觉体验，还可以通过模拟手术操作，帮助学生们掌握手术技巧，提供全新的教学方法。
其次，虚拟现实技术在医学实验中被应用于心理治疗和康复过程中。
心理治疗和康复中的一个重要任务是帮助患者重建现实世界的交互经验。
虚拟现实技术可以模拟各种真实场景，如高楼大厦、电梯、飞机等，让患者在安全的环境下面对他们的恐惧和痛苦。
通过虚拟环境的反复曝露，患者可以逐渐克服恐惧，并建立起新的信心和勇气。
此外，在康复过程中，虚拟现实技术还可以通过模拟日常活动和运动，帮助患者恢复肌肉力量和运动协调性，加速他们的恢复过程。
另外，虚拟现实技术还在医学实验中用于手术模拟和手术规划中。
手术是一个高风险的过程，精准和熟练的技巧对手术的成功至关重要。
虚拟现实技术可以通过三维模型和实时模拟，帮助医生们进行手术规划和手术模拟。
医生们可以在虚拟环境中重现真实手术的场景，通过不同的操作实践，提高自己的技术水平。
此外，虚拟现实技术还可以将手术影像数据与患者的解剖结构相结合，帮助医生们更准确地定位和操作，降低手术风险和并发症的发生率。
虚拟现实技术在医学实验中的应用还有许多其他的领域。
比如，通过虚拟现实技术，医学研究人员可以模拟不同疾病的病理过程，分析疾病的发生机制并进行新药的筛选。
虚拟实验在医学实验教学中的应用
虚拟实验在医学实验教学中的应用目的探讨医学实验教学中引入虚拟实验的效果。
方法在2013级医学影像专业班级中选出两个实验室，对其中一实验室采用常规教学方法，调查数据记对比组；另外一个则采取虚拟实验教学，调查数据记研究组。
结果研究组理论考试平均成绩为（92.37±1.62）分，明显高于对比组（81.22±1.53）分，研究组学生技能考试成绩、学习兴趣也高于对比组。
结论医学实验教学利用虚拟实验可以提升学生成绩和兴趣。
标签：医学实验；虚拟实验；应用效果[Abstract] Objective To study the effect of the introduction of virtual experiment in the medical experimental teaching. Methods Two laboratories in the medical imaging major in 2013 were selected，one laboratory adopted the routine teaching method，and the survey data were used as the control group；the other group adopted the virtual experimental teaching，and the survey data were used as the research group. Results The theoretical examination average score in the research group was obviously higher than that in the control group，[（92.37±1.62）marks vs （81.22±1.53）marks]，and the skill examination score and learning interest in the research group were higher than those in the control group. Conclusion The medical experimental teaching can improve the scores and interest of students by using the virtual experiment.[Key words] Medical experiment；Virtual experiment；Application effect虚拟实验是21世纪最新的科技创造，其可以利用计算机仿真技术将虚拟的数字信息转变为仿真实验模型，从而实现娱乐、教学、勘探等多种活动的多元化开展。
虚拟仪器在教学实验中的研究与应用
虚拟仪器在教学实验中的研究与应用
虚拟仪器是指基于计算机技术，以软件形式模拟传统仪器操作的一种教学工具。
相对
于传统实验仪器，虚拟仪器具有成本低、操作简便、易于控制、可重复等优点，同时还可
以减少实验装置的占地面积，避免实验中的危险因素等。
因此，虚拟仪器在教学实验中有
着广泛的应用前景。
首先，虚拟仪器可以帮助学生更好地理解和掌握理论知识。
传统的实验仪器操作需要
学生具备一定的实验技能，但是虚拟仪器却可以让学生将精力集中于理论知识的学习上，
通过模拟实验的方式，让学生更深入地了解实验原理和操作方法，提高实验教学的效果。
其次，虚拟仪器可以胜任一些传统实验仪器无法完成的任务。
例如，一些高难度、高
成本、高风险的实验，在传统实验仪器中难以实现，但是在虚拟仪器中可以完美地实现，
为学生提供更多可能的学习机会。
再次，虚拟仪器的应用可以帮助学生更好地掌握实验技能。
由于虚拟仪器并非真正的
实验操作，学生可以在其上放心尝试和练习，不必担心在实验操作中导致的损耗和浪费。
虚拟仪器还可以多次复盘实验，以检视操作过程和结果，提高实验技能的掌握程度。
最后，虚拟仪器具有良好的交互性，可以让学生更快捷地与教师进行反馈和互动。
学
生可以直接在虚拟仪器中查看和分析实验结果，并即时将自己的疑惑提交给教师进行解答，实现教师和学生之间的实时互动。
虚拟仪器在教学实验中的研究已经取得了许多成果，具有广泛的应用前景。
而要在实
践中更好地发挥虚拟仪器的作用，需要进一步研究和探索，不断优化其的功能、性能和用
户体验，为实验教学提供更加优质的教育资源。
虚拟仪器在实验教学中的应用
虚拟仪器在实验教学中的应用
近几年来，教育技术的发展与实验室教学环境的改进，使虚拟仪器在实验教学中的应用受到了广泛的重视。
虚拟仪器是指使用软件模拟真实电子仪器的一种仪器技术。
它采用统一的标准界面，可以将复杂的实验过程，如信号的模拟、采样等，模拟成简单的操作，易于学生掌握。
首先，虚拟仪器可以提高实验效率。
实验中，虚拟仪器可以减少不必要的步骤，有效地增加实验速度，提高实验效率。
此外，虚拟仪器还可以实现对实验结果的在线监控，可以有效保证实验过程中实验结果的准确性，确保实验工作的稳定性和可靠性。
其次，虚拟仪器可以提高实验教学的安全性。
由于虚拟仪器是通过软件的模拟来实现的，它可以将实验教学过程中的操作风险降到最低，减少对学生的安全隐患。
同时，它还可以减少实验教学过程中可能出现的破坏性的问题，如爆炸、火灾等，有效保护实验室的安全。
此外，虚拟仪器还可以提高教师的教学研究水平。
因为虚拟仪器可以模拟各种工作环境，帮助教师和学生能够迅速地掌握实验过程，同时也可以帮助教师尝试更多的实验，从而提高教师的教学研究水平。
最后，虚拟仪器可以提高实验教学的信息化水平。
虚拟仪器可以将信息化应用到实验教学中，即实现实验过程中的知识技能示范和简单实验任务的计算机模拟，有效地实现实验教学的信息化。
综上所述，虚拟仪器在实验教学中有很多应用。
它可以提高实验效率、提高实验教学的安全性、提高教师的教学研究水平，以及提高实验教学的信息化水平，有助于提升实验教学质量，促进学生的学习发展。
因此，现在，许多高校和研究机构都在积极开展虚拟仪器实验教学的研究和应用，以帮助学生掌握相关技能，实现学习成果。
虚拟仪器技术的应用案例
虚拟仪器技术是一种基于计算机和软件的测量和控制系统，它可以通过软件模拟各种物理、电学或机械设备，以实现各种测试、分析和控制任务。
以下是虚拟仪器技术的应用案例：
虚拟测试平台：将虚拟仪器技术应用于汽车、航空航天等领域，可以构建出真实且可靠的虚拟测试平台，对各种零部件进行测试和仿真。
生产线监测：利用虚拟仪器技术，可以开发出能够监测生产线的工作状态和性能的虚拟仪器，从而提高生产效率并减少故障。
医疗诊断：虚拟仪器技术可以应用于医疗领域，如开发出虚拟血压计、心电图等设备，可以帮助医生更快速、更准确地进行疾病诊断和治疗。
环境监测：虚拟仪器技术可以应用于环境监测中，如气体检测仪、水质监测仪等，能够及时检测环境污染并采取相应的措施。
教育培训：虚拟仪器技术可以被应用于教育领域，如开发出虚拟实验室、虚拟仪器等，可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
总之，虚拟仪器技术在各个领域都有广泛的应用，通过模拟真实设备，可以提高测试效率和准确性，并降低成本。
[生物科技行业管理]虚拟仪器在生物医学信号检测与处理
![[生物科技行业管理]虚拟仪器在生物医学信号检测与处理](https://img.taocdn.com/s3/m/d455c920c8d376eeafaa3138.png)
（生物科技行业）虚拟仪器在生物医学信号检测与处理虚拟仪器在生物医学信号检测和处理作者：杨甜甜整理转贴自：慧聪教育网时间：2009-12-711:55:40 【打印】【关闭】王伦华裘奕晨张传硕（杭州电子科技大学浙江交通职业技术学院）摘要：介绍了虚拟仪器的概念、系统组成以及采用虚拟仪器和LabVIEW软件研发生物医学信号检测和处理实验系统的方法和技术，给出了虚拟仪器和LabVIEW在心电图测量中的应用实例。
关键词：虚拟仪器、LabVIEW、虚拟医学仪器、生物医学信号检测和处理实验系统、心电图测量壹、虚拟仪器概述计算机技术、微电子技术、软件技术、现代测量技术、电子仪器技术和通信技术相结合，产生了里程碑意义的新壹代仪器——虚拟仪器。
20世纪80年代中期，美国国家仪器X 公司（NationalInstrumentX公司，简称NIX公司）首先提出了虚拟仪器（VirtualInstrument，VI）的概念，认为虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及创建图形用户界面的软件组成的测控系统，是壹种由计算机操纵的模块化仪器系统。
它的出现开创了个人计算机仪器时代，开辟了测量测试技术的新纪元。
虚拟仪器是壹种新兴的构造仪器，壹种功能意义上的仪器，是以具备控制、处理分析能力的软件为核心的软仪器。
其思想是在最少量的硬件模块的支持下，通过软件将计算机硬件资源和仪器硬件有机地融合为壹体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在壹起，利用计算机来管理、组织仪器系统，主要用软件来实现传统仪器中的绝大部分甚至全部由硬件电子电路实现的功能，有限的硬件则是为虚拟仪器的正常运行提供信号输入、输出的物理接口，这样就大大节省了物质资源，增加了系统的灵活性。
二、用虚拟仪器研发生物医学信号检测和处理实验系统的技术方法1、可行性分析对于大多数生物医学测量仪器来说，不管它多么复杂，壹般都能够分解为三个主要部分：传感器（包括电极）、放大器和测量电路、数据处理和显示装置。
虚拟仪器和LabVIEW在生物医学信号检测处理中的应用
虚拟仪器和LabVIEW在生物医学信号检测处理中的应用
1 简介
全部的测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和结果显示等三大部组成。
其中数据分析和结果显示彻低能用PC机的软件系统来完成，因此，只要额外提供一定的数据采集硬件，就可用PC机组成测量仪器。
基于PC机的测量仪器就称之为虚拟仪器。
在虚拟仪器中，用法相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可实现功能彻低不同的测量仪器。
软件系统是虚拟仪器的核心，软件定义仪器，因此说“软件就是仪器”。
因为虚拟仪器的详细功能都是通过软件编程控制或定义的，一方面用户彻低可按照需要定制仪器功能，另一方面，用法相同的硬件就可得到多种测量仪器；虚拟仪器都采纳可视化的图形编程语言和平台，提供十分丰盛、功能强大的数据处理软件包，因此，虚拟仪器具有经济、编程容易迅速、用法便利等突出的特点。
2 利用虚拟仪器举行生物医学信号采集与分析的技术办法
2.1 可行性分析
医学测量系统同样由数据采集、数据分析和结果显示等三部分组成，但因为其测量的对象是人体(人体是相当复杂的生命有机体)，而且测量系统和被测人体间存在显然且复杂的互相作用，所以，又不同于普通的测量仪器系统，医学测量系统不仅要求更严格的技术性能，如噪声性能、抗干扰能力、测量精度及牢靠性等等，而且还有一些特别的要求，如平安性等。
从功能模块上分析，事实上只是数据采集部分的前端（称为信号调理器），即信号拾取、放大部分及其供电电源|稳压器|稳压器别出心裁，尤其是前置的设计很独特，如要求高输入阻抗、浮地隔离、低噪声等等，而其他部分则没有什么两样。
用虚拟仪器组成某种参数或信号的测量仪器，均需用户提供专用的信
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虚拟仪器技术在检测技术课程教学中的应用
虚拟仪器技术在检测技术课程教学中的应用检测技术课程对于培养学生的综合能力具有十分重要的作用，采用虚拟仪器技术辅助检测技术课程教学能够极大地充实教学手段，提高教学效果。
标签：检测技术；虚拟仪器；教学手段当今世界科学技术飞速发展，发达国家正在进行以信息技术革新为代表的产业变革。
作为信息技术的三大支柱之一的检测技术，在这场变革中必将发挥不可替代的作用。
为了适应这种快速变革的需求，不少院校都将检测技术定为重点建设课程，希望为学生打下较为坚实的理论基础，使其具备适应这种变革的能力。
通过多年的教学实践我们发现由于检测课程所涉及的知识点较多且较为抽象，如果仅依靠传统的教学方法进行课堂授课，很难达到预期的教学效果。
为了提高教学效果，完善学生的知识体系，我们在教学过程中尝试将虚拟仪器引入到检测技术课程教学中，并取得了较好的教学效果。
一、检测技术课程的主要特点作为相对年轻的研究领域，检测技术的教学内容涉及面较广，内容更新较快，具体来说具有如下特点：（一）涉及的新知识点多。
检测技术教学内容包含将信号引入检测系统、对信号进行分析处理以及对结果进行展现等三个主要环节。
上述教学内容涉及到信号分析、数据采集、滤波器、数据总线、数据分析等知识点。
这些知识点中一部分是在以前的学习中已经完整的学习过，但大多数属于在以前接触过但没有进行深入学习，或者是全新的知识点。
这样就要求教师在进行教学时必须深入掌握学生的知识基础，提高教学效率，将教学重点放在学生掌握的不够的知识点上，力求在课时内完成教学计划。
（二）知识较为抽象。
检测技术教学内容知识点不仅多，而且不少知识点较为抽象。
有的抽象的知识点可以采用实际中的例子加以类比，例如：讲述自动测试系统结构时，可以以现有的测试系统为例进行讲述。
但有的知识点不便于用实例进行讲述，例如：讲述各种测控总线的通信协议时，往往只能做介绍性的讲述，很难用便于理解的形式进行讲述。
（三）实践手段匮乏。
对于检测技术课，实验是必不可少的教学部分，但由于传统实验所需仪器数量多、场地大、投入资金巨大，使得现有的教学资源无法满足实验需求。
虚拟仪器技术在医疗仪器教学中的应用
器实验 设备价格偏高 不能及时更新， 限性较大 ， 局 导致 实验教学缺乏灵活性等， 这种状况在一定程度上影响了
学 生 学 习 的积 极 性 ， 时也 不 利 于培 养 学 生探 索 和 创 新 同 能力 。 我 们 现 在 采 用 硬 件 实 验 和 虚 拟 实验 相 结 合 的 形
ｓ ｎｇｈ ｎｓｓｕ ｅ ｔ ’ ｎｔｕｓａ ｍ ｄ ｃｅ ｔｖｔ ｉ ｅ ｐｅｉ ｎ ｓ ｔｉ ｌａ ｌ ｘ ｏ ａｉ ｎ ｏ ｓａ ｉｈｉｇ ａｎ ｗ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｃ ｎｇｐｌｎ ￣ｅ ｔｅ ｔｄ ｎ ｓ ｅ ｈ ｉｓ ａ ｒａ ｉｉ ｎ ｘ ｒｍｅ ｔ．Ｉ ｓａｖａｕ ｂｅ ｅ ｐｌｒ ｔｏ ｆｅ ｔｂｌ ｎ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｔａ ｈｉ ａ ｎ ｙ ｓ ｏｆ ｈ ｒｎｃｐｅｏ ｔ ｅｐ ｉ ｉ ｌ ｆｍ ｅ ｉａ ｔｕ ｅ ｔａ ｄｏ ｈｅｒ ｓ ａ ｃ ｃ ｎ ｅｅ ｘ ｒｍ ｅ ｔ１ ｅ ｃ ｉ ｇｍ ｏ １ ｄｃ １ｎｓｒ ｍ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｒｈ—ｅ ｔｒ ｄｅ ｐｅｉ ｎ ａ ａ ｈ ｎ ｄｅ． ｉ ｎ ｔ
了解 和 掌握 人 体 主 要 生理 参 数 的特 点 、 检测 方法 及 分 析 等 方面 的知 识 。 但 是 由于 这 类 实验 的系 统 结构 复杂 ， 学 生 受 实验 条 件 和 硬件 等 因素 的限制 ， 致 实验 内容 往 导 往 不 够 全 面 ， 约 了实 验 教 学 的 质 量 ， 外 这 种 医疗 仪 制 另
方法 、理论和新的仪器结构不断出现， 计算机和仪器的
结合 是 目前 仪 器 发 展 的一 个 重 要 方 向。 以虚 拟 仪 器 的 尤 出现 和 崛起 为代 表 。 为 了 改革 教 学 方 法 、不 断 更 新 实
虚拟仪器在实验教学中的应用
虚拟仪器在实验教学中的应用
虚拟仪器是指使用计算机技术、虚拟现实技术等手段模拟高精度、高
复杂度的实验系统，对实验操作进行模拟和仿真的软件系统。
虚拟仪器已
经成为实验教学中的一种趋势，受到了越来越多教师和学生的欢迎和支持。
以下是虚拟仪器在实验教学中的应用：
1.实验预习和复习：通过虚拟仪器，学生可以在课前和课后模拟实验
操作，了解实验原理和流程，有助于增强学习效果。
2.节约实验设备和资源：虚拟仪器可模拟不同实验设置，并在实验室
之外进行实验操作，节约了实验设备和资源的开销。
3.促进学生的实验能力和创新思维：通过虚拟仪器，学生可以自由地
探索和发现，培养实验能力和创新思维。
4.提高实验数据的准确性和可靠性：虚拟仪器可以通过细致的操作过程，减少实验操作误差的产生，提高实验数据的准确性和可靠性。
5.增加实验的安全性：虚拟仪器可以模拟危险性实验操作，减少实验
带来的安全隐患。
总之，虚拟仪器在实验教学中的应用不仅可以提高实验效果，降低实
验成本，还有利于培养学生创新和实验能力，是一种有广阔发展前景的教
育技术。
虚拟现实技术在医学模拟实验中的应用教程
虚拟现实技术在医学模拟实验中的应用教程随着科技的不断进步，虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）逐渐融入了各个领域，医学模拟实验也不例外。
虚拟现实技术为医学教育和培训提供了更加真实、沉浸式的学习环境，使医学生和医护人员能够更好地掌握专业知识和技能。
本文将介绍虚拟现实技术在医学模拟实验中的应用方法和技巧。
虚拟现实技术是一种通过计算机生成的图像和声音模拟真实环境的技术。
在医学模拟实验中，虚拟现实技术可以创建各种医学场景，并提供互动性，使学习者能够进行实际操作和体验，从而更好地掌握医学知识和技能。
下面将介绍虚拟现实技术在医学模拟实验中的具体应用教程。
首先，选择合适的虚拟现实设备和软件。
目前市面上有各种不同类型的虚拟现实设备可供选择，如头戴式显示器（head-mounted display，简称HMD）、手柄控制器等。
选择设备时应考虑其性能、价格和兼容性等因素。
同时，选择一款功能强大、易用的虚拟现实软件也非常重要，比如Unity、Unreal Engine等。
其次，根据教学目标和需求设计虚拟现实场景。
根据具体学习内容和目标，设计适合的虚拟现实场景。
可以利用虚拟现实技术实现的功能包括：模拟手术场景、疾病诊断、病例讨论等。
在设计过程中，应注重真实感和互动性，使学习者能够身临其境地进行学习和实践。
然后，制作虚拟现实场景和模型。
利用虚拟现实软件进行场景建模和模型制作。
可以使用3D建模软件创建医学设备、人体器官等模型，或者使用虚拟现实软件自带的模型库。
在制作过程中，需要注意细节的表现和视觉效果的真实性，以提供更真实的学习体验。
接下来是编写交互脚本和动画。
在虚拟现实场景中，可以通过编写交互脚本和动画，使学习者能够进行真实的操作和互动。
例如，在模拟手术场景中，可以编写手术操作的脚本和模拟真实的器械使用过程，以提高学习者的实践能力。
最后，进行虚拟现实实验教学。
在虚拟现实实验教学过程中，可以利用虚拟现实设备和软件进行学习和实践。
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（ ） １０ ２ ：１．
（ 上接 第 ２ ７页）
小结 整个制冷领域网络虚拟实践教学系统具有以下特点 ：１ 提供了一个学生主动学 （）
习的环境。学生不受时间、 空间的限制 ， 自己的计划进度 自 按 主的进行学习。（ ） ２ 通过文 字、 图片和动画等教学手段使教学的内容更形象 、 丰富、 生动， 可提供更强的学习刺激 ， 以
养， 对于将其培养成为一名知识广、 基础厚 、 能力强的高层次ｌ床医师是极其重要的。通 临
过开设医学信号检测分析课程并应用虚拟仪器进行实验教学， 使学生在基础知识 、 动手能 力和创新思维等方面都得到了显著的提高 ， 学生对本课程的学习也产生了浓厚的兴趣 ， 比
传统的仅靠理论教学和信号处理中枯燥的公式推导更易于被学生接受。相信随着虚拟仪 器和现代信号处理技术的发展， 医学信号检测分析课程在现代化教学方法改革和七年制
Ｉ ｔ ｎ ｔ ｎ ｏ ｆｒｎ ｅｏ ｏ ｕｅ ｄ ｃ ｔ ｎ ｎｅ ａｉ ａ Ｃ ｎｅｅ ｃ ｎ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｉ Ｅ ｕ ａ ｏ ． ｒ ｏｌ ｓ ｎ ｉ
通过上述编程语言开发的相关虚拟仪器， 包括多通道示波器、 数字万用表、 函数／ 任意波形
发生器、 滤波器、 频谱分析仪 、 动态信号分析仪 、 心电自 动分析系统 、 心音三维分析系统等。 ２２ 虚拟仪器实验系统的特点 ． 应用虚拟仪器构成实验系统 ， 具有以下优点 ： （） １ 显著降低实验设备费用 目 ， 前 我们实验室配备了 ｌ Ｏ套虚拟仪器实验系统 ， 总 投资约 ３ 万元 ， ０ 而如果采用功能固定的台式仪器， 配备 ｌ 套完成上述功能的设备， ０ 约需
Ｅ ｔ ｖｎ ｉｈ ｅ 公式计算出其余导联信号， ｎｏ 使学生了解心电信号计算机采集的全过程。 图２ 为医学信号滤波和频谱分析的虚拟仪器系统 ， 该程序可以将采集的医学信号进 行所需的数字滤波 ， 并对滤波前后的信号进行频谱分析， 以便使学生了解滤波的效果。图 中原始信号为混有 ５Ｈ 交流干扰的心电信号， ０ｚ 经上下边带截止频率为 ４Ｈ 和 ５Ｈ 的 ７ｚ ３ｚ 带阻滤波器滤波后 ， Ｈ 干扰被明显滤除 ， ５ ｚ ０ 从傅立叶变换（ Ｆ ） Ｆ Ｔ 的结果 中可以明显看出
［］ １ 郑 玉． 基于 ｗｂ ｅ 的计算机辅助教学系统［］ 电子工程师， ０ （）１ — ７ Ｊ． ２ １２ ： １ ０ ５ ． ［ ］ ａａ ａ ｅｉ ｅ ｌ ｍ ｎ ｌ ｏｅｆ ｓｎｅｅ ｎ ｇ ｓ ｇｈ Ｉｅ ｅ Ｊ．ｏ ｐｔ ｄＥｕａ ２ Ｋ ｔ ｓ ｒ ｉ ｄｖｏ ｅｔ ｍ ｄｌ ｒ ｉａｃ ｌ ｒｎ ｉ ｅｎ ｍ ｔ ］Ｃｍ ｕ ｒ ｄｃ ｉＰ ｓ ｔ Ａ ｅｐ ａ ｎ ｄｔ ａ ｉ ｕ ｎ ｔ ｔ ［ ｏ ｅａ ｎ —
图２ 医学信号滤波和频谱分析虚拟仪器系统
为通过信号处理得出的心音三维时频分布图谱， 右面的曲线为对应光标时刻心音信号的 二维频谱图。通过该虚拟仪器系统， 学生可以了解心音分析的过程和信号处理 的最新方
法在医学上的应用。
结语 对于七年制医学生来说 ， 知识结构的更新 ， 动手能力 、 实验技能和创新思维等的培
感器 、 医学信号采集、 相干平均与相关分析 、 滤波器设计与频谱分析、 心电信号特征提取 、 小波变换及其应用等。
学生通过学习和实验， 可以掌握： 通过不 同类型的电极和传感器 ， 将诸如心电、 、 心音 体温 、 、 呼吸 血压、 、 脉搏 血氧饱和度等医学信号转换为电信号的方法 ； 通过信号调理和信 号采集 ， 将上述信号采集到计算机的方法 ； 通过各种信号处理方法 ， 提取信号、 抑制干扰、 提取信号的特征及计算机 自 动分析诊断的方法等 ， 使学生能够深入了解和掌握通过计算 机进行医学信号检测分析的全过程 ， 为将来的医学应用打下了坚实的基础。
２３ 虚拟仪器实验系统的应用 ．
我们实验室通过建立医学信号检测分析实验系统 ， 开发了相应的虚拟仪器， 在实际教 学中效果显著。图 １ 为医学信号采集中心电信号同步采集的虚拟仪器系统 ， 该程序 同步 采集标准 Ｉ Ｉ １ Ｖ 的 ８ 、、 一 ６ ＩＶ 导联体表心电信号， 实时显示在虚拟心电示波器上， 并能通过
（９５ ． １９ ）
［］ ｃ ａ ｔ ｉ ａｕｉｒｔ ａ ｅ ｎｒｉ ｔ ｂ ｅ ｕ ｔｎ ｓｍ Ｃ ．ｒ ｅ ｉ ｔ ４ Ｓｈ ｇ ｅＧＶｒｌ ｎ ｅ ｉ． ｗ ｅｅ ｔｎ ｆｅ— ａ ｄ ｄｃ ｉ ａｓ ｔ ［ ］Ｐ ｃ ｄ ｇ ｆ ｅ ｌｅｒ ｔ ｖ ｓｙ ｎ ｇ ａｏ ｏｎ ｕ ｓ ｅ ａｏ ｙｅ ｌ ｏ ｅ ｎ ｏ７ｈ
摘 要： 探讨了七年制医学生医学信号检测分析课程的内容和虚拟仪器新概念在实验教学
中的作用， 介绍了虚拟仪器实验系统的构成、 特点和应用情况， 讨论了在现代化教学方法改革
中应用虚拟仪器新技术的重要性 。
关键词： 虚拟仪器； 医学信号检测分析； 现代化教学方法
中图分类号 ： Ｐ ９． 文献标识码： 文章编号： ０２４ ５ （０５ ０ —０ ８０ Ｔ ３ １９ Ｂ １０ —９６ ２０ ） １０２ —４
学生培养中将会发挥更重要的作用 。
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李 桥， 虚拟仪器在医学信号检测分析实验教学中的应用 等：
３ ｌ
图３ 心音信号小波变换和三维时频分析虚拟仪器系统
参考文献 ：
［］ １ 张志诚， ． 等 理科和医科结合共同 培养高级医学专门人才［］ 中国高等医 Ｊ． 学教育 ．９３ （）３． １ ， ： ９ ３ ６
ｔｎ３ （０ ０ ． ｉ ２ ２０ ） ｏ
［］ ａ ａｔ ．ｎｉｅ ｃｖ ｍ ｌ ｅｉｔｏａｆ ｅ ｔｆ ｅ ｅｇ［］Ｃｍ ｕ ｒ ｄｃｔｎ ５ ３ Ｖ Ａ ｓＪ Ａ ｔａｉ ｕｉ ｄ ｔｉ ｒ ｓｓｎ ｒｃ ｄｓｎ Ｊ．ｏ ｐｔ ＆Ｅｕａｏ ２ ｎ ｌ ｗ ｎ ｒ ｔｅ ｔ ａｕ ｒｌ ｕ ｒｉｅａ ｉ ｍ ｏ ｅ ｉ
虚拟仪器技术是现代数字信号处理技术与计算机技术相结合而产生的一种新的仪器
模式。它通常是由一台计算机为基础， 添加虚拟仪器软件和必要的信号调理和数据采集
模块构成。虚拟仪器克服了传统仪器的功能在制造时就被限定而不能被改变 的缺陷， 摆
脱了由传统的台式仪器相互连接构成测试系统 的模式。它强调软件 的作用， 提出了“ 软 件就是仪器” 的概念 ， 可以根据需要通过编制不同的软件来组合成不同的检测 、 分析系 统。在医学信号检测分析课程的教学和实验中采用虚拟仪器新技术， 了很好的效果。 取得
滤波的效果 。
图３ 是对心音信号进行小波变换和三维时频分析的虚拟仪器系统Ｉ ， ２ 图的下方三条 ］
曲线分别是采集的心音信号 、 经小波变换后的心音信号和同步心电信号， 中间的彩色图谱
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３ ０
实 验 技 术
与 管 理
图 １ 心电信号采集虚拟仪器系统
信号转变为电信号； Ｎ 公司 ＳＸ 信号调理箱和必要的放大器， 美国 Ｉ ＣＩ 完成信号的隔离 、 放 大、 滤波等信号调理 ；Ｉ ６２Ｅ多通道数据采集卡 ， Ｎ 一０４ 完成将调理后的信号转换为数字信 号输入计算机； 通用微机完成数字信号的存储和分析。软件部分包括 Ｎ 公司的图形化虚 Ｉ
拟仪器编程语言 Ｌｂ ＩＷ 和基于标准 Ｃ ａＶＥ 语言的虚拟仪器编程语言 Ｉｂ ｎｏ ｓＣ Ｉ及 Ｊ ｗｉ ｗ／ Ｖ ， ａ ｄ
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实 验 技 术 与 管 理
２ ８
Ｖ １ ２ Ｎ・ ２０ ０ ２ ０１ ｏ５ ．
虚拟仪器在医学信号检测分析
实验教学中的应用
李 桥， 燕， 潘 孙文红， 延 ， 孟 张玉华， 新， 李 戚 焰 （ 山东大学医学院生物医学工程研究所， 山东济南 ２０ １ ） ５０ ２
３ ０万元 以上 。 ０
（） ２ 实验内容更加丰富 Ｌｂ ＩＷ 是一种基于图形化的编程语言 ， ａＶＥ 内部包括了实现 数字信号处理的各种虚拟仪器模块 ， 可以方便调用 ， 构成所需 的分析仪器和系统。Ｌｂ ａ— Ｗｉ ｏｓＣ Ｉ ｎ ｗ／ Ｖ 是基于标准 Ｃ ｄ 语言的虚拟仪器开发环境， 内部包含各种数字信号处理函数， 只要有基本的 Ｃ 语言知识 ， 就可很方便地设计 出所需的虚拟仪器和分析系统， 实验 内容 可根据需要随时增加 ， 灵活方便。 （） ３ 锻炼学生动手能力， 开拓思路 通过已建立的虚拟仪器系统， 学生可以自 行采集 各种医学信号， 提取感兴趣 的参数进行分析， 并对实验结果进行讨论。由于 Ｌｂ ＩＷ 简 ａＶＥ 单易学， 学生在老师的指导下很容易掌握编程方法 ， 这样可以 自 行进行实验设计， 突破了 传统的学生仅仅简单重复教师的实验内容的实验模式 ， 将课堂上所学的理论亲手用在实 验中， 加深对理论 、 方法的理解 ， 锻炼了从事科学研究的能力和分析、 解决问题的能力。
收稿 日 ２ ４ ０ — ８ 期： ０ — ０ ４ １ 作者简介： 桥（ ６一）男， 李 １ ９ ， 硕士， ９ 副教授
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李 桥， 虚拟仪器在医学信号检测分析实验教学中的应用 等：
２ 虚拟仪器在教学中的应用
２ １ 虚拟仪器实验系统的构成 ． 医学信号检测分析课程的虚拟仪器实验系统由硬件和软件两部分构成。硬件部分包 括各种类型的医学信号传感器（ 如心音、 呼吸波、 压力 、 温度传感器等） 完成将各种医学 ，
１ 医学信号检测分析的课程体系
医学信号检测分析课程包括以下内容 ： 医学信号和传感器、 医学信号采集、 医学信号 的相干平均和相关分析、 医学信号的数字滤波 、 医学信号的频谱分析 、 医学信号的特征提 取、 小波变换和人工神经网络的应用等。开设实验包括： 虚拟仪器及其编程 、 生物医学传
加强记忆、 激发学生的兴趣。（） ３界面友好， 操作简便 ， 良 具有 好的人机交互界面。（ ） ４内
容丰富， 系统性强， 不仅适用于制冷专业低年级的学生学习， 也适合制冷专业的培训工作。 通过三届本科生的学习使用 ， 实践证明本系统很好 的满足了教学需要 ， 效果良好 ， 具有很