基于MOOC的混合课程在《医学数据处理及其MATLAB实现》教学中的应用

目的探讨基于大规模在线开发课程(Massive Open Online Course,MOOC)的混合课程在《医学数据处理及MATLAB实现》教学中的应用效果。方法 2018级临床、2个班共59名学生,一班29名学生作为对照组,采用LBL教学;二班30名学生为实验组,采用基于MOOC的混合课程教学。通过课程考试和调查问卷对教学效果进行评估分析并使用excel进行t检验。结果实验组学生的总评成绩的平均成绩(84.52±5.792)高于对照组(80.08±7.815),差异有统计学意义(t=2.391,P=0.020)。调查问卷显示结果显示,实验组学生72.6%的学生认可基于MOOC的混合课程教学。结论基于MOOC的混合课程教学可以提高学生的计算思维能力,提高教学效果。

在生物信息学计算程序设计教学中培养学生实践能力

生物信息学作为一门新兴的交叉学科,涉及到生命科学、数学、物理学、计算机科学等诸多学科,处于医学研究发展的前沿。本文基于与生物信息学相关的计算机程序设计教学过程的各个环节,从教学内容、综合性实验的设计、双语教学三个方面进行了教学改革,使生物信息学计算机程序教学与医学应用实践相结合。

高等院校学生计算思维培养方式的研究

《大学计算机基础课程教学基本要求》提出要推动以计算思维能力培养为核心的大学计算机基础教学改革，在课程内容和设计过程中渗透计算学科最本质的思想方法。在2013年这方面的教学研究和改革工作就已经开始进行，通过水平测试，针对不同层次的学生，进行分级教学，并在程序设计课程中引入MATLAB，针对不同专业的学生，进行模块化教学，所有课程实行小班授课，提高学生的实践能力，引入自主学习的教学方法，并进行网络化考核。研究结果显示，学生普遍理解了计算思维的内涵。本文从以上几个方面对教改的具体实施情况进行介绍，希望对相关医学院校的计算机基础课程教学有所借鉴。

大数据时代医学生计算思维培养方式的研究

大学计算机基础课程教学基本要求提出要推动以计算思维能力培养为核心的大学计算机基础教学改革，在课程内容和设计过程中渗透计算学科本质的思想方法。为了使计算机教学与医学专业紧密结合，培养医学生的计算思维能力，天津医科大学在课程中引入MATLAB程序设计，实行小班授课，以提高学生的实践能力，针对不同专业的学生进行模块化教学，并建设试题库，进行网络化考核。本文对课程建设的具体情况进行介绍，希望对相关医学院校的计算机基础课程教学有所帮助。

基于大数据技术的糖尿病临床决策支持系统分析与展望

糖尿病是一种慢性非传染性疾病，目前只能通过长期用药和自我管理来缓解病情，无法根治。临床决策支持系统能够模拟糖尿病医疗专家诊断疾病的思维过程，向医生提供常规诊疗方案，推荐最优方案。现有的临床决策支持系统大多基于临床指南、规则、案例推理以及本体。大数据技术可获取和处理多元异构的各类数据，提供更科学的个性化诊疗方案。近年来已有基于决策树、神经网络、模糊逻辑、支持向量机、APRIORI关联规则与多维分析和时序挖掘等多种大数据处理方法应用于糖尿病的临床诊断，但其尚处于起步阶段。对基于大数据技术的糖尿病临床决策支持系统的框架进行了分析，并展望了未来的诊疗方式。

基于直接方法估算的信息熵在局部场电位编码工作记忆中的应用

目的研究大鼠在Y迷宫记忆过程中，责任脑区前额叶皮层记录的局部场电位的熵编码，为研究工作记忆的神经编码机制提供计算支持。方法实验数据：本研究所用的实验数据为4只SD大鼠在Y迷宫工作记忆过程和静息状态下前额叶皮层的各20次16通道局部场电位（LFPs）数据（其中10次正确，10次错误），由天津医科大学医学神经生物学实验室提供；LFPs预处理：对LFPs去除工频干扰和基线漂移；LFPs的时频分析与特征频段的提取：通过多窗口傅里叶变换，观察能量分布的主要频段，并通过带通滤波提取特征频段的场电位信号；16通道LFPs的熵编码：选取生理窗口为500ms，窗口移动步长为125ms，对LFPs数据序列加窗，计算每个滑动窗口内的熵值并平均，进而观察信息熵的变化趋势。结果LFPs时频分布表明工作记忆期间其能量主要集中在θ频段（4～12Hz）；θ频段LFPs在正确工作记忆实验中，工作记忆参考点前1s熵的平均值为0．939±0．020，显著大于静息状态的值（0．795±0．031），其差异具有统计学意义（P〈0．05）；而错误实验中工作记忆事件前后信息熵值无差别，未编码工作记忆事件。结论θ频段（4～12Hz）是工作记忆的特征频段；θ频段LFPs的熵有效地编码了工作记忆事件。

多通道局部场电位θ分量与锋电位的互信息对大鼠工作记忆的协同编码

目的研究大鼠在Y迷宫工作记忆过程中，责任脑区前额叶皮层记录的2类不同模态的神经信号：局部场电位（LFPs）和锋电位（Spikes）的协同编码，为研究工作记忆的神经编码机制提供计算支持。方法实验数据：4只SD大鼠在Y迷宫工作记忆过程和静息状态下前额叶皮层的多通道LFPs及Spikes数据由天津医科大学神经工程实验室提供；LFPs的数据预处理：对场电位去除工频干扰和基线漂移；Spikes的连续化：选取生理窗口为500ms，窗口移动步长为125ms，把Spikes通过发放频率的方式转换为连续信号；场电位的时频分析与特征频段的提取：通过短时傅里叶变换，获取能量分布的主要频段，并通过带通滤波提取特征频段信号，从而得到2种不同模态信号的数据对；特征频段的场电位与锋电位的互信息编码：对单通道的LFPs．Spikes数据序列加窗，计算每个滑动窗13内的互信息值，进而得到多通道的互信息值的分布。结果场电位的时频分布表明工作记忆期间其能量主要集中在0频段（4～12Hz）；4只大鼠0频段LFPs与Spikes在10次工作记忆实验中平均值为0．49±0．04、0．39±0．03、0．41±0．03、0．48±0．02，显著大于各自静息状态的值，其差异具有统计学意义（JP〈0．05）。结论0频段（4～12Hz）是工作记忆的特征频段，0频段的LFPs与Spikes的互信息有效编码了工作记忆事件。

基于长短时记忆神经网络的动态血糖预测研究

目的研究比较长短时记忆(LSTM)神经网络的单维输入、多维输入模型以及反向传播(BP)神经网络在动态血糖领域的预测效果。方法研究获取2021年6月至2022年1月天津医科大学朱宪彝纪念医院18例2型糖尿病患者血糖值及其中1例患者的运动步数、饮食摄入热量数据,建立以血糖为数据的单维输入模型和以血糖、步数、摄入热量为数据的多维输入模型两种基于深度学习中LSTM神经网络的预测模型,设置预测未来血糖的时间梯度分别为6、12、24 h,再计算预测值与实际值的均方根误差(RMSE)来评估模型间的差异,并同时基于BP神经网络建立单维预测模型,并与LSTM神经网络结果进行对比。结果6、12、24 h预测时,基于LSTM神经网络的单维预测模型的RMSE分别为0.47、0.55、0.61;多维预测模型的RMSE分别为0.31、0.50、0.56;基于BP神经网络的单维预测模型的RMSE分别为0.38、0.59、0.63。基于LSTM神经网络建立的单维预测模型与多维预测模型都展现出了较高的精确度,且模型精确度随预测时间梯度增加而降低。对同一患者进行对比之后可确定,多维预测模型的精确度更高;除此之外,LSTM神经网络的结果精确度比BP神经网络结果精确度更高。结论LSTM神经网络可作为动态血糖预测领域的有效手段。

丙泊酚麻醉对老年大鼠记忆功能影响的行为学研究

目的研究丙泊酚麻醉对老年大鼠认知功能的影响。方法选取96只雄性SD老年大鼠（16月龄）为研究对象，在丙泊酚麻醉后第7、30、90天，应用恐惧记忆实验测试老年大鼠长期记忆功能（每个时间节点各12点，共36只）；在麻醉后5d内应用自主空间探索实验测试老年大鼠工作记忆功能（每个时间节点各12点，共60只）。结果在麻醉后7、30、90d，丙泊酚组与对照组老年大鼠长期记忆功能的差异均无统计学意义（P〉0．05）。麻醉后2d内，丙泊酚组老年大鼠工作记忆功能受损（P〈0．05）；在第3、4、5天，2组老年大鼠空间工作记忆差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论实验结果表明临床剂量丙泊酚麻醉会导致老年大鼠48h内的工作记忆功能损伤，但不会损伤其长期记忆功能。

在数据处理过程中培养医学生的计算思维

《大学计算机基础课程教学基本要求》提出，推动以计算思维能力培养为核心的大学计算机基础教学改革，在课程内容和教学设计过程中渗透计算学科最本质的思想方法。天津医科大学通过水平测试，针对不同层次学生进行分级教学，并在程序设计课程中引入MATLAB软件应用内容；针对不同专业的学生进行模块化教学，所有课程实行小班授课，强化学生将计算思维与计算机技术应用于医学实践的能力；并引入网络化考试。以期为医学院校计算机基础课程教学改革提供思路。