淺談?dòng)?jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用論文
近年來(lái)，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用是對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展起到了舉足輕重作用。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用論文，供大家參考。
計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用論文篇一：《計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望》
計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)應(yīng)用廣泛，涉及多學(xué)科交叉、綜合的前沿學(xué)科。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本研究的基礎(chǔ)上，采用數(shù)理方法和信息處理的角度對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，并建立的某種簡(jiǎn)化模型。突破了傳統(tǒng)的以線性處理為基礎(chǔ)的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的局限，標(biāo)志著人們智能信息處理能力和模擬人腦智能行為能力的一大飛躍。近20年來(lái)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件模擬得到了廣泛研究和應(yīng)用，發(fā)展速度驚人。
由于人體與疾病的復(fù)雜性，不可預(yù)測(cè)性，非常適合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。目前的研究幾乎涉及從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)到臨床醫(yī)學(xué)的所有方面，主要應(yīng)用于生物信號(hào)的檢測(cè)與自動(dòng)分析，醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)等。
在麻醉與危重醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究涉及到多生理變量的分析與預(yù)測(cè)，從臨床數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)一些尚未發(fā)現(xiàn)或尚無(wú)確切證據(jù)的關(guān)系與現(xiàn)象，信號(hào)處理，干擾信號(hào)的自動(dòng)區(qū)分檢測(cè)，各種臨床狀況的預(yù)測(cè)，單獨(dú)或結(jié)合其他人工智能技術(shù)進(jìn)行麻醉閉環(huán)控制等。
在圍術(shù)期和重癥監(jiān)護(hù)與治療階段，需要獲取大量的信息，將可能在信號(hào)處理、基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、各種臨床狀況的預(yù)測(cè)、智能化床旁監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療與教學(xué)、醫(yī)療機(jī)器人等各方面廣泛運(yùn)用到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其他人工智能技術(shù)。
一、概述
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network, ANN)是人工智能(Artificial Intelligence, AI)學(xué)科的重要分支。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，已成為一門(mén)應(yīng)用廣泛，涉及神經(jīng)生理學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、數(shù)理科學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子學(xué)等多學(xué)科交叉、綜合的前沿學(xué)科。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的計(jì)算構(gòu)成單元的速度為納秒級(jí)，人腦中單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的反應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力為人腦的幾百萬(wàn)倍?？墒?，迄今為止，計(jì)算機(jī)在解決一些人可以輕而易舉完成的簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)，例如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)，或如人臉識(shí)別、騎自行車(chē)、打球等涉及聯(lián)想或經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題時(shí)卻十分遲鈍。也不具備人腦的記憶與聯(lián)想能力，學(xué)習(xí)與認(rèn)知能力，信息的邏輯和非邏輯加工能力，信息綜合判斷能力，快速的高度復(fù)雜信息處理速度等。
造成這種問(wèn)題的根本原因在于，計(jì)算機(jī)與人腦采取的信息處理機(jī)制完全不同。迄今為止的各代計(jì)算機(jī)都是基于馮*紐曼工作原理：其信息存儲(chǔ)與處理是分開(kāi)的;處理的信息必須是形式化信息，即用二進(jìn)制編碼定義;而信息處理的方式必須是串行的。這就決定了它只擅長(zhǎng)于數(shù)值和邏輯運(yùn)算。而構(gòu)成腦組織的基本單元是神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元有數(shù)以千計(jì)的通道同其他神經(jīng)元廣泛相互連接,形成復(fù)雜的生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以神經(jīng)元為基本信息處理單元, 對(duì)信息進(jìn)行分布式存儲(chǔ)與加工, 這種信息加工與存儲(chǔ)相結(jié)合的群體協(xié)同工作方式使得人腦呈現(xiàn)出目前計(jì)算機(jī)無(wú)法模擬的神奇智能。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是在對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本研究的基礎(chǔ)上，采用數(shù)理方法和信息處理的角度對(duì)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，并建立的某種簡(jiǎn)化模型。一個(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)互連而成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),用以模擬人類(lèi)進(jìn)行知識(shí)的表示與存儲(chǔ)以及利用知識(shí)進(jìn)行推理的行為。一個(gè)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能系統(tǒng)是通過(guò)學(xué)習(xí)獲取知識(shí)后建立的,它通過(guò)對(duì)大量實(shí)例的反復(fù)學(xué)習(xí),由內(nèi)部自適應(yīng)機(jī)制使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連結(jié)構(gòu)及各連接權(quán)值穩(wěn)定分布，這就表示了經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)獲得的知識(shí)。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性的處理單元。只有當(dāng)神經(jīng)元對(duì)所有的輸入信號(hào)的綜合處理結(jié)果超過(guò)某一門(mén)限值后才輸出一個(gè)信號(hào)。因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種具有高度非線性的超大規(guī)模連續(xù)時(shí)間動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。它突破了傳統(tǒng)的以線性處理為基礎(chǔ)的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的局限，標(biāo)志著人們智能信息處理能力和模擬人腦智能行為能力的一大飛躍。
近20年來(lái)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件模擬得到了廣泛研究和應(yīng)用，發(fā)展速度驚人。1987年在圣地亞哥召開(kāi)了首屆國(guó)際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大會(huì)，國(guó)際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合會(huì)(INNS)宣告成立。這標(biāo)志著世界范圍內(nèi)掀起神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)研究熱潮的開(kāi)始。
二、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀與前景
由于人體與疾病的復(fù)雜性，不可預(yù)測(cè)性，在生物信號(hào)與信息的表現(xiàn)形式、變化規(guī)律(自身變化與醫(yī)學(xué)干預(yù)后變化)，對(duì)其檢測(cè)與信號(hào)表達(dá)，獲取的數(shù)據(jù)及信息的分析、決策等諸多方面均存在大量復(fù)雜的非線性關(guān)系，非常適合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。目前的研究幾乎涉及從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)到臨床醫(yī)學(xué)的所有方面，主要應(yīng)用于生物信號(hào)的檢測(cè)與自動(dòng)分析，醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)等。
1、信號(hào)處理：
在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)和分析處理中主要集中對(duì)心電、腦電、肌電、胃腸電等信號(hào)的識(shí)別，腦電信號(hào)的分析，聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)的提取，醫(yī)學(xué)圖像的識(shí)別和數(shù)據(jù)壓縮處理等。
2、醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)
醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)就是運(yùn)用專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與方法, 模擬醫(yī)學(xué)專(zhuān)家診斷、治療疾病的思維過(guò)程編制的計(jì)算機(jī)程序, 它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問(wèn)題, 作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。 “傳統(tǒng)”的專(zhuān)家系統(tǒng)，通過(guò)把專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)以規(guī)則的形式存入計(jì)算機(jī)中，建立知識(shí)庫(kù)，用邏輯推理的方式進(jìn)行醫(yī)療診斷。但一些疑難病癥的復(fù)雜形式使其很難用一些規(guī)則來(lái)描述，甚至難以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)表達(dá);專(zhuān)家們常常難以精確分析自己的智能診斷過(guò)程。另一方面，基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的增大，可能導(dǎo)致組合爆炸，推理效率很低。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠解決知識(shí)獲取途徑中出現(xiàn)的“瓶頸”現(xiàn)象、知識(shí)“組合爆炸”問(wèn)題以及提高知識(shí)的推理能力和自組織、自學(xué)習(xí)能力等等, 從而加速了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展。
Sordo比較了采用不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷胎兒唐氏綜合征(Down’s Syndrome) 上的成績(jī)。正確分類(lèi)率為84 %, 超過(guò)了現(xiàn)今所用的統(tǒng)計(jì)方法的60 %～70 % 的分類(lèi)率。
臺(tái)灣DEU科技(德亞科技)開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)Rapid ScreenTM RS-2000為全世界最先通過(guò)美國(guó)FDA認(rèn)證的早期肺癌輔助診測(cè)系統(tǒng)。該產(chǎn)品采用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN，自動(dòng)標(biāo)識(shí)數(shù)字胸片中可疑結(jié)節(jié)區(qū)。經(jīng)臺(tái)灣和美國(guó)的臨床實(shí)驗(yàn)，可使放射專(zhuān)家檢測(cè)T1期肺癌的能力明顯提高(潛在提升約15 %以上)。
DeGroff等使用電子聽(tīng)診器和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)制造了一種儀器，它可正確地區(qū)分兒童生理性和病理性雜音。用電子聽(tīng)診器記錄的兒童心音，輸入能識(shí)別復(fù)雜參數(shù)的ANN，分析的敏感性和特異性均達(dá)100%。
3、其他：
生物信息學(xué)中的研究中可應(yīng)用于基因組序列分析、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和分類(lèi)、網(wǎng)絡(luò)智能查詢等方面。
藥學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于定量藥物設(shè)計(jì)、藥物分析、藥動(dòng)/藥效學(xué)等方面。例如：用于預(yù)測(cè)藥物效應(yīng)。Veng-Pederson用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)阿芬太尼對(duì)兔心率的影響，對(duì)用藥后180-300分鐘的藥物效應(yīng)取得了較好的預(yù)測(cè)結(jié)果(平均相對(duì)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度達(dá)78%)。分析群體藥動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，以獲知群體藥動(dòng)學(xué)特征和不同人口統(tǒng)計(jì)因子對(duì)藥物行為的影響，對(duì)臨床用藥具有指導(dǎo)意義。
4、麻醉與危重醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究
手術(shù)室和ICU內(nèi)是病人信息富集的地方，而且大量的信息處在動(dòng)態(tài)變化中，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，所能獲取的信息越來(lái)越多，醫(yī)護(hù)人員面臨著“信息轟炸”。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以很好地幫助我們應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題。例如：
1)可以用于分析多個(gè)生理變量之間的關(guān)系，幫助研究其內(nèi)在的關(guān)系，或預(yù)測(cè)一些變量之間的關(guān)系：Perchiazzi在肺損傷和正常的豬容量控制機(jī)械通氣中，用ANN估計(jì)肺順應(yīng)性的變化，不需要中斷呼吸，與標(biāo)準(zhǔn)方法相比誤差很小。
2)結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可能從海量數(shù)據(jù)庫(kù)例如電子病歷系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)一些尚未發(fā)現(xiàn)或尚無(wú)確切證據(jù)的關(guān)系與現(xiàn)象：Buchman 研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多元線形回歸兩種方法，用病人的基本資料、藥物治療差異和生理指標(biāo)的變化預(yù)測(cè)在ICU延遲(>7天)。
3)信號(hào)處理：Ortolani等利用EEG的13個(gè)參數(shù)輸入ANN，自行設(shè)計(jì)的麻醉深度指數(shù)NED0-100作為輸出，比較NED與BIS之間有很好的相關(guān)性;
4)干擾信號(hào)的自動(dòng)區(qū)分檢測(cè)：Jeleazcov C等利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)區(qū)分麻醉中和后檢測(cè)到的EEG信號(hào)中的假信號(hào)，是傳統(tǒng)EEG噪音檢測(cè)方法的1.39-1.89倍。
5)各種臨床狀況的預(yù)測(cè)：Laffey用ANN預(yù)測(cè)肌肉松弛藥的殘留，發(fā)現(xiàn)明顯優(yōu)于醫(yī)生的評(píng)估，還有用于預(yù)測(cè)propfol劑量個(gè)體差異的，預(yù)測(cè)術(shù)后惡心、嘔吐，預(yù)測(cè)全麻后PACU停留時(shí)間，預(yù)測(cè)ICU死亡率等較多的研究。
6)單獨(dú)或結(jié)合其他人工智能技術(shù)進(jìn)行麻醉閉環(huán)控制：Huang等在全憑異丙酚靜脈麻醉中，利用聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位確定麻醉深度，結(jié)合異丙酚靶控輸注效應(yīng)室濃度訓(xùn)練ANN區(qū)分有反應(yīng)和無(wú)反應(yīng)者，對(duì)ANN判斷的麻醉水平再用基于心率、血壓的模糊邏輯控制調(diào)整，結(jié)合應(yīng)對(duì)意外干擾的安全機(jī)制。
隨著ANN新的理論、技術(shù)、方法的不斷涌現(xiàn)，其模仿人智能的程度不斷提升，已經(jīng)在諸如專(zhuān)家系統(tǒng)、植入系統(tǒng)(embedded systems)、數(shù)據(jù)挖掘、多智能體系統(tǒng)、財(cái)金工程、生物信息學(xué)、無(wú)線通訊、制造業(yè)等領(lǐng)域得到了很多商業(yè)化的應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)特別是麻醉、危重醫(yī)學(xué)的應(yīng)用研究尚不多，商業(yè)化應(yīng)用更是鮮見(jiàn)。但在圍術(shù)期和重癥監(jiān)護(hù)與治療階段，需要獲取大量的信息，既有純數(shù)據(jù)、又有生物信號(hào)、圖像、文字等，既有數(shù)字化確定的信息，又有不確定和模糊的表訴，既有靜態(tài)的，又有動(dòng)態(tài)的，既有具有共性的征象，又有個(gè)體差異，客觀上為新技術(shù)的應(yīng)用提供了寬闊的舞臺(tái)。將可以在信號(hào)處理、基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、各種臨床狀況的預(yù)測(cè)、智能化床旁監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療與教學(xué)、醫(yī)療機(jī)器人等各方面運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其他人工智能技術(shù)，幫助忙碌的醫(yī)護(hù)人員更有效、安全、經(jīng)濟(jì)地為病人服務(wù)。
計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用論文篇二：《計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科中的應(yīng)用》
摘要：就計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在解剖學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)中的教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行探討，論述了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科中理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考試中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué);形態(tài)學(xué)科;CAI
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為媒體，以人機(jī)交互方式向?qū)W生傳播相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)手段。這項(xiàng)技術(shù)為傳統(tǒng)教學(xué)注入了新的生機(jī)，為教學(xué)改革和跨世紀(jì)醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)提供了一個(gè)全新的思想和理念，開(kāi)創(chuàng)了教育、教學(xué)新格局[1]。
醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程中諸多的形態(tài)學(xué)科，如解剖學(xué)、組織學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)等，在傳統(tǒng)的教學(xué)中需用掛圖、標(biāo)本、光學(xué)顯微鏡等工具進(jìn)行輔助教學(xué)，但這些工具占有空間大，難以保管，易耗損，且教學(xué)效果是平面的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，CAI應(yīng)運(yùn)而生，已被越來(lái)越多地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科的各種教學(xué)活動(dòng)中。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相比，CAI有如下的優(yōu)勢(shì)：①利用視聽(tīng)等媒體，可將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中難以表達(dá)的抽象過(guò)程、抽象概念和大型實(shí)驗(yàn)通過(guò)圖形、圖像技術(shù)直觀、形象、立體、動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出來(lái)，尤其對(duì)一些動(dòng)態(tài)過(guò)程的演示，有助于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。②CAI課件在程序的控制下具有對(duì)學(xué)生反應(yīng)作出反饋的能力，教師能根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的情況，隨時(shí)調(diào)整進(jìn)度，重復(fù)或跳過(guò)某段內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，選擇學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，按學(xué)生認(rèn)為最適當(dāng)?shù)姆绞胶瓦M(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生在操作中通過(guò)人機(jī)對(duì)話進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、自我檢查、自我評(píng)價(jià)、復(fù)習(xí)補(bǔ)漏、安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而使不同水平、不同層次的學(xué)生都可得到幫助和提高，真正做到因材施教[2]。③變“滿堂灌”為一人一機(jī)直接交流。通過(guò)計(jì)算機(jī)提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生遵循教學(xué)規(guī)律，循序漸進(jìn)掌握所學(xué)內(nèi)容，通過(guò)舉一反三使學(xué)生建立清晰、完整的概念，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。利用CAI充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和靈活性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，掌握獲取知識(shí)的技能有著積極的意義。④ CAI的引入，學(xué)生可以根據(jù)自身愛(ài)好、個(gè)人的興趣與特長(zhǎng)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)做習(xí)題，達(dá)到鞏固知識(shí)的目的，同時(shí)也減輕了教師課后輔導(dǎo)答疑和批改作業(yè)的壓力，還能使黑板上無(wú)法實(shí)施的某些教學(xué)內(nèi)容得以順利完成，從而為高質(zhì)量教學(xué)提供保證一。⑤CAI可以存儲(chǔ)大量信息，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)調(diào)用和查找有關(guān)文獻(xiàn)，從而提高學(xué)生的綜合能力[4]。
l CAI在理論教學(xué)中的應(yīng)用
1.1 在組織胚胎學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的組織學(xué)與胚胎學(xué)教學(xué)內(nèi)容具有結(jié)構(gòu)微細(xì)、平面圖像、狀態(tài)靜止和局部顯示等特點(diǎn)，教師講解起來(lái)費(fèi)勁，而CAI課件的引入，使得教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象，動(dòng)態(tài)的文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、圖表、圖示等通過(guò)人機(jī)對(duì)話向?qū)W生傳輸知識(shí)，從而達(dá)到傳統(tǒng)課堂教學(xué)達(dá)不到的效果。CAI將各種適合于組織胚胎學(xué)教學(xué)的圖片、光電鏡照片、模式圖等等，整理成圖片資料，然后將文字稿與圖片稿進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)、編排。按教學(xué)各章節(jié)制作成形象生動(dòng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)課件，從而可節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，使教師有更多的精力用于講清、講透重點(diǎn)難點(diǎn)，提高課堂教學(xué)效果[5]。
1.2 在醫(yī)學(xué)寄生蟲(chóng)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)寄生蟲(chóng)學(xué)教學(xué)模式，主要是教師根據(jù)教材內(nèi)容用圖表、標(biāo)本來(lái)講授寄生蟲(chóng)的形態(tài)、生活史、致病作用、實(shí)驗(yàn)診斷、流行與防治等知識(shí)，這些抽象的基礎(chǔ)理論往往使學(xué)生感到枯燥乏味，特別是講到各論時(shí)，學(xué)生更容易將生活史相似的寄生蟲(chóng)互相混淆，復(fù)習(xí)時(shí)倍感難記，在很大程度上影響了學(xué)習(xí)效果。而利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在接受文字、圖像、聲音等多種信號(hào)刺激的同時(shí)，又動(dòng)用各種感官，做到眼到、耳到、手到、心到，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于使用CAI課件教學(xué)，課堂信息量大，重點(diǎn)突出，教師既能方便地調(diào)用各種素材有效地組織教學(xué)，又能很方便地幫助學(xué)生進(jìn)行歸納比較。通過(guò)CAI教學(xué)，學(xué)生很容易把握寄生蟲(chóng)學(xué)的框架，并能將知識(shí)體系進(jìn)行橫向和縱向聯(lián)系，理順學(xué)習(xí)思路_6j。
1.3 在病理學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
在以往的教學(xué)中，病理學(xué)只能采用掛圖、錄像、幻燈、標(biāo)本等方法輔助教學(xué)。而利用CAI，則可以采用簡(jiǎn)要的文字、色彩鮮艷清晰規(guī)范的圖片，栩栩如生的圖像照片，各種真實(shí)的運(yùn)動(dòng)圖像等方式，使病理學(xué)中許多枯燥的、單調(diào)的、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橐巳藙俚摹⑸鷦?dòng)形象的、易學(xué)易記的信息，從而有效提高了教學(xué)效率，改善了教學(xué)環(huán)境，節(jié)約了教育資源[7]。
1.4 在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
解剖學(xué)是一門(mén)重要的形態(tài)學(xué)科，教學(xué)上對(duì)形象化要求很高。CAI能解決解剖學(xué)教學(xué)中內(nèi)容抽象、復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)標(biāo)本少，易損壞，標(biāo)本缺乏整體觀等方面的不足。CAI的應(yīng)用調(diào)動(dòng)了學(xué)生的多器官學(xué)習(xí)，使其學(xué)習(xí)效率得以提高[8]。應(yīng)用CAI，將靜態(tài)的傳統(tǒng)教學(xué)變?yōu)閯?dòng)態(tài)直觀教學(xué)，通過(guò)提供交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，而優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)解剖學(xué)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，為解剖學(xué)教師提供了形象的豐富多彩的表達(dá)方式，從而利于解剖教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)突破，提高教學(xué)質(zhì)量[9-10]。
2 在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程中有許多形態(tài)學(xué)科需用光學(xué)顯微鏡觀察，如組織學(xué)、病理學(xué)、微生物學(xué)等。通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生掌握人體IE常組織結(jié)構(gòu)，病理狀態(tài)的改變，病原體形態(tài)特征。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多，結(jié)構(gòu)微細(xì)，肉眼看不到、摸不著，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)中感到十分抽象，難以理解，教師教學(xué)時(shí)也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課形象化的教學(xué)，可使學(xué)生加強(qiáng)理解，深化記憶。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，受到條件限制，形象化一直是一個(gè)難點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師利用掛圖、幻燈等教具進(jìn)行講解，往往在圖形上顯得生硬、呆板，與學(xué)生鏡下觀察的切片不完全一致，產(chǎn)生兩像分離，教學(xué)指導(dǎo)性差，使得大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在著一定的障礙，往往在顯微鏡下找不到需要觀察的東西，幾乎都需要在教師的幫助下才能準(zhǔn)確地找到結(jié)構(gòu)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)效率不高，花費(fèi)很多時(shí)間，常常為不能觀察到典型結(jié)構(gòu)而感嘆——理論與實(shí)際相差太遠(yuǎn)[11]。將CAI引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在彩色電視機(jī)中觀察到的圖像，均取景于需學(xué)生獨(dú)立觀察的切片，不僅直觀、逼真、清晰，而且伴有相應(yīng)的文字說(shuō)明及詳細(xì)的講解錄音，從而提高了實(shí)驗(yàn)效果。
CAI將圖像、文字、聲音融為一體，使學(xué)生通過(guò)多種感官獲取相關(guān)信息，并能獨(dú)立、準(zhǔn)確地找到需要觀察的結(jié)構(gòu)。另外，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中，教師要尋找結(jié)構(gòu)、更換物鏡、切片等將不可避免地耗費(fèi)一些時(shí)間。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)可使操作簡(jiǎn)單快捷，省去了尋找結(jié)構(gòu)，更換物鏡等操作，使實(shí)驗(yàn)中的指導(dǎo)時(shí)間大大縮短;同時(shí)切片圖像儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，可以隨時(shí)調(diào)用、查看，反復(fù)觀察、辨析。計(jì)算機(jī)技術(shù)還可豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將那些結(jié)構(gòu)相似、容易混淆的器官如輸尿管、輸精管與輸卵管等結(jié)構(gòu)拼放在同一屏幕上，進(jìn)行圖像對(duì)比，比較它們的異同，這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段無(wú)法比擬的。這種授課方式表現(xiàn)力強(qiáng)，學(xué)生思想集中，興趣提高，大大強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶[12]。CAI可解決傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育解剖學(xué)實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)生多、尸體標(biāo)本少的矛盾，并且通過(guò)循序漸進(jìn)、層層展開(kāi)的方法，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力[13]。
3 在醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)科考試、考核中的應(yīng)用
在解剖標(biāo)本考試中采用多媒體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)行考前輔導(dǎo)時(shí)，教師利用課件中形象生動(dòng)、信息量大的內(nèi)容，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)能夠復(fù)習(xí)到各大系統(tǒng)的主要和重點(diǎn)內(nèi)容，從而加深學(xué)生對(duì)課本上理論知識(shí)的理解和記憶，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)成績(jī);號(hào)試用的標(biāo)本和模型是經(jīng)過(guò)精心挑選的，減少了標(biāo)本之間的差異，從而統(tǒng)一了考試標(biāo)準(zhǔn)，因而對(duì)每個(gè)考生來(lái)說(shuō)，條件都是相同的;節(jié)省了標(biāo)本模型，減少了破損浪費(fèi)，增強(qiáng)了試題的保密性，便于建立試題庫(kù);減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。由于多媒體具有面清晰、色彩逼真、易于剪輯、檢索方便等特點(diǎn)，采用此方法進(jìn)行考試，可以明顯地提高考試的可信度和有效度。它出題標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，考試時(shí)間相等，答案明確一致，避免了評(píng)分上的主觀因素。同時(shí)還可以增減考題數(shù)，擴(kuò)大取樣范圍，拓寬覆蓋面，便于教師多層次、多角度提出問(wèn)題，從而全面體現(xiàn)教學(xué)大綱和教材的要求。
在組織胚胎學(xué)考試中的應(yīng)用。多媒體技術(shù)能明確表達(dá)主考者的意圖，可使考核內(nèi)容更廣泛，并可考查一些細(xì)微的結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)考試中所考的內(nèi)容僅能用嵌在目鏡上的指針指出，指針只能標(biāo)出方位，而不能標(biāo)出范圍，所以傳統(tǒng)考試方法往往不能考查學(xué)生必須掌握的一些較精細(xì)的結(jié)構(gòu)。而采用計(jì)算機(jī)技術(shù)后，用虛線把所考的部分圈出，這樣學(xué)生就能明確考題的目標(biāo)，避免誤答，因而能實(shí)際反映出學(xué)生的知識(shí)水平。利用多媒體技術(shù)亦可使考核內(nèi)容更廣泛，考試結(jié)果更準(zhǔn)確。在傳統(tǒng)考試進(jìn)程中如果有學(xué)生不小心移動(dòng)了指針，就可能造成后面的學(xué)生誤答，從而影響了答題的準(zhǔn)確性。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行組胚實(shí)驗(yàn)考試可杜絕這種誤差，使考試結(jié)果更準(zhǔn)確，可比性更強(qiáng)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行組胚實(shí)驗(yàn)考試，還可按難易程度進(jìn)行分類(lèi)、歸檔，使考試難易程度易于控制;使各批學(xué)生分?jǐn)?shù)可比性更強(qiáng)，考試結(jié)果更客觀、更準(zhǔn)確。
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計(jì)算機(jī)的應(yīng)用論文：《試談高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)》
【摘要】本文總結(jié)了當(dāng)前校園網(wǎng)絡(luò)安全存在的主要問(wèn)題，并對(duì)其成因進(jìn)行了具體分析，并提出了有效的改進(jìn)措施，期望本文研究能夠有效提高校園網(wǎng)絡(luò)安全水平。
【關(guān)鍵詞】校園網(wǎng)絡(luò);安全問(wèn)題;對(duì)策
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和推廣，網(wǎng)絡(luò)逐漸成為人們生產(chǎn)生活中不可或缺的工具，網(wǎng)絡(luò)也改變了傳統(tǒng)校園教學(xué)和管理模式，在學(xué)校各個(gè)領(lǐng)域得到了深入推廣和普及。同時(shí)，在校園網(wǎng)絡(luò)快速普及的過(guò)程中，校園網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也受到了越來(lái)越多人的注意。如今，校園網(wǎng)絡(luò)安全直接對(duì)學(xué)校正常教學(xué)活動(dòng)和管理工作產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅，它可以造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和難以挽回的損害，可以說(shuō)，提高校園網(wǎng)絡(luò)安全是當(dāng)前教育部門(mén)必須認(rèn)真面對(duì)的問(wèn)題，而針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題提出有效應(yīng)對(duì)措施，無(wú)疑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1、當(dāng)前校園網(wǎng)絡(luò)主要安全問(wèn)題
當(dāng)前，學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要安全問(wèn)題可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生威脅的安全，包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)信道、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行攻擊和損害;另一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò)信息泄密、竊取等，例如非法盜用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、惡意入侵非授權(quán)網(wǎng)站等。這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
1.1網(wǎng)絡(luò)自身安全問(wèn)題
1.1.1網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備的安全
網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備安全是指外力因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的破壞和影響，例如火災(zāi)、山體滑坡、水災(zāi)、設(shè)備失盜、線路破損以及天氣因素影響等，都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生致命威脅。這也是網(wǎng)絡(luò)安全需要認(rèn)真面對(duì)的問(wèn)題。在校園局域網(wǎng)內(nèi)，由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域相對(duì)較小，只要指定完善的安全管理制度，做好安全防范措施，就能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和機(jī)房的安全水平。
1.1.2軟件系統(tǒng)平臺(tái)的安全
系統(tǒng)安全，是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。目前，尚沒(méi)有絕對(duì)安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可用，但是我們針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，提高其安全配置和防范登記，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)使用規(guī)范等來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性。因此，首先要選擇最可靠的運(yùn)行系統(tǒng)，其次要嚴(yán)格規(guī)范網(wǎng)絡(luò)使用行為，保證一切操作符合安全管理制度規(guī)定;最后要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)使用者操作權(quán)限加強(qiáng)管理，合理分配不同用戶的操作權(quán)限，將人為操作失誤控制在最低水平。
1.2網(wǎng)絡(luò)中信息的安全
1.2.1不良信息威脅
借助互聯(lián)網(wǎng)便捷的信息傳播功能，不健康信息可以在網(wǎng)絡(luò)上大肆蔓延，嚴(yán)重污染網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。例如各種黃色、暴力和成人不良信息影響青少年健康成長(zhǎng)的案例時(shí)有發(fā)生。雖然政府部門(mén)對(duì)此制定了嚴(yán)格的管理辦法，但是依然諸多安全隱患，對(duì)青少年的成長(zhǎng)造成了巨大的威脅。
1.2.2計(jì)算機(jī)病毒
計(jì)算機(jī)病毒是互聯(lián)網(wǎng)的主要敵人。病毒傳播途徑和方式十分多樣化，例如可以通過(guò)數(shù)據(jù)下載、電子郵件、網(wǎng)頁(yè)等方式傳播和擴(kuò)散，使得電腦病毒防不勝防。隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)病毒的傳播方式也在不斷發(fā)生變化，其的防范技術(shù)要求日益提高。任何信息工具和電腦配件都可能成為病毒傳播和寄生對(duì)象——互聯(lián)網(wǎng)、U盤(pán)、光盤(pán)等，傳統(tǒng)的病毒防范技術(shù)已難以有效控制病毒的擴(kuò)散和蔓延。
1.2.3應(yīng)用系統(tǒng)的安全
應(yīng)用系統(tǒng)的安全涉及面很廣，以目前Intemet上應(yīng)用最為廣泛的E-mail系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其解決方案有幾十種，但其系統(tǒng)內(nèi)部的編碼甚至編譯器導(dǎo)致的BUG是很少有人能夠發(fā)現(xiàn)的，因此一套詳盡的測(cè)試軟件是必須的。但是應(yīng)用系統(tǒng)是不斷發(fā)展且應(yīng)用類(lèi)型是不斷增加的，其結(jié)果是安全漏洞也是不斷增加且隱藏越來(lái)越深。因此，保證應(yīng)用系統(tǒng)的安全也是一個(gè)隨網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不斷完善的過(guò)程。
應(yīng)用的安全性涉及到信息、數(shù)據(jù)的安全性：信息的安全性涉及到機(jī)密信息泄露、未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、破壞信息完整性、假冒、破壞系統(tǒng)的可用性等。對(duì)于有些特別重要的信息需要對(duì)內(nèi)部進(jìn)行保密的(比如學(xué)校學(xué)生成績(jī)、學(xué)生檔案、教師檔案、學(xué)校財(cái)務(wù)等重要信息)可以考慮在應(yīng)用級(jí)進(jìn)行加密。
1.2.4加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全管理
加強(qiáng)管理是提高網(wǎng)絡(luò)安全性主要手段和途徑。當(dāng)前，不少互聯(lián)網(wǎng)用戶安全意識(shí)較弱，違反安全管理操作行為十分普遍，隨意將自己的登錄賬號(hào)和密碼給他人使用，或者在網(wǎng)絡(luò)上傳輸保密信息等，這些行為都增大的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，稍有不慎即會(huì)造成嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)安全事故。
網(wǎng)絡(luò)一旦遇到惡意攻擊或者其他安全威脅時(shí)，就不能進(jìn)行安全評(píng)估和預(yù)警。同時(shí)，安全事故發(fā)生后，計(jì)算機(jī)也不能搜集和追蹤網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊路徑信息和數(shù)據(jù)，為開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)安全管理造成了巨大的困難。因此，在日常工作中要對(duì)站點(diǎn)訪問(wèn)活動(dòng)進(jìn)行多層次的記錄，提高對(duì)非法訪問(wèn)行為的識(shí)別度。要?jiǎng)?chuàng)新網(wǎng)絡(luò)安全管理制度，重新評(píng)估當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全形勢(shì)并制定行之有效的應(yīng)對(duì)措施，因此，最保險(xiǎn)的做法是采取“制度+方案”的管理手段。
2、校園網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)策
2.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全對(duì)策
首先要提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理安全，這是最基本的工作要求，由于這類(lèi)安全措施比較常見(jiàn)，本文不再贅述。
2.1.1環(huán)境安全
對(duì)系統(tǒng)所在環(huán)境的安全保護(hù)包括設(shè)備的防盜、電源保護(hù)如配制UPS電源，保證系統(tǒng)和設(shè)備的正常工作等等。
2.1.2媒體安全
包括媒體數(shù)據(jù)的安全及媒體本身的安全。在網(wǎng)絡(luò)的安全方面，主要考慮兩個(gè)層次，一是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，二是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
2.2網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)平臺(tái)安全對(duì)策
2.2.1制訂嚴(yán)格的管理制度
用戶授權(quán)實(shí)施細(xì)則、口令及帳戶管理規(guī)范、權(quán)限管理制度。
2.2.2配備相應(yīng)的安全設(shè)備
在內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)之間，設(shè)置防火墻實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的隔離與訪問(wèn)控制是保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)安全的最主要、最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施之一。
2.3網(wǎng)絡(luò)中信息安全對(duì)策
由于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)病毒有不可估量的威脅性和破壞力，計(jì)算機(jī)病毒的防范是網(wǎng)絡(luò)安全性建設(shè)中重要的一環(huán)。具體而言，磁盤(pán)分區(qū)格式為NTFS，它的安全性比FAT32格式要好;安裝完操作系統(tǒng)后，要打好漏洞補(bǔ)丁;安裝好病毒防火墻，并且支持實(shí)時(shí)檢測(cè)的，同時(shí)要經(jīng)常升級(jí)病毒代碼庫(kù);文件夾和磁盤(pán)的安全選項(xiàng)千萬(wàn)不要開(kāi)完全共享，都開(kāi)只讀共享，可以在一定程度上防止網(wǎng)絡(luò)病毒的人侵;不要安裝來(lái)歷不明的程序，防止被木馬控制，不要輕易打開(kāi)來(lái)歷不明的電子郵件;將重要的數(shù)據(jù)經(jīng)常備份，存放在安全的盤(pán)中或者是其他媒介中;對(duì)學(xué)校服務(wù)器的安全日志進(jìn)行備份;經(jīng)常對(duì)各種資源采取備份，最便捷的方法就是錄制光盤(pán);經(jīng)常對(duì)存貯設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢查，盡可能早發(fā)現(xiàn)隱藏的問(wèn)題。
3、結(jié)束語(yǔ)
總體而言，校園網(wǎng)絡(luò)安全管理工作是一項(xiàng)系統(tǒng)、艱巨的任務(wù)，不能將網(wǎng)絡(luò)安全寄托在單個(gè)殺毒軟件或者防火墻上，而是要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)安全形勢(shì)，充分利用各種安全技術(shù)，打造一個(gè)多技術(shù)、高效安全的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，營(yíng)造一個(gè)健康的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境空間。
參考文獻(xiàn)
[1]張中華.互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下校園網(wǎng)絡(luò)安全管理對(duì)策.互聯(lián)網(wǎng)世界，2009(3)
[2]柳瓊.校園網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究.網(wǎng)絡(luò)安全管理，2007(7).
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