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研究生: 陳智偉
Chen, Chih-Wei
論文名稱: 二維影像編輯與瀏覽系統及其在醫學教育上的應用
2D image browsing system and its application in medical education
指導教授: 陳敬
Chen, Jing
共同指導教授: 陳立祥
Chen, Lih-Shyang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系碩士在職專班
Department of Electrical Engineering (on the job class)
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 175
中文關鍵詞: 數位學習醫學影像解剖學線上測驗自動評分
外文關鍵詞: E-learning, Medical Image, Human Anatomy, Online Test, Automated Scoring
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  • 自西元2019年12月以來,COVID-19疫情影響了全世界,疫情初期更使得多個國家的學校因此停課或暫時關閉,導致學生的學習中斷。然而,因為電腦技術演進及網路的普及,學生因此有了更多的管道進行學習,也促進了E-learning平台的快速發展。
    人體解剖學是醫學院一門很重要且基礎的課程。在疫情影響下,我們特別與醫學院師生合作,開發了一套基於E-learning平台的Z方向2D人體切片影像解剖學學習系統。此系統可提供醫學院教師建立關於Z方向2D人體切片影像的考題,且考題有三種作答模式可以選擇;學生則對教師建立的考題作答。學生作答完畢提交答案後可立即知道測驗結果;教師也可檢視每個學生的成績。此系統也提供學生可隨時學習關於Z方向2D人體切片影像內的器官具體形狀、位置或與3D人體器官影像間的對應關係。

    The outbreak of COVID-19 has affected the whole world and schools in many countries either suspended classes or even closed temporarily, resulting in the interruption of students' learning. However, because of the advances in computer technologies and the popularity of Internet, students have many methods to continue their learning, which have promoted the rapid development of E-learning.
    "Human anatomy" is a very important and fundamental course in medical schools. In the light of the impact of COVID-19, we collaborated with teachers and students of medical school to develop an E-learning-based system on 2D cross-sectional images of human body to help learn human anatomy. The system provides teachers of medical school the functionalities to create learning materials and examination papers about 2D cross-sectional images of human body. The system also provides students ways to learn, at anytime and anywhere, about specific shape and location of human organs through 2D cross-sectional images. Students also can learn the relationship and correspondence between 3D images of human organs and 2D cross-sectional images of human organs. Regarding to online testing and examination, students can answer the questions created by the teachers, and receive their scores straightway upon turning in the online form of examination paper, while teachers can conveniently check each student's performance.

    第1章 緒論 1 1.1 研究背景暨動機 1 1.2 研究目的 2 第2章 文獻回顧與相關系統介紹 4 2.1 Visible Human Project 4 2.2 HINTS 5 2.3 3DbodyGo 5 2.4 Anatomy Wow 6 2.5 2D Cross-Sectional Images 9 2.6 Unity 3Dbuilder 10 2.7 Three Directions Images 10 2.8 解剖學習習模式與3DbodyGo 11 第3章 系統設計 13 3.1 整體架構 13 3.2 系統架構 18 3.3 學生的解剖學學習 19 3.3.1 開始解剖學的學習 19 3.3.2 幫助學生學習AIQ的相關功能 21 3.3.2.1 瀏覽模式與影像種類切換 22 3.3.2.2 影像切換 24 3.3.2.3 十字準心與座標 27 3.3.2.4 影像縮放與拖曳 29 3.3.2.5 影像系統間的互動 31 3.3.2.6 認識器官於切片影像上的具體位置及形狀 39 3.4 教師的解剖學考試 46 3.4.1 新增定時考試活動 46 3.4.2 新增考卷及添加AIQ 50 3.4.3 AIQ的編輯 54 3.4.3.1 填寫問題描述及開啟影像系統 54 3.4.3.2 選擇影像種類及影像編號 55 3.4.3.3 選擇作答模式 56 3.4.3.4 選取器官作為題目 57 3.4.3.5 保存AIQ 60 3.4.3.6 AIQ保存後的修改 64 3.4.4 瀏覽考試結果 65 3.5 學生的解剖學考試 69 3.5.1 進入定時考試活動 69 3.5.2 AIQ的作答 70 3.5.2.1 Name Answer Mode 71 3.5.2.2 Number Answer Mode 72 3.5.2.3 Draw Contours Mode 74 3.5.2.4 作答過程中的個別輪廓線顯示 75 3.5.2.5 作答過程中的影像處理 77 3.5.2.6 作答操作說明 78 3.5.3 瀏覽考試結果 80 3.5.3.1 Name Answer Mode 81 3.5.3.2 Number Answer Mode 82 3.5.3.3 Draw Contours Mode 83 第4章 設計方法 88 4.1 解剖學學習的功能 89 4.1.1 影像瀏覽系統的設計 89 4.1.1.1 瀏覽模式選擇 89 4.1.1.2 影像種類選擇及影像讀取 90 4.1.2 十字準心的設計 92 4.1.3 影像縮放的演算法 97 4.1.4 影像拖曳的演算法 103 4.1.5 顯示及隱藏器官 106 4.2 器官輪廓線與標籤 109 4.2.1 輪廓線的讀取 109 4.2.2 繪製輪廓線 112 4.2.3 標籤的實現 116 4.3 教師的解剖學考試 142 4.3.1 保存AIQ的運作方式 142 4.4 學生的解剖學考試 146 4.4.1 Draw Contours Mode作答的運作方式 146 4.4.1.1 開啟Response Page與影像系統 146 4.4.1.2 學生繪製輪廓線的方法 148 4.4.1.3 學生提交作答 153 4.4.2 Draw Contours Mode成績的計算方式 160 4.4.2.1 讀取正確答案 162 4.4.2.2 讀取學生答案 163 4.4.2.3 計算成績的演算法 166 第5章 結果與討論 170 第6章 結論與建議 172 參考文獻 174

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    [16] Algorithm.notes@gmail.com . (n.d.). Point. 演算法筆記.
    https://web.ntnu.edu.tw/~algo/Point.html

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