好的學術論文具有哪些特點
學術論文使學生髮現自己的長處和短處，以便在今後的工作中有針對性地克服缺點，下面小編給大家分享一些好的學術論文的特點，大家快來跟小編一起欣賞吧。
好的學術論文具有的特點
以醫學學術論文為例，好的醫學論文具有以下特點： 一篇好的醫學SCI論文誕生，既要有好的選題，好的設計，又要有具體的實施和認真的總結，作者必須把握好每一個環節，做到嚴肅、嚴謹、嚴密。有的人臨時想寫一篇論文，平時沒有選題、沒有設計、沒有素材、更談不上積累，怎麼能臨時寫出論文呢?所以，醫學SCI論文寫作一定要注意積累!
按醫學論文來源分類：
分為原著***包括論著、著術及短篇報道***和編著***包括教科書、參考書、專著、文獻、綜述、講座、專題筆談、專題討論等***兩類;
按論文寫作目的分類為：學術論文和學位論文兩類;
按醫學學科及課題性質分為：基礎醫學、臨床醫學、預防醫學、康復醫學等四類;
按論文的研究內容分：實驗研究論文、調查研究論文、實驗研究論文、資料分析論文、經驗體會論文五類;
按論文的論述體裁分為：論著、文獻、綜述、述評、講座、技術與方法、個案報告和醫學科普論文等。所以，作者必須根據自己研究工作和研究資料的內容，選擇相應體裁的論文表達形式。
每一項實驗或者臨床觀察，均應有嚴密的計劃和步驟。在應用嚴密的操作和相關的程式當中，更不允許隨意更改自己的科研設計和論證。專家經常看到許多作者寫文章時，經常使用，可能，大概，估計，或者資料沒有經過統計便說有明顯的療效等，這些用詞都是不嚴謹的。
關於醫學的學術論文
演算法在醫學影象三維重建中的應用
摘要：
醫學影象三維重建技術最早可以追溯到20 世紀70 年代初。由於整合三維重建平臺的醫學影像裝置價格昂貴等客觀原因，國內醫學影象三維視覺化診斷起步較晚，到90年代某些高校才開始進行各層面上的研究[1]。隨著計算機技術的發展，短短几年，三維重建技術已成為人們探索生命奧祕，以及疾病診斷、手術規劃的重要手段。
1 常見的醫學三維重建素材
電子計算機斷層掃描Computed tomography，簡稱CT，是電子計算機和X線相結合的一項新穎的診斷新技術。其主要特點是具有高密度解析度，比普通X線照片高10～20倍[2]。CT能準確測出某一平面各種不同組織之間放射衰減特性的微小差異，並以數字影象方式顯示，能極其精細地區分出各種軟組織的不同密度，從而形成對比。例如，頭顱X線平片不能區分腦組織及腦脊液，但CT不僅能顯示出腦室系統、還能分辨出腦實質的灰質與白質。CT如再引入造影劑以增強對比度，其解析度更為提高，可加寬疾病的診斷範疇，提高診斷正確率。
磁共振成像Magnetic Resonance Imaging ，簡稱MRI。磁共振成像是斷層成像的一種，它利用磁共振現象從人體中獲得電磁訊號，並重建出人體資訊。1946年斯坦福大學的Flelix Bloch和哈佛大學的Edward Purcell各自獨立發現了核磁共振現象。1972年Paul Lauterbur 發展了一套對核磁共振訊號進行空間編碼的方法，這種方法可以重建出人體影象。磁共振成像技術與其他斷層成像技術有一些共同點，比如它們都可以顯示某種物理量***如密度***在空間中的分佈。同時磁共振成像也有自身的特色，可以得到任何方向的斷層影象、三維體影象、甚至可以得到空間——波譜分佈的四維影象。
目前，醫學影象三維重建方法主要有面繪製、體繪製以及由物體表面的二維灰度影象重構其三維幾何形狀法或稱明暗恢復形狀法等幾種。
2 Marching Cubes演算法基本原理
移動立方體Marching Cubes[3]演算法是Lorensen等人在1987年提出的等值面構造方法，一直沿用至今，是體素單元內等值面抽取技術的代表[4]。所謂等值面，是指在一個網格空間中由取樣值等於某一給定值的所有點組成的集合。該演算法的本質是將一系列兩維的切片資料看做是一個三維的資料場，從中將具
有某種域值的物質抽取出來，以某種拓撲形式連線成三角面片。
等值面是空間中所有具有某個相同值的體素點的集合，體素點的值採用V0~V7八個點在體素區域內三線性插值的結果。可以表示為：c是常數。F***f***為體資料f中的等值面。計算公式可表達為：
⑴
其中α0,α1,……,α7是由V0~V7八個定點的值決定的常數。
在MC演算法中，假定原始資料是離散的三維空間規則資料場如圖1所示。用於醫療診斷的斷層掃描***CT***及核磁共振成像***MRI*** 等產生的影象均屬於這一型別。
MC演算法的基本思想是逐個處理資料場中的體素，如圖2所示，分類出與等值面相交的體素，採用插值計算出等值面與體素稜邊的交點***V0~V7*** 。根據體素中每一頂點與等值面的相對位置，將等值面與立方體邊的交點按一定方式連線生成等值面，作為等值面在該立方體內的一個逼近表示。在計算出關於體資料場內等值面的有關引數後，利用常用的圖形軟體包或硬體提供的面繪製功能繪製出等值面[5]。
等值面的繪製一般採用二值化的方法，即通過與給定閥值的比較來確定該點的值***0或1***，頂點密度值<域值為Outside的為1，頂點密度值≥域值Inside的為0。V0~V7每個頂點有Outside和Inside 2個狀態，因此8個頂點共有256種組合狀態，根據互補對稱性以及旋轉對稱性，共有15種三角構型。在重建時根據索引進行查詢時，每個索引分為索引，旋轉，三角模型三部分。Marching Cubes演算法主要流程如下：
⑴將三維離散規則資料場分層讀入記憶體。
⑵掃描兩層資料，逐個構造體素，每個體素中的8個角點取自相鄰的兩層;8個定點可定義為***i，j，k***，***i+1，j，k***，***i+1，j+1，k***，***i+1，j，k+1 ***，***i+1，j+1，k+1***，***i，j+1，k+ 1***，***i，j+1，k***，***i，j，k+1******如圖3所示***。
⑶將體素每個角點的函式值與給定的等值面值c比較，根據比較結果，構造該體素的狀態表。
⑷根據狀態表，得出將與等值面有交點的邊界體素。
⑸通過線性插值方法計算出體素稜邊與等值面的交點。
⑹利用中心差分方法，求出體素各角點處的法向量，再通過線性插值方法，求出三角面片各頂點處的法向。
⑺根據各三角面片上各頂點的座標及法向量繪製等值面影象。
3 空間等值點的判斷及等值面與體素邊界的交點計算
任取一離散網格稜邊，設稜邊上兩結點分別為：Mi***xi, yi, zi, qi***和Mj ***xj, yj, zj, qj***;取量值的等值為C，當滿足***q-c******q-c***≤0***等值點判定條件式***則Mi和Mj兩點間取等值點Mo。另設等值點Mo的座標為***xo，yo，zo***，由Mi和Mj兩點根據線性插值可得公式⑵：
⑵
式中k=***qi-c******qj-c***≤0。根據等值面判定條件式⑴，和等值點座標公式⑵可以按結構離散資訊對網格稜邊進行搜尋判斷，從而求出指定域中結構體所有等值點。求出等值點以後，就可以將這些等值點連線成三角形或多邊形形成等值面的一部份。
4 等值面的法向量的計算
為了利用圖形硬體顯示等值面影象，必須給出三角面片等值面的法向，選擇適當的光照模型進行渲染，生成真實感圖形。對於等值面上的每一點，其沿面的切線方向的梯度分量應該是零，因此沿該點的梯度向量方向也就代表了等值面在該點的法向。等值面往往是具有不同密度物質的分介面，因而其梯度向量值不為零，即公式⑶：
⑶
直接計算三角面片的法向是費時的，為了消除各三角面片之間的明暗度的不連續變化，只要給出三角面片各頂點處的法向，並採用Gouraud模型繪製各三角面片。這裡我們採用中心插分方法來計算各體素各角點的梯度。在三角形的情況下，計算出每一個三角形面片的法向量，然後用三角面的法向量求得每個頂點的法向量，最後用三角形三個頂點的三個法向量插值求出三角形面上某一點的法向量。對於等值面來說有簡單的方法計算頂點的法向量。考慮到等高線的梯度方向與等高線的切線垂直，因此，可以用梯度向量代替等高線的垂直線。在三維情況下，等值面的梯度方向就是等值面的法向方向。由此，可得到公式⑷：
⑷
5 Marching Cubes的優化--網格模型簡化演算法
網格模型簡化演算法已經取得了一系列的成果。目前的簡化演算法大多考慮以邊摺疊前後的模型幾何位置變化為摺疊代價，從而減少多邊形的數量，以達到提高運算效率的目的。網格簡化演算法的目的是在儘可能保證影象精度的前提下提高效率。因此，選取座標點的原則是儘可能接近原始網格，一般有子集選擇法和優化選擇法[6]兩種子集選擇法即簡單地在邊的兩個端點中選擇代價較小的那一個，優化選擇法則是選取二次誤差最小的點v作為摺疊點，該點所對應的二次誤差測度為，而點v的二次誤差是二次方程，求其最小值就是求方程對x，y，z偏導為零的點，解出的x，y，z即為新的頂點座標。這一過程等價於公式⑸的矩陣方程求解。
⑸
摺疊代價的度量
摺疊代價的計算分為兩步。第一步：計算每個頂點的二次誤差側度時，以Garland的標準二次誤差測度為基礎，同時考慮周邊三角形面積的影響，計算每個頂點的二次誤差測度均值;第二步：計算邊摺疊代價時，以邊的長度和邊摺疊後所引起的三角形形態變化的程度作為加權因子。
具體計算方法為：在三維空間中，平面P可以表示為ax+by+cz+d=0，也可以表示為PTv=0.其中P=[a，b，c]T是平面P的單位法向量，且有，d為常量。模型空間中任一點v=[x，y，z，1]T到該平面的距離的平方為公式⑹：
⑹
網格模型中的任意點v=[x，y，z，1]T的二次誤差Δ***v***的定義為該頂點到與該定點相關的平面的平方和，可以表示為公式⑺：
⑺
其中，planes***v***表示所有包含定點v的三角平面構成的一個集合，稱為頂點v的相關平面集。初始狀態下網格模型中每個點的二次誤差為0，上式變形後可以得到公式⑻。
⑻
其中kp為平面P的二次誤差測度。
⑼
稱為v=[x，y，z，1]T的二次矩陣。
稱為點v的二次誤差。當進行邊摺疊時，可使用一個附加規則***Garland et al. ， 1987***獲得點v處的二次誤差測度，該頂點的二次誤差值為，也就是該邊的摺疊代價。
6 網格簡化演算法在 醫學三維重建上的 應用
網格演算法一般應用於加快三維重建的速度，但是單純的網格演算法卻缺乏實用價值。相對於其高速的繪製，損失的精度是無法接受的。因此，對網格簡化演算法又進行了進一步的優化—基於體繪製的網格簡化演算法。
體繪製是將切片中所有的物質***面板、骨骼、肌肉等***集中在一幅圖中顯示。但在只需要觀察骨骼的情況下，很多的三角面繪製都是沒有意義的。忽略那些不必要的三角面可在保證精度的同時有效地提高重建速度。
7 結束語
MC演算法通過對比閥值來確定體素的多邊形，在面對大容量資料時往往有著速度慢這一無法迴避的缺點，但現在各種有針對性的改進使得它有了更大的 發展潛力，所以MC演算法不僅僅是個單純的演算法，它更接近於“體素” 這個概念。現在流行的很多三維重建演算法都是基於MC進行改良的，目的是為了獲得所需要的特定的三維模型。象基於小波變換的醫學影象融合演算法，斷層醫學影象插值演算法等，則主要是為了使CT等資料容易受到MC演算法中閥值的分割。現在，OpenGL，VTK等影象函式庫的使用已使得三維影象建模變得簡單期望三維重建技術在醫學上的應用會有更大的發展。
參考文獻：
[1] 蒲超,張育民.醫學圖象三維處理演算法與應用[J].兵工自動化,2004.6:210~212
[2] 羅述謙,周果巨集,石教英.基於三角形移去準則的多面體簡化模型[J]. 計算機學報,2008.2:135~138
[3] Nielson GM.Dual Marching Cubes.IEEE Visualization 2004.
[4] 田捷,包尚聯,周明全. 醫學影象處理與分析[M].電子工業出版社2003.
[5] 金天弘,劉振宅. 醫學影象三維重建的研究[J].醫療衛生裝備,2008.2:34