生物医学工程概念范文
时间：2023-12-20 17:40:25
导语：如何才能写好一篇生物医学工程概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
生物医学工程(Bio毗dieazEngineering)学是一门年轻的新学科，从技术角度肴，生物医学工程技术其形成与发展的模式墓本上可归纳为:通过工程技术手段把物理、化学以及技术科学中新的技术、原理、方法应用于研制医疗装!、满足临床诊治的需要，随着科学技术进步、新的物理、化学方法和工程技术不断被应用于医学，医用产品越来越多.在工程学(含电子技术、计算机技术、信.息技术、材料科学)突飞猛进地发展的同时，生命科学也在迅猛发展，近年来迅速兴起的生物技术对给生物医学以极大的推动，将产生分子医学.因此我们对理工学科与生命科学交叉结合而产生的生物医学工程学必须有新的认识.美国学者指出，新的生物医学工程定义是:“生物工程学结合物理学、化学或数学和工程学原理，从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识，诱发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改菩卫生状况等目的”.因此，我们必须考虑到科学技术的进步给生物医学工程学带来的影响:不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合，也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合;不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合，而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合.因此，我们引用根据美国国立卫生研究院有关名词命名专家组最近对生物医学工程学的定义:焦生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机科学与工程学厚理，从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出墓本概念，产生从分子水平到导官水平的知识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、导械和信，’.学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改善卫生状况等目的.”
二.生物医学工程学科类型
生物医学工程学是理、工学科和生物医学相结合而发展起来的交叉边缘学科，涉及的领域十分广泛，与其他诸如材料、信息、电子技术、计算机科学关系密切，并在不断发展之中.根据学科具体内容可以分为:因为生物医学工程学科具有其他学科所没有的特点，我国仅设一级学科不设二级学科.
1.信息技术型生物医学工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知识体系的组成特点是以电子技术、计算机技术、信.息处理技术的知识为主线，以生物医学方面相应的领域为交叉、结合对象，对其中的问题进行研究.
2.材料技术型生物医学x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知识体系包含材料科学、生物技术、力学、化学、生物化学、信息和计算机技术、医学和生命科学的墓本知识，主要研究对象是生物材料和人工器官，包含新近发展起来的组织工程.
3.生物技术型生物医学工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering，BT一BME)在生物医学工程发展的同时，由于分子生物学的发展产生了生物技术，使得生物医学工程与生物技术交叉结合.美国实验生理学学会联合会(F^SEB)对未来医学发展的分析是“分子医学将在2020年成为人类健康的基础.分子医学的实践将包括新的预防方法、新的诊断方法和新的治疗方法，新的治疗方法将直接针对造成疾病的分子、细胞或生理缺陷.这些新医学方法的墓础将是精确的和无创的成像及诊断技术，……”，这充分说明了在新的时期，生物医学工程必然和分子水平的诊疗技术交叉结合，也就是说生物医学工程必然和生物技术交叉结合，因此必然会产生生物技术型的生物医学工程.其知识体系包含数学、计算机技术、信.息技术、生物学、分子生物学、遗传学等等.
4.生物医学研究型的生物医学工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物医学工程的定义和它的研究内容知道，我们要为深入研究生命过程的规律，揭示生命的本质.因此这类学科的着眼点和落脚点不在于应用，而在于用目前的一切科学技术的理论、方法、技术以某一生命过程为研究对象.所需的是所有理工科、生物学、医学、哲学知识的交叉融合.
5.医疗器械产业型的生物医学工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物医学工程所有的研究的最终目的是以各种不同的产品服务于社会，在各种生物医学工程产品中，医疗器械(含各种医疗仪器、医疗设备和耗材等)产品占有很大比t.要过渡到产品必须有由实验室研究到产业化过度的研究阶段，就会形成产业型的生物医学工程.其知识体系包含电子技术、计算机技术、精密机械、生物医学的基本知识、管理学、市场经营等.以往我国医疗界械产业化的发展较发达国家滞后，就是因为这方面的力t相对薄弱，因此一方面应该在医疗界械的公司强化这方面的建设，另一方面应加强高校、研究所与企业的交叉结合.科研成果的产品化研究在医疗界械行业显得尤为重要。
6.在医院中的生物医学工程-----一临床工程随若科学技术和现代医学的发展，生物医学工程对促进医学科学的发展起到了很重要的作用，尤其是在医院的建设和发展中所起的作用更为重要，所居的地位更为明显.医疗机构为了满足社会的需求，在医疗市场的激烈竞争中求得生存与发展，就必须加快自身的现代化建设，在这一进程中，生物医学工程的分支学科一一临床工程已成为现代化医院不可缺少的组成成份，将起到举足轻重的作用.临床工程师、医生和护士共同构成现代化医院的三大支柱川.临床工程在医院中的发展是一个值得关注问翅.临床工程的定义:前面讲过生物医学工程学是一门新发展起来的交叉性学科，它研究内容非常广泛，从纵向看，生物医学工程学的组成除了研究开发以外还有一个重要的组成部分，就是在医院中应用生物医学工程的所有成果---一临床工程，临床工程则是为了利用现代科学和工程技术知识，将现代的生物医学工程学的新技术和成果安全、可东地应用到临床，以提高医疗水平为目的的一个生物医学工程的学科分支.那么，什么是临床工程呢?目前，一般认为在医院中医疗设备的维修管理就是临床工程，我们认为，在医院中所有为了提高医院医疗水平而应用现代工程技术的工作都应该属于临床工程的范畴.在医院临床工程墓本上由五大部分组成:一是以医疗设备的全程技术管理为主，解决医院装备现代化中技术、设备、质t保证和经济管理方面的问题，包含了医院中的设备工程和设备管理工程;二是医疗信息的现代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系统:使用计算机和通讯设备采集、存储、处理、传翰和翰出门诊、住院息者医护和管理信息，包括临床辅助科室的信息，形成网络系统，实现信息共享，提商医院工作质t和效益;三是和影像存档和通讯--一P^cS(Pict盯e^r。hi，ing.eo二unie。tson:system，):是医院用于管理医疗设备如CT，MR等产生的医学图像的信息系统;四是远程医疗网络系统等:远程医疗就是利用电子通讯网络以电子信号来传递有关医学诊断、治疗、护理、咨询及教育等的信息及数据，其即可以为偏远地区的息者提供医疗服务，也可以作为医生之间进行交流的有效工具;五是参与临床的诊断与治疗一线工作的工程技术:例如放射治疗计划的制定、虚拟手术、理疗和康复等等.临床工程与生物医学工程研究开发是两个紧密相连的必要环节，又具有各自的发展规律.因此，我们既要重视前者的发展，也要重视后者的发展，在医院中更应将后者放在发展的重要的地位.
三.国内外生物医学工程教育棍况
科学与学科有非常密切的关系.科学自身的规律决定学科的规律，科学发展决定学科的建设和发展，当然，学科的建设反过来形响科学的发展.随若人们对健康的关心程度的增加，医学上疾病分析、诊断、治疗和康复等方面的仪器设备逐年增多.因此，在教学科研单位需要有研究人的生命的物理原理、控制过程和研究新的检测、监测生理、生化物理指标的原理、方法、仪器设备;在工业部门，需有设计、制造适于医护人员操作和人事科医学要求的仪器设备的工程师.在医院里，需有掌握医学设备的均t和维修以及培训使用这些设备的人员的工程师;这就要求有一个系统地培养生物医学工程师的教育计划.生物医学工程师要用工程学的方法来解决生命科学上的难题，因此，要求有一些涉及生命科学和工程学的交叉训练，使得学生既要性得工程原理，又要了解如何应用知识来解决生物学和医学上的问题.二十世纪50年代，随着生物医学工程科学研究的发展，产生了生物医学工程学科.由于科学研究的需要，在国外生物医学工程学科发展的最初阶段，是趋向于培养博士水平的高级人员.后来由于注意到实际应用，产生了硕士和学士水平的教学计划.
1.国外高校生物医学工程专业的情况
目前发达国家的很多大学都设有生物医学工程系，仅美国就可在Inter网上查到近百所大学生物医学工程系的主页.《共国新闻》及《世界报道》两媒体2002年联合公布的生物工程/生物医学工程领域最佳研究生院的排名(根据设施、人员、研究成果引用系数等)前十名的学校。.设有叫S方向与BT的较多.以研究生教育为主，本科为附在我国，涉及生物医学工程专业最早的是中专教育、大专教育(1，60年成立的北京商学院就有医疗器械系)，真正的生物医学工程学科开始于70年代未，19，8年国家科委成立了生物医学工程学科专业组.从此生物医学工程作为一门独立的学科在我国很快地发展起来.经二十多年的发展，目前全国己有近几十所高校建立有该专业，这些高校均系国内工科、理科、医学的著名院校.我国生物医学工程学科的墓本情况见表2从以上可以看出我国的生物医学工程专业发展非常迅速，据不完全统计，52个院校设有生物医学工程专业，其中有37个理工或综合大学，15个医科院校.
2.我国离校生物医学工程专业的情况分析
(1).我国生物医学工程专业与国外生物医学工程专业的共同点①学科发展迅速国内外高校生物医学工程专业发展十分迅速，国外从20世纪60年代起步，70年代、80年代迅速发展•国郎20世纪’0年代末，8。年代初仅有几所高校建立生物医学工程专业，短短二十年就发展到50个院校建立该专业.②从比较知名的重点院校开始形成辐射美国约翰霍普金斯大学、加利福尼亚大学、麻省理工学院、宾西法尼亚大学、华盛顿大学、密歇根大学等都是较早建立生物医学工程专业的.我国清华大学、浙江大学、西安交通大学、上海交通大学、东南大学、中国科技大学等都是我国著名的科研水平很高的大学，也是我国首批建立生物医学工程专业的高校.③生物医学工程专业的学科以研究生教育为主在国外，很多大学招收研究生的数t超过本科生的数t，研究生的来源更强调从理工科或生物医学专业中选拔.在我国50多个生物医学工程专业中有17个博士学科(14个也收本科，3个仅招收硕士、博士)，6个博士后流动站，5个长江学者学科，11个招收本科、硕士，8个院校仅招收硕士，U个院校招收本科、2个招收大专.这充分说明生物医学工程专业教学和科研相比，生物医学工程科研占的比重更大.
3.我国高校生物医学工程专业与国外的不同点(差距)
近年来我国生物医学工程教育发展很快，如前所述建立本科教学的至少有35所院校，通过分析不难发现:①学科模式(研究方向)设!较少所有开设生物医学工程本科专业的学校都是以电子、信.息、计算机应用与医学结合为目标，只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容.本科教育的专业设!面比较集中在IT一明E，没有川S一SME，各院校的研究生培养(科研方向)基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图象处理、医学仪器研究为主，部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向，只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料及人工器官、生物医学图像处理.研究生培养的专业面比本科生的专面相对宽广.与生物医学工程专业搜盖面相比显得专业面过于窄.而国外的专业设t显然比我们有优势.从表1中可以看出有很多“生物移植、心血管电生理、脊健损伤研究、功能生物技术、心肺动脉、临床整形外科研究、临床整形外科研究、细胞影像、疼痛神经生理、分子及细胞生物、重组蛋白质表达、药物传输、.生物界面现象、生物热传递、麻挤研究、听觉研究、神经肌肉研究、神经系统分析、视觉研究”一的研究方向，在我国，这些研究方向都被认为是生物医学的研究内容，而不是生物医学工程的研究内容.②以科研带动学科的特点不如国外突出我国本科教育有进一步扩大的趋势，有些没有科研方向的学校纷纷设立生物医学工程专业③没有重视传统中医工程研究④生物医学交叉结合的程度我们不如国外，我们的叫E没有研究生命系统的就是个证明.
4.就业问题
生物医学工程师的就业前景是广阔的，主要就业单位是研究机构、公司和医院.研究机构可以是研究所或大学里的研究中心，他们从事设计和研制医院里所铸的很专门的新设备，也有一部分作为外科或生理研究组的成员参与复杂电子系统的选择使用，也可以研制新设备公司，可以是仪导及制药公司，他们参与新的医疗仪器以及医学及生物学研究用的仪器的研制和生产.他们能够决定一种新的设计是否有藉要，有梢路，能否满足各种要求并符合政府的法律规定，他们也可做为公司产品的推销及售后服务工作.在医院里，他们从事自动化、研制实验室用计算机，病人一一计算机的接口以及有关计算机软件.他们也可以在某一科室〔例如:内科、外科和临床实验室工作)，也可以在医院里直接经管生物医学工程部门的工作.他们是医院中工程情报的主要提供者，负贵所有仪器的使用、维修和采购的任务，研究分析和处理数据的方法.生物医学工程师亦参与许多国家研究计划，如在空间计划中设计遥测装I，生命维持系统，人一一机接口设备以及参与空问医学.他们也参与国防计划，环境研究，也可做为环境开发及污染、医院自动化方面的顾问等.
5.生物医学工程专业的继续教育
生物医学工程专业的高等教育与国外相比起步较晚，但经过近20年的发展，现已形成较完菩的学科体系，开设了大专、本科、硕士和博士研究生教育层次.而我国生物医学工程专业继续教育发展较慢，在国家成人教育专业目录中还没有该专业.我校1，%年首次在全军开展了生物医学工程专业专科升本科的函授教育，现已招收7届学员，深受全军各医疗单位技术人员的欢迎，目前地方许多医院有关技术人员也来信询问要求学习.我们认为在新形势下，生物医学工程专业继续教育有着广泛的前景和开展空间.主要原因是:
(1).随着科学技术和现代医学的发展，医院各种诊疗技术和设备越来越多，高新技术和自动化程度越来越高，如果没有生物医学工程专业技术人员的有效参与，现代化医院不可能有现代化的管理和诊疗水平.
(2).从医院实际看.医院医学工程科、信息科、放射科、放疗科、超声科和理疗科的临床工程技术人员是生物医学工程专业专业本科毕业的为数不多，大都是本专业或相关专业大专毕业，知识结构和实际水平很难适应未来的发展需要，必然有一个知识更新、技术提高的问题.
(3).以现代科学技术为核心的、建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济称为知识经济时代，知识经济时代的到来对现代化医院的科技水平、人才综合素质和创新能力有了更高的标准.开展生物医学工程专业继续教育，必须满足实际，若眼未来，在教育观念、人才培养目标、教学内容和教学方法等方面进行大胆探索.
6.在医学院校内开设生物医学工程专业的特点
生物医学工程专业是一门工程科学，它要求有深厚工程墓础知识，学生的大部分时问都是在学习工程知识，因此，很容易认为在工科院校开设此专业有优势，在医学院校开设这个专业有很大困难.经过几年的实践，我们认为在医学院校办生物医学工程专业.开始时要建立起一整套的工程葵础课教研室和实验室，，这样需要的经费、人员较多，起步比较困难，但只要具备了墓本条件，会有很多优势.
(1).生物医学工程是工程科学对医学的渗透，在医学院校中开设了本专业以后，工程人员和医务人员思想上的沟通就比较方便，较能做到互相理解，这样就便于合作.
篇2
1临床医学工程专业课程体系的调整
1.1医学院校临床医学工程应用型人才培养目标医学院校的临床医学工程应用型人才以医疗设备的全程技术管理、信息系统的维护、影像工程科等为主。通过4年专业学习，学生对于医疗仪器有比较深入的了解，侧重于理论的应用，能够对仪器进行基本的保养、维护和一般性维修；对于仪器的医学应用比较了解，在医生和仪器提供者之间起桥梁作用，承担部分仪器的高效使用、改造等任务。同时也可以成为医学仪器生产厂家的运行、维护、安装、研发等专业技术人才。
1.2专业课程以原理为基础，兼顾应用坚持“重人品，厚基础，强能力，宽适应”的人才培养模式[5]，接受先进的理论和技术。专业课程设置可分以下几大类：医学仪器与图像处理类，包括电路、数字图像处理、传感器等；微机原理以及应用类，包括单片机、计算机原理及应用、医学信息系统等；医学基础类，包括系统解剖学、生理学等；生物医学工程专业课程，包括生物力学、生物材料、医学传感器等。教学以“学为主，教为导”的方法，采取启发式、讨论式教学[6]。授课以原理为基础，不要求复杂的公式推导，但是要有定性的概念，例如超声探头高频低频的应用差别。由于设备更新换代很快，无需纠结于某个特定型号的设备并研究其具体功能，应概括性介绍医学设备的应用。开设理论教学与实地教学相结合，与医院合作，组织学生到医院参观学习，请相关业务人员介绍医疗仪器和系统的软件以及硬件设备，及其实际运行情况，使学生有更直观的认识。
1.3引入医疗器械风险管理的概念，加强学生医疗风险意识在基础专业课程教学的同时，引入医疗器械风险管理的概念。表1为制造商对某设备风险的可能性评估。表格左列为危险的可能性分类，首行为危险的严重性分类，阴影区是可用性测试工程师优先考虑的内容。风险分为R1、R2、R3、R4、R5、R6等6个等级。医疗器械的风险管理贯穿于产品的整个寿命周期，在设备的使用过程中仍可能存在，因此医疗工程人员需要具有医疗风险意识。在教学中，引入医疗器械风险管理的概念，让学生了解医疗环境下多种因素都有可能造成医疗设备的使用风险，同时让学生感到学习临床医学工程在医院工作“有用武之地”。
1.4以研带教，直观认识医疗风险在理论学习的基础上兼顾研究和应用，培养学生科研能力的同时，加深学生对医疗风险的认识程度。例如，我们对RFID标签在高磁场下应用的安全性进行测评[7-8]，通过实验发现，13.56M无源RFID标签作为患者标识，在1.5T磁场下持续使用对自身安全正确使用没有影响，但是其可能影响核磁成像的信号及噪声水平，形成伪影，见图1。由此可见，通过简单的研究发现临床环境中风险因素随时可能被引入。开展创新性研究实验，在培养学生思维逻辑能力、分析解决问题的能力以及科研实践能力的同时，提升学生对临床医学工程专业的兴趣，更有利于学生今后的择业意向。
2结语
篇3
关键词：生物医学图像编程实现技术；双语；教学改革
作者简介：杨春兰（1980-），女，河北石家庄人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，副教授；吴水才（1964-），男，江西九江人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，教授。（北京 100124）
基金项目：本文系北京工业大学2013年度研究生课程建设项目（项目编号：015000542513528）、北京工业大学教育教学研究项目（项目编号：ER2013B21）的研究成果。
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0105-02
“生物医学图像编程实现技术”是生物医学工程专业研究生的选修课。该课程的主要内容是分别利用Visual C++和ITK两种编程工具实现常见生物医学图像的读写、点运算、配准、分割等涉及医学图像分析基本问题的程序编制。本课程共32学时，包括7个章节：常用医学图像处理软件编程环境介绍；生物医学图像的类型及其数据表达；各种医学图像的读写方法和显示；生物医学图像处理类库的实现；医学图像配准；医学图像分割；基于医学图像的统计分析。
本课程教学方式主要采用课堂讲授和学生上机讨论同步结合的形式。教学思路围绕利用VC等编程工具实现图像处理程序的编写展开：以ITK学习作为算法理论指导的基础和主线，在学生理解具体算法的核心内容后，再利用VC完成算法的实现，进而使学生掌握VC进行生物医学图像处理的编程技巧。在课堂教学中充分发挥学生的积极性，鼓励创新思路和团队合作。本课程目前主要选用与ITK和VC图像处理紧密相关的指导书和参考书，以及笔者编写的教学讲义。
针对该课程教学内容中ITK和VC均采用英文开发平台的特点，目前英文多媒体课件已达教学内容总量的2/3以上。笔者多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，近年来查阅并收集了大量英文文献。在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。此外，教学中采用英文ITK编程指导书作为程序编写的基本算法理论参考。程序设计中，示例程序英文注释占到1/2以上篇幅。鉴于目前的教学现状， 拟将该课程建设为双语课程。
一、双语教学改革的必要性
“生物医学图像编程实现技术”作为生物医学工程专业硕士生的专业选修课，目的是使学生学会利用VC和ITK等编程工具完成生物医学图像处理的程序设计和相关科研任务。目前Microsoft Visual C++6.0开发平台和ITK开发平台均为英语环境，ITK学习资料和网站亦均使用英语，因此，掌握VC和ITK程序设计中的常见专业术语，具备阅读并编写英文注释的程序代码能力是教学中的一个重要目标。前几轮教学中主要存在以下问题：
第一，学生本科阶段专业背景和英文水平存在差异，在学习以英文为主的教学内容时存在一定困难。北京工业大学（以下简称“我校”）生物医学工程专业研究生大多来自其他各地方院校，很多学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，编程水平亟待提高。目前生物医学工程专业开设的研究生课程中，“医学图像处理”仅从基础理论方面论述了生物医学图像处理的内容、模式和发展趋势，学生缺乏利用计算机编程工具实现图像处理算法的技术入门和指导。本课程目前主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料。ITK指导书和相关学习资料为全英文编写，通常程序开发者使用的VC6.0开发平台为英文版，帮助查询信息也为英文，在一定程度上增加了学生学习编程技术的难度。双语教学的开展成为解决该问题的重要途径。
第二，已有经试用一定时期、教学效果良好的上机指导讲义，但尚无与英文学习资料配套的双语教学讲义。生物医学图像处理的基本概念和相关算法是本课程的理论基础，利用ITK和VC进行编程是学生学习本课程应掌握的基本技能。鉴于在课堂教学中，理论讲授仍是主要教学手段，笔者围绕使用ITK和VC图像编程两条主线来安排课堂教学，精选出能够提高生命科学与生物工程学院（以下简称“我院”）研究生科研水平的课程内容。
目前的课堂教学主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料，尚无可供使用的正式出版教材。基于前期该课程教学改革建设，笔者编写了该课程的上机编程指导讲义，教学中已试用3轮，学生普遍反映对其学习很有帮助，取得了较好的实验教学效果。然而，单独一本上机指导书或者几本相关参考书无法满足教学中的实际要求。此外，目前编写的上机指导书中缺少英文专业术语，而在实际教学中应当注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用，提高其科研能力。因此，教学中亟需使用将基础理论内容与上机操作有效紧密结合的双语教学讲义，使课堂教学中学习资料与上机指导书内容相对应，从而使教学内容系统化，能够同时满足学生理论学习和上机操作的实际需要。
第三，学生自主学习内容来源均为英文资料，尚需教师做中英对照指导。培养学生的创新意识和动手实践能力是研究生教学的基本指导思想。计算机程序设计类课程需要足够的上机操作练习和课后自主学习来巩固学习成效。只强调课堂讲授往往使学生的思路受到限制，不能达到同步跟随讲解掌握编程要点和调试技巧的目的。笔者鼓励学生在自学中利用互联网等现代学习工具，并结合自己在生物医学图像处理领域的科研工作，针对教学内容收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。但多数学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，且缺乏图像处理方面的先修专业知识，在自学时遇到了较多困难，需要教师对相关专业术语和概念做中英对照解释和指导。因此，课堂讲授和课后师生答疑及作业等均宜采用双语模式。
综合以上分析，本课程在教学中需组织并精选双语教学内容，并在此基础上编写与英文学习资料配套的双语课堂教学讲义，在课堂讲授等环节亦适合采用双语教学模式。双语教学是解决前述几个教学问题的必要手段，也是增强本课程教学效果的重要途径。
二、双语教学建设的具体措施
1.教学内容建设
本课程主要以利用ITK和VC两种工具进行生物医学图像处理的程序设计展开。ITK的学习相对易于掌握和理解，可作为引导和帮助学生形成编程思路和整体框架的基础部分；针对生物医学图像的特点，在ITK对应内容学习的基础上，重点使学生掌握利用VC进行各种处理算法的程序实现。由于课时数的限制，教学内容将紧密联系目前医学图像处理领域的热点问题，参照国内外常用生物医学图像编程软件的基本功能，精选有助于学生今后开展科研工作的内容，在此基础上完成教学内容的中英对照优化。
在目前使用的英文ITK学习指导书、VC图像处理参考书和自编的上机指导讲义中，对于图像文件的读写、图像滤波等内容，是交叉重合的部分，也是教学中的重点内容。因此，可依据学习资料将上述章节的教学内容重新整合，组织成中英双语对照的形式；对于无交叉的内容，如图像配准、统计分析等，以中文参考书为主导，英文指导书相关知识点为参考，通过查阅参考资料，完善该部分的中英对照内容。
2.教学方式建设
双语教学的目的是使学生能够在专业领域进行学习和应用，使外语不再成为专业学习和交流的困难和障碍。因此，双语教学不能仅仅立足于提高学生的外语水平，更应在教学中注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用。[1-3]本课程双语教学的目标必须以掌握专业知识及技能为基础，进而培养学生的动手能力和利用编程理解各种理论算法的学习能力。
基于上述教学思想，教学方式主要采取课堂教师讲授与学生同步上机操作相结合的形式。在双语教学过程中充分发挥学生使用英语学习的主动性和创新意识，鼓励团队合作完成较复杂程序的设计。[4，5]针对课堂讲授环节，以英文多媒体课件为依据，在各章节末给出专业术语的中英文对照总结。对基本理论算法采用英语讲解，重点和难点部分用汉语加以强调。
每个专题内容的教学中，首先由教师给出具体的设计任务，以ITK示例程序作为基础理论指导，利用VC演示经典程序的编写调试过程，重点强调编程中的技术要点和中英对照专业术语，并对易错点进行提示。根据设计任务，鼓励学生在实现程序的基本功能基础上，加入自己对算法的理解和功能扩展，并请学生在课堂上对程序设计思路用英语进行讲解和交流。课后程序作业要求学生在程序编写时给出各种函数功能和关键语句的英文注释。
在医学图像配准、分割专题的教学中，让学生分析查阅中英文献资料，结合自己今后的科研方向制作简单的软件实现配准、分割的常用算法。在这些专题中组织学生进行英文口头报告和学术讨论。对于功能模块较复杂的程序，让学生自由分组，注重培养学生团队协作精神和个性特长的发挥。
3.教材建设
目前该课程没有指定的正式出版教材，在实践教学中主要采用自编的上机指导讲义《上机指导说明书》，课堂教学环节中主要从ITK和VC实现图像处理两个方面为学生提供了相应的英文学习资料和参考书。
结合该课程的专业特色和注重上机操作环节的特点，在优化中英对照教学内容的基础上，编写本课程双语教学讲义。讲义内容涉及中英对照的医学图像处理相关基本概念和术语、ITK程序运行步骤及结果分析中文注释、ITK专业术语中英对照详解、VC图像编程技巧要点等。由于该课程实践性强，在编写讲义的同时，对重要的教学内容和教学难点可以制作视频讲解的VCD光盘予以辅助。
三、双语课程建设的可行性
本课程教学内容是在了解学生知识水平和专业背景的前提下，结合我院生物医学工程中心各研究室的研究方向和主要工作而安排的。针对VC开发平台和ITK教学示例程序及注解均为英语的特点，后续教学中可以做到对双语教学内容结构的进一步完善和调整，从而达到提高教学效果的目的。
尽管目前本课程尚无可供使用的正式出版教材，但已有适应学生学习水平的相关中英文参考资料和申请者编写的学生上机实验指导书和讲义，后续建设中编写与中文对照的英文讲义是完全可行的。
选修该课程的生物医学工程专业学生人数相对固定，课堂教学过程便于控制。授课对象具备良好的英语基础和专业知识，具备双语教学的接受水平和理解能力。因此可以探索更为合理的双语教学模式，从而充分发挥学生学习的积极性，培养研究生利用英语查阅文献和学习的研究能力，提高其国际交流水平。充分发挥本课程教学内容和参考资料为英文的优势，让学生在该课程的学习中对利用英语进行科研的训练得以实现。
本课程教学团队的师资力量和业务素质达到了对“生物医学图像编程实现技术”进行双语课程建设的基本要求。笔者曾赴英国华威大学参加了校青年骨干教师出国培训，口语流利，专业基础知识扎实；为生物医学工程专业本科生主讲“Visual Basic程序设计”（双语）课程，具有为该专业学生讲授计算机类课程的双语教学经验，了解该专业学生在学习计算机类课程时的知识水平和心理特点；多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，查阅并收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。
本课程隶属生物医学工程专业硕士生计算机类选修课。我院设有生物医学工程一级学科博士学位、硕士学位授权点，该学科是北京市重点建设学科。生物医学工程中心下设2个生物电子与仪器研究室，1个生物力学与仿真工程研究室。生物医学图像处理是生物医学工程领域的主要研究方向之一，上述研究室均开展了涉及生物医学图像处理的研究工作，可为本课程的实践教学环节提供科研实践训练环境；此外，产学研基地还可吸纳学生进行与图像处理相关课题的编程创新训练。我院与美国桑利尼亚州立大学签订了联合培养协议，为开展双语教学提供了有利的国际学习和交流条件。
四、展望
为推进国际化教育进程，研究生课程建设应积极做到与国际化接轨。“生物医学图像编程实现技术”以提高学生图像处理的编程水平为基本出发点，结合当前该课程的教学现状，在教学内容和教学方式等方面都有望实现双语化。通过借鉴相关计算机类课程双语教学的宝贵经验，不断进行总结，从而实现预期教学目标，切实提高研究生的实践能力和研究水平。
参考文献：
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[3]苏晓云.地方高校双语教学课程质量保障体系的研究与实践[J].中国电力教育，2010，（19）.
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生物医学工程（biomedicalengineering，BME）是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法，多层次研究人体结构、功能及其生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合，工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才，必须要改变原有培养医科学生的模式，采取适应工程技术人才培养特点的教学体系，突出工程性，强调实践性教学。改变现有实践教学模式，构建新的实践教学体系，是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。
2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验
我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是：“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展，培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识，具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力，能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程，这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科，其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此，实践教学占据着战略性地位，是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标，突出工程特性，培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务，学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养，更要通过实践教学各个环节来锻炼，以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法：
2.1注重基本实验技能训练，重组课程实验教学内容电子技术与信息技术教学包含了一系列课程（电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等），对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造，实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合，主要目的是配合理论教学，使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能，提高教学效益，在不增加现有实验课学时的前提下，适当开设综合性实验。
2.2培养综合运用知识能力，强化综合性设计性实验在专业基础课实验中，将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验，主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力，以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目，提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应，题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题，通过查阅文献资料，优化技术路线，独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试，到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革，有效调动了学生学习的积极性和主动性，培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。
2.3开展多层次第二课堂活动，培养分析解决问题能力开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动，这既是课程教学内容的补充，也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动，内容力求覆盖面广、应用性强，既有教师选题，也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织，有效地丰富了学生视野，拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动，对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制，组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学，让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能，变被动学为主动学，培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。
3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足
目前，我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括：公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看，目前这种模式存在2点不足：一是课程设置不科学，体系不完整，与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2]；二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起，由低到高逐次递进，以电子技术综合设计为例，在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上，但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实，一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现，从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求，从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养，是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程，绝非一朝一夕之功，也不是某一门课程所能解决的，必须将其作为系统工程搞好顶层设计，在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训，需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间，乃至研究生阶段，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动，这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识，提高独立分析问题和解决问题的能力，提高团队合作意识，提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力，能够有效地通过工程技术手段解决实际问题，从而满足用人单位和部队建设的需要。所以，建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革，加强顶层设计的重要工作之一，必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。
4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议
创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次，不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法，通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养，必须改变传统的实践教学模式，把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案，调整实践教学组织结构；安排大型综合实验设计课程和实践训练，形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式；构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动，使其创新实践能力不断发展，从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力，提高创造性和竞争能力，这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。
4.1实践课程体系建设
为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求，根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验，我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。
4.1.1基础课程实验
这一类实验的内容和方式比较传统，实验和课程内容的联系紧密，每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析，帮助学生掌握基本理论和方法，锻炼学生动手能力，培养学生的基本工程素质。除基本实验外，一般要求至少安排一个具有综合性质的实验，能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容，都需要进行充分的论证，以保证每门课程实验内容的合理性。
4.1.2综合实践课程
这个训练层次的重要性体现在，使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法，同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础，如果基础不牢，所谓创新是没有保障的，即便有非常新颖的想法，但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上，充分了解各种方法的特点，并根据对实际问题的分析提出有价值的建议，创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用，掌握工程技术解决问题的程序和方法，突出工程实践中关键环节的训练，实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训，使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排，将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成，余下的2～3周时间用于开设独立的综合实践课程。其具体设置安排见表1。
（1）电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力，组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的，主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能，如果没有这个过程，直接进入电子技术课程设计阶段，就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题，为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程，以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力，而尽量避免因为工艺问题造成的失败。
（2）电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上，进行综合能力培养的实践训练课程，以电路设计为重点，内容侧重综合应用模电、数电知识，完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统（例如心电信号放大器）。一般是给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。
（3）虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用，侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。
（4）生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上，把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来，掌握常见的生物医学信号采集方法，医学信号传感器、采集仪器的使用，利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程：医学信号信号采集信号处理信号识别与特征提取临床诊断，培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力，并强调各种处理方法的硬件实现。
（5）现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行，学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能，融合医学仪器课程内容，独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试，完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理，通过对专业课实验进行的高度整合，让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择，或者自己拟定题目，独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统，并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术，在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练，对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解，从而在综合能力上得到培养，同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。
4.1.3创新性课外科技活动
开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动，其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上，了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识，充分发挥和调动学生创新实践的潜能，结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求，应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法，有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员，培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力，以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养，主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展，也可以围绕专业选修课开展，并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金，开展进一步的深入研究，并指导学生发表学术论文，申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员，可在此基础上直接进入毕业设计环节，并给予他们优先报考硕士研究生的资格。
4.1.4实习
临床工程实习是理论联系实际，培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习，使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握，全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养，熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题，建立医疗卫生装备体系的基本知识架构，培养学员运用已学基础理论知识，初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力，为毕业后从事医疗设备专业工作，提升任职能力打下基础。
4.1.5毕业设计
毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平，是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题，把重点放在学员创新思维和能力的培养，充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养：（1）调研、查阅中外文献和搜集资料的能力；（2）理论分析、制定或设计实验方案的能力；（3）实验研究、综合分析和数据处理的能力；（4）交叉融合理工医等学科综合知识的能力；（5）外语、计算机应用和论文写作的能力；（6）综合应用工程技术手段解决实际问题的能力；（7）团队合作的能力。方法上让学生自由选题，独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题，指导学生通过查阅资料，以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路，要求学生利用计算机进行理论设计，并进行虚拟实验和仿真分析，经过比较优选出最佳方案，进而设计出实用的电子系统，完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标；最后提供设计报告，接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤，增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神，真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。
4.2创新实验室建设
创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务，满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要，从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手，与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合，以电子技术应用、装备教学实训为基础，培养应用军事生物医学工程的技术方法，解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段，在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发，使其在学习训练中了解军事医学的主要问题，学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题，同时提高创新实践能力，在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的，这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。
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生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科，其主要研究方向是运用工程技术手段，研究和解决生物学、医学中的有关问题。
多学科的交叉使它不同于那些经典的学科，也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用，世界各主要国家均将它列入高技术领域，重点投资、优先发展。
[1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代，目前已成为一个重要的研究和学习领域。
计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段，为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战，未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此，对计算机网络的学习是非常有必要的。
而要学好这门课程，不仅要学习一些概念，掌握计算机网络的基本原理，还要掌握一些技能，具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生，在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别，以体现出专业特色。
笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设，注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力，将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向，科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构，使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求，成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。
一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一，每天都有新的发展和应用，教师只有在教学过程中不断更新教学内容，才能跟上时代的步伐
[3]俗话说：你要给学生一勺水，那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课，教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书，对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入准确地把握，同时还必须通过承担相关的科学研究，能够通过自己的工作，理论联系实际，真正理解和掌握核心技术，了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习，了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。
针对网络技术发展的不断更新，在教学内容上应安排一些基础的理论内容，比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等，便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时，可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容，以乘飞机的过程举例，提出协议、服务和层次的概念，以此类比，可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程，因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识，使得学生只要具有物理学方面的基础，就能很好地接受这些知识，而不需要专门去补习这门课程。
二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中，要紧密结合专业的需要，克服过于偏理论的倾向，以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想，调动学生的积极性
例如，在讲授网络技术内容时，可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学，从物理层直到应用层，同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中，可以以学校校医院的信息系统为例，从整体上了解医院信息系统（HIS）的内容，学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以全面了解医院信息的流程和医院管理模式，为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中，以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容，突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点，应强调要放在应用上。
因此，在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程，强调知识点、技能点，从教学方法上进行改革，比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法，但还缺少互动讨论，其实对于小班的学生，这种方式更好推广，而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容，这和笔者之前的安排完全不同，在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象，而采取西安交大的这种方式，可以带着问题进行教学，通过案例，引导学生用理论知识解决实际应用问题，提高学生的学习兴趣。
三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂，在安排时不妨在灌输理论知识的同时，合理增加常识性的内容，这样一方面能够重点突出，另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态，对一些初学者是一个很好的知识补充
比如在讲传输介质时，前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识，有些是非常晦涩难懂的理论，同学们已经显出倦态，因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。
对于晦涩难懂的教学内容，应该注重学生的反映，通过举手的方式来了解学生理解的程度，比如在讲曼彻斯特编码技术的时候，先让一名同学画出波形图，然后让学生自己判断是否正确，通过了解可以看出学生的掌握情况，然后再进行讲解，反复几次，可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明，比如服务和协议，就可以用生活中的例子来解释；而对于有关的、好理解的内容，可以以自学的方法来学习，也可以在课堂教学中省略这方面的内容。超级秘书网
四、注重因材施教应该因材施教，针对理解力强的学生，可以把一些难点让他来讲述，以引发他的兴趣，比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念，可以留下疑问到下堂课让他来讲述；针对一般大多数同学，可以在他讲的基础上再讲一遍，用通俗易懂的语言来加深对概念的理解
教学过程应该把重点和难点讲出来，然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容，教师不必把所有的点都讲到，知识性的内容不用讲得太详细，因为大学生有这方面的素质，尤其小班上课，可以充分调动学生的积极性来投入到教学中，年轻教师不必拘泥于固有的模式，而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时，可以拿一个例子来讲述整个过程，因为专业的学生有电路的知识和软件的知识，可以理解得比较透彻。
同时配合Flas来进行教学，可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展，各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合，从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展，本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上，熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。
参考文献：
[1]鲁雯,秦斌,王鹏程,等.生物医学工程专业教材建设与探索[J].医疗设备信息,2005,20(11):40-41.
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【关键词】生物技术；计算机；应用
【中图分类号】Q50 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0046-01
进入二十一世纪以来，由于研究的深入，对知识的进一步认识和了解，许多学科之间都有了一些交叉，尤其是一些新兴学科之间的相互交叉，广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用，人们进一步提升对自然界的认识，对人类本身也有了进一步的了解。随着科学技术的不断发展，尤其是计算机技术的飞速发展，计算机在其中的应用范围也日益扩大，计算机和药学两者互相影响、互相渗透、互相结合，密不可分。
1、生物技术与信息技术的关系
信息技术和生物技术都是高新技术，二者在新经济中并非此消彼长的关系，而是相辅相成，共同推进21世纪经济的快速发展。信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中，计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今，人们越来越清醒地认识到，超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的，高性能计算可以为人类作出更大的贡献。生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成，有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据，只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程，使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程，并非一般的计算机力所能及，而需要具有超级计算能力的计算机。因此，生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求，从而推动信息产业的发展。生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义，生物学和信息学交叉、结合，从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学，它的进步所带来的效益是不可估量的。
2、计算机在生物技术中的应用分析
生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法，从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题，即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能，以及人体各种正常生理功能和病理状态之问的差异，这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。
2.1 计算机技术在生物信息学中的应用
生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值；而且，由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科，使其具有非常强的专业性，这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务，残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势，使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求，学术界内的生物医药科研机构也是如此，而这种需求，仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见，在生命科学的新世纪，生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。
2.2 计算机在微生物学中细菌生化反应上的应用
细菌学的计量检验是医学检验现代化的种重要手段。此检验技术是通过收集已确证的统计资料，并将系列生化反应试验的反应结果数值化，按照一定的数学模型进行多元分析，利计算机的运算速度和记忆能力，检验标本作出规范化的定量鉴定。实现这一计量鉴定，我采用了计算机辅助编码捡索系统（CAIS）菌科细菌系列生化反应机辅检索程序（CAE-15）、（eAE-I）输入微机。通过各项生化反应结果及增补试验结果所得的编码数经过人工查询，从计算机编程的“缩码检索手册”中直接查找指定编码的细菌概率分布和相应的补充试验。计算机在微生物中的应用，不仅节约了时间和人力，而且鉴定结果准确可靠，避免主观误。
2.3 计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的应用
计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的潜力，在加利福尼亚大学圣迭分校的生物化学教授杜利特尔及其同事的工作中得以体现。他们在年进行的工作中只通过分析计算机打印输出的数据就获得了一个重要的生物学发现。杜利特尔教授的研究小组比较了两个由计算机打印输出的蛋白质序列，发现一种与癌症发生有关的序列和一种与细胞生长有关的序列完全一样，揭示出癌基因引起了细胞的不正常生长。这一发现在没有进行过任何一实验的情况下就获得了。
2.4 计算机在创造生物的虚拟环境方面的应用
计算机还正被用于创造一个虚拟的生物环境，以便对复杂的生物网络和生态系统进行模拟。这种虚拟环境创造不同的情境，帮助研究人员产生新的假说，并在实验室里被用于检测新的农业和制药产品以及医学活体实验。在虚拟世界里，生物学家敲敲键盘就可以产生新的合成分，而在实验室经常需要几年时间才可能合成一个真正的分子。有了三维的计算机模型，研究人员可以在屏幕上将各种基因和分子进行组合，然后观察它们的相互作用情况。年，宾夕法尼亚州立大学和位于加利福尼亚拉霍亚的斯克里普斯临床研究所的研究人员，通过使用最先进的计算机首次设计了一种极有价值的合成分子。这种被命名为的化合物是在计算机屏幕上构想出来的，几家生物技术实验室正在进行该化合物的批量生产。科学家们打算通过使用新的信息时代的计算技术造出多种多样的新分子。
2.5 计算机在生物医学工程中的具体应用
生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法，从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题，即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能，以及人体各种正常生理功能和病理状态之间的差异，这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。
3、发展前景
计算机在生物医学工程中应用的例子还很多，并且发挥着越来越重要的作用，同时对计算机技术水平的要求也越来越高。比如在生物医学信号处理方面，普通的计算机已经很难胜任实时处理的能力，使人们转向研究处理速度更快的专门处理器件DSP芯片。在人工智能方面，往往还需要功耗更低、存储更大的微计算机。因此，生物医学工程在利用计算机的同时也促进了计算机的发展。二十一世纪是生物技术的世纪，信息生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力和生气的领域，并且为人类带来了很大的便利与贡献。不难看出，生物计算机研制成功以后，又会带来一次革命，它将会给人类带来更多的福祉，世人将以期盼的心情等待它的出现。随着科技的发展，随着生物技术的发展，它将越来越离不开计算机。不但如此，计算机和生物技术更越来越紧密结合。将更快地促进两者的发展。
参考文献
[1]张宜，汤韧.计算机单机及局域网在药学领域应用发展回顾及现状[J].武汉总医院杂志，2005，13（4）：12
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应急医疗救援保障范围应急医疗救援保障涵盖了平时自然灾害、非自然灾害（人为事故灾害、恐怖袭击）等医疗救援，在战时的应急医疗救援还包含各种武器所致的战创伤。比较常见的有以下4种情况。1.2.1自然灾害天文灾害、气象灾害、海洋灾害、地质灾害、生物灾害、森林火灾等。地质灾害包含地震、泥石流、滑坡等。1.2.2事故灾害火灾、放射事故、化学危险品、生化灾害、交通事故、矿难等。1.2.3突发公共卫生事件传染病疫情、食物中毒、群体性不明原因疾病。1.2.4恐怖袭击事件如2013年美国波士顿马拉松赛接连发生2起爆炸袭击事件，因赛事设有紧急医疗服务部门，爆炸发生后即刻进行了医疗救援。
2医学工程在医疗救援中的应用方法
虽然医疗救援的主体是医务人员，但医学工程人员和医学工程的理论和技术在医疗救援中不可或缺，而要做好医疗救援的保障必须要有临床医学工程学科的强力支撑。
2.1临床医学工程学科特点临床（医学）工程是生物医学工程的一个重要分支，在医院中与医疗、护理、药学并列为4大支柱，是医疗质量安全与效率的必要技术保障。学科研究领域主要是医学装备的管理以及与临床共同开展医学工程科研2个方面，其特点是工程技术与临床应用紧密结合，管理与科研工作的中心是临床需求。医学装备管理包含物流供应管理、风险管理、质量管理和维修保障等工作，医学工程科研方面主要有医学装备管理、物理作用的生物效应、医学装备改进与研制3个方向。
2.2临床医学工程在应急医疗救援中的应用实际救援中派往前线的医疗人力资源往往受限，应急医疗救援体系的设计者和执行者应该思考如何最大限度地保障发挥救援医疗资源的作用，提高医疗救援效能并保证医疗质量。而医学工程技术是医务人员最可信赖的助手，理应成为医疗救援的重要手段。成功的应急医疗救援需要4个条件：（1）高效的组织指挥：需要对现场信息进行收集与研判、救援力量的组织和编配以及制订合理的救援实施方案；（2）实施正确的医疗救治技术：这是医疗救援的基础和软件；（3）适用、齐备的装备药品器材：这是医疗救援的硬件条件；（4）自身保障设备设施和条件。根据临床医学工程的自身特点与上述医疗救援保障的关键点，若要在医疗救援中使用医学工程技术，应从救援装备的管理和科研2个领域入手。从应急医疗救援全程来看，医学工程的作用可体现于日常备战、应急响应、展开部署、医疗实施、总结分析5个阶段。
3国外医疗救援中医学工程的应用
3.1医疗救援装备物资管理高效的医疗物资调配是应急医疗救援的重要保障，也是临床医学工程重要的研究课题。国外学者对灾害救援时医疗物资供应链进行了研究，例如研究了联邦紧急事务管理局模型。
3.2对现有设备的改造利用由于医工工程师熟知医疗设备构造，一方面能在救援现场提供技术支持，另一方面也能在物资匮乏的灾区将手中设备“变废为宝”。，利用手机进行显微成像。通过人手一部的手机和简单的光学组件，再加上LED发光二极管，就能十分有效地对疟疾和肺结核进行检验，这种设备较常规光学显微镜而言不仅方便携带，并且更容易获取。
4我院医学工程在医疗救援中的应用实践
我院组建有国家级医疗救援队和应急医疗分队两级医疗救援队，开展临床医学工程研究的有野战外科研究所（以下简称外研所）和医学工程科（以下简称医工科）。外研所包含创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室和交通医学全军重点实验室。由于2个部门的各自特点，在将医学工程方法应用于应急医疗救援实践中时，外研所主要方向在多发伤救治技术、交通事故生物效应的研究和急救装备器材的研制上，医学工程科则侧重于救援装备器材物资的管理工作。历经多年努力，探索出如下成果。
4.1日常备战阶段4.1.1依据灾害种类制订救援装备配置预案我院国家级医疗救援队设有战备物资仓库，物资管理规范、准备充分。装备配置可参考2008年卫生部制定的《卫生应急队伍装备参考目录（试行）》，它是应急医学装备配置的参考标准，包括救治装备和常用药品、传染病控制类装备、中毒处置类装备、核与放射处置类装备、队伍保障类装备等。4.1.2依据灾害种类制订救援物资供应预案我院医工科也依据灾害种类制订救援物资供应预案，例如《医工科重大地震预案》，并与若干供应商签订应急供应协议，使急救设备、器材的应急供应更及时高效。我院医工科依据灾害种类制定的耗材库。4.1.3合理管理专用和通用急救设备，确保设备的待用状态专属国家医疗救援队的急救设备有时可能长期闲置于仓库中，但医工人员依然要坚持按计划定期对急救设备进行预防性维护，确保设备的待用状态。同时医院其他急救设备也是医疗救援装备的后备，这些平时运行在临床一线的急救设备需要医工人员与临床使用人员协同维护保养，保证设备随时可以进入救援一线。随着智慧医院的建设，未来将发挥信息系统的作用，实时监控急救设备的工作状态。4.1.4救援装备的安装使用培训通常救援装备器材是为救援现场量身打造的，与院内急救设备有差异，需加强对救援队的培训。我院医疗救援队定期卫勤演练中的一个重要环节即是按实战要求进行救援装备器材的安装使用培训与演练，确保在救援现场能迅速安装救援设备、熟练使用救援器材，保证救援质量。
4.2应急响应阶段（1）运用医学工程技术手段收集获取信息，缩短响应时间，帮助研究判定情况，为救援组织指挥提供依据。我院外研所2013年研制出交通事故现场信息采集系统收集新技术，通过对交通事故现场建模，使用无人飞行器与机器视觉探测技术，实现交通事故现场信息的远程采集，能在救援队出发前获知现场情况，有助于准确配置救援人员与装备，提高救援的成功率和效率，开创了一种医疗救援的新模式。（2）通过制订预案，高效完成了救援队的物资供应。四川芦山地震发生后，我院迅速启动应急医疗救援预案，第一时间组成芦山抗震救灾医疗队，1h内完成人员、物资准备，成为进驻灾区的第一支省外医疗队。医疗队共携带价值200万元的先进手术器械、医疗设备和价值20万元的药品，展开后即是一个功能齐备的野战医院，可完成各类急救手术。
4.3展开部署阶段4.3.1通过机动医疗单元展开，将医院移至现场通过学习国外经验，我国建设了“和平方舟”号医院船、民船改装医院船、海域救生浮台等海上医疗单元。在陆上，我军各卫勤单位已掌握利用方舱医院、帐篷医院、野战手术车作为机动医疗单元。方舱医院具有模块化易连接扩展的优点，在2010年玉树地震救援中得以充分展现。在芦山抗震救灾期间，我院医疗队的野战手术车在老百姓家门口实施了现场手术。我院外研所研制的野战救护车、两栖装甲救护车，其他单位研制的卫生列车均是各具特点的新型机动医疗单元。两栖装甲救护车是在水陆坦克基础上改装而成的，配备有可伸展式双层担架床及先进的医疗设备，设计时充分考虑人机工程因素，救护舱室做隔音降噪处理，舱室温度可调，为实施救治与运送提供良好的空间环境。4.3.2现场医疗平台的搭建应急救援中需要医工、医护人员一起在灾害现场搭建帐篷、医疗平台，安装手术床、医疗设备，安装供电、空调、供氧设备，以及安装调试通信设备。经过日常备战阶段的培训演练，快速搭建医疗平台，为挽救生命赢得时间。4.3.3远程医疗系统的搭建与维护通过远程医疗系统，可实现远程会诊、远程手术指导，是高效利用医疗专家资源的一个重要手段。在救援现场运用远程医疗系统，同样需要医工人员进行安装与维护。
4.4总结分析阶段（1）其他专业人员可以与医工人员一起总结分析，优化救援路径、流程，帮助建立快速高效的医疗救援体系。（2）灾害人体效应的医学工程研究：我院外研所开展交通事故的生物效应研究，仿真分析了交通事故导致各种伤害的原因，对于医疗救援与设计交通事故防范系统都具有实际价值。（3）研究如何将医学工程技术方法用于应急医疗救援，解决救援中遇到的难题。
5结语
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教学模式的定义是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。作为结构框架,突出了教学模式从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能；作为活动程序则突出了教学模式的有序性和可操作性。因此,教师在教学过程中应注重各种教学模式的综合应用,以达到较好的教学效果。本文将讨论在生物医学工程专业中的计算机网络课程所运用到的教学模式,为造就跨世纪的新型人才。生物医学工程专业的计算机网络课程,主要是培养学生在今后工作中网络的应用能力,因而不能像数学类课程一样进行引人入胜的推理,也不能像语言设计类课程使同学们在编程过程中体会到成就感,因此如何有效地调动学生的学习积极性,促进学生的积极思考,激发学生的潜能,一直是教师需要面临的问题。我们通过教学改革,采用灵活多样的教学手段和多种教学方法,以期取得较好的实际效果。
1构建一种新型的教学模式
采用传统灌输式的讲课方式,强调知识的传授和记忆,不仅违背了素质教育的宗旨,教学时间上也远远不够。这就要求我们改变教学方法,将填鸭式的教学模式改变为启发式的教学模式。以问题为纽带,在教学中注重提出问题,尤其是生活中类似的问题,强化学生的问题意识,培养学生思考问题、提出问题的能力。让学生学会用生活中的相似问题来理解课程中的问题,从而使较难理解的问题变得容易。
2运用案例教学法
课程内容中医院信息系统是一门既有系统化的理论又需要充分考虑个案实际背景的课程,实践性和操作性很强。如果单纯地讲授理论,会让学生感觉自己处于一种似懂非懂的状态,无法深刻理解和接受教师所讲授的知识,而且容易在课堂上产生疲惫感,大大降低教学效果。如何激发学生自主学习的积极性、主动性,培养和提高学生的自主学习能力呢？在教学实践中,必须将理论教学与实践教学相结合,才能相得益彰。一般情况下,学生在学习中产生学习困难,缺乏兴趣,主要因为他们对所学知识缺乏感性认识。因此,教师要引导学生加强实践。首先提出问题,然后为了解决该问题介绍基本概念、知识与具体方法,让学生在做中学,学中做。案例教学是指根据教学目的和教学内容的需要以及学生身心发展的特点,运用典型案例,将学生带入特定事件的现场,深入角色,分析案例,引导学生自主探究性学习,以提高学生分析和解决实际问题能力的一种教学方法。通过对范例的研究,使学生从个别到一般,从具体到抽象,从认识到实践理解、掌握带有普遍性的规律、原理的模式。案例创新性研究方法不仅有利于培养学生发现问题与综合分析问题的能力,而且还可以让教师收集到很多鲜活的教学案例,从而有效提高课堂教学效果。举例对初次接触某专业课的学生来说非常重要,尤其与实际生活相结合的例子,可以降低问题的难度,便于理解。比如在讲服务与协议时,分层的概念比较晦涩,可以以空中旅行的过程举例,从票务服务、行李服务、乘务服务、航运服务等分层,每层实现一种特定的服务,并且依赖自己下层提供的服务等内容讲起。这样,可使学生能够更快理解和掌握抽象的理论知识。关于数据通信系统的讲解,应在学生现有知识的基础上,重点讲解医学图像的传输,一方面加深了学生的专业知识。另一方面也使得讲解更为生动和实用。
3引入课堂讨论教学法
此教学方法的特点是以学生自己的学习活动为中心,让学生由被动接受知识转变为主动获取知识,在学习中真正处于主体地位。让学生在集体中相互交流个人的观点与看法,相互启发,相互学习,师生共同参与。从而达到学思结合、课本与实际相结合、课堂与生活相结合。学生完成自学任务后,让学生以2～4人组成小组,围绕自学目标展开讨论。学生在讨论中发表见解,交换意见。由于学生间原有的认识特点、经验水平不同,对事物理解存在差异,通过合作讨论,错误的观点能得到及时纠正,片面的见解得到补充和完善,使理解更加丰富和全面,使学生个体从那些与他人不同的观点及方法中得到启迪,有利于学习的广泛迁移,有利于学生学会用他人的眼光来看待问题,学会与同伴密切交往,合作学习。另外,学生在发表见解时,可获得施展才能的机会,最终让学生的潜能得以开发。我们在安排实践环节上布置了PACS系统的使用,小组经过自我学习,掌握PACS系统的构成,同时安排学生进一步了解PACS系统的最新进展,让他们分别陈述自己小组的调研成果,从而加深对医院信息化方面的认识,并掌握相关的局域网组建技术。
篇9
【关键词】 纳米磁性材料; 生物相容性; 评价方法; 文献综述
随着人们生活水平的不断提高，恶性肿瘤已经成为威胁人类健康的劲敌。各种报道和调查显示[1]，全世界每年新发现的肿瘤患者多达1 090万，而且肿瘤的发病率持续上升，成为仅次于心血管疾病的第二大致死原因。但是，目前临床上对肿瘤的治疗手段仍然十分有限，预后也比较差。肿瘤磁感应热疗[2-5]是一种新型的肿瘤治疗手段，它通过各种方法将纳米磁性材料精确地分布于肿瘤组织中，在外加交变磁场的作用下，纳米材料感应发热，使肿瘤组织达到一定的温度，从而达到治疗肿瘤的效果。有研究表明[6]，肿瘤细胞在高温的环境下对放射线更为敏感。研究发现[7]，越小的纳米颗粒越有可能穿透细胞并产生毒性作用。所以，纳米磁性材料能否用于人体，首先必须考察其是否具有良好的生物相容性。
生物相容性一般包括细胞相容性、血液相容性和组织相容性3个方面。下面就生物相容性的概念、生物相容性的3个方面及生物相容性评价工作中存在问题的研究进展作一综述。
1 生物相容性的概念
相容性[8]是指两种或两种以上的体系共存时互相之间的影响。如果这些体系在共存时互不影响，互不损伤，互不破坏，就可以说这些体系间有完全的相容性。如果这些体系在共存时相互影响，相互破坏，导致不能时，就可以说这些体系之间的相容性差或没有相容性。生物相容性[9]是指任何一种外源性物质，包括天然材料[10]、治疗用的外源性细胞、植入的器官、人工材料的植入体或纳米粒子，为治疗目的植入或通过某种方式进入生物体，或与生物组织共存时，对生物体和生物组织造成损伤，或引起生物体、生物组织发生反应的能力和性质，和(或)生物体容许这种材料在体内存在及与这种材料的相互作用的能力和性质。普遍认为生物相容性包括两大原则[11]：一是生物安全性原则即消除生物材料对人体的破坏性;二是生物功能性原则(或称为机体功能的促进作用)，指其在特殊应用中“能够激发宿主恰当地应答”的能力。纳米材料对于宿主是异物，在体内必定会产生某种应答或出现排异现象。纳米材料要使发生的反应能被宿主接受，不产生有害的作用，因此要对纳米材料进行生物安全性评价，即生物学评价。对纳米磁性材料进行生物相容性评价是纳米磁性材料能否进入临床研究的关键环节[12]。
2 细胞相容性评价
细胞相容性[13]是材料对细胞的生长、附着、增殖及代谢功能的影响，以存活的有功能的细胞或(和)细胞生长增殖情况作为材料的生物相容性评价指标。常用的细胞相容性评价实验方法有 MTT试验、流式细胞光度术等。一般选用L929细胞和HeLa细胞来进行试验，这两种细胞[14]具有传代容易、繁殖迅速、体外培养条件低、易储存，同时这两种已建立成系的细胞株能为实验提供稳定传代的细胞、能为许多材料细胞毒性评价所共用等优点，1982年美国质量标准协会将L929细胞推荐为细胞毒性试验中的标准细胞。
2.1 MTT试验
MTT试验是大部分磁性介质生物相容性评价工作采用的基本试验项目。它是一种比较准确、快速和简便、可作定量评价的常用方法，现已广泛应用于医用材料的生物学评价。其原理是活细胞中的线粒体脱氢酶将MTT分子还原产生紫色结晶物，紫色结晶物形成数目的多寡与活细胞数目和功能状态呈正相关，用DMSO溶解结晶后，在酶联免疫检测仪上测吸光度，即可代表细胞数量。将测得的吸光度带入细胞相对增殖率的公式来计算。细胞相对增殖率(RGR)= 实验组OD均值/阴性对照组OD均值×100%。把RGR值转换成6级反应[15]：0级反应RGR值为≥100%，1级反应RGR值为75%～99%，2级反应RGR值为50%～74%，3级反应RGR值为25%～49%，4级反应RGR值为1%～24%，5级反应RGR值为0。实验结果是0或 1级反应为合格，实验结果是2级反应需要结合细胞形态综合评价，实验结果是3～5级反应为不合格。
目前已进行过细胞学评价的纳米磁性材料有纳米Fe2O[15]3、纳米Fe3O[16]4、纳米镍铜热籽[17]、纳米Mn0.5Zn0.5Fe2O[18]4等。例如颜士岩等[15]研究指出，不同浓度的Fe2O3纳米磁性粒子浸提液作用于L929细胞72 h 后，其细胞RGR分别为91.3%、76.9%、76.6%、81.9%，依相对增殖率与毒性分级转换表标准判定不同浓度的Fe2O3纳米磁性粒子浸提液其细胞毒性均为1级，均属对细胞无毒性范畴，而阳性对照组0.7%的丙烯酰胺单体溶液的细胞RGR为11.6%，其毒性评定为4级，为不合格生物材料，证实其自制的F2O3纳米磁性粒子体外试验无细胞毒性作用。该法简便迅速、不接触同位素、敏感性高，缺点是紫色结晶物有时易聚集成团影响结果的准确性[19]。
2.2 流式细胞光度术(flow cytometry，FCM)[20]
该法利用鞘流原理，使被荧光标记的单个悬浮细胞排成单列，按重力方向流动。细胞被激光照射后发射荧光，检测器可逐个对细胞的荧光强度进行测定，常用来检测细胞周期和细胞凋亡。邓凌燕[21]研究发现，随着Fe3O4磁微粒浸提液干预浓度的增高，肺泡上皮细胞和血管内皮细胞的凋亡率无增高的趋势，差异无统计学意义(P>0.05)。证实不同浓度Fe3O4磁微粒浸提液对肺泡上皮细胞和人血管内皮细胞凋亡无影响。FCM法能提供具体明确的凋亡率值，为评价凋亡提供客观的数值指标，同时可为分析材料对细胞周期的影响提供证据。
2.3 乳酸脱氢酶(LDH)试验[22]
LDH定位于细胞胞浆内。一般情况下，LDH不能透过细胞膜。当细胞受损伤或死亡时可释放到细胞外，此时细胞培养液中LDH活性与细胞死亡数目成正比。这一方法已被用来检测碳纳米管的细胞毒性[23-24]。王晓娜等[25]发现，随着Fe2O3纳米颗粒作用浓度的升高(267.5、535、1 070 μg·ml-1)，可致细胞内LDH漏出量增加。此法通过检测细胞培养液上清中LDH的活性，可判断细胞受损的程度。
2.4 单细胞凝胶电泳技术检测细胞DNA损伤
单细胞凝胶电泳又称彗星实验，由Singh等[26]和Ostling等[27]在中性凝胶电泳技术基础上改进和建立，是检测单个细胞DNA链断裂的实验方法，该方法具有灵敏、简便、快速、样品用量少及不需放射性等优点。李倩等[28]运用单细胞凝胶电泳技术检测发现，纳米Fe2O3可造成小鼠肝、脾、肾组织细胞、外周血细胞和骨髓细胞的DNA断裂，其研究表明DNA断裂与细胞的氧化损伤有密切关系。Lacava等[29]发现，磁流体还可以致小鼠发生炎症反应，导致巨噬细胞内氧自由基和氧化亚氮的生成，从而造成DNA损伤。
除此之外，还有一些研究者进行过其他相关实验，如体外CHI细胞染色体畸变试验[30]DNA合成检测方法、细胞膜完整性测定、人工计算细胞数[1]等细胞相容性试验。
3 血液相容性评价
血液相容性试验[31]通过生物材料和医疗器械与血液相接触(体外、半体内或体内)，评价其对血栓形成、血浆蛋白、血液有形成分和补体系统的作用。通过对材料与血细胞体外接触过程中所致红细胞溶解和血红蛋白游离程度的测定，对材料的体外溶血进行评价，能敏感地反映试样对红细胞的影响，在生物安全性评价中起重要作用。
体外溶血试验是鉴定血液相容性最基本方法之一[32]，它不仅可以评价样品的体外溶血性，还可以敏感地提示样品的毒性。Zhang等[33]通过体外溶血试验发现，Fe3O4纳米磁性粒子的溶血率为0.514%，远小于5%，表明实验用Fe3O4纳米磁性粒子无溶血作用，符合医用材料的溶血试验要求。Zhang等[34]研究发现MgZnMn合金的溶血率高达65.75%。Li[35]研究发现单纯的镁溶血率是59.3%。因此说溶血试验在生物安全性评价中起着重要的作用。
由于体内环境的复杂性及多变性和血凝机理，ISO标准中也只能提出一个评价方向的基本要求，到目前为止还没有建立一套相关的评价标准。新近研究建立的新方法[36]有血小板黏附及血小板消耗量、复钙时间、凝血因子Ⅳ、血浆总蛋白和球蛋白计数等诸多方面的血液相容性试验方法，但对纳米磁性材料进行定量化的评价有一定的难度，需要不断成熟和完善，将其标准化。
4 组织相容性评价
组织相容性[37]是指生物材料与人体组织接触后，在材料组织界面发生一系列相互作用，最终被人体组织所接受的性能。常用的组织相容性试验有体内植入试验、微核试验、肝脏穿刺试验等。
4.1 体内植入试验
植入试验[31]将生物材料和医疗器械植入动物的合适部位，如皮下、肌肉和骨，在观察一定时期(短期为7、15、30、60、90 d，长期为180、360或720 d)后，评价对活体组织局部毒性作用。主要通过病理切片观察组织的变化。根据产品使用部位可选择皮下组织植入试验、肌肉植入试验或骨内植入试验。体内植入试验可从宏观和微观水平来评价组织工程支架材料对组织的局部反应，包括早期的炎症反应和随后的纤维结缔组织增生反应。通过体内埋植实验可以直接观察动物机体对材料中的抗原或化学物质产生的免疫应答[38-39]。材料植入机体后[40]被视为异物，在无其他因素影响的情况下，如材料有毒性，会导致其周围组织死亡;如材料无毒性，机体组织对植入物的反应主要是无菌性炎症反应和纤维结缔组织包膜产生。组织反应在早期呈现异物刺激引起轻中度的无菌性急性炎症反应比如水肿、组织充血和中性粒细胞的浸润等等，两周后转为慢性炎症反应包括巨噬细胞、淋巴细胞和纤维母细胞的增生。机体通过吞噬和酶消化方法消除异物，或者通过纤维囊的包裹隔离材料。材料中任何成分分解产生的小分子都会影响炎症反应的过程。白雪[17]研究发现，其自制的镀金镍铜热籽植入肌肉后，植入后的局部组织无明显的毒性及刺激作用，组织相容性较好。 Fulzele等[41]研究发现甘油酯(GMR)和季戊四醇酯(PMR)植入局部组织无明显的炎症反应。
4.2 微核试验
微核试验是一种检测材料致畸致突变作用的方法，能够简便、快速地检测样品的短期遗传毒性。间隔24 h给药2次，首次给药后第30小时处死小鼠，常规制片。每只动物计数1 000个嗜多染红细胞，计算微核率。Zhang等[42]研究发现，其制备的热敏磁性复合纳米粒通过检测各组嗜多染红细胞中的微核(MN)出现率，未发现复合纳米粒组与阴性对照组间有显著性差异，认为该复合纳米粒无致畸或致突变作用。
4.3 肝脏穿刺试验
肝脏穿刺试验是将磁性材料置入组织器官一段时间后，观察材料对创伤性组织炎症防御性反应和主要代谢器官、血液系统的功能影响的一种方法。方法: 在无菌条件下，用3%戊巴比妥钠麻醉后在超声导向定位下肝脏穿刺注入0.9%生理盐水和纳米粒悬液，1个月后处死，取心、肝、脾、肺、肾等进行病理形态观察.实验前后试验动物静脉采血作血常规及肝肾功能检查。丛小明等[18]研究发现，沿穿刺方向切开肝脏，见黑色材料浸润在注射路径周围，材料和周围肝组织边界清晰，无瘀血及炎症改变，在材料分布区，部分材料微粒被肝细胞吞噬，肝小叶结构完整无变形以及纤维化，心肝脾肺肾脑等脏器未见明显组织形态学变化。血常规、肝肾功能无明显变化，证明其自制的纳米材料具有良好的组织相容性，适宜应用于肝内局部注射治疗肿瘤。
5 生物相容性评价工作中存在的问题
近年来，多种纳米磁性材料的生物相容性接受了不同程度的评价研究，有了更多新的试验方法和检测指标，使生物相容性研究不断深入。但是，其中仍然存在一定的问题，首先是存在纯度的问题，目前进行实验的材料往往混有其他杂质， 在使用高纯材料进行实验之前，这些杂质所起到的作用是无法排除的。其次，存在粒度均匀性问题，目前进行实验的材料，粒度分布很宽，从几个纳米到几百纳米的颗粒都存在，不同粒径的性质无法检验出来，目前的实验结果到底是小颗粒作用的结果，还是大颗粒的结果，有待于粒径均匀颗粒实验结果的证明[43]。再次，很多研究[44-47]报道纳米颗粒在介质(如水、细胞培养液)中会发生团聚的现象，发生团聚后，纳米颗粒的物理化学性质可能会发生改变，从而影响其生物学效应。纳米颗粒在细胞培养液中的溶解度对其细胞生物学效应的影响，也是需要特殊考虑的[48-49]。最后，目前所有的评价，都没有一个统一的标准的方法，不同方法之间的结果不具有可比性。这些都需要科研工作者在以后的实验中不断深入探索和研究。
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篇10
该设备整合了一个传感器系统，因而能够记录手势动作，以及在做手语时手腕肌肉所产生的肌电图(EMG)或者肌电图信号。
德州农工大学生物医学工程副教授鲁贝赫·贾法里(Roozbeh Jafari)说道，“我们所做的就是解码我们从手腕捕捉到的肌肉活动。有的肌肉活动间接来自手指，因为以不同的姿势握拳的时候，肌肉的活动会略有不同。”
那些差异对于研究人员来说是最大的挑战。要细调该设备使得它能够实时且准确地处理和翻译不同的信号，得有相当先进的算法。另一个问题是，每个人所做的手语动作都不是完全一样，因此研究人员将该系统设计得能够向用户学习。
“第一次使用该可穿戴系统的时候，它的运作具有一定的准确性。但随着你更多地使用该系统，它会学习到你的行为习惯，能够自动调整它的学习模式来适应你。”
