生物医学工程发展方向范文

导语：如何才能写好一篇生物医学工程发展方向，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。

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【关键词】现代生物医学工程；发展现状

0.前言

一旦提及医学，让人第一时间想到的就是疾病，医院，健康，病人等等。现代生物医学工程也不例外，作为一个多学科交叉的综合性学科，现代生物医学工程也在为人类的健康事业默默地奉献着。

随着社会水平的极大提高，人们把视角从生存转移到生活上来，进而就是思考如何更好的生活。不言而喻，一个健康的身体是一切生活活动的前提和保证。如何健康的生活，如何准确及时地检查出病人的疾病，如何将现有的医疗设备改进，如何开发出更具使用价值的医疗器械等等，都成为生物医学工程所要考虑的问题。

生物医学工程学是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的边缘性学科，其基本任务是运用工程技术手段，研究和解决生物学和医学中的有关问题。生物医学工程学的研究是以应用基础性研究为主，其领域十分广泛，并在不断扩展之中。就现阶段而言，生物医学工程学的研究主要涉及生物力学、生物材料学、人工器官、生物系统的建模与控制、物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递、生物医学信号的检测与传感器原理、生物医学信号处理方法、医学成像和图像处理方法、治疗与康复的工程方法等。

1.国内发展现状

1.1发展还不完善

中国的现代生物医学工程学科发展较晚，相对于国外一些发展较早的国家来说，我们对它的认识还很浅显，跟国外一些技术先进国家的距离还很远，很多人包括一些从事其研究的人对它都有或多或少负面的评价，他们普遍认为现代生物医学工程是一个生物、医学、工程学的交叉学科，但实际的培养计划中生物、医学学的很少，电子学得多些，学科广而不专，就业不好。它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系，以融合各交叉学科知识为自己的基础 ，缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标，随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。很多学习现代生物医学工程的人对自己的专业抱有消极的态度，对自己的前途感到渺茫，就业形势不是很乐观，这也反映了现代生物医学工程发展不完善，没有形成很好的体系，没有在国内高校中产生普遍影响力。

1.2发展方向不够全面

现代生物医学工程就目前的情况来看，还主要将目光着眼于医疗器械的研发和使用，发展方向比较单一。仅仅着眼于医疗器械而不是全面的发展，就会产生很大的局限性。这也深深影响着在这一领域学习的学生，不能使他们从一开始就形成一种将自己的研究全面化的思想，使学生的学习变得保守，进而失去学习的动力，这样就不利于生物医学工程更好的发展。

1.3包含的学科多杂

我们知道，现代生物医学工程是综合了生命科学和工程技术，理、工、医相结合的新兴交叉学科，是一门多学科交融的边缘学科，其中工程学又包括电子学，计算机科学，力学，材料科学，机械制造学等。生物医学包括生物学，神经科学，内科学，外科学，矫形科学等。现代生物医学工程学习的重点是生物医学，但是在解决一些生物医学问题的时候往往要借助于工程学的知识，掌握工程学的知识对于更好的掌握生物医学又起着至关重要的指导意义。

1.4发展前景广阔

正因为现代生物医学工程在我国起步较晚，发展还不完善，他本身就有很多空白领域可以开拓。

21世纪是生命科学大发展的时代，工程技术与生命科学进一步地互相渗透结合，必将推动医学跨入一个崭新的时代。大家都知道看病治病离不开医疗器械，现在是，将来也是，但如何将未来的诊疗仪器实现智能化，检查结果，治疗程序均可实行人机对话都是我们所要研究的问题。另外中国目前大部分医院设备陈旧，而且高端医疗设备更是几乎全部进口，所以说市场是庞大的。更好地提高国内在生物医学工程方面的研究水平和深度，增强人们尤其是大学生对生物医学工程的了解程度，培养出一批在这方面的专业人才，具体来说就是能够研发制造出属于我们自己的高科技医疗器械也是有待发展的。

由于现代生物医学工程是一门多学科交叉的学科，我们就很容易理解，各个学科的发展都将影响到生物医学工程的发展。因此生物医学工程并不是一个学科在发展，其他学科，其他领域的发展，产生得一些成果都可以为生物医学工程服务。这就好比各个学科，各个分支都在无形中为生物医学工程的发展默默贡献力量。由此可见，生物医学工程汇集了各个领域的尖端技术，这也就为生物医学工程更好更快的发展奠定了良好的基础。

现代生物医学工程在生物医学研究、知识产生、转化研究和卫生保健中扮演了许多重要角色，对提高医学水平，促进医学科学的现代化发挥着关键性的作用我们期待着我国能够培养出一批生物医学工程方面的人才，为我国的生物医学工程事业贡献力量，也期待着我国生物医学工程的快速发展，在不久的将来展现出崭新的面貌。■

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    生物医学工程学是融合理工科学和生物医学的 理论和方法逐步成长起来的边缘性学科，其基本任 务是运用理工科原理和工程技术方法，研究和解决 医学和生物学中的相关问题。作为一门独立学科发 展的历史尚不足50年，随着现代科学技术的进步， 生物医学工程学科得到了长足的发展。它在保障人 类健康和推进疾病的预防、诊断、治疗、康复等技术 进步所起的作用日益增强，已经成为当前医疗卫生 健康发展的重要基础和有力技术支撑。

20世纪60年代，美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设，相继启动了生物医学 工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特 点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身 特性,且反映了生物医学工程学科建设与发展的前 沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的 特色,但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、 专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社 会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六 类Q_2。不同学校本科课程的主要差异体现在专业 选修课程及其他选修课程的设置上，各个学校根据 自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特 点开设一些相应的选修课程，并培养学生在相应方 向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程 本科教育的基本特点。

我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80 年代,主要发源于著名工科院校的信息技术类专业 和力学专业,进而逐渐形成的生物医学工程专业教 育,后来，_些医学院校在医学物理和医用计算机技 术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育，于 是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工 程学科[4_3。上述两类院校的生物医学工程学科建 设发展模式各具侧重,遵循了共同的学科基础,在培 养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特 点。相对来说,工科院校的生物医学工程培养模式 注重工程技术的开发和功能拓展，医科院校则注重 医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。

1 中国生物医学工程学科发展思路

    生物医学工程是一种交叉学科，交叉的学科基 础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的 发展水平,交叉的学科发展推动着生物医学工程学 科的发展,并且使得生物医学工程学科研究领域变 得十分广泛,而且处在不断发展之中。

1.1学科发展轨迹在中国，基于电子信息工程发展而来的生物医 学工程学科，主要包括生物医学仪器、生物医学信号 检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像 及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治 疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及 图像导引手术及放疗优化等；有基于力学发展而来 的生物医学工程学科，主要包括生物流体力学、生物 固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度 的细胞生物力学等；基于化学材料工程发展而来的 生物医学工程学科，主要包括生物材料学、组织工程 与人工器官、物理因子的生物化学效应等。

1.2学科发展特点作为交叉学科的生物医学工程学科，其发展的 关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的 交叉结构,对推动交叉学科的发展具有至关重要的 作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的 交叉学科的描述有一个形象的说法：交叉学科如同 在不同学科之间建立起连接桥梁,如果在河两岸没 有坚实的基础,桥是无法建立好的,对于生物医学工 程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说,它的 发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密 融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交 叉结构,需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉,凝练学科方向,不能大而全,过于宽泛。

目前，医学仪器和医学成像技术具有良好的应 用和发展前景,应该成为生物医学工程学科的重点 发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医 疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医 疗器械产业中的主流产品，在产业发展中起着主导 和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济 技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是 学科发展的一种动力，也为学生未来职业发展奠定 良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命 科学发展的大趋势，生物医学工程学科应大力促进 医学仪器和医学成像方法的学科建设,从而提升整 个学科的发展水平。

生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研 究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升 学科的发展水平,而且能开拓学科纵深发展,产生良 好的经济效益和社会效益，进而增强学科服务社会 发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学 科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。

交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替 代性程度越高，交叉学科存在的必要性就越小。如 何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深 入思考的，是需要提升学科的特异性的。生物医学 工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应 用研究,应用理论研究主要涉及生物医学工程领域 所需要解决的科学问题，开展新理论、新方法的研 究。 理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需 要解决的科学和技术问题,借助理工科的相关理论 和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研 究是理论驱动型的学术研究，理论应用研究是应用 驱动型的学术研究。 理论驱动型和应用驱动型是生 物医学工程学科学术研究的两种主要模式。 理工科 大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科 背景，开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院 校具有丰富的医学资源，面临着大量需要应用理工 知识解决的医学问题,开展应用驱动型研究,将很好 地实现与医学的应用融合，具有较好的临床应用价 值,有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势 将有利于生物医学工程学科特色发展,从而增强其 不可替代的程度，实现学科可持续创新发展。

1.3学科体系作为一级学科的生物医学工程，包含学科的理 论体系和技术体系，且该体系离不开所交叉的学科 的理论体系和技术体系的支撑，此外生物医学工程 学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色， 又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性， 这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、 生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础 应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位,形 成自己的理论体系和技术体系。

2 大数据时代的生物医学工程学科发展

    守正创新是生物医学工程学科发展的必由之 路,人类已进入大数据时代,所谓大数据（big data), 或称海量数据，是指由于数据容量太庞大和数据来 源过于复杂,无法在一定时间内用常规工具软件对 其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘 和分析处理的数据集。大数据具有“4V ”特征:①数 据容量（volume)大;②数据种类（variety)多，常常具 有不同的数据类型和数据来源；③动态变化 (velocity)快,如各种动态数据，非平稳数据，时效性 要求高;④科学价值(value)大,尽管目前利用率低, 却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预 测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘 分析出其蕴藏的重要特征信息[<3。

人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的 生物医学大数据发生源，这种源源不断的生物医学 大数据的检测、处理与分析,将给生物医学工程学科 的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人 工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据 处理技术的进步。生物医学大数据广泛涉及人类医 疗卫生健康相关的各个领域：临床医疗、基础医学、 公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、 人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、 健康网络信息等，可谓包罗万象,纷繁复杂。生物医 学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息,研究有 效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法,对生物 医学大数据进行关联和融合计算分析，充分挖掘生 物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间 映射关联,既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治 疗康复提供系统化的全新的认识，有利于深入疾病 机理研究分析，开展个性化诊疗。还可以通过整合 系统生物学与临床数据，更准确地预测个体患病风 险和预后,有针对性地实施预防和治疗。

生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主 要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据 以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学 大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的 应用前景,从三个方面应用将推动生物医学工程学 科的发展。

(1) 开展多模态影像大数据计算分析。医学影 像学科的发展从早期看得到，到看得清，目前的看得 准,未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才 有利于临床早期干预，提高治疗预期。医学影像大 数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远 程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。

建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值 计算方法,挖掘多模态影像数据的特征数据和特征 关联,将会提供强有力的影像诊断分析手段,极大地 推动影像技术的发展，具有重要的临床应用价值和 科学价值。

(2) 开展多种类医学信号大数据计算分析。医 学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号， 能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融 合多种医学信号的大数据计算分析，能对生理病理 过程进行更好更全面的阐释，不仅能深入了解生理 病理的状态特征和过程特征，而且能实现个体健康 监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性 研究,推进系统化的医学应用研究。实现强大的多 种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。 大数据挖掘能够增加准确度和发现弱关联的能力， 能更好地认识生理病理现象和本质。

(3) 开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据 计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比 较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析 的生物信息数据，已进入计算系统生物学的时代。 开展生物信息大数据计算分析，可以拓展组学研究 及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活 方式、心里行为等暴露组学，至细胞分子水平上的基 因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组 学、基因蛋白质调控网络,再到人类健康和疾病状态 的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关 联计算分析，可以全面阐述生命过程机制,挖掘生命 过程特征及关联特征。

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关键词 生物医学工程；专业英语；教学改革

中图分类号：H319.1 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)18-0077-02

生物医学工程专业英语是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一，课程内容包括本专业知识和英语知识，与学生在大一大二时上的大学英语课有所不同。笔者根据近年在河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语课中的教学经验，结合大多数学生的反馈，总结生物医学工程专业英语课程教学过程中的缺点与不足，并在教材编写、教学方式、学习方法和技巧等方面提出改革措施。

1 教学中存在的问题

1.1 教材老化

河南科技大学医学技术与工程学院生物医学工程专业英语一直使用几年前的自编教材，教材内容单调，没有系统性。生物医学工程领域的发展日新月异，教材无法紧跟时代，显得有些老化，需要选择更合适的教材。但目前生物医学工程专业英语缺乏统一的教材，难以满足教学要求，更达不到培养既通外语又懂专业的复合型人才的要求[1]。

1.2 教学方式落后

目前高校对专业英语的教学并没有足够的重视，教学方式大部分仍然是传统的板书，而生物医学工程专业英语的特点是医学名词多，合成词多，单词长，拼写难，长句较多，但句子结构并不难，语法较简单。以板书的方式教学，形式单一，实际讲授内容较少，学生感觉枯燥而且难学，普遍不感兴趣，因此急需改革教学方法，调动学生的积极性。

1.3 考核方式单一

专业英语期末考核往往是由任课教师从教材或其他英语文献中摘取几段让学生翻译成汉语，这种考核方式太单一，与一般的英语考试也有所区别，而且与学生听说读写的英语综合能力考核的要求相差甚远。

2 教学改革的3个方面

针对以上教学中存在的问题，结合学院的实际，在生物医学工程专业英语课程的教学改革中应明确：以提高学生专业英语水平为目标，重新编写教材，改革教学方法，引入多媒体教学，提高学生的学习兴趣，并改革课程考试方法，真正考察学生对课程掌握情况及英语水平的进步程度。

2.1 重新编写教材

针对生物医学工程专业已学完公共英语的大三学生重新编写一本专业英语教材。生物医学工程是运用工程技术手段解决生物学及医学上的问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务的一门交叉学科，内容广泛，因此在选材时要充分考虑专业领域最新的发展方向，系统规划，利用各种资源开发教材，确保章节、单元内容适应专业课的教学需求。所编教材共有6个单元的内容：第一单元是生物医学工程专业简介，包括专业发展历史及现状、具体涉及的领域及生物医学工程师的具体工作；第二单元是常用生物医学仪器的介绍；第三单元是医学影像学的各种方法、目前医院及科研中常见的各种影像仪器的原理与使用等；第四单元是医院管理，主要介绍医院管理系统HIS及其下属的各个小系统，以PACS为重点进行分析；第五单元是生物材料和组织工程；第六单元是康复工程和生物力学。

2.2 使用多媒体教学方式

专业英语课程使用板书的教学方式会因为书写板书而浪费很多时间，课堂教学效果也不是很好。而采用多媒体教学，教师可以充分地利用课堂时间为学生讲解课文中的生词、长句，通过多媒体教学软件的演示，将语言、文字、图像等多种与课程内容相关的信息显示在屏幕上，使原本枯燥的内容变得有声有色，大大提高了学生学习的兴趣，激发了学生学习的积极性、主动性，授课效率大有提高。比如较长的专业词汇，学生刚学时感到很吃力，教师可以通过多媒体教学声音与动画结合的演示，将单词的拼写以动画的形式在屏幕上演示，并在课件中加入单词的读音；而文中的长句则可以用不同的颜色标出句子的主干及关键词，这样加深学生对生词和长难句的理解和记忆，教学效果很好。

2.3 课程考核方法的改进

尽管目前已有很多高校取消了英语四六级考试与毕业挂钩的要求，但由于就业困难，许多大学生仍然十分重视四六级考试。因此，在专业英语的课程考核当中，可以考虑使用四六级考试的多样化题型来考查专业英语的内容，而不仅仅像以前那样简单地出一些翻译题型。这样不仅考核了专业英语的学习情况，对学生来说也是一次四六级考试的实战练习，引起学生的重视，也提高了积极性。

3 总结

通过教学改革实践，不仅能够提高学生对专业英语课程的学习兴趣，调动学生学习的积极性，而且丰富了教学手段，优化了课堂教学效果，使学生通过学习不仅能够学到英语知识，也巩固了专业知识，提高知识应用能力和英语听说读写能力。当然改革是一个长期的过程，需要在教学过程中不断完善，不断积累经验，这样才能真正达到培养应用型本科人才的目标。

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针对目前高校“成果多、转化少、推广难”等问题，为促进高校科技、资本、产业的良性互动，我们特开设《项目点睛》栏目。本刊将邀请技术、市场、投融资等多位专家对高校有较高市场价值的科技项目进行多角度、立体化点评，重点项目安排在本栏目逐期刊登，敬请广大读者及项目投资者关注！

本期重点推荐

项目介绍

组织和器官的丧失或功能衰竭是人类健康面临的主要危害之一，也是人类疾病和死亡的最主要原因。据美国的一份资料显示，每年有数以百万计的美国人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍疾病，每年有800万人次需要修复手术，年耗资超过400亿美元。我国是一个人口大国，因创伤和疾病造成的组织和器官缺损或功能障碍病例居世界之首，每年仅因烧伤需进行皮肤移植的患者就达百万之多，每年各种骨、软骨损伤患者达300万人，其中需人工关节置换术者达100万人，国外进口人工关节在国内销售额每年达2亿元人民币。

目前，对组织和器官的损伤或功能衰竭的治疗有三种方法，一是移植别人或动物同类器官 ；二是自体组织移植 ；三是人工合成代用品。但就移植而言，主要存在两个问题 ：其一为组织的相容性，即所移植的组织或器官受到免疫排斥，难以永久性替代受损组织、器官的功能；其二为供体的严重不足，全世界每年有两百万患者需要进行器官移植，而可供移植的器官只有两万个，在过去的五年，有1万名美国人因等待移植器官而死亡。随着人类寿命的延长，供体不足的情况将越加严重。自体组织移植，尽管不存在免疫排斥，但必须牺牲人体正常组织来修复病损组织，在病损组织修复的同时，又形成了另一新的组织缺损，是一种以创伤修复创伤的治疗模式。自体组织移植也同样会受到供体来源有限，而不能满足大面积组织、器官缺损修复的需求。人工合成代用品尽管具有不限量的优势，但植入后易导致异物反应，继发感染而最终被排出体外。因而上述治疗方案最终仍难以修复受到损伤的组织或器官使之功能得到长期恢复。那么，如何从根本上解决组织、器官丧失和功能障碍是科学界特别是生命科学所积极努力和探索的重大课题。

本研究成果所开发的皮肤组织工程支架材料是以天然胶原作为主要研究对象，复合壳聚糖等其他天然或合成生物可降解材料，采用仿生学的方法，制备得到双层皮肤支架材料。通过理化性能测试、体内外降解实验、生物学实验以及动物实验，测试了支架材料的生物相容性、理化性能和降解性，并优化了支架材料的组成和结构，同时确定了不同形态支架的加工工艺，掌握了材料与细胞之间的作用机理。

经动物试验研究表明，本项目开发的生物材料具备以下功能 ：(1)生物材料能使细胞粘附并生长 ；(2)材料及其降解产物不会引起炎症及毒副作用 ；(3) 材料能加工成三维结构 ；(4) 材料孔隙率不低于90%，保证了细胞-材料作用能大面积进行，提供了细胞外再生的足够空间 ； (5) 在完成组织再生后高分子能较好地被机体吸收 ；(6) 高分子支架的降解速率与皮肤组织细胞再生速度相匹配。另外，项目的技术制作工艺还使支架材料形成致密的表层可以防止细菌入侵及体液的快速蒸发，多孔的内层有利于组织的长入。值得一提的是，本研究采用无机纳米银颗粒增强胶原―壳聚糖复合材料的抗菌性，具有较高的抗菌效率，在7天内持续抗菌，并能减少换药过程中二次损伤给病人带来的痛苦。

项目持有者

张其清 博士，教授，博士生导师；主要从事生物材料、组织工程、生物纳米技术和控制释放药物体系研究、产品开发和指导研究生工作。

2002年12月受聘于厦门大学生物医学工程学特聘教授、博士生导师、厦门大学生物医学工程研究中心主任、医学院副院长。现任中国医学科学院、中国协和医科大学生物医学工程研究所党委班子成员、所学术委员会委员、所高级职称评审委员会委员；中国医学科学院生物医学工程研究所生物材料及人工器官研究室主任；厦门大学生物医学工程研究中心主任；福建省生物医学工程重点实验室主任；福建省生物医学工程重点学科负责人；厦门大学医学院副院长、学术委员会主任；厦门市生物医学工程技术研究中心主任等职。

技术专家点评

潘仕荣 教授，博士生导师。1966年天津大学高分子专业本科毕业，1982年华南理工大学材料研究所高分子专业研究生毕业，硕士学位，现任中山大学生物医学工程专业研究员，博士研究生导师，中国生物医学工程学会生物材料理事。1981年从事生物医学工程和生物材料的科研与教学工作，主要研究方向为抗凝血材料和生物降解材料及其医学应用。

目前，治疗烧伤、烫伤、交通意外等所致的皮肤缺损时，医生最常采用的治疗方式都是“拆东墙补西墙”的办法，主要是从被烧伤者本身的正常部位提取皮肤。当遇到皮肤烧伤面积较大的患者，自身可以用来移植的完整皮肤有限时，医生不得不采取先移植一部分植皮，然后让患者自身重新长出新皮肤后，再进行第二次、第三次……皮肤移植。这也意味着患者不但要历经数个周期的治疗，并承受着昂贵的医疗费用和数次身体疼痛的折磨，而且还要让患者在治疗创伤的同时又添新伤。但是，当遇到有些烧伤面积严重到自身无完好皮肤可以移植的患者，医生只好采取异体皮肤移植的办法，或采用亲属皮肤甚至猪皮。这种异体移植，很容易产生异体免疫排斥反应，易造成移植后的皮肤坏死，而且异体器官的来源十分困难。若采用的异种器官为猪皮，那么免疫排斥反应会非常严重，且这些治疗方法因价格十份昂贵，一般患者无力承担，最终只好放弃治疗，故寻找一种理想的皮肤替代物是临床上一大急需解决的难题。

目前，由厦门大学生物医学工程研究中心张其清教授课题组开发出的“医用复合型组织工程支架材料”成果，其利用从贝类、螃蟹壳、虾壳等海产品中提取出的壳聚糖材料，与其他天然材料复合，制成多孔且具有生物活性的新型医用组织工程支架材料，并用从人体内不同组织器官中提取出的种子细胞，一同在体外环境构建出具有生命功能的组织器官后再植入到人体内，从而可对病缺损部位进行治疗性修复。同时，该项目还系统研究了皮肤组织工程的种子细胞、体外构建技术、修复皮肤缺损、冷冻保存等一系列基本科学问题，并开展了利用组织工程皮肤替代物修复动物皮肤缺损的临床前实验研究。经动物全层皮肤缺损的修复实验表明，构建的组织工程皮肤具有创口症反应轻，抗菌性能和组织相容性良好，并能促进创面愈合等优点。该人工皮肤在组织学和功能上完全接近天然皮肤，具有分化良好的表皮层和真皮层，有一定弹性，可随意移动、剪切、缝合、移植手术操作简单，适合于较大面积移植，并且能够抵抗胶原酶消化，在体内能够自然降解。其组织相容性好，能永久性地覆盖创面，具有很强的抗感染能力，移植成功率高，减少抗生素的应用，减轻病人的经济负担，特别值得一提的是移植后换药次数少，术后护理也简单，避免了反复手术。另外，病人在移植成功后，创伤形成的疤痕很小，能够达到较好的美容效果。研究结果基本解决了组织工程皮肤产业链上一系列关键科学问题，为皮肤组织工程的产业化奠定了坚实基础。

厦门大学这项研究成果标志着我国在组织工程皮肤领域已经达到了国际先进水平，是继组织器官移植及重建手术之后，治疗病缺损组织器官的第三种手段，是一项既有理论意义又有重大应用前景的成果，适合于治疗大面积烧伤、慢性难愈合性溃疡及肿瘤切除后的皮肤缺损，其市场前景广阔。

市场专家点评

卢世璧 中国工程院院士，著名骨科专家。现为中国人民总医院主任医师、教授，骨科研究所所长。

卢世璧院士于1958年调入中国人民总医院骨科，历任骨科住院医师、主治医师、副主任医师、副教授、主任医师、教授等。现任国际生物材料科学与工程院士，华裔骨科学会理事，中国残疾人康复协会理事长，中华医院管理学会医疗技术应用管理专业委员会主任委员，中国医药生物技术协会骨组织库分会主任委员，北京生物医学工程学会理事。

如何加速伤口愈合并消除疤痕和肢体在大面积烧伤后自体皮源不足的情况下及时覆盖创面、减轻创面收缩和疤痕增生是目前临床医学亟待解决的问题。厦门大学生物医学工程研究中心张其清教授课题组开发的组织工程化人工皮肤正是解决这类问题的根本途径。

据统计，每年全世界由于炎症、溃疡、外伤、烧伤、肿瘤手术后以及先天性畸形等原因造成的皮肤缺损和异常病例不胜枚举。仅在中国，每年仅因烧伤和溃疡导致的皮肤缺损病人超过2500万人，其中每年需要皮肤移植的病人超过300万人。由于组织工程产品具有巨大的潜在市场，近年来，国际上一些大的企业和制药公司纷纷开始进行组织工程产品的研制，据调查，美国研制组织工程产品的市场销售量每年增加22.5%，而国内在此方面的研究尚处于起步阶段，目前尚无相关产品。国外同类人工皮肤的市场售价为每张2万元人民币(每张大小 ：10cm X 25cm)。就国内而言，目前天津市场使用的同各异体皮 1.5元/cm2 ，北京市场使用的脱细胞异体真皮 18元/cm2，猪皮2元/ cm2。当然各种皮肤及代用品价格各地或有不同，仅以天津地区为例，一位中度烧伤病人治疗费约为3万~5万元，重度烧伤病人治疗费约为5万~10万元。按一个适应症病人每年消耗1000元组织工程化人工皮计算，一年可创产值60亿～120亿元。

另外，我国是一个人口大国，随着汽车工业的发展及体育运动的普及，由意外造成的伤害不断增加并向青年组发展，由肿瘤、感染、生理功能减退以及其他病因导致的组织缺（病）损的发病率也很高，所以该产品的市场需求量大且呈上升的趋势。

厦门大学的这项具有自主知识产权和兼具理论和实用 价值的项目成果，经试验表明，其构建人工皮肤的方法简单、技术路线成熟稳定，标志着我国在组织工程化皮肤的研究领域已经进入了国际先进行列。厦门大学研制的人工皮肤一旦产业化，其价格可在每张0.1万～0.3万元人民币范围内，只为进口产品的一半。据市场调查，美国每年的烧伤病人比例为1‰，欧洲每年的烧伤病人比例为3‰～5‰，由此可见，人工皮肤的市场需求量非常大，而我们可以凭借低廉的价格优势参与国际竞争。

投资专家点评

冯 恂 金融学博士，国联证券研发部总经理。

证券市场六年的工作经验，具备敏锐的洞察力，良好的分析判断能力，优异的团队管理能力。

目前国联证券研发拥有金融工程组、行业公司组和核心客户组三个研究服务团队，与行业监管部门、社科院金融研究所、证券时报和券商、基金等建立良好合作关系，并逐步在业内树立良好声誉。

医用复合型组织工程支架材料的开发是一项国际前沿课题，它是运用生物医学工程学等的方法和技术，将种子细胞、支架材料以及生物活性因子等结合起来，在体外构建具有生命功能的组织器官，然后再将构建的这种组织器官植入到体内，用于病缺损部位的修复治疗，目前，发达国家都投入巨资开展组织工程产品的研发。我国“十五”、“十一五”规划也将组织工程列入重点发展的领域之一，是“973”、“863”、支撑计划等资助的重要方向。

该项目的主要技术成果――复合型组织工程化人工骨和组织化人工皮肤支架材料以及在体外构建了组织工程化的组织器官，从目前的行业发展情况来看，该成果在胶原、壳聚糖材料的选择和研究方法及技术路线等方面都具有较为明显的创新，已经达到了国际先进水平。并且福建省是海洋大省，贝壳类海产品极为丰富，支架材料的来源非常广泛，这样其成本比现有的合成材料要低三分之二，发展这一项目具有得天独厚的成本优势。更为重要的是厦门大学拥有该产品的独立知识产权，为未来产业化生产奠定扎实基础。

美国已经有多个人工皮肤产品，并占据了许多国家的市场份额。日本也计划两年内实现人工皮肤技术的国产化。我国虽然在皮肤组织工程方面也取得了许多成绩，但离人工皮肤的工业化还有一段距离。从现在看来，新技术对我们产业的注入度还比较低，虽然我国的科研未落人后，但这一领域的产业体系还没有完全形成，高技术材料和制品市场90％以上都被进口产品占据。华西口腔医院每年采用的几百颗人工种植牙和近百克人工骨，均为进口产品。从先进的实验室技术，到真正有市场竞争力的产品，目前国内还是有一段距离的。现在的局面是 ：研究人员不是专业经营人才，加之资本有限，产业化过程中难免小打小闹 ；而企业独立研发又难以突破技术瓶颈。

而该项目目前仅仅是部分组织在动物实验中获得成功，未来还面临着临床试验的效果考察及如何与国外产品竞争等市场开拓情况。这些问题都尚属未知，而且组织工程化器官的临床应用标准也有待建立与健全，这些都是技术推广与产业化发展所面临的巨大挑战和难题，同样都需要时间。另外在这一段时间内，也可能会面临被新技术或新工艺（例如对复合组织器官构建探索的新成果）所替代的变数。从投资的角度来说，虽然该项目的市场前景和发展方向广阔，但是需要较长的投资时间，并且伴随着一定的投资风险，真正落到产业化需要科研人员与企业家联手共同解决。

阅读完张其清教授的成果项目“医用复合型组织工程支架材料”后，我不禁将之与一个名叫夏莉女孩的经历联系在一起，这是一个曾经备受社会关注和让人感动的故事，故事的起因就是源于主人公夏莉被泄漏的天然气爆燃而致重度烧伤。据报道，当时的夏莉已经面目全非手严重变形，两个眼睛红肿得像灯笼，全身都贴着纱布。医院的鉴定是，她上身和四肢是深二度烧伤，创面正好占了全身的一半。

亲生父亲的抛弃和养父母及社会的关心暂不赘述，烧伤对其影响是我今天所联想到的。对烧伤病人来讲，每次手术不是最痛苦的，因为可以麻醉，但最痛苦的，一是怕感染，只要创面存在一天，危险就存在一天 ；二是留下永恒的创伤，由于当时的资金和技术因素，夏莉只是度过了危险期，创面复合了，脱离了生命危险，却留下了疤痕。经过自己坚强的毅力，已经拿到硕士学位的夏莉准备步入职场时，却因为容貌“吓人”而一再被拒之门外。

我在想，如果当时夏莉有足够的资金支付医药费，那么可以到国外接受组织细胞再生手术修复，也许不会留下一张“吓人”的容貌。但当时的境况是亲生父亲因不堪医疗重负偷偷溜走，是养父和社会的关心和支持才使得脱离生命危险，所以期望高额的资金支持是不现实的。我又在想，当时的医院，在得知夏莉的情况后，不但竭力治疗，而且减免医疗费。如果当时医院拥有了具有生物活性的新型医用组织工程支架材料技术，那么肯定会用于夏莉的创伤修复，也就没有因烧伤留给夏莉永恒的伤痛，夏莉可能在拿到研究生证书后走上工作岗位。办公桌前的她，嘴角挂着甜甜的微笑……

篇5

本书的主要对象是对生物力学（Biomechanics）和力学生物（Mechanobiology）的多尺度现象有一定了解和感性认识的读者。本书主要介绍建立具有预见性的多尺度模型必要的数学结构和计算技术。

生物力学（Biomechanics）和力学生物（Mechanobiology），两者既有微妙的差别，又有紧密的联系。生物力学是利用力学工具来研究生物系统；而力学生物则研究力在调节生物系统中的作用。

本书编者邀请相关领域的专家，在分子、细胞、组织等尺度上介绍生命现象具有代表性的案例中所建立的计算模型，希望读者能在这个基础上，进一步推广多尺度模化，研究其他生命系统。

本书内容分三部分11章，第1部分 分子水平的多尺度模化，含第1-4章：1.蛋白质，Ssp DnaE Intein；2.蛋白质晶体，基于晶体塑性理论的从分子到连续介质水平的模型；3.分子发动机，多重分子发动机的合作现象；4.生物纤维动力学： 从线到杆的水平上的描述。

第2部分 细胞和组织水平的多尺度模化，含第5-7章：5.初级纤毛的多尺度模化；6.生物支架的降阶网络模型；7.传递现象，毛细管和组织内对流和扩散的计算模型。

第3部分 器官水平的多尺度模化，含第8-11章：8.肌腱和韧带，近况和未来的发展方向；9.动脉，力学、力学生物，以及发展新模型的需要；10.二尖瓣，计算结构；11.生物系统，基于混合物理论的多尺度模化。

三位编者的简介：Suvranu De教授是美国纽约伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）机械、空间和核工程系的主任，从事计算力学和医学的交叉研究。他是Journal of Computational Surgery、International Journal of Modern Mechanics、International Journal of Computational Methods，以及Computers & Structures等刊物的编委。他在2010年和别人合编了生物力学的模化（Computational Modeling in Biomechanics （Springer））一书。

Wonmuk Hwang 博士是计算生物物理专家。他在波士顿大学取得理论凝聚态物理的博士学位以后，到麻省理工学院做博士后，转向生物分子的模拟研究，他的兴趣在于力学、生物纤维的自组织和分子发动机，并且在有关的运作机理方面取得了多方面的发现。他最近担任德州农工大学（Texas A&M University）生物医学工程系的副教授。

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关键词：定量生理学 教学手段 教学模式 课程建设

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0156-02

定量生理学可简单理解为“生物学”+“工程学（工程科学及人体应用）”，但作为南京邮电大学生物信息系生物医学工程4年制本科专业的一门新兴学科，它有自己的学科构架，而非简单地叠加或堆砌，而是应该具有紧密的联系和多学科的交叉融合，从而探索人体生命过程中电信号的每个环节，包括微观（深入到研究单个细胞的电荷转移）和宏观（结合宏观工程学，从大的角度来研究人体生物电的生命过程）生物电问题[1-2]。传统的课堂上授课教师在讲台前只使用PPT、黑板上板书的授课方式或是课堂演示实验的授课方式显然是不足以更好地开展此课程，而单一的广泛被使用的新型教学手段（如翻转课堂、微课、基于问题的学习等教学手段），也不能满足该新型交叉课程的特点。因此，探索一种适合该课程特点的教学模式，是十分紧迫的。所以，该文从教学中存在的问题出发，拟探索综合多种教学手段为一体的一种新型混合式教学模式，为进一步提高该课程学习效果和建设完善定量生理学课程提供有益的借鉴。

1 一些广泛应用的教W手段或方法

1.1 翻转课堂

翻转课堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）的授课方式为在正式的课堂前，学生利用教师在课前分发的相关课程资料先自主预学习课程内容，正式开课时再参与同学与教师间的互动环节（如释疑、解惑、探究、讨论等），增加了学生的个性化学习时间、学生和教师之间的互动时间，并掌握课程教学内容学习的一种教学手段。越来越多的学校已接受翻转课堂的教学理念，并逐渐发展成为当前教学改革的新浪潮[3]。

1.2 微课

微课（Micro-lecture）是一种新型的教学手段，具有“短小精悍、主题突出、交互性好、应用面广”等特点[4-6]。微课教学理念在我国教育领域不仅传播迅速，而且相关实践和推广工作也非常迅速，甚至每年都有江苏省及教育部国家级“微课大赛”评比。具体来说，上课视频时间浓缩在10 min以内，先几十秒介绍上下课背景，然后罗列教学核心内容，内容短小精悍，该视频还可以上传教务系统或是教师的个人授课主页。微课是一种微型网络学科教育课程，符合现代远程教育、终身学习的发展规律，在教育领域必将具有广阔的发展前景。

1.3 基于问题的学习

基于问题的学习（Problem-based Learning， PBL）通过学生自主学习/学生分组间的合作来获取与掌握隐含在问题背后的科学知识[7-9]，成为培育学生科学思维的一种教学方法。这种教育方式其实在西方的教育中是比较常见的，笔者在加州大学伯克利分校访学期间曾经旁听过该校的大学生及研究生课堂，教授在课堂上讲解基础知识，学生可以随时举手提问，教授布置的后续课堂问题或是课程作业对于学生的小组协作能力（学生会自主分成几个小组，组内成员合作完成一个问题）及其解决问题的能力要求颇高，该教学手段有助于培养学生的科学思维、提高学生的思维能力及综合素质。

1.4 混合式教学模式

混合式教学或混合式学习（Blending Learning）是一种把传统学习方式和数字化/网络化学习（E-Learning）方式两者优势结合起来，从而获得更佳学习效果的教学手段。随着信息时代的到来，大数据、云计算的应用，高等教育信息化正以惊人的速度改变着本科生及其研究生们的学习方式[10-11]。网络线上课程扩展了教学资源，弥补了线下传统课堂上的形式单一、知识单一的不足，使学生多了课前预习及课后补习的渠道，由此培养学生主动思考和学习的能力。

2 新型混合式教学模式探索

尽管上述目前几种教学模式已经在高校的多种学科教学中引起了重视，并取得了一些较为显著的教学效果，但目前的定量生理学教学，仍沿用授课教师在课堂上以PPT教学、黑板板书辅助课堂演示实验的传统手段，因而围绕该新兴课程教学大纲和主要知识点内容，综合使用当前较广的多种教学手段，紧密结合教学大纲及知识模块，开展了定量生理学课题新型混合式教学模式的研究，就显得尤为必要。具体地说，笔者建议采取如下的主要措施。

（1）针对授课教师对不同专业背景的知识板块不易于深入和系统把握（取决于授课教师的教育背景，目前授课教师的学士、硕士、博士3个专业一般不同），以及教师可能未能准确把握科学前沿研究问题（尤其是以教学为主的教师或担任行政职务的老师），使得授课教师需要充分利用网络学术资源如Web of Science，EI数据库，可以对某一个知识模块或者某一个主题搜集最前沿的科研资料（包括相关的综述文献），然后录制成基于知识模块或是主题的短小视频，采用微课教学手段进一步深入讨论和学习。

（2）针对传统教学缺乏对学生科学思维能力的培养：充分利用翻转课堂和PBL等学习模式，增加学生与教师之间的互动和学生主动科学思考、科学学习实践机会。在正式的课堂前，学生利用教师在课前分发的相关课程资料先自主预学习课程内容，正式开课时再参与同学与教师间的互动环节，由此培养学生主动思考和学习的能力。同时，可以在课程的设置中，以PBL的课堂方式增加科学思维能力训练次数，激发学生利用定量生理学理论知识解决生物医学工程中生物电的工程问题，从而更好地培养学生科学思维能力。

（3）针对不同专业背景以及就业去向的学生（笔者所在地理与生物信息学院学生一般在生物信息学或是生物图像方向就业），充分利用南京邮电大学大信息化战略发展条件下的生物医学工程专业人才培养模式特点，结合辅导员提供的每位学生培养方案、个人兴趣、发展方向，有针对性地调整课程内容相关的模块设置，并采用对应的教学手段，让所有的学生都能够得到个体化的学习与教育。

综上所述，笔者以授课的定量生理学课程为例，围绕该新兴课程教学大纲和主要知识点内容，综合使用当前较广的多种教学手段，紧密结合教学大纲及知识模块，开展了定量生理学课题新型混合式教学模式的研究，为进一步建立及完善该门课程的教学平台提供理论基础及参考。

参考文献

[1] 晏善成，王俊，陈劲松.科研创新型生物医学实验室的实验教学实践[J].实验科学与技术，2014，12（6）：158-160.

[2] 晏善成，王俊.大W本科定量生理学课程建设与教学[J].时代教育，2011（3）：20.

[3] 杨振刚.PBL方法在信息类专业课双语教学中的应用研究[J].逻辑学研究，2007（9）：145-147.

[4] Shieh D.These lectures are gone in 60 seconds[J].Chronicle of Higher Education，2009，55（26）：A1-A13.

[5] 关中客.微课程[J].中国信息技术教育，2011（17）：14.

[6] 梁乐明，曹悄悄，张宝辉.微课程设计模式研究-于国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013（1）：65-73.

[7] Albanese M A，Mitchell S.Problem-based learning：A review of literature on its outcomes and implementation issues[J].Academic Medicine，1993，68（1）：52-81.

[8] Al-Azri H，Ratnapalan S. Problem-based learning in continuing medical education： review of randomized controlled trials[J]. Canadian Family Physician Medecin De Famille Canadien，2014，60（2）：157-165.

[9] 张其亮，王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术，2014（4）：27-32.

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1 新时期军队疗养院疗养与康复的作用地位

1 . 1 新时期军队疗养院保障形势和任务 未来几年, 随着武器装备、战略谋划、战术应用的研究向高新技术领域的发展,反恐维稳、抢险救灾、维护国家权益、国际人道主义救援等非军事行动日益常态化,生物安全在国家安全中的地位和作用更加凸显. 我军广大指战员将会承受更多、更复杂因素的影响,承受更多的身体和心理负荷,这对疗养与康复能力提出了更高要求. 疗养院在做好卫勤保障工作,以保证部队战斗力的提高上就显得尤为重要.

1 . 2 国内外 疗养 和 康 复在战 伤 时 的 应用 据统计 ,第一次世界大战期间,法国伤员重返前线的比率最高,主要原因是法国各级医疗单位广泛应用自然疗养因子和人工物理因子治疗伤员[ 1 ]. 第二次世界大战期间,苏联各类疗养院均接受伤员疗养治疗和康复,军人病员有 90.3%重返岗位. 近年来,美国提出"全生命周期保障"和"全谱卫勤"的观念,实现"强健促进、伤病预防、战救勤务"并重,构想对"全维卫勤"概念的形成有重要的启示[ 2 ]. 我军的疗养康复工作是从最初的荣军医院开始的,为促进官兵健康、提高部队战斗力作出了贡献[ 3 ].

1 . 3 新时期我军疗养和康复在卫勤保障中的作用 疗养院作为预防、保健、治疗和康复的医疗机构,面对 21 世纪疗养院根据新形势下面临的新任务、新问题,要积极发挥疗养和康复的作用,就必须掌握广大官兵身心健康保障的需求,利用疗养地优势,把握为部队服务的创新手段,增强广大官兵机体的健康体能,提高对特殊环境的适应能力,预防紧张及生物节律紊乱引起的亚健康状态,治疗和康复部队的常见病、多发病,从而发挥疗养院由平时的"保健康"扩展到战时"保打赢"的职能作用.

2 物理治疗在疗养院发挥疗养与康复的优势作用

2 . 1 理疗学与医学各领域的联系 科学地应用人工物理因子作用于机体具有广泛的意义,因此,当疗学的发展趋势是与临床医学、预防医学、康复医学、军事医学、基础医学、老年学、宇航医学、生物医学工程等的联系日趋密切,疗养院在积极利用自然界具有医疗保健作用的理化学因子和人工物理因子在疗养预防、保健、治疗和康复中发挥了积极的作用.

2 . 2 自然物理因子在疗养院的优势作用 我国疗养地多位于海滨、山地、森林、湖滨、草原、风景地等,疗养地富含对人体有良好作用的疗养因子,可增强机体的适应功能,改善营养状态,增强调节能力,改善机体的反应性,以及加快生物节律的恢复等,无论在生理上,还是在心理上都能起到调节改善作用,促使失衡的机体恢复正常,消除疲劳,缓解心理压力和紧张情绪.

2 . 3 人 工 物 理 因子 在 疗养 院 的 应用特点 (1)预防某些职业病,如矿井、坑道、地铁及潜艇等作业人员的紫外线缺乏症;预防和减轻手术并发症和后遗症. (2)治疗病种>260 种,一种物理因子有多种治疗作用;且不良反应少,作用可相对集中病变部位,与药物联合应用时可有较好的疗效.

2 . 4 理疗学和康复医学在疗养院的应用 康复医学是一门新的医学专业,不仅是对疾病本身,而是着眼于整个人,从生理上、心理上和社会职业活动上进行全面康复[ 4 ]. 为此,必须是多学科共同协作,必须与各临床专科密切合作,在物理治疗、医疗体育和有关临床上配合应用作业治疗,包括语言治疗、心理治疗、文娱治疗及假肢和矫形支具的装配等都是疗养院采用康复技术的主要组成部分.

3 加快疗养与康复医学学科建设与发展

3 . 1 建立疗养康复医学学科创新体系 全军疗养院系统经过 50 余年的发展建设,已经形成了得天独厚的环境、设备、资源和管理优势,具备了与康复医学趋势相适应的发展基础,但是,缺少的是与康复医学发展相配套的学科建设体系. 学科创新体系是学科发展的前提,实现军地联合、院校联合、各医院、疗养院联手,采取综合发展模式,实行规模化、集成化运作,跨地域、跨部门、跨学科、跨行业,进行系统化、网络化,实行统一规划、统一标准,实现资源技术共享,重大项目协同公关,优势技术科学整合,强势领域联合开放、流动、竞:请记住我站域名争、协作、集成的运行机制[ 2-3 ].

3 . 2 加快疗养和康复专科建设学科建设要突出特色 ,要以疗养康复技术为基础,以理疗、心理、中医、体疗为技术手段,侧重亚健康状态和对心脑血管病、神经功能性疾病和骨关节等疾病进行治疗和康复技术的应用[ 5 ]. 同时,利用专科中心和特色科室的平台,以特色技术带动常规技术,拉动整体科室的协调发展[ 6 ]. 其次,加强康复专科中心向康复专科医院建设发展, 是推动疗养康复医学专科发展的有效途径,是疗养院准备为完成重大多样化军事卫勤保障任务的条件.

3 . 3 抓好康复与理疗医学人才培养工程 人才培养工程是学科兴旺的关键:(1)抓好人才来源,建立人才培养体制,巩固院校设立康复与理疗医学本科专业,在医院、疗养院设立康复与理疗医学培训基地, 使院校培养和继续教育相结合,使医学人才源源不断. (2)抓好人才选拔,选拔好领军型人才,一个杰出的领军人才可以占领一个领域的制高点,开辟一个新领域,带动一大批人成长. (3)积极提供支撑条件,为高素质的人才提供学术研究平台.

3 . 4 强化发展新技术自主创新能力 当今社会, 医学新技术方兴未艾,各类前沿技术的不断涌现,与临床医学相比疗养院医学科技在疗养和康复等方面还存在较大差距,自主创新能力和核心竞争实力还不够强,特别是在康复技术、自然疗养因子应用技术、人工物理因子及传统中医等技术的开发应用有待于提高[ 7 ]. 遵照国家中长期发展规划确立的"自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来"的指导方针,认真论证好具有战略性、前沿性和前瞻性的发展方向,这就要求我们瞄准康复和物理医学科技最前沿技术,依靠自力更生、自主创新,积极抢战技术制高点.

4 选准疗养与康复医学学科发展方向

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本文简述了光电容积脉搏波描记法原理及其应用，介绍了人体外周血管中光电脉搏信号检测电路设计。

【关键词】光电容积脉搏波描记法 脉搏信号

1 前言

从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。

随着科学技术的发展，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。利用血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点，可通过传感器对脉搏信号进行检测，这种技术具有先进性、实用性和稳定性，同时也是生物医学工程领域的发展方向。

2 光电容积脉搏波描记法原理及应用简述

光电容积脉搏波描记法（Photo Plethysmo Graphy，下文简称PPG）是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器，在此过程中由于受到检测端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱，其中皮肤肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多，光吸收量也最大检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大，故光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化，将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉搏血流的变化。由此可见，容积脉搏血流中包含有血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息。同时，容积脉搏血流主要存在于外周血管中的微动脉、毛细血管等微血管中，所以容积脉搏血流同样包含有丰富的微循环生理病理信息，是我们研究人体循环系统重要的信息来源。

PPG信号中包含有人体循环系统、呼吸系统等许多生理病理信息。在人体血压、血流、血氧、脑氧、肌氧、血糖、脉率、微循环、血管阻力、呼吸率、呼吸量等参数的无创检测中都有很好的应用前景。虽然由于红光、红外光与人体组织相互作用的机理十分复杂，影响它的因素也比较多。我们对容积脉搏血流本身的机理了解和研究得还很不够。加上对血流标定工作的困难，因而在临床上真正应用PPG 开发的医疗仪器还十分有限。目前应用得最为广泛和成功的是监护仪中的血氧和脉率检测。

3 光电脉搏信号检测电路设计

由于血液中氧合血红蛋白（HbO2）和脱氧血红蛋白（Hb）在红光和红外光区（600～1000nm）有独特的吸收光谱，因而使PPG 成为研究组织中血液成分尤其是血氧状态的简单而有效的方法。许多国家的研究人员对无创测量动脉血氧饱和度和组织血氧饱和度的装置进行了各自的研究。在他们所采用的无论是透射光法和反射光法中都以朗伯 比尔定律（The Lam-bert-Beer Law）和光散射理论为基础，利用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的光吸收系数的差异来进行，在红光区（600～700nm）HbO2 和Hb的吸收差异很大，而在红外光谱区（800～1000nm）其吸收差异较小。当血氧饱和度变化时，也就HbO2 相对Hb的浓度发生变化时，血氧饱和度应该和光检测器上的660nm 和940nm 两个波长的相对光强之间存在较好的线性关系。

血氧饱和度：SpO2=A+BR 其中，A、B为标定常数

由此原理设计出的无创脉搏血氧仪，是一种快速测量血氧饱和度的有效方法，成为当今国际上广泛采用的监护仪器。广泛用于手术室 监护室 急救病房 运动和睡眠等各种临床应用中。

人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号，脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号，必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求，脉搏检测电路设计框如图1所示。

3.1 信号输入、传感器选择

利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池，由于心脏的跳动，引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化，当光通过手指尖射到硅光电池时，产生光电效应，两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化，因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化，而非血液组织（皮肤、肌肉、骨格等）的光吸收量是恒定不变的，这样就把人体的脉搏（非电学量）转换为相应于脉博的电信号，方便检测。

3.2 差分放大

这里选用低噪声的集成仪器放大器INA114作为放大器的核心元件。最低2.3V的工作电源电压满足电源要求，INA114的失调电压不到0.1mV，因此取其电压增益100，根据INA114的增益计算公式可得RG=500Ω，INA114的内部结构图，如图2所示。

3.3 低通滤波器

利用归一化的方法设计低通滤波器。这里用四阶巴特沃斯低通滤波器，其优点是在通带内幅频特性曲线比较平坦，而且四阶也可以达到较陡的衰减的特性：其截止频率为20Hz时，到频率为40Hz时其衰减幅度为9%。它的作用是滤除频率为20Hz以上的信号分量。如图3所示。

设截至频率为20Hz，符合采样要求同时滤除工频干扰，根据归一化公式，取R1=R2=R3=R4=100KΩ，可算得C1=C2=C3= C4=0.25μF。

4 结束语

相信随着PPG基础研究工作的进一步开展和人们对这项技术的更深入了解，它必将开拓出更为广泛的应用领域。PPG方法所具有的无创性，且检测方便、操作简单、性能稳定、重复性好、安全无交叉感染等许多优点，使其不仅可用于医院中的临床检测、监护、急救体能测试，还可应用于社区和家庭医疗保健，并具备联网扩展功能，可以组建家庭社区和医院的医疗网络，在这些方面将都会有很好的应用前景。

参考文献

[1]杨福生.生物医学信号处理[M].北京：高等教育出版社，1995.

[2]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1997.

作者简介

陈斌（1972-），男，安徽省怀宁县人。大学本科学历。现为中国电子科技集团公司第四十一研究所高级工程师、研发部部长。研究方向为自动化。

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【关键词】应用型人才；医药信息；培养模式

高等学校教育教学改革的根本目的是为了提高人才培养的质量。提高人才培养质量的核心就是在遵循教育规律的前提下，改革人才培养模式，使人才培养方案和培养途径更好地与人才培养目标相协调，更好地适应社会的需要。高校承担着为地方培养人才科技创新和社会服务的职能，因此高校必须实现人才培养目标的战略转移，实现从学历教育到能力本位的战略转移，在教育观念和教学过程中，更加注重提高学生的学习能力、就业能力和创业能力。

一、应用型医药信息人才的需求现状

电子计算机和现代通信技术的发展，使信息技术一跃成为领导现代技术发展趋势的主导性技术群，并进而成为现代社会经济发展的强大动力，奠定了人类社会迈向信息时代的技术基础。随着医学科学、生物技术和制药技术的迅猛发展，医药数字信息化是发展的必然方向。因此加强医药信息化的建设势在必行，医药信息人才的需求强劲。相比其他专业目前人才需求相对过剩的现状，医药信息人才这种有医药专业背景和计算机信息技术结合的人才旺盛需求在现阶段显得格外突出［1］。

例如，各医院信息中心的建设都是近十年的事，加上又没有特别符合这一要求的专业生源，目前，医院信息中心的人才来源基本有两个途径。一是IT专业或相关专业的本科毕业生。这是许多医院信息人员的主要来源，45%的人员是IT专业，55％则为相关专业，如生物医学工程等。二是由原来医院的医务人员、统计分析人员转到信息中心工作的。虽然这类人员的IT专业水平可能会比不上IT专业毕业的人员，但由于他们了解医院和医疗，在了解医院需求、提出方案、与医务人员沟通方面会做得更好，更符合医院的实际。可见具有专业知识背景的人才是具有强的竞争力，社会也是更加需要这一类的人才。医药信息类专业开办正是为了培养医药专业知识和信息知识很好结合的人才。

二、培养医药信息应用人才的基础和特点

如何培养出高质量的信息应用型人才以满足医药信息化建设发展的需要，已是摆在当前的十分突出的问题。医药信息学是一门研究计算机和信息科学在医药卫生领域中应用的学科，是计算机信息知识与医药知识的有机融合，它包括医院管理、临床、医学教育、医学研究、医药学文献、医药统计及决策、医药实验、药品与医疗器械研制、医学图像处理、医学生物模型和远程医疗等信息系统［2］。虽然每年都培养了不少的计算机人才，但由于医药学相对的独立性，所以，仅熟悉计算机知识但未掌握医药学基础知识的人是不可能将医药学与计算机知识融会贯通的。目前我国医药院校中，仅有简单的计算机普及教育，从事医药信息学研究的人才十分匮乏。所以，通过医药院校培养医药信息化人才是目前最好的选择。

（一）医药信息应用型人才培养模式主要特点

首先，医药信息应用型人才的知识结构是围绕着医药企事业单位的实际需要加以设计的。在课程设置和教材建设等基本工作环节上，特别强调基础学生具有适应在医药企事业单位工作需要具备基本适用的医药知识。而相对忽略对学科体系的强烈追求和对前沿性未知领域的高度关注。其次，医药信息应用型人才的能力体系也是以医药企事业单位的实际需要为核心目标。在能力培养别突出对基本知识的熟练掌握和特别能够解决医药行业信息化问题，这些问题因为医药行业的特殊性为其他计算机专业学生所不容易理解。再次，医药企事业单位应用型人才的培养过程更强调与医药企事业单位实践的结合，更加重视实践性教学环节，如实验教学、生产实习等，通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动。

（二）医药信息应用型人才培养发展方向

根据医药信息实际需求，将专业定位为医学技术信息处理、医学价值信息处理和医学语义信息处理三个培养发展方向。整合医学信息学教育，以集约的形式，将医学背景知识结合医学信息学和计算机科学技术课程重新形成三个不同的课程集群，形成三个发展方向。一些课程组合作为基础的课程集群，在公共基础集群上，加上专业必修部分，辅助以选修部分，选择发展方向，这也是目前和社会需求相挂钩的最有效教学方式，代表了教学方向和趋势。具体表示如表1。广东药学院学报，2007，23(4)第4期蔡永铭，等.医药信息应用型人才培养模式研究表1医药信息应用型人才培养发展方向改革高等教育要改革封闭式培养人才的方式，面向社会培养人才［5］。在多方位调查与论证的基础上，根据社会实际需要，设立医药信息类专业或方向，全方位地为医药行业培养人才。在充分调查论证的基础上，确立专业方向的培养目标，即适应新时期高等教育人才培养的需要，发挥医院校的独特优势，实现现代科学知识、医药知识与医药行业实际的有机融合，为社会培养急需的应用型医药信息类专业人才。

三、培养医药信息应用型人才的措施

在医药院校中，如何培养高水平的应用型医药信息人才？国内尚无成熟的先例可供借鉴，因而这类应用型人才培养模式如何界定，需要何种的课程体系、师资队伍需要哪些知识结构、医药学知识与计算机、信息知识在有限的时间内采取什么样的比例结构、采取什么样的专业教材、教师学生需要具备什么样的实际经验等，都成为直接关系到这个专业方向毕业学生质量的高低、影响这个专业方向生命力的制约因素［3］。因此培养新时期医药信息应用型人才的关键措施必须是根据实际需要调整课程体系，师资队伍首先具备应用型知识结构，师生积极投身医药行业的社会实践。

（一）医药知识与信息技术结合的实用化教学

重视实用性课程的开设是教学模式改变的重要特点。在低年级开设一些编程课程，这些实用性课程的开设，有利于消除计算机的神秘性，增强学生学习的兴趣。高年级的课程设计题目采用与医药知识背景相关的课题题目，学生通过课程设计可以起到复习和运用所学习过的医药知识，同时又可以锻炼解决医药行业信息处理问题的能力。千方百计充分调动学生的积极性，通过课程设计项目大作业设计进行有效的团队作业训练。通过这种途径学习学生具有区别于其他院校所不能够达到的医药行业特殊知识背景的能力。

把培养目标映射到教学计划中，制定合理科学的课程体系。在教学计划的制定中，合理兼顾医药基本理论、基本课程、计算机与信息等课程的有机结合。医药信息应用型人才培养体系的课程包括医药基础课程、程序设计技术与应用类课程、信息技术与应用类课程和应用软件类课程。医药基础课程开设了基础医学概论、药学基础概论、临床医学概论、基础化学等课程，通过这些课程使学生掌握了基本医药的基础理论。对程序设计与应用类课程，主要开设了计算机程序设计技术，以算法、案例驱动来介绍程序设计技术，教学语言主要是C/C#、Java等；在网络编程方面，主要介绍JavaScript、HTML、CSS、XML等。从培养学生的能力出发，在课程的组织中，对学生进行分组并完成项目，每学期学生要完成两个较大的综合性编程练习，以培养学生的综合应用开发能力。信息技术与应用类课程主要开设数据库理论与应用，对高年级学生着重介绍数据库原理与分析、数据挖掘技术与算法等，对低年级学生主要介绍数据库的基本应用和信息技术的应用，包括Internet技术、数据访问与安全技术等。在应用软件类课程的教学中，重视通过项目训练培养学生的程序分析、设计和开发能力，几乎所有软件类课程，都有完成项目训练的要求，项目训练体现了对程序设计能力、开发能力和应用能力的培养，在课程改革中进行尝试，注重培养学生能力。

（二）加强与社会结合，开展各种社会实践活动

为增强师生对医药行业的了解，更好地将理论联系实际，丰富教学内容，充实应用型人才培养内涵，培养学生的实际操作能力，利用一切可用的机会与资源，鼓励教师学生走向社会走近医药行业，开展各种形式的社会实践活动。例如鼓励教师在完成本职工作的前提下，积极参与医药行业的实践活动；鼓励教师积极参与医药行业相关的科研活动；指导、鼓励学生利用所学知识、依据医药行业的特色积极参与相关大学生竞赛活动；邀请相关的计算机专家与医药行业计算机高手为师生讲学，使师生及时掌握国内外医药信息前沿知识及医药行业的最新动态。

（三）根据专业的需要建立师资队伍，培养应用型专业教师

学生培养质量的高低，师资力量是关键，为保证医药行业急需的应用型人才的质量，重视师资力量的培养是重中之重。所以，为组建具有合理知识结构、年龄结构和学历结构的师资队伍，应采取多种形式的师资培养模式。主要措施一是根据实际需要不断引进高学历、高层次、在计算机信息领域有较高造诣的学科带头人与专业教师；二是重视现有教师的再培养，鼓励骨干教师朝应用型、交叉型知识结构的高学历努力。只有在教师队伍建设中注意医药类、计算机信息类、理论类、应用类知识结构的搭配与交融，才能保证各专业学生对应用型知识的需要。

四、结束语

开展新时期医药行业急需的医药信息应用型人才培养，在医药院校有得天独厚的优势，培养方案应遵循基本教育规律，紧扣医药信息人才社会的需求，构建一个正确合理的医药信息应用型人才培养的模式。

【参考文献】

［1］周怡.医药信息学教育结构重组探析［J］.医学教育,2005,(6):79-80.

［2］周毅.医学信息学的研究领域及人才培养［J］.医学信息,2005,(8):66-68.

［3］王爱军.从医院信息人才需求谈开办《医学计算机应用》本科专业的设想［J］.西南国防医药,2003,(4):35-37.

篇10

关键词：实践教学；医学影像设备；教学模式

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)21-5170-02

医学影像设备学这门课具有突出的专业性和应用性。学生的实践能力是用人单位用人考察的首要条件，因此培养学生的研发、生产、维护、管理、维修、销售服务是医学影像设备学实践的首要任务。

学习专业课的目的是培养学生把专业基础知识及用于实践，专业课也是提高学生的应用能力及专业技能培养的重要手段，理论知识与实践内容相结合程度的选取，教学手段及教学方式的运用直接影响到学生学习的积极性和学习效果[1]。开设综合性、设计性实践是提高学生综合、创新、创造能力的重要途径，是高校教学改革的方向。利用专业知识进行设计性应用有利于培养学生的创新思维，是我们专业课教学的宗旨。

创新思维教育要从科学的训练开始，这一点首先要通过教学过程的优化来实现，培养学生的专业实践意思和思维模式[2]。教师做好规划和建设，注重思维方式的引导，加强理论用于实践的练习实践，培养学生的学习积极性，锻炼学生的实践能力，组织开发出紧密联系专业知识应用的实验项目，给学生预留一定的自主空间，逐步引导学生，使学生学会综合运用学到的专业基础知识，紧密联系专业实际应用，一方面提高学生的积极性，更加了解自己的专业；另一方面，为将来的就业选择做铺垫，让学生找到适合自己发展方向。

1实践教学模式设计

医学影像设备这门课主要涉及的设备有X线成像设备（X线机、数字X线机、CT等）、磁共振设备、超声设备、核医学成像设备。我们在实践教学设置上以影像设备方向就业为导向，以突出专业特长为宗旨，强化学生动手能力，引导学生开放创新的科研思维能力。

本校现有X线机5台、B型超声设备6台，超声实验箱6台、磁共振设备1台，医学影像设备综合试验台12套，另我校附属一医院（咸宁市中心医院）磁共振设备2台，SPECT一台，可供我院学生实践教学使用。因此根据我校现有资源和可利用资源，我校医学影像设备实践分布如表1。

基础性实验主要是培养学生的基本技能，如使用基本检测工具、掌握仪器的电路模块原理和结构，能对不同厂家的设备进行拆装并能进行操作。

故障分析实验主要培养学生如何判别故障原因、寻找故障点、如何解决故障等。在现实中因为受到技术、经费等诸多因素的限制，学生看到的设备故障有限，不利于培养学生的维修技能。我们充分利用影像设备维修、设计软件让学生在计算机上完成虚拟电路故障维修。这种虚拟故障维修。计算机可以模拟各种设备故障，使学生接触到更多的故障现象，拓展了学生的思路，丰富了知识。此外，我们还安排学生到各医院实习，进一步拓宽学生知识面，提高实践动手能力。

综合性实验目的是在培养学生学以致用的能力，学生在掌握整机工作原理，能掌握各电路单元原理前提下，可根据实际情况，对电路模块进行改进或从新设计，通过软件进行仿真，最后进行硬件调试。电路设计能够锻炼学生的创新能力，使学生充分运用所学知识。在此过程中，教师给予学生适当的指导，如果学生在设计过程遇到困难则为学生提供帮助，并且要求学生以实习报告的形式进行总结。

实验过程，我们采取针对不同层次学生因材施教。对学生成绩优秀的学生，要求他们完成较高难度的实验，并且对国内外各种影像设备的疑难故障作出准确判断及维修；对能力一般的学生，要求他们完成相对容易的、基础性的实验，对国内常用设备的原理、结构及常见的故障作出判断及加以维修。

2实践课程考核及效果评价

考试是检验教学成果的重要方法之一，它既是评价教学效果的标志，也是对学生知识、技能掌握程度的反映[3]。医学影像设备实践课程考核采取奖励机制，根据实验项目类型分开考核。基础性实践占考核成绩的40%，故障分析实践占40%，学生根据个人情 况，选择综合性实验奖励5分，试验成功奖励5分，实验项目有应用价值奖励5-10分。

通过上述的教学尝试和探索，教学质量有了明显提高，充分调动了教学双方的主动性、自觉性和积极性，完善了医学影像设备理论与实践结合的教学体系及实施细则，这一改革为我院今后造就和培养善于思考、独立专研、勇于实践的创新型理工医结合的综合人才，开拓了前进的道路。

3结束语

在理工医结合的人才培养的过程中，通过对医学影像设备实践性教学环节的改革与创新，学生的动手能力、操作水平、综合素质和创新意识等得到了明显的提高，毕业生在参加工作之后的反馈信息也肯定了我们改革的成绩。同时也使得我们的师资队伍得到锻炼和提高，促使每位教师重视实践性教学研究，注重实践，不断提高自己的教学水平和科研能力。但在改进的过程中也存在一些不足之处，如因实践课时有限，设计性、综合性实验次数有限，另外实验教师工作量大大增加，有待于进一步协调。

参考文献：

[1]李明珠，徐敏，奚克敏.基于P ACS的医学影像实验教学的改革与实践[J].中国误诊学杂志,2008,36(12):8896-8897.