生物医学工程国内现状范文

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从我国生物医学工程与医疗器械产业的发展现状来看，由于我国在该领域的发展较国外晚，使其在实际的发展中还是存在许多需要完善与改进的地方。基于这种现状考虑，我们必须要提高对生物医学工程与医疗器械产业的完善、优化与创新意识，并通过各种有效性措施的大力落实，促进生物医学工程与医疗器械产业的健康、稳定、长效发展。

关键词：生物医学工程；医疗器械产业；发展

【中图分类号】

R195 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）08-0294-01

1 前言

生物医学工程（Biomedical Engineering，BME）主要是指结合了化学、物理、数学、计算机与工程学原理，从事医学、生物学、卫生学以及行为学等方面的一种研究。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，其应用工程技术手段，可以有效的解决目前医学中的一些问题，从而为各类疾病的诊断、治疗与预防，保障人们的健康起到积极的作用。而医疗器械产业主要是指在疾病预防、诊断与治疗中所应用的电子医疗设备、内外科器械、离体诊断设备、牙科器械、整形设备以及医院供应品等等。生物医学工程与医疗器械属于医院诊治疾病中不可或缺的一部分内容，也是现代医药产业发展的两大支柱。基于生物医学工程与医疗器械产业的重要性，本文就以我国的生物医学工程与医疗器械产业作为研究方向，论述其发展现状，并对生物医学工程与医疗器械产业的发展前景展开探讨。

2 生物医学工程与医疗器械产业的发展现状

2.1 生物医学工程的发展现状：

生物医学工程专业作为一项研究方向诸多、内容复杂、要求极高的专业，其在我国的发展已经经历了36年，但是，我国生物医学工程较国外相比，其起步还是较晚，综合来看，其与国外的发展还是具有一定的距离。而从我国生物医学工程的发展现状来看，其对于人才的培养目标及研究成果，主要体现在以下几个方面：

⑴人才的培养。其一，培养能从事医疗设备管理、医疗器械质量控制与管理、医药市场营销、医学技术服务等方面的人才；其二，将生物医学工程专业将医学技术与工程技术相结合，并以此为目标来培养高级临床医学工程技术型人才；其三，培养出综合能力较强，能够从事生物医学工程研究、开发与生产的高级人才。⑵研究成果。我国生物医学工程目前的研究成果主要有：人工关节、人工晶体等功能性假体；人工心脏瓣膜、人工心脏起搏器等人工器官；不同规格、不同种类的电磁与激光治疗设备；超声成像、磁共振成像、X射线计算机断层扫描、生化分析仪等新型临床诊断与监护技术、监护设备等。

2.2 医疗器械产业的发展现状：

生物医学工程在我国的发展，不仅促进了临床疾病的诊治效果，还推动了医疗器械产业的发展，而当前我国医疗器械产业的发展情况，主要体现在如下几方面：⑴医疗器械工业现状。由于国外医疗器械对国内医疗器械市场造成的冲击，近年来，我国已开始重视对医疗器械的自主研制与创新。例如，在“十二五”规划中，特别强调了我国自产医疗器械的应用与普及、产品创新。并在着力突破高端装备大多引进国外的问题。力求实现高端主流装备、医用高值材料、核心部件等医疗器械的自主制造，以实现降低医疗费用、打破进口垄断的问题。⑵医疗器械营销现状。我国的医疗器械生产销售企业诸多，尤其是近年来，在科技的快速发展下，使得我国医疗器械的营销势态良好，例如婴儿培养箱、心电图机、高压氧舱、磁共振成像系统、体外诊断试剂、各种敷料及卫生材料等数千种大小不一，规格不一的医疗器械在全国各医院的应用是非常广泛的。⑶医疗器械技术现状。在科技的快速发展下，医疗器械的性能与质量也得到了不断升级。而我国各大小型医院，在先进性医疗技术的驱动下，所应用的医疗器械也在不断升级和完善，例如，基层医疗卫生机械对采色超声成像仪、生化分析仪、免疫分析仪、多参数监护仪、心电图设备、耗材等医疗器械的配置与升级。一些大型、综合性医院对实时三维彩色超声成像仪、全自动生化分析仪、64排螺旋CT等先进性医疗器械的应用。

3 生物医学工程与医疗器械产业的发展前景

3.1 生物医学工程的发展前景：

虽然生物医学工程在我国的发展比较迅速，但其与国外的发展相比，还是存在一定的差距，基于这种现象，我国对于生物医学工程的持续发展也十分重视。而在分析目前我国生物医学工程的发展情况与研究成果之后，笔者认为，我国今后生物医学工程的发展前景，将会体现在以下几方面：⑴纳米技术、介入性微创技术、激光技术以及植入型超微机器人，将是未来生物医学工程的研究重点。⑵生物型人工器官、生物机械结合型将会有新的突破，各种高质量的人工器官将会广泛应用于临床。⑶药物与材料相结合的新型给药装置或技术将得到有效发展。⑷所应用的各种诊疗仪器与装置，将会逐渐朝着远程医疗信息网络化、智能化的方向转变，其诊疗所用机器人会在临床上得到广泛的应用。

3.2 医疗器械产业的发展前景：

我国目前的医疗器械市场规模占医药总市场规模的14%，这也表现出我国的医疗器械产业虽然发展迅速，但与全球水平比还相差甚远，不过，这种现象也给投资者们看到了该领域更大的发展空间。在技术的不断升级下，国产高端医疗器械将会逐渐替代国外进口器械，随着机械器智能与生物智能技术的发展，我国在未来必将不断研发高科技医疗器械。此外，由于国民生活水平的不断提高，之后的医疗器械产业还会以家庭会对象，研发生产出一系列适用于家庭自我监护、诊断的高科技医疗器械产品。

4 总结

通过以上分析可见，生物医学工程与医疗器械产业在医学领域占据着举足轻重的位置，而近年来在科技的快速发展下，我国对生物医学工程也越来越重视，且医疗器械产业也得到了长足的发展。相信在未来医学技术的不断完善下，我国生物医学工程与医疗器械产业也会有更加良好的发展前景。

参考文献

[1] 王卫东，曹德森，医学工程保障中的质量控制的研究[J]，医疗设备信息，2007年03期.

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关键词： 传感器 课程建设 生物医学

随着近年来科学技术的发展进步，生命科学已经处于从定性医学走向定量医学的崭新阶段。生物医学工程即结合理、工、医等各门学科的知识和技术手段解决医学检测、诊断、治疗和信息化管理等问题，为医学诊断和研究提供高科技含量的现代医疗装备。纵观我国的生物医学工程领域医疗器械的发展，与世界先进国家的水平相比，仍存在非常大的差距，国内有近70%的医疗器械市场被发达国家的公司瓜分；在高档医疗设备市场，更呈现出进口产品几乎独霸天下的局面，其中以GE、西门子和飞利浦三大医疗集团为突出代表。因此，发展我国的生物医学工程，提高医疗仪器的研发技术水平是机遇与挑战并存的；根据社会发展与市场需求，努力提高我国各个院校和科研机构生物医学工程专业的人才培养，是发展我国医疗检测设备研发水平的基础和保障。生物医学传感器作为医疗仪器的第一个环节，延伸了医生的感觉器官，可帮助医生进行客观正确的定量分析；同时生物医学传感器的灵敏度和可靠性决定医学测量系统的精度和有效性，因此在医学仪器设备的研制和开发及使用中都占据重要的地位。

对于生物医学工程专业的本科生教学来说，《传感器与医学工程》在生物医学工程专业的课程体系中起到承上启下的作用，上承模拟电路、数字电路及生物医学电子学课程，下接医学仪器设计课程。传感器与医学工程不仅是对生物医学电子学课程的必要补充，而且是生物医学工程设计实践课程的重要基础，该课程的学习能够有效加深学生在医学电子系统设计中对传感器这一关键部件的理解。学生通过生物医学电子学的学习，掌握信号检测与处理的电路设计；通过嵌入式系统课程的学习，提高信号处理的硬件编程能力；再经过传感器与医学工程课程学习，学生具有从信号采集、检测、分析到处理等一系列系统设计与开发的能力。因此，作为一门重要的专业基础课程，同时是一门能直接应用于工程实践的技术课程，该课程的教学质量和效果直接决定该专业学生对传感器和现代医学检测概念的理解及新型医疗装备的使用与设计。

一、目前在课程的教学内容和教学体系方面存在的问题

1.生物医学工程是一个年轻的专业，与传感器与医学工程相关的课程资源不够丰富，现有的传感器与检测原理的相关教材对医用传感器的特色介绍不够突出，不能满足传感器与医学工程课程的教学需求。相关的网络资源方面，大多只是对传统传感器的基本原理的介绍，特别针对生物医学类传感器特点的内容比较欠缺；仅有的教学资源以文字讲解为主，即使有的内容配备一定的图表，也显得单一，不利于给学生以更直观更深刻的理解。

2.对于本课程在内的任何一门课程的教学来说，教师的教与学生的学都应当以教会和学会为目的；然而，目前衡量教会和学会的程度一般都只能通过期末考试的成绩，这种教学缺乏学生的日常反馈的环节，不能使教师随时掌握学生的学习动态和学习当中遇到的困难，以及时调整教学进度和方法，势必影响授课质量。

3.该课程的教学方式仍以传统的课堂讲授为主，偏重理论教学，缺乏实践，不利于充分调动学生的动手积极性；学生只能纸上谈兵，不能更好地解决具体的实际问题，因此教学与社会需求有所脱节，造成学生的考试成绩很好，但是不被用人单位认可。

二、解决问题的若干改革方法

1.改善教学资源，提高授课对象兴趣。充实和完善传感器与医学工程的教学资源，具体可以从教师的课件制作及丰富的动画补充环节加以改善。优秀的教学课件能够使教师以多种软件工具为载体，围绕知识点展开形象生动的讲解，开展以教师制作为主、学生为辅的课件制作方法的尝试，既可以提高课件的多元化内容，使学生更容易理解，又可以充分调动学生的听课积极性，深化学生对知识的记忆和应用。

2.改进教学方法，注意效果反馈。搭建网络平台，方便学生学习，并且将教师与学生的距离拉近，随时随地展开提问与讨论，教师可从中获知学生的学习动态和教学效果，并找到教学方式的改进办法。实时的教学反馈是教学过程中非常重要的一个环节，以网络平台为媒介，建立学生的反馈机制有利于教师实时地调整授课内容和授课进度。

3.加强实验环节，提高动手能力。加强实验环节，例如动手设计试验箱。目前市场上可购买的传感器试验箱很多，但大多集成度较高，不利于学生了解传感器的测试原理和尝试基本测量电路的搭建。因此，试验箱的设计和搭建既是对学生动手能力的培养和锻炼，又是弥补上文所述现状分析中教学资源不足的一种重要手段。

三、结语

对于传感器与医学工程的授课过程，通过提出如上的教学改进思路，通过改善教学资源、改进教学方法、加强实验环节等途径保证课程的有效讲授，使该课程在生物医学工程专业建设中发挥良好的作用。在教学中要重视培养学生对人体生理信号特征和测量基础知识的理解，解决实际问题的能力，充分调动学生的学习积极性，以增强整体教学效果。

参考文献：

[1]张东，程正富.《传感器原理》课程实验教学设计[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2006，5（1）：84-85.

[2]王平，刘清君.生物医学传感与检测[M].浙江大学出版社.

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关键词：生物医学工程专业；理工院校；解剖生理学

作者简介：李小慧（1980-），女，黑龙江铁力人，南京邮电大学地理与生物信息学院，副研究员；吴建盛（1979-），男，江西抚州人，南京邮电大学地理与生物信息学院，讲师。（江苏 南京 210003）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0161-02

生物医学工程（Biology Medical Engineering，简称BMI）是综合生物学、医学和工程学的理论与方法而发展起来的新兴交叉学科，其主要是运用工程技术手段，在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。[1]自20世纪70年代末以来，国内许多综合或理工科大学、医学院校及相关科研机构都设立了生物医学工程专业，涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向，课程设置主要包括工程类课程和医学类课程，旨在培养具有各方面能力的复合型人才。[2]

生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科，生物学和医学知识的学习就具有非常重要的作用。现在大多数院校的生物医学工程专业都开设了解剖学、生理学、生物化学、分子生物学、基础生物学等必修基础生物学或医学课程，旨在让学生了解生物体的基本构造及生命现象的本质，掌握一定的医疗常识，为学习如何把工程技术应用于医学领域打下基础。

人体解剖生理学是研究人体各部分正常形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。[3]作为生物医学工程专业的一门重要专业基础课，它包含了解剖学和生理学两门学科的内容，并且涉及到组织学、胚胎学、细胞学和分子生物学等多个学科的知识，内容广泛并且复杂抽象，对于缺乏生物学相关知识基础的生物医学工程专业的学生来说，是一个难题。南京邮电大学是以工科为主，信息科学为特色的理工科院校，生物和医学知识的教学相对薄弱。如何扬长避短，使解剖生理学知识与学生工程类的专业知识有机融合，是摆在教师面前的一项重要任务，也是教学过程中需要不断思考和努力解决的问题。

一、教学现状及存在问题

1.教学基础薄弱

南京邮电大学是以理工科为主的高校，生物医学工程专业在南京邮电大学起步较晚，工程类课程依托南京邮电大学理工教学和科研的工作积累，具有良好的基础。然而，生物和医学类课程基础较为薄弱，教学基础和实验条件与医学或者综合院校相比都有很大差距。

2.课时有限

生物医学工程专业属于前沿的交叉学科，专业囊括的知识面广，专业所学课程较多，数学、电学、计算机科学相关课程占了很大比例的学时，给生物和医学理论知识分配的学时有限，例如人体解剖生理学课程只有48个学时，但这门课程包含了解剖和生理两门学科，教学内容丰富，学时相对不足。学生的生物和医学类知识薄弱，也给教学带来了一定困难。

3.学生兴趣缺乏

信息科学是南京邮电大学的特色和优势，生物医学工程专业正是依托于南京邮电大学通信与信息工程学院的教学和科研基础而创建的，学校通信、电子和计算机等信息领域的学习与研究氛围浓厚，加之上述专业找工作容易，在这种环境下，学生会自觉将兴趣转移到通信、电子和计算机等方向，无法建立对人体解剖生理学的学习兴趣。另外，人体解剖生理学知识多、复杂抽象的学科特点，也容易让学生产生畏难和厌学的情绪。

二、教学体会和思考

在学时有限和学生兴趣缺乏的情况下，如何利用有限的课堂讲授时间，使学生更好地掌握解剖生理学知识，是摆在授课教师面前的突出问题。笔者针对在人体解剖生理学教学中遇到的实际问题，结合南京邮电大学生物医学工程专业的培养目标，根据教学过程中的体会，提出以下几点思考。

1.引导和培养学生兴趣

解剖生理学是专讲正常人体形态、结构和功能的课程，向学生强化学习解剖生理学就是认识自己、了解自己的观念。但是如果单纯讲解课本上解剖和生理学的知识，学生仍然是被动接受，缺乏兴趣。因为解剖生理学的一些知识与学生日常生活密切相关，在课堂教学中可以穿插讲授一些卫生保健的知识或者一些学生感兴趣的问题，让学生知道课堂知识能够在日常生活中学以致用，自然而然会产生兴趣，主动去学习。例如，在讲到呼吸系统时，就结合生活现状，介绍吸烟的危害、雾霾天气呼吸系统疾病的预防等；在讲到循环系统时，可以介绍如何预防心血管疾病。对于女生感兴趣的减肥和护肤的话题，在讲授消化系统和皮肤章节时，适时介绍节食减肥的危害和正确保养皮肤的方法。此外，身体是解剖生理学最好、最直接的“教具”，在课堂教学中，可以增加互动，让学生参与进来，这样不仅可以加深学生的直观印象，还可以活跃课堂氛围，从而激发学生的兴趣。例如，在讲授解剖学知识和常用方位术语时，可以请学生到讲台上来做示范，使学生轻松掌握这些知识。

2.课程教学与专业结合

生物医学工程专业的目的是运用工程技术手段解决医学中的有关问题，保障人类的健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。在讲解解剖生理学知识的同时，一定要将生物医学工程专业的目标和意义贯穿其中，不仅能加深学生对专业的认可度，而且有助于对解剖生理学知识的巩固。例如，在讲解运动系统的关节内容时，介绍完关节结构和功能后，可以向学生系统介绍人工关节的相关知识，包括人工关节的发展历史、使用的材料及应用疾病等。在讲解呼吸系统和循环系统时，可以介绍人工心肺装置的构造以及在外科手术中的重要意义。总之，在解剖学教学中，应结合知识点介绍相应的器官是如何人工制备，如何实现相应的解剖和生理功能等内容。通过将解剖学知识与工程学知识有机结合，不仅可以拓展学生的知识面，还可以促进学生对专业方向的理解，培养学生发现问题和解决问题的能力。

3.简化课程内容

解剖生理学课程存在学时少、实验少、内容多等问题，在课时的安排上要符合生物医学工程专业的需求。基于上述考虑，将课程重点放在解剖学上，有选择地介绍生理学内容，对于未介绍的知识，建议学生自学。对于解剖学部分，对运动系统、内脏学和心血管系统重点讲授，对神经系统、感觉系统和内分泌腺部分有所删减，目的是为了加深学生对人体结构的掌握和了解。此外，我们精心钻研教材并设计教学大纲，了解课程的教学重点、难点，在课前对学生较难理解的部分设计好教学方法和模式，力争用简练、易懂的语言讲解课程内容，消除学生畏难、厌学的情绪。

4.充分发挥多媒体教学的优势

解剖生理学教学需要向学生展示很多人体结构，涉及名词非常多，很多学生反映较难记忆。制作集合声音、文字、图片、动画、视频等多种媒体信息的课件来辅助教学，可将人体结构直观化，人体功能原理图像化和动态化。从视听的角度强化学生的理解和记忆，提高学生课堂的学习效率。另外，使用多媒体课件也能弥补理工科院校实验条件的缺乏和教学标本的不足。但在使用多媒体教学方法的时候，教师不能脱离传统的教学方式，因为多媒体教学资料虽然直观易于理解，但知识零散且容量大，会影响学生的系统理解和记忆。教师应适时进行必要的讲解， 对于重点、难点应在课堂上充分讨论，并征求学生意见，控制好教学的节奏。

参考文献：

[1]邓玉林，李勤.生物医学工程学[M].北京：科学出版社，2007.

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1.1教学与科研第三军医大学开展生物医学工程本科教育的时间不长，主要培养应用型人才。由于生物医学工程专业覆盖知识面宽，目前尚未建立一套完整的教学体系，缺乏足够的教学经验。教学内容重理论、轻应用，不能完全满足医院和用人单位的需要；教学方法传统，偏重于灌输式的教学，研讨课的开设比例较低，难以调动学生课堂的积极性和主动性；虽然已从国内外知名大学特聘了几名专家和教授，招聘了多名博士毕业生，使得教师队伍的整体素质得到显著提高，但教师队伍中年轻教师较多，同时精通工程技术和生物医学知识的教师较少，部分教师满足于现状，不思进取，对教学缺乏足够的激情和热情。相对于理工院校，第三军医大学的生物医学工程专业在科研方面与医学结合较紧密，医学大背景深厚，能从临床中发现一些有实际意义的课题，但工程力量相对薄弱，科研投入不足。科研目前还处于引进、消化、跟踪较多而创新性研究较少，同时理论方法等应用基础研究较多而具有自主知识产权的应用研究较少。虽然近年来青年教师的科研水平在逐年提高，但总体而言，科研整体能力和水平有限，科研项目申请的命中率较低，科研经费不足，投入产出效能低，部分教师的科研能力有限，对科学研究和指导学生进行科学研究缺乏耐性。有些教师对科研急功近利，认为对本科生精力投入多但科研产出少，不具备科研培养的价值。

1.2学生方面第三军医大学学生的整体素质良好、基础扎实。进入大学后，部分学生沉浸于考上大学的喜悦之中，没有了明确的学习目标和兴趣。由于习惯了中国式的传统教育方式并且缺乏针对新生的研究型课程设置，很多新生还在沿用高中的学习方式，机械呆板地学习，一切学习以考试为导向，缺乏正确的学习目标和动力。此时如果再加上教学方法不当，很多新生会产生厌学的情绪。由于是军队院校，第三军医大学生物医学工程专业研究生录取名额受限，很多学生即使非常优秀也不能顺利进入研究生阶段的学习；本科生毕业后将会统一参加学校的分配。随着目前我国就业难度的加大和军队分配形式的日益严峻，很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作，于是部分成绩较差的高年级本科生在学习方面的信心动摇，甚至有些学生产生了极强的厌学情绪，认为学习无用，从而破罐子破摔，在学生中间产生不良影响，也严重影响了教学质量；部分成绩较好的高年级学生为了实现保送研究生的目的，更加注重考试成绩，而不愿意花时间和精力参加科研实践活动，从而忽视了实际动手能力和实践技能的提高，阻碍了创新意识和科研能力的培养。

1.3体制方面第三军医大学近年来也开始重视本科生科研创新实践能力的培养，生物医学工程学院开始试行导师制，具体分两个阶段实施，第一阶段针对低年级本科生，侧重于任命教学经验丰富的教员为导师；第二阶段针对高年级本科生，侧重于任命科研经验丰富的教员为导师。学生可根据自己的兴趣选择导师，导师则应履行自己的职责，即鼓励学员自主开展科研试验研究，积极引导学生参与教研室科研工作等。试行导师制规定了导师每月指导学生的最低次数，对的学生和导师给予一定的奖励，对未达标的导师和学生实施相应惩罚。目前，第三军医大学生物医学工程学院的试行导师制已经初具规模，但还不够完善，在第一阶段培养方案中没有针对教学的具体措施，因此在实际实施过程中这一阶段的导师制形同虚设，导致学生的科研能力并未得到进一步提升；在第二阶段培养方案中，导师将引导学生参与教研室科研工作，由于没有具体规范措施，可能有些导师会倾向于让学生做重复性的简单工作，从而导致学生对科研的整体流程不熟悉。另外，目前没有建立起专门面向本科生的科研专项资金，可能会导致科研进展缓慢。为了有效整合创新资源和创新力量，实现资源共享、优势互补，2012年7月，第三军医大学与重庆大学成立了生物医学工程联合学院。自联合学院成立以来，两校共同培养生物医学工程专业本科生，瞄准生物医学工程发展前沿和热点研究领域，实质性推进生物材料与创伤修复等5个研究中心建设进程［4］。

2加强生物医学工程本科生科研能力培养的建议

2.1构建校园文化现在的本科生大都是90后，他们好奇心强，容易接受新生事物，但当今社会环境浮躁，人生观、价值观取向多元化，过分强化名利，而大学的人文环境应该培养出有思想、有学问、有高尚道德情操、有科研创新能力、有责任感的公民。第三军医大学更是肩负着培养忠诚于党、热爱人民、报效国家、献身使命、崇尚荣誉的当代革命军人的使命，因此要特别加强对本科生的思想品德教育，通过构建积极健康的校园文化，营造浓厚的学术科研氛围，以培养学生高尚的情操和探究科学的兴趣。教育和引导全体学员铸牢军魂意识、坚定理想信念，争做“对党忠诚、爱兵为民、品德高尚、敬业奉献、追求卓越”的红色军医，着力用好驻地丰富的红色文化教育资源，积极开展当代革命军人核心价值观教育。有必要在本科生中强调并非考上研究生就能确保获得较好的工作，而应注重自身人文素养、交流能力和科研能力等综合素质的提升。因为现代社会要求人的全面发展，用人单位更多考虑的是应聘者实际解决问题的能力；随着研究生数量的增多，研究生们找工作同样面临较大的压力，只有具备更好的综合素质，才能在以后的工作竞争中处于有利位置。另外，浓厚的学术氛围对学生们科研兴趣和科研素养的形成有着潜移默化的影响。可以适当开展专题学术讲座、学术交流活动和丰富多彩的科研文化活动。学生通过听取不同研究领域学者讲述各自的研究思路与成果，体会他们探求未知的执着和收获成功的喜悦，可以激发对专业的热爱，培养严谨的治学态度和踏实的研究作风，提升科学素养；学生通过参加科研文化活动，如研究生学术报告会、科技文化节系列活动、创新论坛等，可以活跃其思维，激发创新火花，开动脑筋、发挥才智、挖掘创新潜能。

2.2从教学入手古人云“授人以鱼，不如授之以渔”，教学过程中应体现以学生为主体、教师为主导的教学思想，教师通过讲课、传授知识的途径达到培养学生学习能力的目的。教学方法应多样化，将启发式、讨论式、交互式等方法融会贯通地应用于课堂教学，引导学生主动学习、带着问题学习，在课堂上应给学生留有一定的思考时间，尽量让学生主动提出问题；在传授知识的同时，还需要开拓学生的视野、拓宽知识面，并注重学生个性的发展，在这样的过程中不断提高学生的独立学习和思考能力。从新生入学就开始建立年级研讨班，由个人选择自己感兴趣的课题，按课题类型分小组；学生可选择相关课程听课，可采取各种方式独立学习、进行社会调研等，学期末交出研究论文或研究报告；教师指导和组织学生课外查找资料以及定期进行小组讨论，并给出成绩，对研讨课和选修课程记学分。研讨课的教师应尽量选定为教授，这样可为本科生提供多与教授接触的机会，让他们感受到学术魅力，初步了解科研的含义以及对某一专题进行重点研究和探索的基本方法，促进本科生科研能力的培养。科研方法是大学生科研能力培养的关键环节，而毕业设计是教学过程中本科生科研能力培养的关键途径。本科生通过完成毕业设计的工作可以初步了解科研活动的实施过程，学生一般能够做到在教师的指导下收集查阅资料、分步实施研究内容，但为了更好地锻炼学生的创新思维、逻辑思维、总结分析能力，教师应该在研究设计工作和论文撰写方面给予学生更多的指导和独立完成的机会，传授更多的科研方法。

2.3完善导师制本科生导师制的核心是由导师引导学生自主学习，培养学生独立思考和解决问题的能力。本科生导师制的关键在于教师，教师应适应时展的需求，积极主动转变教育理念，提高自身业务能力和综合素质，不断更新知识储备，站在学科发展的前沿。为了能够准确衡量研究型高校科研能力的培养水平，对于本科生导师制，应建立完善的本科生科研能力培养评价体系，给出量化指标，定期定量检测。把本科生的科研能力融入评价体系，提高本科生参与科研活动的积极性，设立相应的科研学分，学生只有获得规定的科研学分才能毕业，并对科研能力突出的学生给予相应物质和精神奖励。在教师职称评定过程中，除了教师个人科研成果的评定外，应将对学生科研的贡献作为重要的参考指标。学校和学院应努力创造条件争取促使政府、企事业单位、学术团体和个人在大学设立资助机会，形成多途径、多形式支持学生科研发展的格局，加大对本科生导师制的资金支持，建立起专门面向本科生的科研专项资金，以使更多学生获得独立科研课题的机会。

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关键词： 《医学超声仪器》原理 生物医学工程 教学内容 教学方法

超声在医学上的应用始于20世纪20―30年代苏联科学家Sokolov的超声热疗工作。经过几十年的发展，目前已形成了一门年轻并蓬勃发展着的交叉学科――医学超声学。该学科以研究超声波在生物组织内的传播特性与规律、设计制造用于医学诊断和治疗的超声设备为目的，涉及物理学、生物学、材料学、电子技术、图像处理、计算机等多个领域，是生物医学工程学科的重要分支之一［1］。而医学超声仪器则是医学超声学发展的载体及最终成果的体现。

温州医学院从2009年起对生物医学工程专业医学影像设备与技术方向的本科生开设《医学超声仪器原理》，旨在使分流到该方向的学生熟悉并掌握现代医学超声仪器的基本原理、结构、技术方法和设计思路，具有初步的仪器设计理念及开发新一代产品的综合能力，为学生踏上工作岗位奠定良好的理论与实践基础。

1.教学内容的优化设计

目前，国内高校大多将医学超声作为《医学电子仪器》或者《医学影像物理学》的一部分进行授课。独立开设医学超声仪器相关课程的仅西安交通大学、南方医科大学、上海交通大学等少数几个高校。此外，上述高校由于办学优势不同，对学生的培养目标不同，对教学内容的选择没有统一标准。而且，目前国内医学超声仪器相关的本科生教材非常少见，且出版时间大多较早，内容较为陈旧，对学科前沿知识介绍较少。因此，如何根据我校的实际情况，合理安排教学内容，做到既难易适中又能体现学科前沿发展，就成了该课程开设初期碰到的一大难题。

1.1教材与课程教学内容

我校生物医学工程专业分流后，课程增多，课时减少。《医学超声仪器原理》按教学计划，理论36学时，实验3学时，课时非常有限。讲授内容需突出重点，去粗取精，点面结合。其次，生物医学工程专业的主要目标是培养医学仪器的操作人员、维护人员、销售人员、设备管理人员和研发人员，授课过程中要既重基础又结合实际。综合各方面因素考虑，我们选择西安交通大学万明习教授主编的《生物医学超声学》作为教材。该书是目前国内对医学超声学的基础理论、关键技术及超声新技术发展介绍最为全面的一本专著，但内容较多且难，并不完全适用于3时的本科教学。因此，在教学过程中，我根据实际需要对其内容进行了相应筛选调整，并结合具体超声仪器实例进行授课，真正做到既重基础又结合应用实际。

具体课程内容归结为如下8个章节［1］。（1）绪论：介绍医学超声仪器的分类，发展历史、现状及趋势。（2）医学超声的物理基础：介绍描述超声波的重要物理参数，超声波的传播特性、波动方程、多普勒效应，超声波的生物特性及安全剂量。（3）医用超声换能器：介绍压电效应及压电材料特性，医用超声换能器的种类与结构、声场的形成与分布。（4）超声成像基本原理及性能指标：介绍脉冲回波法成像原理，A、B、M型超声诊断仪及其异同点，超声信号形式及其特征，超声诊断仪的基本结构及主要指标。（5）超声波束的发射、聚焦与控制：以B型超声诊断仪为基础，介绍多阵元超声换能器的组合发射方式，超声波束的聚焦、扫描方法及控制手段。（6）超声波束的接收、预处理与DSC数字扫描变换器：介绍B型超声诊断仪超声回波信号的前置放大、接收多路转换、可变孔径技术、相位调整技术、增益控制与动态滤波、对数放大、检波与勾边技术，以及DSC数字扫描变换器。（7）超声多普勒血流测量与成像：介绍多普勒血流测量的基本原理，所需提取的主要参数，血流速度大小及方向的检测方法，多种多普勒血流仪系统和各自距离选通的原理，彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。（8）其他医学超声技术及发展：介绍超声治疗技术、超声显微技术、超声CT，以及医学超声研究的新进展。

1.2实验设置

由于条件限制，目前本课程仅设置3个学时实验，目的是指导学生熟悉B型超声诊断仪的操作。在教学实践的第一学年，我们采取的是以学生为检测对象，指导学生完成对颈部主动脉、肝、肾的纵向和横向扫查，并对图像进行分析，但是教学效果不很理想。原因有两个：一是虽然学生有一些解剖学基础，但是实验中让其独立准确找到解剖学位置仍有一定难度；二是教学资源有限，男女生同组，实验过程中进行腹部检测时难免尴尬，学生积极性难以调动。因此在第二学年，我们借鉴了其他高校的经验［2］，将检测对象由人换成熟鸡蛋，不仅可以形象地显示超声波在不同介质中的传播特性，而且很容易探测到熟鸡蛋的蛋白与蛋黄的切面图，避免了上述两个问题的存在。同时还可引导学生向鸡蛋内注入色拉油等物质，模拟组织内部发生病变的状况，极大地提高了学生的学习兴趣，教学效果鲜明、生动、直观。

2.多种教学方法与手段的有机结合

多媒体为主、板书为辅的教学方式的运用。随着计算机应用的普及，具有方便、快捷、高效特点的多媒体教学方式已成为高校教学的主要模式，并为高等教育改革带来了新的契机。多媒体教学方式综合利用了文字、图片、动画、视频等资源，因此在讲授一些抽象难懂的知识点时能更形象、直观，在活跃学生思维、激发学生学习兴趣上作用显著［3］。但是也存在一定的弊端，比如信息量大、节奏快，学生难免跟不上进度，只能被动接受，缺乏必要的思考过程，容易疲劳甚至产生抵触情绪。在多媒体教学的基础上，辅以传统的板书，则可以有效解决这些问题。特别是在讲授知识重点难点的时候，学生可通过教师板书的间隙思考或者记笔记，加深对知识的理解。

针对教学内容，灵活应用多种教学方法。例如，采用启发式教学，在每一章节授课前先根据教学内容针对性地设置几个问题，让学生带着问题听课，在课堂中寻求答案，变“填鸭式”的被动学习为主动学习。再例如，在第5―6章讲授B型超声诊断仪时采用案例教学法，引入阿洛卡SSD-256型的B超仪为例子，每当讲授完基本原理后即以该机型为例引导学生对其相应部分的电路进行分析，提高学生理论联系实际的能力。同时，为了培养学生的学习兴趣，可利用介绍本学科的发展动态，国内外重大研究成果、新方法、新应用等内容来激励学生，让他们充分认识到这门课程的实用性和重要性。

构建网络教学平台，积极加强师生交流。将课程教学大纲、进度表、课件、课后练习、课程通知等教学资源及时在网页，方便学生课后浏览下载；设置课后互动模块，方便学生提问交流；设置超声百科模块，方便学生了解学科前沿发展动态。网络教学平台的使用，提高了教学的灵活性，增加了师生之间的互动，获得了学生很高的评价。

3.存在的问题及解决思路

经过两个学年的教学实践，我在《医学超声仪器原理》课程的教学中已积累了不少经验，也存在不足之处，其中最突出的是实验教学内容略显单薄。针对这一问题，我已着手解决，将在原3个学时实验的基础上再设置相应的开放性实验，如生物组织超声参数的测量与估计、单阵元圆形超声换能器辐射声场分布特性测试与分析、彩色超声多普勒血流仪的操作及数据分析等［4］。所设计的实验项目将与课程教学内容密切结合，进一步有效地增强教学效果。

4.结语

医学超声仪器原理涉及多个学科，内容较为抽象，且课时量有限，因此教学难度较大。我在教学过程中根据本专业的实际需求，以着重培养学生的实践能力和创新意识为目标，结合教学体会和学生的反馈信息，从教学内容优化、教学手段、教学方法等方面入手，经过两年多时间的实践，取得了较好的教学效果。

参考文献：

［1］万明习.生物医学超声学［M］.北京：科学出版社，2010.

［2］陈艳霞，孙媛，柴英，王桂莲.医学物理学B超实验的新探索［J］.中国科技信息，2009，20：193.

［3］胡晓燕.浅析多媒体教学的利与弊［J］.中国医学创新，2011，8（5）：146-147.

篇6

关键词：理工科院校 生物医用材料学 课程教学 临床病理性检查 医疗器械组件材质

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0143-02

Thinking and Exploration on the Course Teaching of Biomedical Materials Science in Science and Engineering Colleges

Wang Fuping Chen Zhongmin

（College of Pharmacy and Bioengineering，Chongqing University of Technology，Chongqing，400054，China）

Abstract：Biomedical engineering is set up in science and engineering college relying on their various advantages，medical instrument is the profession feature.The main part of courses is electronic science and technology， biology and medical courses are few and neglected by most of the undergraduates.Therefore，in order to promote students learning interest，and improve the quality of this course，enhance the students’comprehensive quality， put forward a teaching method， which involve adding a few of clinical pathological examination and studying the materials of medical equipment with the knowledge of the biomedical materials.This teaching method left a deep influence on the students.

Key Words：Science and engineering college；Biomedical materials； Course teaching； Clinical patholog； Materials of medical equipment

目前，国内大约有六、七十所大学设立生物医学工程专业，其中大多数是综合或理工科大学，医学院校仅十几所，各个高校依托各自的各种办学优势，以创办出有自己鲜明特色的生物医学工程专业[1]。作为理工科高校，医疗器械成为了生物医学工程专业的主要方向，主干课程包括电路及模拟电子技术、数字电子技术、医用电力电子技术、单片机原理及应用、医学图象处理、医学信号处理、生物医学传感器，基础医学、生物医学化学、生物医用材料等，该专业学生较明显投入大量的时间和精力于电路、信号、软件等课程，但在《生物医用材料学》课程学习中表现出明显不重视，更有甚者认为该课程与医疗器械方向相差甚远，导致该课程教学中，学生兴趣不高，学习效果差，为了改变此现状，与同组老师进行了相关教学经验探讨，查阅其他老师教学经验总结[2-3]，均是需要从教学内容、教学策略等方面着手，提出了紧跟学科发展前沿，优化课程教学内容、改善教学策略及方法、加强实验教学、加强自主学习能力等等。这些前人总结对本课程教学过程教学起到了重要的指导意义，在此基础上，通过对该课程教学实际情况思考，提出从教学内容上，采取增加少量临床病理知识和用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质两种模式，这也符合了生物医用材料交叉学科的特点，交叉学习[4]。并通过两年时间，确有提高该课程教学质量。

1 增加少量临床病理知识

医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。效用主要通过物理等方式获得，不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得，或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用。目的是疾病的诊断、预防、监护、治疗或者缓解；损伤的诊断、监护、治疗、缓解或者功能补偿；生理结构或者生理过程的检验、替代、调节或者支持；生命的支持或者维持；妊娠控制；通过对来自人体的样本进行检查，为医疗或者诊断目的提供信息。而在此过程中，涉及大量的医用耗材，均属于生物医用材料的范畴，同时涉及大量的临床病例知识，而理工院校同时具备生物，医学，材料，医疗器械类知识的人才匮乏，相应课程设置较少，学生医学方面知识薄弱，在讲解相关知识时需要补充少量的临床病例知识。

如：慢性肾衰竭是指各种肾脏病导致肾脏功能渐进性不可逆性减退，直至功能丧失所出现的一系列症状和代谢紊乱所组成的临床综合征，即尿毒症。尿毒症以代谢性酸中毒和水、电解质平衡紊乱，蛋白质、糖类、脂肪和维生素的代谢紊乱等，血液检查以尿素氮，肌酐为主，尿素氮与二乙酰反应，缩合生成红色的二嗪衍生物，肌酐与苦味酸反应生成红色复合物，二者通过光电二极管在特定波长下检查其吸光度值，即可得到相应的含量。

血管疾病主要指动脉粥样硬化、炎症性血管疾病、功能性血管疾病、血管的真性肿瘤性疾病等。其中以动脉粥样硬化最为常见。动脉粥样硬化是一组动脉硬化的血管病中常见的最重要的一种，其特点是受累动脉病变从内膜开始。一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成，纤维组织增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，病变常累及弹性及大中等肌性动脉，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。在正常情况下，血管跟周围软组织密度相近，导致CT等不能清晰检查，因此，可以通过显影剂在X光下所显示的影像来诊断血管病变。随着介入放射学的发展，血管造影已经成为临床的一种重要的诊断方法，尤其在介入治疗中起着不可替代的作用。血管造影在头颈部及中枢神经系统疾病、心脏大血管疾病、及肿瘤和外周血管疾病的诊断和治疗中都发挥着重要作用。常用的造影剂有碘普罗胺注射液和含碘类造影剂，其中含碘类造影剂注入体内都有可能产生过敏反应，症状严重程度不一，重症可致命。

原发性肝癌，是我国常见恶性肿瘤之一。死亡率高，在恶性肿瘤中排列第三位。原发性肝癌的病因和发病机制尚未确定。目前认为与肝硬化、病毒性肝炎以及黄曲霉素等化学致癌物质和环境因素有关。甲胎蛋白是诊断原发性肝癌的特异性肿瘤标志物，具有确立诊断、早期诊断、鉴别诊断的作用。目前常用化学发光法、酶标法、酶标电泳法、放射免疫法检测。

通过临床病理知识的学习，可以明确相关检测仪器的检测目标，检测方法，检测原理，其中涉及的相关试剂既属于检测试剂范畴，同时又是医疗器械必不可少的部分，可以使学生在在学习生物材料的同时，与自己学的医疗器械相关知识重组，从而提高本课程的学习质量。

2 用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质

除了用来检查，还有很多医疗器械属于治疗类的，如心脏起搏器，人工心脏，人工耳蜗，血液透析机等，其部分材质必须达到生物医用材料的要求，因此可以通过用生物医用材料的知识分析（见图1）。

如：心脏起搏器可以有效治疗严重的心跳慢、心脏收缩无力、心跳骤停等心脏疾病，人工心脏起搏系统主要包括两部分：脉冲发生器和电极导线。常将脉冲发生器单独称为起搏器。起搏系统除了上述起搏功能外，尚具有将心脏自身心电活动回传至脉冲发生器的感知功能。起搏器主要由电源（亦即电池，现在主要使用锂-碘电池）和电子线路过程，能产生和输出电脉冲。电极导线是外有绝缘层包裹的导电金属线，其功能是将起搏器的电脉冲传递到心脏，并将心脏的腔内心电图传输到起搏器的感知线路。导管电极需要长期起搏，因此需用生物相容性好、韧性好、抗老化、耐腐蚀的材料制成，电极导线通常采用爱尔近合金（Elgiloy）或用镍铬钴钼合金丝绕成螺旋管，导线的外层绝缘材料都选用高纯硅橡胶或医用聚氨酯，电极头的材料以表面活化各向同性低温热解碳或铂为优。

胶囊内镜全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。典型的胶囊内镜由七部分组成，透明外壳、光源、成像元件、传感器、电池、发射模块和天线组成。其外壳材料会与人体消化道粘膜接触，并进入胃肠，胶襄外壳采用耐腐蚀医用高分子材料，对人体无毒、无刺激性，能够安全排出外。

血液透析机是治疗尿毒症的一个重要仪器，血液透析是将血液抽出体外，经过血液透析机的渗透膜，清除血液中的新陈代谢废物和杂质后，再将已净化的血液输送回体内。首先输血管道必须符合生物医用材料的安全性要求，另外血液透析膜的材质及特性直接决定了血液透析机的治疗效果，要求膜材料具有扩散对流特性、血液相容性、黏附特性、稳定的物理特性等，膜孔径在1μm以下的有机高聚物的均质膜，是一类不带电荷的多孔膜，目前主要用于透析机的纤维素渗析膜常用的制备材料有铜氨法再生纤维素、醋酸纤维素、聚丙烯晴、乙烯-乙烯醇共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚丙烯酰胺等，以及现在膜设计的非对称结构的原理。

这种通过分析医疗器械原理，各部分材质，生物医用材料的要求，材料特性，以及相关生物医用材料的学习，既有利于学生掌握相关生物医用材料的特性，生物学功能，以及应用领域，又可以将知识与医疗器械相结合，构建学生相关知识，进而提高本课程教学质量。

3 结语

针对理工院校生物医学工程专业侧重医疗器械方向，学生易忽视生物、医学知识的现实情况，通过在生物医用材料学课程教学内容中，增加少量临床病理知识和用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质，以助于学生掌握生物医用材料相关知识，并与其所学医疗器械相关知识进行知识重构，将交叉型的生物医用材料知识交叉性的学习，交叉性的应用，以此提高学生对本课程的兴趣，及该课程教学质量，增强该专业学生的综合素质。

参考文献

[1] 刘元东.生物材料学教学实践与心得[J].科学・自然，2012（8）：173.

[2] 王建方，邢欣，吴文健，等.生物材料学课程的设置与改革思考[J].高等教育研究学报，2011，34（1）：95-97.

篇7

关键词：医学信息工程；战略；专业教育

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）07-0011-03

医学信息工程是一门以信息科学和生命科学为主的多学科交叉与融合的新兴综合性学科。其基本内涵是电子技术、计算机科学、医学器械工程等学科在生物学、医学领域中的应用与融合[1]。近几年来，其学科建设、专业发展、人才培养、学术研究已成为我国高等教育“质量工程“项目中的七大新兴信息产业之一。在国内开办的医学信息工程专业的24所高校中，已有7所高校分别获准纳入部级、省级、校级新兴信息产业立项建设计划。

一、医学信息工程专业发展现状

（一）医学信息工程专业的产生与发展

21世纪初叶，生命科学与信息产业的勃兴，引导着以信息科学和生命科学为主的多学科交叉与融合的新兴信息产业，其已给医学信息工程专业的兴起带来发展优势与机遇。尤其是近20年来，各地高校自寻信息产业人才培养路径，有些高校在对当时原有的电子信息与技术、电子信息工程、医学信息学、信息管理与信息系统等相关专业调整培养目标及方向，进行课程体系调整，整合教学内容，增加特色课程内容之后，用于培养医学信息工程专业人才；也有高校是在生物医学工程专业开设培养方向；还有的高校是直接申报专业，经严格的办学条件论证，获准开办新专业，这表明医学信息工程专业的产生与发展应该是有良好的发展势头的。尤其是2012 年以后，在新增的本科教学目录中，正式确认了医学信息工程专业的代码（080711T），这标志着我国医学信息工程专业教育正式步入高等教育体系的轨道。

（二）医学信息工程专业的建设现状

2003年，四川大学申报并经论证，获教育部首准开办医学信息工程专业本科教育，历经7年建设，并于2010年成功成为第七批国家级特色专业建设点，隶属于新一代信息产业。此后，全国多家高校相继申办医学信息工程专业本科教育，据2014年统计，全国已有24所本科院校开设医学信息工程专业，中医药院校所占有一定比例。目前，全国高校现有医学信息工程专业在校生近4000人。据资料分析：从就业形势看，在1107个本科专业中，就业排名第268位，而在203个工学类专业中，就业排名第54位；从办学地域看，专业需求量最多的地区是北京市，占23%；从就业行业看，需求量最多的行业是“制药、生物工程”，共占26%，就业前景很不错。

（三）医学信息工程专业的研究成果

1.人才培养方案与模式。在人才培养模式创新研究上，张颖等人基于知识、能力、素质三方面，对师资队伍结构、课程设置、实践教学和评价体系等方面进行改革，提出培养复合型人才理论[2]。

在知识体系方面，提出了重构知识体系，划定医药学基础、医学信息基础、软件基础、硬件基础、计算机软件理论、计算机应用等六门课程模块[3]。认为要调整现有的课程设置力求使学生对专业学习有清楚的目标，所学知识更加体系化。

关于专业设置创新性问题，谭强等人提出了“专业课程及制订教学计划中，必须要遵循全面性与专业性的有机统一、坚持由浅入深，同步推进、结合课程间的关联性安排教学进程的原则”[4]。我们认为这一原则具有实效性、衔接性、渐进性意义。

2.课程与教学。课程与教学是人才培养目标所涉及的重要内涵，包括教学内容、教学方法的适用性问题。针对此问题，范蓉等基于医学信息工程专业教学，“将胚胎学教学理论知识与临床、科研链接；将理论教学与实验教学链接（即一体化教学）；将医学知识教育与人文修养链接，全面提高信息技术所需要的综合素质”[5]。

3.实践教学。实践教学是提高信息工程技术实践能力的有效路径，解丹等人针对实践教学问题，结合本校的实践教学，研究了大学生实践能力的培养，提出了“2+3+4”实践教学体系[6]。这比较符合全程多维实践教学体系的要求。罗悦等人针对传统实践教学问题，提出实践教学特训营模式[7]。目前，已有不少院校践行了企业+医院“双轨制”实习模式，这是一项实践教学的重大改革。

4.人才培养质量保障体系。在研究地方高校本科特色专业建设时，就有地方高校专业建设质量保障体系的五大系统的构想的提出。在其中的五大系统的构想中，也更深入地研究了以建设质量监控与评估为核心的四维监控体系[8-9]。这为专业建设质量监控与保障体系的构建和完善奠定了坚实的基础，是医学信息工程专业质量建设中，值得研究的参考文献。

二、新兴信息产业与专业建设的战略目标

（一）信息产业与专业建设目标

21世纪是生命科学的世纪，生物医药产业和信息产业相结合的医学信息工程这个新兴产业已经步入新时代。医学信息化将按照深化医药卫生体制改革的目标与要求发展，以健康档案、电子病历和远程医疗系统建设为切入点，统筹推进新医改体制下要求的公共卫生、医疗服务、新型农村合作医疗、基本药物制度和综合管理等信息系统的建设。到20年代末，完成构建全国卫生信息系统基本框架，基本目标是为全国30%的人口办理健康卡、建立符合统一标准的居民电子健康档案、电子病历档案。作为“新一代的信息技术”，期望它会对全国高校医学信息工程专业的建设发展与人才培养工作起示范引领与辐射作用。

（二）信息管理与信息源课程

实现新兴信息产业战略，人才培养是关键，优化课程体系是基础，调整与教学内容改革要围绕新兴信息产业需求来进行。课程体系改革的主体在于优化教学内容，有利于挖掘、明晰医学信息源课程，使医学信息达到大范围的覆盖。从信息管理角度来讲：明确四大教学内容为信息源：一是医疗保障信息，面向社会、服务全民身心健康的信息来源；二是卫生事业管理信息，面向卫生系统的宏观医学信息来源；三是医院管理信息，面向医疗内部机构的信息来源；四是医疗器械监督管理信息，面向医疗器械行业研发、生产与市场营销的信息来源。就此来讲，这要求改革课程内容要与高校现有的信息管理和信息系统专业、医学信息专业、医学信息管理专业、生物医学工程专业或医药信息专业相区别，从而达到优化课程体系、精选教学内容、差异化地服务于公共卫生与医药信息市场的目的。

（三）信息技术与医药经济发展

21世纪是生命科学的世纪，生物医药产业已经步入新时代。目前，我国计算机、微电子、通信等专业人才社会需求巨大，尤其是计算机技术、通信技术、网络通信、网络保密研究、可视电话、图像传输、军事通信等领域的人才的需求量较大。因此，发展医学工程技术可弥补这一专业人才缺少及其知识结构不完整的遗憾。特别是对通信网络等技术的发展，其对信息共享和处理等方面产生重大影响。目前，我国医学信息产业还存在医、工结合不够紧密，技术产品落后、创新链条脱节和研发能力薄弱等问题。我国医学信息工程人才在数量、结构、素质和能力上还不能满足经济社会发展的需要，急需的高层次复合型人才严重匮乏。开办医学信息工程专业教育，培养信息工程技术人才都是适应时展的要求，是适应新兴信息产业岗位技术发展的需要，是社会经济发展的必然。

（四）数字技术与惠民工程战略

在当前职业教育面向国际化、建立中国特色高等职业教育体系的大环境中，尤其是许多地方高校处在本科职业技术教育转型期，专业教学改革应以课程结构调整与内容优化为核心，认知新一代信息产业包括下一代信息网络、电子技术核心基础、高端软件和新兴信息服务等产业，包括生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造等产业。标志着数字技术的高度发展，被认为是新一代“朝阳”产业。

在信息产业上，将整合“医产学研”优势资源，推进医学与信息、材料等领域新技术的交叉融合，增强新型医学信息工程产业开发技术与能力，建立与完善数字医疗系统、医学信息惠民工程，切实推进远程医疗，推广医疗信息管理和居民电子健康档案管理系统等重大示范工程建设，创新信息产业视野下应用型人才培养模式。

三、医学信息工程专业教育发展的战略选择

（一）把握专业发展优势与机遇

新兴信息产业，是21世纪新一代的阳光产业。2010年，教育部将医学信息工程专业列为第七批国家级特色专业建设点，标志着我国新一代信息产业的兴起。开办医学信息工程专业的24所高校中，不少高校分别获准纳入部级、省级、校级新兴信息产业立项建设。这为我国地方高校向应用技术大学转型提供了机遇，其将推动医学信息朝专业化、特色化、产业化方向进军。

（二）创新专业人才培养模式

针对我国各级各类院校开设医学信息工程专业人才培养路径、课程体系的现状、较多的同质化现象出现，实现信息产业人才培养模式创新，倡导人才培养异质化目标，面向市场、产业部门，完善产业链。构建“校企结合”、“产教融合、校医合作”的三维构架培养的模式，完善全程实践教学体系，强化工程实践能力和职业技能培养，培养优秀的高级技术、技能型人才。

（三）调整专业课程体系

由于各高校专业培养目标与要求、路径、方式及其来源不同，因此我国现行的医学信息工程专业课程体系比较传统，这在不同程度上影响着产业发展，所以有必要对其进行调整、改革，改革的着眼点要以课程体系力求信息产业化为主要导向，纵向以国际先进学科专业观念为导向，横向移植并引用国外先进人才培养模式，秉承我国医学信息工程专业及其相关、相近专业的办学传统与积累的经验，力求在产学研结合上寻找创新亮点，构建符合战略性新兴信息产业需求，应对高校转型发展需要，具有国际化视野，符合国家标准、行业标准、高校标准的专业课程体系。

（四）加强质量保障体系建设

人才培养是信息产业的基础工程，建立“以人为本、加强“双师型”教师队伍建设，以证为导、推行“双证书”制度、强化技能训练意识与能力培养，以实践教学为核心、加强实习基地（点）建设，培养专业实践能力，以人才质量为目标，构建教学质量监控与评价体系”[10]。这是人才培养质量保障体系建设的支柱，也是人才培养的通用法则、向导、标准。建设性、实质性措施要依据高校现实条件制定并进行有效调整

总之，通过对医学信息工程专业教育现状的分析，面对地方高校转型与信息产业的兴起所面临的挑战和机遇，笔者探讨了新兴信息产业的发展战略。这有利于促进信息工程学科的发展，以满足中国现代化建设的需要以及与国际化接轨的需求。

参考文献：

[1][4]谭强，刘广，孙艳秋等.关于新办医学信息工程专业

学科设置的研究[J].科技信息，2013，（19）.

[2]张颖，赵强.医学信息工程专业KAQ人才培养模式研究

[J].中国医学教育技术，2014，（5）.

[3]蔡晓鸿，赵臻，解丹等.医学信息工程专业的知识体系构

建探讨[J].基础医学教育，2013，（2）.

[5]范蓉等.医学信息工程专业《胚胎学》链接式教学模式的

应用[J].中外健康文摘，2012，（1）.

[6]解丹等.医学信息工程专业实践教学体系构建研究[C].

第三届教学管理与课程建设学术会议论文集，2008，（10）.

[7]罗悦，温川飙，陶瑞卿等.特训营模式在医学信息工程实

践教学中的应用探讨[J].成都中医药大学学报：教育科

学版，2015，（1）.

[8]王能河.地方高校本科特色专业建设质量保障体系研究

[J].黑龙江高教研究，2014，（1）.

[9]王能河，吴基良，但汉久.地方高校本科特色专业教学质

量监控体系研究[J].高校教育管理，2013，（6）.

[10]王能河，邹卫东，梅贤臣.生物医学工程专业课程体系

篇8

【关键词】现代医院；医疗器械；维修机构；建设；管理

一、现阶段医院医疗器械设备维修机构存在的问题及原因

1.医学工程技术人员流失严重

八十年代中初期国内部分医科大学及工科院相继开设了生物医学工程（BME）专业，BME毕业纷纷进入医院从事医疗器械设备的维修工作，医院医疗器械设备维修曾一度辉煌。但是，大多数BME毕业生又先后离开医院。其主要原因是以下几个方面：一是医院在人才培养、使用、晋升、生活待遇等方面存在着重医轻工的现象，使医学工程技术人员的人生价值得不到体现，产生了不平等感，部分医学工程技术人员因此而另谋他业。二是九十年代初期国外医疗器械设备公司纷纷在我国设立销售机构，不少医学工程技术人员为了优厚条件，而到这些机构从事维修技术服务。另一方面，医疗维修机构内部管理缺限也是造成人才外流的一个重要原因，如有些医院让正规院校BME毕业生长期从事一般技术工人所从事的工作，BME人员感到委屈而离开医院。

2.现行人员素质偏低

据相关资料报道，在我国医院维修工作一线的医学工程技术人员多数为中等学历，其主要来源为其它待业改行者，如护理人员改行、汽车维修人员改行等。这部分人员的技术主要源于工作实践，未经正规BME教育，技能单一，思维方式落后，缺少跟踪先进医学工程技术的潜能。特别是长期的“放羊式”管理导致了他们缺乏创新思维方式。即使是高学历人员，在这种管理体制中也容易放任自由、不思进取。我们认为，造成这一现状的根本原因是医院管理者尚未意识到BME人员在临床医疗中的作用，使BME人员没有受到象医护人员一样的严格管理和继续教育。

3.维修手段落后

应该说，我国现行医院医疗器械设备维修机构与美国70年代十分类似，属于维修店。尽管随意医疗器械设备的不断发展，部分医院的医疗器械设备维修条件有所改善。但这种改善与现代医疗器械设备的维护要求相差甚远，维修工具，检测手段仍是陈旧的。其原因是医院自身不愿意对维修机构的设备有更大的投入，因为这种投入的回报不是显著的，难有立竿见影的经济收益。

4.管理制度滞后

尽管目前医院管理制度已相对完善，然而医院医疗器械设备维修机构却成了医院管理的盲区，多数医院没有详尽管理制度或管理制度滞后。即使是建立了医疗器械设备维修机构管理制度的医院，其制度也难以及时修订与补充，与现代医疗器械设备维修管理的要求不相适应，如缺少新的《医疗器械监督管理条例》的具体要求。特别是有关机构人员组成，占医务人员总数的比例，学历要求，准人资格等在卫生政策制度中没有明确的规定。其主要原因：一是医院的规划和发展策略对医疗器械设备维修机构缺乏明确的建设与管理标准，难以形成相关管理制度。二是医疗单位对医疗器械设备的发展与管理策略、质量要求等难以准确把握，难以及时制订或修改相关管理制度。

二、加强医院医疗器械设备维修机构建设与管理的思考

1.建设与管理原则

应该注意到，医疗器械设备不仅仅是一种医疗服务手段，它还是医院文化的重要标志，它的好坏直接或间接影响着医院形象与声誉，也影响着医务人员情绪及行为。另一方面，医疗器械设备具有现代高科技特征，维修过程需要创新思维，维修人员需要有多层面的知识结构。为此我们认为，医院医疗器械设备维修机构的建设与管理应把握如下原则：（1）加强机构的文化内涵建设，提高工程技术人员的医学文化素养； （2）树立为临床医疗服务的思想，培养具有敬业精神的工程技术人员；（3）明确人员准入条件，重视人才培养与知识更新；（4）建立或完善目标管理制度及相应运作规则。

2.建设与管理目标

2.1基本目标

任何一项目标的实现，人员总是起决定性作用，应在建立工程技术人员引进、培养、淘汰机制的基础上实现如下目标：（1）对工程技术人员合理分工，正确使用，严格管理，全方位为临床医疗服务；（2）突出预防性维修，最大限度地提高或延长医疗器械设备的无故障时间；（3）不断提高人员的维修技能，最大限度地提高维修质量和速度；（4）采用新技术、新方法、不断提高维修服务水平。

2.2具体目标

参照国外医院医疗器械设备维修保障情况，结合我国医院现状，现阶段的具体目标应包括以下几个方面：（1）按故障发生规律编制维修规划，并依据规划实施预防性维修、改进性维修、故障维修及日常维护等。（2）采用现代维修新技术，使电子类及大型设备的自维修率在85%以上，如心脑电图机、B超诊断仪、放射线设备等。（3）实验室精密仪器的校准与维护，自维修率在95%以上，如分析天平、色谱分析仪、多参数生化分析仪等。（4）常规医疗器械设备的维修，自维修率达到100%，如血压计、负压吸引设备、制冷设备、常规理疗设备、常规口腔设备等。

2.3机构设置

2.3.1工作室布局。（1）维修计划室：由设备科（处）主任直接领导，一名主管人员具体组织并负责实施。维修计划应由全体维修人员共同参与，在预防性维修，故障维修，日常维护等方面制订详尽规划。必要时，可根据维修规划进行经费预算，并报经济管理科（处）审核。（2）档案资料室：应详尽收集或记载医疗器械设备的结构、工作原理、使用与维修方法、履历等，并科学分类，严格管理，确保维修有案可稽，使维修依据可靠，维修方法恰当，更换部件准确。（3）维修操作室：一般包括精密仪器维修室，电子设备维修室，其它专用设备维修室等。

2.3.2维修小组的划分。（1）中高档器械设备维修组：配备高级工程技术人员，配置智能故障诊断设备和其它专用设施及工具。（2）常规器械设备维修组：配备中级工程技术人员，配置专用工具。（3）基础维修组：配备1-2名熟练技术工人，主要从事钳工，车工等，完成一般性维修和零配件的加工。

2.4建立新型管理机制

2.4.1建立主管领导负责制。主管领导的工作职责应包括：组织制订或督促执行医疗器械设备维修管理制度，组织审查维修机构工作规划并监督实施，审批维修机构开支方案等。

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关键词：生物医学光电检测；交叉学科；教学模式；原理概念；创新思维

一教学体系的构建和优化

生物医学光电检测是应目前学校教学改革的需求，结合现今生物学、医学及光学等多门学科交叉融合发展的现状，而面向大学本科三年级学生开设的专业课程。该门课程涉及的内容相当广泛：综合了一般医学与生物学的检测技术——光学显微技术、电子显微技术、X射线影像检测技术、超声检测技术、核磁检测技术和太赫兹检测技术等；所呈现的内容新，处于自然科学研究领域的前沿：涵盖了包括近代物理学、化学、数学、生物学、医学和生物化学领域等的多项研究成果和最新进展；相关的参考资料如专业书籍、杂志和相关文章数量众多，内容丰富；与多种检测技术相关的检测仪器种类多，发展迅速，相应的教学内容具有一定的工程化技术化的特点；相比本系开设的其他专业课程如《波动光学》、《激光原理》、《信息光学》和《光通信技术》等，该门课程的开设时间较短。因此如何根据本门课程的特点，合理有效地开展教学工作，达到开阔学生的视野，加强学生对基本原理、概念的认知能力，提高学生对相关问题的思考能力和理解能力，培养学生工程化能力、多学科综合能力和创新思维能力的目的，就成为了本门课程的教学目标和重中之重。为此，笔者根据拟定的教学大纲和教学内容，进行了教学体系的构建和优化，内容包括教材的选取、教学内容的调整、教案的准备和教学要求的制定等。笔者首先进行了教材的筛选。在众多教材和参考书中，笔者选取了2014年清华大学出版社出版的，由黄国亮等主编的《生物医学检测技术与临床检验》[1](清华大学985名优教材)一书作为教材，另考虑到近年来激光技术与生物学技术的紧密结合，将1995年由湖南科学技术出版社出版的，由向洋编写的《激光生物学》[2]和2010年由中国农业科学技术出版社出版的，由段智英等编写的《激光生物学效应研究》[3]两本书中的部分章节选入作为补充教材。之后在教材内容的选取上，以生物医学检测技术和激光生物学技术为两大板块，进行了教学内容的调整和取舍：生物医学检测技术的主要教学内容包括多种成像检测技术和光谱检测技术；激光生物学技术的主要教学内容包括了激光工作原理及特性、激光生物学作用原理和激光的安全防护等。以这些内容为教学重点，做到教学体系的完整性和合理性。在此基础上，结合教材内容和相关的参考资料[4-13]准备手写教案，并同时进行多媒体教学课件的准备，完成教学前的准备工作。值得一提的是，在准备多媒体课件的过程中，笔者在网上搜集了大量的与该课程有关的图片、视频和PPT等，并对这些资料进行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的课件中，力争做到课件信息量大、形象直观，让学生记忆深刻。在教学过程中，举出丰富的事例对学生进行知识点的讲解，并遵循知识点随机提问，进行课堂讨论，增加与学生的互动；向学生提出合理的学习要求：上课之前预习教材内相关章节内容，课堂记笔记，课后复习；积极思考课堂提问，认真完成课堂作业、课后作业，学有余力且对相关知识感兴趣的学生可参考笔者提供的参考资料收集相关内容进行学习。另外参考国外的教学方式，为了让学生了解平时学习的重要性，相应设计出了多元化的考查方式，将平时成绩在总成绩中所占的比例提高到了50%，平时成绩为上课点名、课堂提问、课堂测验和平时作业等成绩的加权平均，而期末考试成绩只占总成绩的50%，这从另外一方面也减轻了学生的考试压力，有助于增强学生学习的兴趣，提高学生学习的能动性。除此而外，笔者在课后收集学生对每堂课的教学反馈意见，实时调整教学中的部分内容，根据学生感兴趣的内容，查阅该领域该部分内容的最新进展，增加相应的教学量，提高教学质量，优化教学体系。总之，教学体系的构建和优化涵盖了教学活动中的所有环节，对于有效开展课堂教学非常重要。

二教学内容的选择和系统化

在教学体系的构建和优化中，教学内容的选择、教学内容的系统化是一个非常重要的部分。该门课程的内容广泛，参考资料丰富，如何有侧重地选取教学内容，保证教学内容的系统化有一定的难度，因此笔者在备课和教学的过程中，对该门课程的教学内容进行了精心的选择和安排，力争做到以教材为蓝本，突出教学重点，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、机、电、软件的结合，注重检测技术和仪器运用的结合，注重工程化与技术化的结合，注重理论和实践的结合，实现教学内容完整性和系统性的统一。以显微技术一章为例，自从1665年胡克发表了用显微镜观察软木塞组织的微观结构以后，显微镜就与生物医学观察和检测密不可分了。以光学显微技术为代表的显微技术成为了生物医学光电检测技术的基础与核心内容，之后产生和应用的检测技术如电子显微技术，虽然在技术手段和方案上有所创新，但依然在重复利用或借鉴显微技术的基本原理和基本思想，因此笔者以显微技术为基础和切入点，向学生展示相关检测技术的原理。而在阐述显微镜的成像原理时，又着重介绍了显微镜性能评价参数如视角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和线视场，并从光学知识出发，分别对这几个参数进行了理论推导；通过数学推导让学生理解和掌握有关显微镜的基本问题，如为何高倍物镜比低倍物镜能观察到的物面范围要小；显微镜的分辨率与波长，与数值孔径有何关系；为何数值孔径要与放大倍率合理匹配，才能充分发挥显微镜的分辨能力等。对这些问题的理解都有助于学生今后正确地选取和使用显微镜，也有助于引导学生思考实验仪器的选择和其性能的关系，提高他们的分析能力和实践应用能力。在此基础上，笔者介绍了显微镜的制片技术和使用；之后，笔者对多种显微镜如荧光显微镜、暗视野显微镜、激光扫描共焦显微镜、相衬显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、倒置显微镜及新型显微镜的原理进行了描述，并与普通显微镜原理的异同进行了比较。对于显微技术的发展历史、国内外主要显微镜生产厂家介绍等趣味性强和难度较低的内容则不作教学要求，留给学生自学，给予他们一定的空间开拓视野。这样的内容安排使学生轻松容易地掌握相关的知识，且对仪器的使用产生浓厚的兴趣，达到较好的教学效果。而后面章节的内容也正是基于同样的思路进行选择和安排的。正是由于对教学重点和难点的选择和合理安排，让笔者做到了课程内容的完整性和统一性，为之后教学方法的实施和教学手段的运用作了铺垫。

三教学方法的实施和教学手段的运用

好的教学方法和教学手段有助于推动教学工作的开展，有助于提高教学质量。2011年笔者进行了该门课程的申请和教学工作，由于当时缺乏经验，不知如何完成此项教学任务，故在一次偶然的机会中，向1996年诺贝尔物理学奖获得者、斯坦福大学物理系教授DouglasOsheroff请教了该门课程的教学问题，他告诉笔者一句话：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的这番话让笔者受益匪浅：教学就是要深入浅出，从简单的事物、事例出发，让学生对这门课程的内容有所了解，充满兴趣，借此引导学生进入该课程的学习。在之后的教学工作中，笔者始终秉持这种由浅入深，由简单到复杂的方式来帮助学生吸收知识，积极思考。以该门课程的引言部分为例，笔者首先向学生介绍此课程具有学科交叉、涉及专业广等特点，再将课程内容进行了归纳，课程的核心是“检测”二字，此课程着重解决两个问题：一是检测什么？二是如何检测？对于第一个问题，答案是物体形貌和特性表征；对于第二问题，答案是成像和成分分析。提纲挈领的表达让学生清晰地认识到课程的内容；之后从检测技术和激光生物学这两个板块，对课程的构架进行了框图表述，让学生直观地看出教学内容间的逻辑联系。在此之后，从学生最熟知的观察及成像出发，将课程内容引入。向学生提出一个看似简单却甚少有人思考的问题：“我们是如何观察到物体的？”学生经过思考后给出的答案不是非常全面，笔者就学生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向学生抛出笔者自己总结出的观察物体的三个层次：看得到、看得清楚和看得舒服。言简意赅的答案引起了学生的热烈讨论，由此引出了学生对光特性探讨的热情。学生从光的波动性和粒子性回顾了他们的光学知识。之后，笔者又引导他们思考在物体太小和物体离人眼距离太远的情况下，如何观察物体的问题。认真思考的学生做出了回答：可用显微镜和望远镜来进行观察。在此基础上，引导学生根据透镜成像的规律分析对比放大镜、显微镜和望远镜成像的异同；然后顺利引出显微技术和其他生物医学检测技术的发展概况和应用实例，较好地完成了既定的教学任务。在整个教学过程中，笔者尽量做到由浅入深、循序渐进地引导学生对所学内容产生兴趣；在随机提问和自由讨论的轻松氛围中，让学生自然地做到了与教师的“教”与“学”的互动；通过图片、视频资料丰富的多媒体课件，让学生获取信息量大、直观生动的知识；结合在黑板上用粉笔推演公式的传统方式，以适中的速度让学生理清楚基本原理和相关公式的来龙去脉；根据学生感兴趣的知识点和目前的热点研究成果，实时调整部分教学内容，收集相关知识的最新进展，为学生补充知识，如教材中没有的太赫兹检测技术等，以达到扩展学生知识面，扩大学生视野的目的。总之，通过多样化的教学方法和有效的教学手段来培养学生的思考能力和理解能力，提高教学质量。

四总结

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生物芯片技术涉及分子生物学、生物材料学、微加工技术学、化学、物理、计算机等多学科和领域。它针对DNA、RNA、蛋白质及其他生物分子,将不连续的、离散的分析过程集成在一起,完成样品预处理、亲和结合反应以及信号检测等过程,实现对成千上万种生物分子的高通量检测分析[1],在蛋白质组学及基因组学科研、疾病诊断和预警、药物或手术疗效判断以及新药开发、司法鉴定和食品安全等领域,均有广阔的应用前景[2]。

1生物芯片分类

按生物芯片材料和支持物类型可分为固态生物芯片和液态生物芯片等。固态生物芯片按待测物质种类,又可分为蛋白质芯片和基因芯片。液态生物芯片技术,又称Luminex技术[3],是以微球表面为支持物,最早的微球荧光颜色编码液态生物芯片由美国Luminex公司生产开发。按生物芯片结构和制作特征,可分为微点阵(阵列)生物芯片、微流路生物芯片和芯片实验室(lab-on-a-chip)。按照生物芯片编码原理可分为固态平面坐标编码生物芯片、微球颜色编码液态生物芯片和微球阻抗编码液态生物芯片。

2生物芯片研究现状

2•1固态生物芯片研究现状

固态生物芯片原理简单,技术相对成熟,国内外的研究主要集中在应用领域的产品开发方面,并取得了一定的社会效益[2]。由中国博奥生物有限公司研发的多重等位基因特异性PCR通用芯片(allele-specificPCR-baseduni-versalarray,ASPUA),可在5h内完成与遗传性耳聋相关的4种基因的检测[4]。美国Sandia国家实验室正在利用微流控芯片研制生化战剂检测仪器,已进入试验阶段[5]。

2•2液态生物芯片研究现状

传统液态生物芯片技术(微球荧光颜色编码的液态生物芯片技术)将流式技术、荧光颜色编码微球、激光、数字信号处理和传统化学技术融合在一起,获得了“2005年国际临床诊断技术革新大奖”。基于此项技术平台的美国Luminex公司制造的Luminex系列产品和由荷兰控股QIA-GEN跨国公司生产的BioRobotLiquichip系列产品,已经通过该国的食品药品管理局(FDA)认证。随着近年来全世界科学家的不断深入研究,微球荧光颜色编码液态生物芯片技术性能越来越成熟,应用范围越来越广[6-7],是国内外研究的重点和热点。2004年微球阻抗编码液态生物芯片技术方法申请专利,2007年获得中国发明专利[8],但其研究和开发目前几乎是空白[9-10]。

3微球荧光颜色编码液态生物芯片

3•1微球荧光颜色编码液态生物芯片工作原理

微球荧光颜色编码液态生物芯片包括诊断芯片试剂盒和芯片检测设备两部分[11],其工作原理为不同荧光颜色微球编码不同待测物质,不同荧光颜色的微球表面携带的探针荧光强度代表不同待测物质的含量,通过颜色判读和探针荧光强度检测装置以及软件分析系统,自动分析同一份样品中的不同待测物质含量。

3•2微球荧光颜色编码液态生物芯片在生物医学中的应用

3•2•1抗原类物质定量检测各种微生物体、激素、肿瘤标记物、细胞因子等都属于抗原类物质,Bellisario等[12]用液相芯片技术对新生儿血游离甲状腺素4(T4)和促甲状腺素(TSH)同时进行检测,取得满意效果。deJager等[13]基于液相芯片技术,检测刺激后的人类外周血单核细胞分泌的15种细胞因子,显示与ELISA法有较好的相关性。

3•2•2抗体类物质检测检测某些自身抗体对诊断自身免疫性疾病具有重要意义。Wong等[14]用液相芯片技术检测人血清和脑积液中的抗西尼罗河病毒囊膜糖蛋白E的IgG和IgM抗体,血清和脑脊液用量明显比ELISA法少,且测定速度明显加快。Avaniss-Aghajani等[15]将液态生物芯片用于检测984份标本的抗SSA、SSB、Sm、RNP、Scl270、dsDNA和抗着丝粒蛋白B(centromereproteinB,CENP-B)抗体,结果显示与免疫荧光技术(immunofluores-cenceassay,IFA)和ELISA技术具有可比性。

3•2•3核酸类物质检测检测某种微生物特异的DNA或RNA,可以提示机体感染了某种微生物。此外,检测机体某些基因(如SNP位点)改变以及这些基因的表达情况,可以对人体某种疾病进行预警和诊断。Diaz等[16]设计了16种针对马拉色菌不同种属的特异性捕获DNA探针,分别共价结合在16种荧光颜色微球上,制作液态生物芯片用于马拉色菌属的准确鉴定。Lud等[17]将液态生物芯片技术用于不同分类癌症的微小RNA(microRNA)表达谱检测,结果表明在准确性、抗交叉反应性、线性范围等方面均明显优于固相芯片。

3•3微球荧光颜色编码液态生物芯片的性能评价

微球荧光颜色编码液态生物芯片具有重复性好,线性范围宽,高通量,速度快,灵敏度高,特异性强,适用范围广,灵活性好等优点,其缺点包括:①检测人血清特异性抗体时,检测背景信号过高;②检测通量尚无法满足临床诊断和科研需要;③检测设备技术要求高;④不同荧光颜色微球不能永久保存;⑤价格昂贵。