生物医学工程临床工程方向范文

导语：如何才能写好一篇生物医学工程临床工程方向，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。

篇1

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.

篇2

【关键词】医学；职业技术教育；生物医学工程

【中图分类号】R318.0-4 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）02-0316-02

基金项目：重庆市教委人文社科基金资助项目（10SKS02）

随着近20年来世界范围内高新技术的迅猛发展，职业教育在形式和数量上都有了突飞猛进的增长。基于此，联合国教科文组织（UNESCO）推出最新版本“国际教育标准分类”ISCED1997，虽然将高等职业教育仍定位于ISCED5为“第三级教育第一阶段”，但是作为“不直接通向高等研究资格证书”（not leading directly to an advanced research qualification）获得的教育层次，它将初版中分属两个不同层次的大学专科（原ISCED5）和本科（原ISCED6）以及“所有博士学位以外的研究课程”（原ISCED7中的博士前课程部分）纳入了同一层次之中，从此突破了高等职业教育（尤其是在中国）仅仅局限于专科层次的教育瓶颈，为各类职业教育建立本科乃至硕士层次的教育提供了可能[1]。与普通本科教育并行的“立交桥式”发展之路由此拉开序幕。目前我国由于临床医学、中医学、口腔医学、药学等专业要求学生掌握一定的科学技术知识以达到“能进入一个高精技术要求的专门职业”。医学本科院校在医学主干专业的人才培养定位与水平上均高于医学类高职高专院校。本文将以生物医学工程学的国内外现状为例，来探索职业教育互补于普通医学本科教育的发展之路。

1生物医学工程国内外发展现状

生物医学工程学是理、工、医相结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学领域渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理与方法，从工程学的角度，在不同层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病治病、促进健康提供新技术手段的一门综合性的高技术学科。

1.1 80年代起生物医学工程学步入新起点 50年代是生物医学工程学发展的初期，工程技术与生物医学间的交差、渗透是从临床医学开始的，其中尤以人工器官的出现，可视为现代医学的一个重大特征。在经历了60年代的早期发展和70年代以医学影像技术为代表，所标志的生物医学工程学取得突破性进展的基础上，80年代起，生物医学工程学除继续向临床领域横向扩展外，开始在向纵深方向发展方面出现新的转折。如医学影像技术中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超声诊断装置、图像文档与通讯系统等；出现了全实验室自动化系统、体外碎石机和除颤器等治疗装置以及微波、射频、激光、超声等各种治疗技术。

1.2 90年代与更多的学科交叉、融合 组织工程：是生物医学工程、细胞生物学、分子生物学、生物材料、生物技术、生物化学、生物力学，以及临床医学等学科间的不断交叉、渗透与融合，而形成的新的前沿科学。所涉及的组织有软骨、皮肤、胰腺、肝脏、肾脏、膀胱、输尿管、骨髓、神经、骨骼肌、肌键、心瓣膜、血管、肠、等，其中皮肤已有初步产品进入临床应用。我国自90年代初开始了有关的基础研究工作，并列入了国家重点基础研究发展规划（973），成为国家的重点支持项目。生物芯片：在实施人类基因组计划的推动下，DNA微探针阵列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一时间内分析大量的基因，实现生物基因信息的大规模检测。微米/纳米技术：是指量度范围分别在0.1？100微米（？m）和0.1？100纳米（nm）内的物质或结构的制造技术。其最终目标是，人们将按自己的意志直接操纵单个原子、分子或原子团（小于10nm）、分子团，制造具有特定功能的产品，包括纳米材料学、纳米电子学、纳米机械学、纳米生物学、纳米显微学等等新的高技术群。我国在大尺寸纳米氧化物材料制备方面，已成功地研制出致密度高、形态复杂、性能优越的纳米陶瓷，从而进入了国际领先行列。日本研制出的“万能医用微型机器人”，可在不损害任何人体器官的情况下，沿着血管或胃肠道行进到发病部位进行检查，医生可指令机器人取组织样品、直接释放药物、清除血栓、切断或接通神经和进行细胞操作等精细手术。家庭保健工程（Home Health Care， HHC）：美国、日本和欧洲等均已将HHC作为重要内容列人21世纪的生物医学发展战略，成为优先资助的领域之一。即将家庭保健管理系统、疾病早期预报、家庭治疗和康复仪器、家庭急救支援系统等技术和产品作为重点开发项目。我国开展HHC的研究与开发以家用治疗产品为最多。通过采用电话传输监护网的方式进行心脏监测和急救，已在我国北京、上海、天津、南京、广州等大城市相继开展起来。

1.3 生物医学工程学传统领域的发展 生物材料：自50年代出现合成高分子材料以来，生物材料取得了很大发展；如今，合成高分子材料，天然高分子材料，医用金属材料，无机生物医学材料，以及由活体材料和非活体材料构成的杂化生物材料，几乎在临床医学各个领域得到广泛的应用，并最终导致了标志着本世纪现代医学重大特征之一的人工器官的出现；在此基础上，90年代生物材料又在向着复合/杂化型、功能型和智能型的方向发展。医学影像技术：在生物医学工程学中，像X射线、超声波、磁共振、放射性核素、红外线等物理源的医学影像技术，对医学的发展起了很大的推动作用，数字化、网络化、综合化已成为目前医学影像技术的总体发展方向。生物医学工程学所涉学科尚有生物力学、医学电子学、人工器官等等。

2国内生物医学工程专业建设情况

生物医学工程专业属工科专业，具有很强的多学科交叉性和前沿性，强调数理科学、电子信息和计算机技术等理工科知识与生物医学知识的有机结合。本专业课程设置除数理化及工程基础课外，主要专业课程有：电路、信号与系统，模拟与数字电子技术，数字信号处理，生物医学传感器与检测技术，微机原理与应用，单片机在医学中的应用，生命系统分析与仿真，生物医学信号处理，生物医学仪器，医学成像技术，医学图像处理，医学超声波，工程生理学，人体解剖学，组织胚胎学，自动控制，计算机与信息系列课程等，并开设多个专业课程设计，做到教学与实验设计并重。目前国内开设生物医学工程专业的学校，一部分是医科院校，一部分是各大综合类院校。排名前十的有浙江大学、四川大学、上海交通大学、东南大学、西安交通大学、天津大学、清华大学、华中科技大学、南方医科大学、大连理工大学。而在香港大学，生物医学工程学由工程学院与医学院合办，学生将学习到有关工程和生命科学的原理，理解不同类型的先进医学工程系统之设计和运作，掌握工程技术在医学领域的应用。

3医学职业教育可以在生物医学工程专业中寻找“立交桥式”发展契机

医学职业教育类院校，应该与本科院校错位发展。以生物医学工程专业为例，应该培养计算机网络技术服务和各类大型医疗设备的操作与维护方面的专业人才；计算机网络技术包括：数字化医学中心，医学图象处理及多媒体在医学中的应用，生物信息的控制及神经网络生物医学信号检测与处理。要求学生深入掌握电子技术，计算机技术，信息处理理论医学与工程相结合的科研能力，解决生物医学领域中的科学研究，医疗仪器研制，产品开发以及大型医疗设备的操作，维修管理等问题，同时也能胜任其他领域的电子技术及计算机技术。学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识，受到电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练，具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。

3.1 生物信息技术 实现生物技术和信息技术以及其他学科的有机结合，发展生物信息高通量、高效、快速的提取方法，发展疾病检测的新方法和新技术，发展研究药物与靶标作用的新方法，发展基因组数据、蛋白质组数据和结构基因组数据的计算机处理、分析和可视化方法，解析生物大分子结构和功能之间关系等，提高生物信息处理、分析和利用的水平，为我国生命科学和生物技术的源头创新奠定基础。

3.2 医学图像与医学电子学 医学图像处理和分析、计算机辅助诊断和治疗、医学物理等，以及生物、医学和工程学等领域理论和方法，并通过这些学科的交叉形成了新型学科。

3.3 生物与医学纳米技术 包括纳米生物材料、纳米生物器件研究、纳米生物技术在临床诊疗中的应用、纳米材料与器件的计算模拟。

3.4 生物与医学纳米技术 生物医用材料研究，用于人体、器官的诊断、修复、替换或增进其功能。

3.5 医学信息学及工程 应用系统分析工具这一新技术来研究医学的管理、过程控制、决策和对医学知识科学分析。

4以生物医学工程为例，探讨医学职业教育的前景

生物医学工程专业修业年限为四年或五年。授予学位是工学学士。就业前景良好，由于科学技术的发展，各类大型医疗设备的应用越来越广泛，大型医疗设备的操作、维修及管理人员是各大医院及公司急需的人才。毕业后可从事医学机构中医疗器械的维护、使用、销售和和医疗电子系统的开发与维护，辅助医生观察、诊断、治疗疾病。职称由卫生部组织统一考试评定，颁发临床医学工程技术（初级士、初级师、中级等）证书。

医学职业教育不仅要解决国家发展急需的基层卫生人才的培养问题，更重要的是要引领区域经济向先进领域拓展，提升地方行业水平。建设西部教育高地，需要在技术类专业中大胆创新，走别人没有走过或者没有走出规模的路。其重要意义体现在以下几点：①医学应用技术类专业虽然具有办学成本高、难度大等不利因素，但也具有技术含量高、可直接转化为现实生产力的巨大优势。②医学应用技术类专业走向产业化，对引领区域经济发展、拓展地方行业布局和提升地方行业水平都具有重要的现实意义。③医学应用技术类人才培育专业群的建成，将为地方输出高素质的技能型人才，同时也能提供高水平的就业岗位，有助于拉动地方经济，整体提高地方生产力。④医学应用技术类专业人才的聚集，与提高区域人才质量、推动地方经济发展进程直接相关。斯坦福大学在成立之初不被看好，但坚持将硅谷建设与学校成长联系在一起，最终成为世界名校就是例证[2]。

5结语

在国家拉动内需、教育优先的有利政策指引下，在医学职业教育领域大力发展医学应用技术专业是切实可行的。用教学做一体化培养医学技术专业人才，为地方医学应用技术产业化发展提供智力支撑，其意义也是深远的。创立医学应用技术专业基本原则是按照专业设计，分步骤解决专业基本格局，建设教学做一体化生产性实训基地，逐步提升专业办学水平和内涵质量，最终构建具有影响力的专业群。在全国众多的医学类高职高专院校中同质化办学的现象非常突出，上海医疗仪器高等专科学校涉足生物医学工程领域外，还没有一所学校开设生物医学工程的相关专业[3]。现代医疗活动是建立在庞大的医疗仪器设备的辅助诊断和治疗基础上的，急需医学工程技术的大量人才。只有大力拓展医学相关技术领域的办学，才能真正在传统医学专业之外办出既有生命力又有制高点的医学职业技术教育。

参考文献

[1]Issenberg SB，Mcgaghie WC，Petmsa ER，Gordon DL，Scalse AJ.Features and uses of high―fidelity medical simulations that lcad to effective learning：a BEME systemic review.Medieal Teacher，2005；27：10-28.

篇3

科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新

仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇

航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我

国，生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中

国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学

科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中

国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前，我

国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研教学工作

，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用

刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微

镜，推动了

解剖学向微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进

一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞

生了细胞学、组织学、细胞病理学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞

的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，

使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电

子显微镜的发明都是医学工程研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用

。

影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域

之一。50年代X光****和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技

术的出现和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水

平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人

体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观

察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世，能快速扫描

和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学

工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc

e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅可分辨病理解剖

结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾病在

早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步，促进了医学诊

断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态M

RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，

创造的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体

把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿

瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。

影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学

工程技术的发展密切相关。

介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年

)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行

扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa

diology)，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功

地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小

、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发

展，高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及

高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性

诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管

管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高

，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗

并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的

临床医学新领域--介入医学［3，4］。

人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医

疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们

称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏

瓣膜病的治疗，除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难

修复改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技

术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修

补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样

的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材

料、新技术的结果［5］。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病

晚期患者的生命，肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关

节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千

万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，

其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。

此外，放射医学、超声医学、激光

医学、核医学、医用电子技术、计算机远程

医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上

可见，20世纪生物医学工程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推

动着医学科学的进步。

21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史，从伦琴发现

X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用

，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天

CT成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的

医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗

技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信息网络化，

诊疗用机器人将被广泛应用。［6］

(2)介入性微创，无

创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技

术，纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着

PET的问世和应用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂

型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将

有新突破，人工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效

缓释材料，药物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育

材料、生物止血材料将有新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、

家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械

和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生

物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防

治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、

心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救

系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快

速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪

白芯片和诊疗系统将被广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保

健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2

000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济

发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先

进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家

工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学

诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整

政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优

势，创建全新的生物医学，为人民造福。

参考文献

［1］GeWangMichealWV.PreliminarystudyonhelicalCTalgorithmsfor

patientmotionestimationandcompensation.IEEETran

［2］MinnH,LapelaM,KlemiPJetal.Predicationofsurvivalwithfl

uorin-18-fluorodeoxyglucoseandPETinheadandneckcaner.JNuclMe

d,1997,38：1907

［3］ScheinmanMM.CatheterAblation.Circulation,1991,83：1489-1498

［4］杨于彬，生物医学工程介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5

0-52

［5］KatirciogluF,YamakB

,BattaloglaB,etal.Longtermresultsof

mitralvalvereplacementwithpreservationoftheposteriorleaflet.J

HeartValveDis,1996,5(3)：302

篇4

一、生物医学工程学科特点

生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科[1],是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。根据研究侧重点,生物医学工程学科可分为信息技术型、材料技术型、生物技术型、生物医学研究型、医疗器械产业型、临床生物医学工程、军事生物医学工程等7类[2]。当前讨论和研究的热点领域主要有:生物医学材料、生物力学、医疗信息技术、生物芯片与传感技术、组织工程及再生医学、介入医学工程、医疗器械等7个方面[3]。

二、医科院校生物医学工程学科专业教育现状分析

高等医科院校生物医学工程学科和临床医学结合紧密,医学大背景很深厚,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

1.理工学科体系不完善。生物医学工程专业学科涵盖面非常广,广到什么程度呢?可以用四个字形容———“包罗万象”,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。目前大多数开设生物工程学的高等医科院校,物理、数学、化学等基础学科相比理工科院校比较薄弱,而且缺乏材料、自动化等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。

2.复合型师资比较缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先需建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍方阵。在高等医科院校,生物医学工程专业师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

3.创新能力培养不扎实。生物医学工程专业85%以上的基础课和专业(基础)课程都要开展实践教学,必须建设相应的实践教学平台,这些实验室建设要求高、仪器设备多、投入大,部分院校在生物医学工程专业课程实验条件建设经费投入不足,单独开设的实验课程比较少,实践教学体系不够完善;课程标准中演示性、验证性等基础性实验设置比较多,而综合性、设计性实验设置比较少[4];缺乏“大学生电子设计创新基地”等综合性实训实验硬件软件平台和组织管理经验;学生规模小,缺少其他理工科学科支撑,组队参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生挑战杯设计竞赛等活动较为困难。

4.学生专业思想不牢固。生物医学工程学作为一门新兴的边缘学科,覆盖面广,涉及领域跨度大,专业知识体系复杂,专业课程内容在各学科之间交叉频繁,本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情;相对材料、自动化、机械、通信以及临床、医学影像等专业,生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽而不精”,“广而不细”等问题,就业时相对处于劣势;部分学生由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。

三、对策初探

高等医科院校要盯准医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标,突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养,深化教学改革,加大教学投入,改善教学环境,加强队伍建设,充分发挥医学院校资源优势,积极探索具有医科院校特色的生物医学工程专业教育培养模式,构建科学合理的课程体系和实践教学体系,不断提升生物医学工程人才培养质量。

1.坚持走“先研究生后本科生”的教育培养模式。“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等特点决定了生物医学工程学科专业的开设和建设,对教学基本建设、课程体系构建、师资队伍力量、实践教学平台等方面要求比较高,必须具备一定水平的软硬件条件。医科院校在开设建设之初,往往存在培养方向不明确、课程体系不科学、平台条件不完善、师资力量不足等困难和问题,因此,对于计划开设生物医学工程专业的高等医科院校来说,要坚持走“先研究生培养后本科生培养”的教育培养模式,通过5-10年时间的研究生培养和学科建设,加强教学基本建设,积累教学经验,规范教学管理,建设一支高素质师资队伍和一批高水平的实验教学平台,构建完善的课程培养体系和实践教学体系,为本科生培养创造良好的学习条件和学习环境。

篇5

关键词：医学仪器；课程改革；虚拟仪器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0164-02

一、课程特点分析

生物医学工程是一门跨学科的相对较新的专业，它综合性强，在十几年的发展过程中，生物医学工程在生物、医学、工程各个领域都有了长足的发展，所涉及的领域也越来越广。但在国内外高校中，对于生物医学工程专业本科生的培养方式则一直秉持着用工程角度来审视生物/医学问题的理念。所以在生物医学工程专业的基础课程中，既有细胞生物学、人体解剖与生物学等生物医学课程，也有数字信号处理、单片机原理及应用等工程类课程。旨在用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成分、结构和功能，以及人体各种正常生理功能与病理状态之间的差异，同时探索防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备[1]，因此《医学仪器原理及设计》课程一直是生物医学工程专业重要的特色专业课之一。

作为生物医学工程系的专业必修课，《医学仪器原理及设计》课程的教学体系的建立对于本专业学生专业知识的学习起着至关重要的作用。它涉及到生物医学工程与电子信息技术及仪器两个专业的知识交叉与融合，所以该课程的特色化建设对于一个学校生物医学工程的发展尤为重要。现代医学仪器在生物医学工程学科发展和现代临床的诊断、治疗中所发挥的作用是不可或缺的。从简易的数字血压计到大型CT（X射线电子计算机断层扫描）的结构，都是与现代医学电子技术密不可分的。因此，了解并掌握它们的工作原理、电路组成和设计原则，对促进学科、教学发展，保障学生的培养质量和提高自身的市场竞争力都具有重要意义。

同时，现代医学仪器又是现代工程技术的结晶。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，现代医学仪器的设计无论是内容、方法还是成本都发生了根本的变化。计算机与传统的医学仪器仪表的结合已成为一种趋势，这项技术来自于虚拟仪器的概念[2]。现代医学仪器系统应该是一个开放式的系统，在这个系统中，可以根据当前生物医学测量技术、生物医学信息处理技术、计算机技术和集成制造技术等的发展，随时改善其系统构成，从而使其永远是一个先进的系统。而借助于近几年发展起来的虚拟仪器技术，可以方便地实现这一目标。虚拟仪器强大的功能是传统仪器所无法比拟的：虚拟仪器是在通用计算机平台上，用户根据自己的需求来定义和设计测试功能的仪器系统。也就是说虚拟仪器是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统[3]。现代医学仪器的设计过程必将和虚拟仪器产生交集，所以医学仪器相关课程的传统内容已经远远不够，我们必须教会学生在虚拟仪器的平台上进行医学仪器的设计，这样，培养出来的大学生才能紧跟时展的脚步，掌握最新的科学技术。

杭州电子科技大学近年来在《医学仪器原理及设计》课程上做了一系列的探讨，在培养目标和课程设置上基本上有了一定的科学依据。然而在实际的教学过程中，我们还是发现了一些问题：《医学仪器原理及设计》课程知识点多，而且课程内容比较抽象，学生不易理解透彻；并且实践性强，需要进行理论与实践相结合的课程训练。同时，随着计算机技术的迅猛发展，传统的医学仪器设计方法也已经跟不上发展形式。因此，改变以往单一方式的该课程教学模式，建立一个由医学仪器基本原理介绍、不同种类医学仪器简介及设计原则、医学虚拟仪器设计构成的新的教学体系，是顺应现代仪器技术发展的趋势，可以最大程度地实现教学相长。因此我们对《医学仪器原理及设计》课程教学模式进行了如下的改革，通过改革，使医学仪器系统的发展不再拘泥于传统的医学仪器系统的框架，最大限度地满足现代生物医学工程发展的要求，使学生毕业以后能够在医学仪器的设计应用上有一个质的飞跃，更能适应社会需要。

二、课程改革的主要内容

1.教学内容的优化。医学仪器的概念非常宽泛，涉及到的内容也十分繁复。要在短短的48课时内讲授完所有的医学仪器相关知识是不现实的[4]。所以对于课程内容的选择就显得尤为重要。在研究了多个高校类似课程的内容设计之后，我们结合本学院专业交叉的特点，对课程的内容进行了优化。《医学仪器原理及设计》要在内容上做到点和面的结合，既要保证知识面广，同时又要重点突出，要有体现较宽专业综合理论和较强实践特点的课程内容。在目前高校常用的教材基础上[5][6]，我们将课程内容进行整合与优化。从基本原理知识出发，了解生物医学信号的特点，通过数学建模方法的讲解，深入医学仪器的设计原则，最后详细介绍各类典型医学仪器，包括：基础生理信号（血压、心电）的检测仪器，临床监护仪器，治疗及恢复设备，医学成像设备，临床检测仪器等。此外，还涵盖了国际和国内关于医学仪器的认证和监管，电器安全评估以及现在医学仪器发展的方向等内容。

2.教学方式和教学手段的多样化。单一的教学方式无法满足这类专业特色课程的需求，所以我们在教学过程中采用以多媒体为主，板书为辅的教学方式。由于课程内容丰富，信息量大，需要借助多媒体的方式形象地展示各种图片与视频文件，充分调动学生的学习兴趣，提高学习效果[7]。而板书的融入可以提高学生对知识的理解和掌握能力，使其学懂学透，起到事半功倍的效果。

此外，为了充分调动学生的积极性，培养学生自主学习、归纳整理以及表达的能力，将学生分为5～6人一组，课外通过对任何一种医疗仪器的学习，在课堂上做一个10分钟左右的presentation，内容涉及该种医疗仪器的原理方法、使用过程、行业前景等内容。这种互动方式可以提升学生学习的积极性，同时直观地了解教学安排是否合理，效果是否明显，为教学改革提供依据。

3.实践环节的设计和加强。《医学仪器原理及设计》是一门理论性和实践性都很强的课程，单一的课堂讲授远远不够，为此，本课程采取理论教学与实验教学相结合的方式。具体来说，实践环节包括课堂实验和上机课程设计两个环节。课堂实验旨在让学生最直观地接触市场上的医疗仪器，在使用过程中体会学习过的原理知识，感受不同厂家的产品在细节处的差别，以及不同检测原理在测量同一生理参数时结果的区别。主要实验仪器包括：水银血压计，电子血压计，红外体温计，血糖仪，电子刺激器等。上机课程设计环节主要为虚拟医学仪器的设计。基于虚拟仪器的软件开发平台Labview（美国NI公司），使用图形语言，让学生4人一组，共同设计一个能够实现基本功能的医学仪器，并在全班同学前进行演示和讲解。通过这种课程设计，让学生切身体会一下虚拟仪器平台在医学仪器发展中的重要作用，同时在设计医疗仪器的时候，又把在课堂上学习的内容进行了综合运用，既扎实了知识，又锻炼了能力，为今后走向工作岗位奠定了坚实的基础。

4.建立合理全面的考核方式。以往单一的仅用期末考试成绩反映学生课程水平的方法已经不适用于《医学仪器原理及设计》这类综合性专业课。我们建立了一套多形式、多层面的教学评价方法，既检测学生对课程内容的掌握程度，又可以衡量学生的独创性、探索性和分析应用知识的能力。平时课堂表现、小组presentation的质量、课程设计程序的优劣以及期末考试成绩，均成为新考核体系中的一部分。

课程的考核方式和考核结果并不是我们追求的最终目标，在新考核体系的指导下，最大程度调动学生的积极性、巩固学习到的专业知识、锻炼学生的专业综合能力、公平评价每个学生的学习态度才是课程考核体系的不断完善的目标方向。考核不是最终的结果，但却是必不可少的一个重要手段。

三、总结

通过一个学期课程实践，我们发现，改革后的《医学仪器原理及设计》课程在多个方面都有了明显的进步与提高。新的课程安排在内容上体现了生物医学工程专业的多学科交叉，课堂内容的讲解和学生自主学习有效融合，实验课程让专业知识不仅仅局限于课本演示，虚拟仪器设计的训练紧跟现代医学仪器发展的脚步，全面提升了学生的专业知识和行业竞争力，为他们今后进入社会，从事相关行业打下坚实的基础。同时，学生对于这种新的教学模式十分喜欢，接受度很高，在实验报告上，经常可以看到他们这样写道：“喜欢这样的课程，很开心也挺有收获”；“第一次接触血压计，比课堂上讲解更直观”；“尝试了很多新东西，很有趣”，“既兴奋又倍感收获”……学生喜爱，教学效果良好，紧贴行业发展步伐，培养行业需要的人才，这正是我们高校课程改革的最终目的。

参考文献：

[1]赵佐民，周克元，冯天亮.我院生物医学工程专业设置《生物医学仪器》课程的意义和建设[J].广东医学院学报，2005，（23）.

[2]俞铁岳，林建欢，黄宜坚.虚拟仪器和LabVIEW简介[J].福建电脑，2004，（2）.

[3]季忠，秦树人.基于虚拟仪器技术的生物医学仪器系统[J].中国机械工程，2004，（15）.

[4]王芳群，和卫星，李天博.生物医学工程专业“医学仪器”课程教学方法分析[J].课程教材建设，2010，（33）.

[5]王成.医疗仪器原理[M].上海：上海交通大学出版社，2008.

[6]邓亲恺.现代医学仪器设计原理[M].北京：科学出版社，2004.

[7]吴水才，白燕萍，杨春兰.生物医学工程专业信息类课程教学内容与方法探讨[J].中国电力教育，2010，（10）.

篇6

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。

篇7

本文针对生物医学工程专业的认知特点，对我校生物医学工程专业开展《医学检验仪器》课程的教学现状进行了探讨，从精选教学内容，增加实验教学，改进教学方法及改革考核形式等4个方面提出了课程改革的几点设想。

【关键词】

医学检验仪器；课程改革；生物医学工程专业

基金项目：

广东省2014年高等教育教学改革项目（GDJG20142116）

生物医学工程专业的主要目标是培养能将工程技术与医学密切结合，能为医疗和医学研究部门进行工程技术服务，能从事医院仪器设备管理和质量保证工作的高级医学工程技术人员[1]。医学检验仪器是医院检验科必不可少的仪器，医学检验仪器学是一门涉及光学、机械、电子、计算机、传感器、生物化学、放射等多领域的交叉学科[2]。该课程与临床免疫、临床检验、临床生化、医学传感器等课程的学习有着密切的联系，对学生的理性思维、逻辑推理、高度抽象以及综合应用等能力的要求较高。我院从2008年开设了《医学检验仪器》作为生物医学工程专业的专业选修课程。课程安排在大学三年级，目前教学大纲学时数为32学时。本人经过多轮的教学实践，深深的感到我院《医学检验仪器》课程教学模式和教学方法亟待改革，为此做了如下方面的尝试和探索。

1根据专业特点精选教学内容

目前医学检验仪器课程的教材大部分是针对医学检验专业学生编写的，有的虽然适合工科专业的学生使用，但是介绍的仪器比较落后，已跟不上现在医学检验仪器精密化、自动化和综合化的发展。我院《医学检验仪器》课程以朱根娣主编的，由上海科学技术文献出版社出版的第2版《现代检验医学仪器分析技术及应用》为教材[1]。该教材比较适合医工专业的学生使用，内容安排共十一章，基本涵盖了目前临床上常用的较先进的检验仪器。考虑到课时的限制和医工专业学生知识结构特点，我们对课程的内容安排主要有光电比色技术及生化分析仪，血细胞分析仪、流式细胞分析仪、尿液分析仪、血气分析仪、电解质分析仪等临床常用仪器的基本原理、结构、性能指标、使用方法及其维护和临床应用。教材关于检验标本及临床实验室的整体情况涉及的比较少，但对于工科学生来说，医学知识较为薄弱，在以往的教学中教师一开始就介绍检验仪器，学生总是会问，知道了仪器的结构和原理，但是这个仪器的标本怎么来的，整个实验室的管理是什么样的。因此课程在介绍各论之前，需要增加临床标本的采集、存储及实验室管理的相关知识，以便学生对临床检验实验室有一个系统的认识。另外，临床使用的检验仪器大部分是由国外厂家生产的，操作界面，使用说明及技术资料等都是以英文形式给出的，学生掌握一定专业英语知识是很有必要的。因此在教学内容中也增加了专业词汇的英语表达，为学生以后工作中更好的了解本课程的发展动态做好准备。工科学生的就业的方向之一是从事仪器的销售、维修等。因此学习检验仪器就需要学习其电路知识。因现在各厂家仪器关于电路的介绍都比较少，所以教材中涉及的也较少。但是现在有一些关于检验仪器维修的网站以及其他高校精品课程网站，对电路部分有一定的介绍[3]。我们从中精选了血细胞分析仪电路部分，并把这部分内容增加进教学讲义中。通过介绍这种典型仪器的电路知识，对学生学习其它医学检验仪器的电路知识起到触类旁通的作用，为毕业后从事检验仪器保养和维修工作打下基础。

2增加实验教学

我院目前在生物医学工程专业医学影像工程和医学仪器检测两个专业方向开设了医学检验仪器这门课程。课程开设之初的设想是为完善专业课程结构设置同时考虑到学生的就业方向需求的一门选修课程，因此课程设置学时为32学时，全部为理论课程。但经过这几年的教学实践，笔者深深的感受到没有实验课的教学，就好比“画饼充饥”，学生普遍感觉内容抽象难懂，因此增加实验课程势在必行。目前我院还还没有专门的医学检验仪器实验室，对于实验课程的教学初步计划是和学校其它单位合作，同时配置一批分光光度计。对于实验课程的设置，可分3个层次；第一个层次参观医院检验科室。组织学生分批参观检验科室，对于工科学生来说一方面可以学习检验标本的采集、处理以及存储的相关知识，另一方面可以对检验仪器有一个感性的认识，同时对检验科室的工作流程有一个了解。这一内容安排在上完绪论之后，各论之前，通过参观检验实验室，激发学生学习医学检验仪器的热情。第二个层次为验证性实验，因检验仪器属精密仪器且价格比较昂贵，实验室的建设和配置实验仪器需分批进行。在开设实验之初，先选用分光光度计作为验证性实验仪器，后续再扩展到其他检验仪器。因分光光度计价格较便宜操作简单，且它和生化分析仪都是依据朗伯比尔定律而设计的。学生在实验中配置不同浓度的溶液，让其分别通过分光光度计，测得各自的吸光度值，从而验证了郎伯比尔定律，同时也熟悉了生化分析仪的原理。第三个层次为仪器内部结构分析和故障检修阶段。我们积极跟教学医院联系，把它们淘汰的检验仪器回收到实验室。实验过程中把这些仪器完全拆开，学生通过观察内部结构，熟悉整个仪器的运作流程[4]。对于一些较简单的仪器，比如尿液分析仪，可以设置小故障，让同学们试着检修，帮助学生进一步了解仪器的结构，将理论的东西具体化。也有利于将来学生在工作中能更准确地保养和维修仪器。

3改进教学方法，激发学生学习热情

以往医学检验仪器的教学基本上采用的是“填鸭式”的教学方法[5]，虽然对于每种仪器的讲授时都用多媒体给出仪器的实物图片，原理也给出了动画演示图，但这些总是教师在讲，学生在听，学生总处于一种被动接收的状态。如果留出一部分内容让学生来讲解，既可以激发学生的学习热情，又能锻炼学生的自学能力、对材料的组织能力及沟通表达能力。比如说，介绍完流式细胞仪的原理后，我们会留下课后作业让同学们自学原理相似的流式细胞术尿沉渣分析仪原理，5人一组，制作幻灯片，每组指定一位同学进行课上讲解，时间限定为10min。同学讲完后，教师再对同学的讲解进行补充和点评。我们在2012级医学仪器检测专业试行了一次，同学们普遍反映，通过这次课程的讲解，对流式细胞术的理解更深了，对后续老师介绍五分类血细胞分析仪时，也是更容易理解了，学习热情也增加了。以后我们将继续拿一些原理相似或原理相近的内容让同学们自己讲解，更好的调动学生学习医学检验仪器的热情，从而学好医学检验仪器这门课。

4改革考核方式

以往的课程考核方式主要是单一的笔试形式。但医学检验仪器是一门实践性较强的学科，笔试考核一方面不能反映学生的真实能力范围，另一方面只能促使学生死记硬背，导致高分低能的现象，极大的影响其以后的工作能力。因此我们把课程的考试形式改为笔试占70%，实验占15%，课堂讲课占15%。这种考核方式能调动学生做实验和参与课堂讲课的积极性和主动性，使考核成绩能真正体现学生对课程的掌握程度。

5总结

本文从精选教学内容，增加实验教学，改进教学方法，改革考核形式等4个方面提出了对我校生物医学工程专业开设医学检验仪器课程进行改革的思考。但医学检验仪器课程的教学改革是一项系统而复杂的工程，还需在今后的教学实践过程中，不断的改进和完善，从而达到提高该课程教学效果的目的。

作者：丹 余学飞 单位：南方医科大学生物医学工程学院医工系

参考文献

[1]王华峰，陈超敏，周凌宏.新时期生物医学工程人才培养模式改革与探[J].医疗卫生装备，2004（9）:120-122.

[2]朱根娣.现代检验医学仪器分析技术及应用[M].上海：上海科学技术文献出版社，2008:1-274.

[3]余学飞.充分利用网上资源，改革《医学仪器》课教学[J].继续医学教育，2004，18（6）:42-43.

篇8

关键词：生物医学工程；嵌入式系统；教学方法

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）33-0112-02

Abstract： This article takes the Bio-medical Engineering of AHUCM Specialty as an example to summarize the problems occurred in the course of Embedded System Course.It condensed out a teaching method which combines the selection of teaching materials and professional construction，combines the selection of theory course and training objectives， combines the training of practical ability and school running characteristics and builds a new evaluation system. It will improve the teaching and practice of Embedded System Course in Bio-medical Engineering in order to meet the needs of the society.

Key words： Bio-medical Engineering；Embedded System；Teaching method

生物医学工程（Bio-medical Engineering，BME）是综合运用多门学科的理论和技术，研究和解决人类健康、疾病预防、诊断和治疗等的新技术、新方法，是一门多学科交叉和渗透性强的新兴学科，也是一门结合其他学科和技术快速发展的学科，本身具有高度的前沿性和先进性，高新技术的突飞猛进，要求我们不断调整课程设置以适应社会的需求和时代的发展。随着嵌入式系统在各个领域表现出强劲的生命力，并且越来越多的应用到医疗器械中，在本校开设的生物医学工程专业（医疗器械方向）本科生教学中增加嵌入式系统的教学内容已势在必行[1]。

根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统[2]。虽然侧重点不同，以上两种定义却均体现出嵌入式系统是可以涵盖机械等附属装置的软硬件综合体。鉴于医疗器械自身的特点，嵌入式系统不仅能够在安全性、实时性、控制精度、数据处理能力以及与医院管理系统匹配性等方面增强其性能，并使医疗器械呈现便携式和网络化的发展趋势。

综上所述，如何开展我校生物医学工程专业的《嵌入式系统原理及设计》课程的教学工作，结合专业培养目标和我校办学特色，值得我们探索和研究。经过两年的教学实践，我们发现教学过程中存在的若干问题，并总结了一些经验。

1 教材选择与专业建设相结合

因为嵌入式技术很强的行业相关性，高校应考虑基于理论且面向应用的教材，教学不会与实践脱节。但由于新技术日新月异，导致很难找到一套普遍适用的系列教材。同时，嵌入式系统兼具软硬件方面的知识与应用，各类教材的侧重点不同。例如，以软件开发为主，包括应用软件和驱动程序开发，放弃硬件设计内容，并且在多种处理器、操作系统中选择主流、有发展前景的ARM微处理器和嵌入式Linux作为主要授课内容，可选择林晓飞等编写的《基于ARM嵌入式Linux应用开发与实例教程》；周立功等编写的《ARM嵌入式系统基础教程》是目前嵌入式系统课程最为成功的教材之一，其配套资源非常全面，但其教学内容偏重硬件，扩展内容和工程案例较少，适合工程人员查阅。生物医学工程既有侧重于电子专业的嵌入式系统硬件电路设计，又有侧重于计算机专业的嵌入式系统软件开发，对于开展专业建设，提升专业内涵，稳定学生的专业思想，有很好的示范引导用。基于以上，本教研室首先确定以市场主流的嵌入式微处理器ARM9作为教学内容，采用高等院校规划教材，北京航空航天大学出版社出版的《ARM9嵌入式系统设计基础教程》，并结合实验指导书、开发板使用手册、应用程序开发手册、系统移植手册等内容，使嵌入式技术被更多学生掌握，也保证了硬件和软件知识的完整性。为之后开展的医疗器械类专业课，建立了良好开端。

2 理论课程选择与培养目标相结合

目前，嵌入式系统产品应用到医疗器械各个领域。CT、核磁共振等大型成像设备，彩超、经颅多普勒等超声设备，心电、脑电等电子设备，全自动生化分析、免疫测试系统等检测设备，呼吸机、麻醉机等监护设备均需要嵌入式系统的支持[3]。我校生物医学专业主要偏重医疗器械方向，培养学生成为能从事医学电子仪器、医疗器械开发设计和研制、医疗器械质量检测和技术监督管理等工作。那么提高相关专业课与实际应用领域的关联性，让学生清楚地认识到嵌入式系统是如何应用到医疗器械领域的，是我们任课老师应该做到的。

所以，本人在教学过程中，穿插列举嵌入式系统在医疗器械中的应用实例，不但使学生更容易理解相关理论知识，将两者有机结合，而且为接下来开展的医疗器械方面专业课打下一定基础。例如，基于嵌入式系统开发设计的便携式电子血压计不仅能够有效缩小血压计的体积，还能够实现“傻瓜式”血压测量，所返回的测量结果也更加准确。电子血压计由气袖、气泵、传感器、嵌入式控制器以及显示器等部件组成。在使用其进行血压测量时控制模块主要是与气泵传感器相配合实现控制气压，采集、记录、显示参数的功能。依照血压测量原理，控制器分别记录血压测量过程中的收缩压和舒张压即完成了一次血压测量；基于嵌入式系统的多参数监护仪可以将传感器采集到的人体生理信号转换为可被嵌入式系统识别的数字信号，然后该数字信号经过滤波、放大、量化等预处理后即可被传输到处理模块进行处理和分析。分析时，若信号超出人体正常参数范围则系统将该信号所对应的参数标注为非正常，向相关医护人员进行报警，同时将出现异常的各项数据存储在存储模块中，以便于后续分析和诊断[4]。

3 实践操作能力的培养与专业办学特色的结合

国家科技部印发的《医疗器械科技产业“十二五”专项规划》提出，要紧密围绕疾病预防、临床诊疗、健康促进的需要，重点开发新型中医诊疗等医疗器械产品和系统等新型医疗器械产品。未来的几十年，随着医疗水平的逐步提高，医疗器械产业将进入高速发展的时代，我校应迎合国家和社会的需求，将高精尖的现代信息技术与自身具备的丰厚的中医理论知识等专业优势相结合，改进现有的并开发新型的中医诊断仪器[5]。在开展实验教学的过程中，可以根据学生具备的不同软硬件基础，也就是对先导课程（高级语言程序设计、微机原理与接口技术、单片机原理等课程）的掌握程度进行分组，基础较差的学生主要进行基础验证型实验，基础稍好的学生进行设计综合型实验，而基础较好并且对嵌入式系统兴趣浓厚的学生可以进行研究创新型实验，实现分层次教学。划分后，各个层次的学生均能对如何学习这门课做出自我定位，从而产生兴趣，反响良好。设计综合型实验和研究创新型实验需与具体项目结合、与相关竞赛结合、与中医诊疗设备的发展方向结合，充分体现出本专业的办学特色使学生深刻了解本专业的优势特色和发展前景，并清楚地认识到其身上肩负的使命，有助于增强学生的专业认可度，调动其学习积极性。

同时，课堂教学不能与具体实践脱节，医疗器械技术和设备发展很快，相关实验设备又价格昂贵。我校的附属医院可以为本专业的学生提供现场观摩学习的机会，其中各个科室配备的各类功能型号的医疗器械让学生们可以看得到、摸得到、学得到，在现场体会嵌入式系统是如何成为医疗器械整体结构中不可或缺的功能模块，发挥其特有的作用，使学生有更直观的感受。

4 构建“形成性+终结性”评价体系

与传统的终结性评价不同的是，本嵌入式系统课程的考核采用“形成性+终结性”的评价方式。包括分别占总成绩50%和30%的理论考核和实验考核，此外，平时考核占20%。这种考核方式改变了传统的一役定生死的考核方式，逐步建立“平时表现、理论掌握、动手操作”三者并重的考核模式。平时表现包括课堂考勤、提问、课后作业、答疑等，其目的是培养学生学习的主观能动性。理论掌握的考核主要通过期末考试的形式，其目的是督促学生增强学习的自觉性，建立正确的学习方法和学习态度。动手操作的考核主要是以学生做实验时的表现和实验的完成情况来评估的，制定一套可行的、量化的标准考核方法，定性定量的肯定学生的实际操作能力，可以有效提高其积极性和主动性。经过改良后的考核方式更加侧重于评估学生的自主学习能力，建立其主体意识，对于改善学习效果起到了立竿见影的作用。

5 结语

嵌入式系统是一门多学科交叉、涵盖内容广泛、软硬件兼有、产业前沿性较强、对实际应用能力要求较高的课程，不同类型的院校的不同专业，开展本课程的侧重点也不尽相同。所以，开展嵌入式系统课程的本科教学，要想达到理想的效果，需要任课老师下一番苦功。总结来看，本专业是中医类院校、医药信息工程学院中的生物医学工程专业，偏重医疗器械方向，培养既有医学基础又有工科背景的专业型人才是我们的办学特色，所以，在嵌入式系统课程中，加入中医理论和医疗器械产业方面的知识内容对于开展教学会有很大帮助。同时，在选择教材、设置课程内容、实验实践教学和建立评估体系等方面，也需要任课老师因地制宜，量体裁衣。

我国医疗器械产业是一个创新能力不断增强、市场需求十分旺盛的朝阳产业。与此同时，也要看到产业发展的不足，提高技术创新能力、加强研发的产、学、研结合，已经成为当务之急。建国几十年来形成的良好基础，人民群众保健康复对医疗器械的刚性需求，医疗器械相关学科技术人才的长期储备，国家对医疗器械技术创新的大力扶持，都是促进医疗器械产业高速发展的保障和动力。我们作为开展生物医学工程专业的院校和任课老师，应清楚认识到自己身上的责任与重担，迎着大好的形势，在探索中教学，在教学中成长，紧跟科学前沿，同时脚踏实地，总结经验，吸取教训，为产业输送人才，为国家的医疗卫生事业安全有序的发展做出自己的贡献。

参考文献：

[1] 邓军民，等.生物医学工程专业本科教育课程设置探讨[J].首都医科大学学报，2007：166-168.

[2] 黄智伟，等.ARM9嵌入式系统设计基础教程[M].2版.北京：北京航空航天大学出版社，2013：1.

[3] 袁宝芸，等.嵌入式系统技术在医学领域的应用[J].中外医疗，2011（22）：182.

篇9

关键词 图像处理；图像分析；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）02-0090-02

Practical Teaching Reform of Medical Images Processing and Analysis//Tang Min， Zhang Shibing， Shen Xiaoyan

Abstract Medical images processing and analysis is one of the major foundational courses for biomedical engineering. According to the characteristics of this course， several practical teaching reform measures of medical images processing and analysis are carried out， including experiments and course design and the second classes. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities， inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.

Key words image processing； image analysis； practical teaching； teaching reform

1 引言

生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科，是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物，包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中，医学图像处理与分析是利用数学原理和方法，在计算机上针对不同医学影像设备（如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等）产生的图像，按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步，图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛，因此，医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。

该课程是以数字图像处理为基础，介绍图像处理中的基本概念、理论和算法，特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法，使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析，是生物医学工程及相关专业的核心主干课程之一。

医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合，课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作，但实际教学情况并不十分理想，主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上，以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件，只获得文献18篇，其中涉及该课程实践教学的只有6篇，主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上，可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。

笔者结合教学实践经验，在理论教学改革的基础上[7]，提出一些实践教学环节的改革措施，以全面培养学生的学习技能，激发学习兴趣，改善教学效果。

2 实验与课程设计的开展

以“科研为教学服务，教学促进科研”为宗旨，采用MATLAB编程语言为实验教学平台，以医学图像处理知识为主，同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识，编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》，设置验证型、综合型和设计型三大类实验（参见表1）。其中，实验1～9为验证型实验，学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验，加深对理论教学重点和难点的理解；实验10～14是综合型实验，学生针对医学图像的具体特点，综合运用多种算法达到图像处理的目的；实验15～24是设计型实验，给定实验目的和要求，学生自行设计实验方案并编程实现，培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。

3 第二课堂的实施

为培养学生的科研实践能力，教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况，鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度，而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。

由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备，因此鼓励学生利用假期在医院实习，特别是到影像科和检验科实习，学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合，从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合，提高实际工作的能力。

在教学过程中，适当融入一些就业方向的指导，介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况，同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识，供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信，获得了更好的教学效果；另一方面也拓宽了学生的视野，引导他们寻找自己发展的方向和目标。

4 结论

本文结合笔者多年来的教学经验，针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施，秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨，以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则，编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》，积极开展第二课堂，实现教学、实验、科研三管齐下，课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局，有效提升学生的综合知识水平和实验技能，为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。

参考文献

[1]赵洁.“医学图像处理”实验教学探索与虚拟实验室开发[J].西北医学教育，2008（3）：489-490.

[2]巩萍，胡俊峰，隋美蓉.《医学图像处理》实验教学系统的设计与开发[J].中国医学教育技术，2011（1）：49-52.

[3]王春燕，曲典，吴瑞，等.医学图像处理教学实验系统的设计与开发[J].中国医疗设备，2009（11）：20-22.

[4]周苏娟，蒋世忠，黄展鹏，等.医学图像处理远程虚拟实验教学平台的设计与实现[J].中国医学教育技术，2011（5）：

526-528.

[5]郑旭媛，胡春红，肖振国.医学图像处理课程设计教学模式探索[J].科技创新导报，2011（31）：167.

[6]胡彦婷，陈建军，木拉提哈米提.生物医学工程专业医学图像处理课程教学探讨[J].西北医学教育，2012（3）：534-537.

篇10

细胞发生物理力学性能上的改变最终使得细胞分裂失控，结果便是这些分裂失控的细胞出现较低的死亡率，导致恶性肿瘤的增长。该研究发现是目前唯一一种从物理学的角度分析肿瘤的发病原因。该论文已经发表在最近出版的《物理评论快报》上，该期刊由美国物理协会创办。

博士后研究生保劳格帕尔克对该研究评论为：到目前为止，关于癌症的研究都集中在生化角度，为了寻找解决与生化致癌相关的各种相互依存的诱发因素，我们将焦点集中在较不“显眼”的细胞机械因素方向。这是一种新的针对癌症诱发因素研究方法。然而，研究人员在区别癌变细胞与正常细胞过程中发生了怪异的相似性，比如在细胞的机械强度和粘附性方面，癌变细胞之间表现出与正常细胞迥然不同的特点。

这些特点也是研究人员区别癌变细胞与正常细胞的方法，其同样也类似于以前观察癌变细胞时的分类法。根据研究人员介绍：癌变得细胞较健康的细胞显得更加柔软，这就意味着当这些柔软的癌变细胞被较硬的正常细胞所包围时，前者就会变得更紧实，不易扩散。但是，当相邻的癌变细胞数量增加时，来自正常细胞的较硬表面“对抗力”就出现了降低，这时候癌变细胞“趁机”松弛下来，扩大自己的表面积，以便覆盖更大的区域。拉伸的细胞可以提高自身的增值能力，并降低了细胞死亡的概率。

该研究小组的研究人员通过精确的计算模型复制了在一个组织内细胞的生命周期，便于观察细胞机械性能的改变如何对细胞的行为产生影响。在实验开始前，研究人员确定在这个健康的组织内有相同机械性能以及粘附性的细胞，然后在组织中心将一些细胞软化，结果显示只要软化的细胞低于临界值，这个组织仍然会保持健康、稳定。

如果超过了这个临界值，机械性能出现变化的柔软细胞就会出现倍数式增加，远远大于正常健康的细胞。除了这一点外，肿瘤的增长是依靠自身强大的繁殖能力替换到周围健康的细胞，临床观察也显示这也是恶性肿瘤的一个特征。研究人员还分析了如何使一个细胞增加粘附性，或者保持较硬的机械性能，以及影响其他细胞的转移性能和繁殖能力。他们观察到软化细胞之间的结合能力出现了改变，该变化是控制着更多肿瘤细胞形成的一个关键因素。