2021-4-9 | 生物醫(yī)學論文
本文作者:陳忠敏 楊禹 陳國明 劉盛平 單位:重慶理工大學藥學與生物工程學院
生物醫(yī)學工程學科(BiomedicalEngineering,簡稱BME)是一門由理、工、醫(yī)相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫(yī)學滲透的產物。它運用了現(xiàn)代自然科學和工程技術的原理和方法,從工程學的角度,在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術手段,其目的是解決醫(yī)學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。生物醫(yī)學工程學科的最大的特點即是一門高度綜合的交叉學科。生物醫(yī)學工程興起于20世紀50年代,它與醫(yī)學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發(fā)展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫(yī)學工程學這個名詞最早是出現(xiàn)在美國。1958年在美國成立了國際醫(yī)學電子學聯(lián)合會,1965年該組織改稱國際醫(yī)學和生物工程聯(lián)合會,后來成為國際生物醫(yī)學工程學會。生物醫(yī)學工程學除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發(fā)展的高技術之一,現(xiàn)今市場規(guī)模可達1000~2000億美元。生物醫(yī)學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫(yī)療儀器裝備、醫(yī)學物理學以及醫(yī)學材料等,它的發(fā)展將隨著世界高技術的發(fā)展,如航天技術、微電子技術等的發(fā)展而得到長足進步。
隨著生物醫(yī)學工程學科的高速發(fā)展,對相關人才的需求日益增大,為此,我國有大量的醫(yī)科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫(yī)學工程從本科到博士的專業(yè)及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫(yī)學工程國際會議”上,各種院校生物醫(yī)學工程學科專業(yè)教育、課程建設等問題被提出并進行探討,對于交叉學科教育教學模式的創(chuàng)立進行了研究,說明這一問題已經成為高校教育教學研究的熱點。本文在對生物醫(yī)學工程學科特色、對醫(yī)科藥科、綜合性大學、理工科大學辦學特點進行分析的基礎上,對于在各類院校中設置的生物醫(yī)學工程專業(yè)的特色建設進行闡述。
1生物醫(yī)學工程專業(yè)內容特色概述
生物醫(yī)學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫(yī)學的理論和方法,在各層次上研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化,并運用工程技術手段去控制這類變化。其學習內容包括以下幾個方面。生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)特色的探討陳忠敏楊禹陳國明劉盛平(重慶理工大學藥學與生物工程學院)
1.1醫(yī)學影像技術
即通過X射線、超聲、放射性核素、磁共振、紅外線等手段及相應設備進行成像的技術,現(xiàn)還有正在興起的阻抗成像技術等。
1.2醫(yī)用電子儀器裝備
分為診斷儀器和治療儀器兩大類。診斷儀器主要是用以采集、分析和處理人體生理信號,現(xiàn)在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數(shù)的監(jiān)護儀等,而通過體液來了解人體內生物化學反應過程的生物化學檢驗儀器也已逐步完善并走向微量化和自動化。治療儀器設備則是采用X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備,如X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等。手術設備如γ刀、激光刀、呼吸麻醉機、監(jiān)護儀、X射線電視等。現(xiàn)代化醫(yī)療技術中還將設備功能更加多樣化、復雜化。
1.3生物力學
主要是研究生物組織和器官的力學特性,人體力學特性和其功能的關系。其中包括生物流變學(血液流變學)、軟組織和骨骼力學、循環(huán)系統(tǒng)動力學和呼吸系統(tǒng)動力學等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質與材料,其大多數(shù)是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學穩(wěn)定性,需要具有與機體組織的相容性、血液相容性、無毒性。作為材料,根據(jù)所需還應滿足各種器官對材料的各項要求,包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。需要掌握的知識包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料的合成工藝條件和表征、成型制備、性能等。
1.5生物效應與生物控制
生物效應是指在醫(yī)療診斷和治療中,光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內的分布、變化等作用。而生物控制則是機體自身的調節(jié)控制現(xiàn)象。采用生物、化學的方法對這些情況加以認識。其他還有介入式診斷、治療等。生物醫(yī)學工程最為競爭激烈的領域在醫(yī)學成像技術上,其中以圖像處理、阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。而對醫(yī)學信號的處理分析,包括心腦電、五官、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析,以及神經網絡的研究處理也是目前世界各國研究與學習的熱點。作為生物醫(yī)學工程專業(yè)的本科學生,將從業(yè)于該領域的研究、設備研發(fā)及制造、使用、維修養(yǎng)護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫(yī)學,十分廣泛,僅四年內進行如此龐大的知識學習,學生將會呈現(xiàn)基礎知識欠缺而專業(yè)知識也不深入的問題。為此,我們就醫(yī)科大學、理工科大學、綜合性大學各自特點進行了調研與分析,在此基礎上,提出了生物醫(yī)學工程本科學習建立特色課程體系的見解。
2生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色的研討
我國生物醫(yī)學工程本科專業(yè)分別在醫(yī)科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫(yī)學工程具有典型交叉特性,該專業(yè)的畢業(yè)生的就業(yè)方向有運用醫(yī)學影像學技術、醫(yī)學信息學技術等在醫(yī)院進行疾病診斷及治療,有運用基礎數(shù)學、物理、化學知識進行理論創(chuàng)新與實踐,更多的是運用工程技術進行醫(yī)療器械、設備裝備的研發(fā)、制造與維護管理等。由于生物醫(yī)學工程龐大的知識體系,無法由某一個從業(yè)人員掌握,需要各方向的協(xié)作與合作,由此認為,設置于醫(yī)科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫(yī)學工程專業(yè)應有各自的特色。
2.1醫(yī)科類大學生物醫(yī)學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)特色
2.1.1人才培養(yǎng)目標
作為醫(yī)科大學,其專業(yè)人才培養(yǎng)具有鮮明的醫(yī)學特色與優(yōu)勢。醫(yī)科類大學生物醫(yī)學工程相關專業(yè)的人才,其就業(yè)方向更多應以進入醫(yī)院從事常規(guī)放射學、CT、核磁共振、DSA等的操作及計算機操作,運用各種影像、信息等診斷技術進行疾病診斷或治療,所以其培養(yǎng)的人才首先應學習并具備醫(yī)學的專業(yè)知識,然后才是具備基于醫(yī)學專業(yè)領域需要的現(xiàn)代醫(yī)療儀器的研發(fā)與使用、管理能力的知識體系的學習,成為擁有工學知識及應用能力的醫(yī)學應用型、復合型高級人才,畢業(yè)后所從事的仍是醫(yī)藥衛(wèi)生領域工作,在醫(yī)院設備使用、維護、管理方面起重要作用。因此其課程的設置應該與工科類生物醫(yī)學工程側重點不同。如在一般醫(yī)科大學中都設有生物醫(yī)學工程專業(yè),以及與此相關的醫(yī)學影像學專業(yè)、醫(yī)學信息學專業(yè)等,其培養(yǎng)目標就應以“培養(yǎng)具有基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學和現(xiàn)代醫(yī)學生物醫(yī)學工程(如影像學、信息學等)的基本理論知識及能力,能在醫(yī)療衛(wèi)生單位從事醫(yī)學診斷、治療(或信息管理等)和醫(yī)學成像(或醫(yī)學信息等)技術等方面工作的醫(yī)學高級專門人才”為主。相應的培養(yǎng)要求應在于“學習基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、醫(yī)學影像(或信息學、醫(yī)學超聲學等)的基本理論知識,受到常規(guī)放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫(yī)學影像學、信息學、醫(yī)學超聲等操作技能的基本訓練,具有常見病的影像診斷、超聲治療和介入放射學操作基本能力,基本的儀器(裝備)維修保養(yǎng)能力”上。