生物醫學工程的研究方向精選(九篇)
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第1篇：生物醫學工程的研究方向范文
培養計劃的制定是研究生培養與管理的重要環節，對研究生課程學習、中期考核、科研選題以及論文答辯等都起著重要的指導作用。培養計劃不僅要符合學科專業的要求，而且要符合社會需求，符合研究生創新能力培養，因此，要及時調整培養計劃，體現時代賦予的使命。根據生物醫學工程的交叉性和產業化特色，以及我校的學科綜合優勢，我們將研究生的培養目標定位在理工醫相結合的復合型人才，且具有獨立分析和解決生物醫學工程相關領域專門技術問題的能力。
理工醫相結合就是在知識結構上培養既懂醫學又掌握工程技術的復合型人才，這是學科特色的要求也是社會的需求。我校由于有理工醫學科的優勢，特別是具有享有“南湘雅，北協和”盛譽的湘雅醫學院以及三所全國“三甲”附屬醫院，因此，在理工醫復合型人才培養方面，我們具有自己獨特的優勢。我們培養的研究生不僅具有深厚的理工醫基礎，而且具有獨立分析和解決生物醫學工程領域相關技術問題的能力。如，我們培養的醫學成像與圖像處理的研究生不僅有去大型醫療器械企業的，也有去大型醫院放射科的，當然還有專門從事圖像處理軟件開發的。由于他們知識結構的全面性，受到了各用人單位的好評。生物醫學工程專業的研究生常常由來自不同高校、不同學科領域的學生組成，由于各高校培養模式的差別以及側重點不一樣，研究生自身知識水平、實踐經驗、興趣愛好也不一樣，因此，在制定培養計劃時，各個導師還要了解并征求學生的意見，選課和選題都因人而異，做到具體問題具體分析。例如，對數學理論基礎好、年紀輕、又有興趣的應屆畢業入學的研究生，建議其進行應用基礎理論方面的研究；對有工作經驗的在職入學的研究生安排其進行相關的應用型研究。研究生個人的專業興趣得以實現，有助于充分調動每個人的積極性，使之能充分發揮自己的潛能。
在培養階段，還要使研究生在本學科的某一方面進行專家培養和訓練，同時在其它相關學科也要進行廣博的基礎教育，使他們能在所從事的領域中具有較強的研究和開發能力。另外，還要培養他們廣博的專業基礎和社會人文知識，培養他們自我獲取知識和綜合分析問題的能力，以及優良的科學思維和創新意識，強調將知識、能力向高素質的升華與內化。
2.課程設置
課程結構關系到研究生的知識結構和科研技能。由于生物醫學工程專業理工醫復合交叉的特點，課程設置也和其它學科有所區別。目前，我國生物醫學工程博士學科點只有一級學科，下面沒有設置二級學科，主要原因就是生物醫學工程涉及到的學科領域太廣，它的研究方向和課題廣泛滲透于醫學、生物、電子、計算機、材料等學科。當然，每個高校在生物醫學工程領域的研究都很難做到大而全，而是根據自身的優勢和特點，選擇其研究領域，并進而決定其課程設置。譬如清華大學生物醫學工程專業的主要研究方向包括生物芯片、神經工程、微納醫學等，尤其是以程京院士為主的生物芯片技術占主導地位，因此，該校生物醫學工程的課程設置就以生物類為主，輔之以《生理系統仿真與建模》、《數字信號處理》、《隨機信號的統計處理》、《醫學成像系統》等課程。我校的生物醫學工程專業目前主要側重于醫學成像與圖像處理、醫學儀器與生物傳感器等，因此，課程設置也以電子信息類課程為主，如《醫學成像原理》、《醫學圖像處理》、《神經網絡與模式識別》、《醫學儀器原理》等。
另外，由于大部分高校的生物醫學工程研究生招生幾乎是面向所有的工程學科，因此，以前沒有學過醫學類課程的研究生，一般高校都會要求學生加以補修。有些導師也會根據研究課題的需求或個人研究領域的需求要求學生選修一些相關課程。如我校的新入學生物醫學工程研究生，如果以前沒有學過醫學類課程，我們一般會要求學生補修《人體解剖生理學》、《病理學》等課程；有些研究生還會根據導師的需求補修《生理系統仿真與建模》、《現代數字信號處理》、《生物力學》、《生物化學》、《醫學儀器》等課程。
3.過程管理
創新能力是科研能力的核心，創新意識、創造精神、創業能力的培養是研究生培養過程的重要環節，是研究生培養質量的主要標志。研究生培養過程管理是研究生創新能力培養的重要保證，這里所說的培養過程管理主要包括生物醫學工程專業研究生的科研選題、中期考核和論文答辯等環節。
3.1 科研選題
作為科學研究的起點，選題不僅關系到科研的方向、目標和內容，直接影響著所運用的方法與途徑，同時還決定著成果的水平、價值及發展前途。因此，在第一年生物醫學專業基礎科目系統整合與學習之后，則完成培養環節第一步，進入科研選題階段。研究生的選題要與導師的科研項目相結合、與生物醫學工程的學術前沿相結合，同時也要強調與理工醫多學科相結合。科研選題必須在足夠的調研、文獻閱讀甚至科學實驗的基礎上進行，否則就是無源之水，很難繼續。譬如，醫學圖像處理領域的科研選題不僅要與圖像處理的相關知識掛鉤，還與相關的醫學知識緊密相連，因此，我們必須要查閱大量的關于圖像處理、醫學影像、病理診斷等的相關文獻，必要時還得與醫院合作，參加醫院的短期培訓等。另外，科研選題還要注意團隊協作，有些大的科研課題不是一兩個人能夠完成的，而是在導師的指導下，由博士、碩士組成的團隊完成的，因此，科研選題也需在整個團隊的指導下合作分工，共同參與。
3.2 中期考核
研究生的培養是一項較復雜的系統工程，涉及到學科建設、導師隊伍、科研實力、教、學、管等多個環節，每個環節都離不開嚴格的管理，而管理的核心問題是要建立淘汰機制。研究生中期考核作為研究生的淘汰機制之一，對研究生的質量調控和把關起著重要的作用。在整個研究生的培養過程中，中期考核處在一個承前啟后的重要位置。“承前”，是指經過一年半到兩年的學習與科研參與后，研究生基本掌握了本領域的重要理論和一定的科研技能，了解了該研究領域的相關背景；“啟后”，是指有必要了解研究生對已學到的理論和技能是否消化吸收，是否能靈活運用。
我校生物醫學工程專業研究生的中期考核在科研選題之后的研究生第二學年末進行。中期考核不僅包括對所選課題的進展情況檢查，還包括研究生參與學術活動的積極性。研究生在第一學年末完成選題，其后則必須進行為期一年的課題研究與實踐活動，將所學理論與實踐或實驗相結合，以實踐來驗證與豐富理論，并尋求新的方法解決實踐過程中出現的新問題。中期考核實際上是對研究生科研、協作與創新能力不斷提升的過程。另外，研究所經常邀請一些在生物醫學工程領域取得突出業績的國內外知名學者來校講學或作學術報告，這是所有研究生必須參與且嚴格考核的。另外，我們的研究生每人每周舉行一次學術匯報，課題組老師的所有學生必須參與，匯報后老師給予點評及相關指導意見。
3.3 論文答辯
學位論文作為研究生教育的重要組成部分，也是研究生教育的總結性成果，集中反映了研究生的綜合知識體系、專業知識、創新能力和研究水平。教育部規定研究生在申請學位時必須完成學位論文答辯，它是每一位研究生培養過程中的必要和重要環節。因此，在研究生培養的第三年就是學位論文的整理與撰寫，在第三年末進行學位論文答辯，每位研究生必須通過論文答辯委員會公開統一的答辯評審后才允許畢業。通過學位論文答辯，可以檢驗研究生課程學習的效果，衡量研究生的創新能力，考察研究生在文獻檢索、資料運用、論文寫作、觀點論證和辯駁等方面的水平和技巧；對于學校而言，研究生學位論文答辯是檢驗研究生教育質量的主要依據；對于導師而言，研究生學位論文答辯是檢驗導師指導質量的主要依據。可以說，研究生學位論文答辯是研究生教育中重要、嚴肅的環節。我校生物醫學工程專業研究生在學位論文答辯之前必須先由學校統一，也就是要求每位研究生的學位論文必須是自身學習研究成果的總結與提煉，如果與“中國學術期刊網”上所有論文的累計重復率超過5%，則論文必須發回重改，且重改次數不能超過2次，否則推遲半年至一年時間才能允許答辯。研究生論文之后，碩士學位論文由研究所統一匿名送至本所的相關老師評審，博士學位論文則一式三份全部由學校研究生院統一匿名郵寄至設有生物醫學工程專業博士點的全國三所不同高校，再由這些高校的研究生院根據論文題目指定評審專家，這些高校不能在本省，也不能在同一省或市。當然，由于生物醫學工程專業研究生的理工醫跨學科培養性質，各高校研究生院在送審論文時，可以送至與之相關的學科專家評審。如醫學圖像處理領域的論文可以送至從事圖像處理與模式識別研究的專家評審，也可送至從事計算機應用技術圖像處理研究方向的專家評審。
4.小結
第2篇：生物醫學工程的研究方向范文
導師與研究生培養直接相關,是研究生培養質量的關鍵所在。研究生導師的理論、工程實踐和對學科前沿的洞察力與生物醫學學科研究生培養質量息息相關。目前大部分生物醫學工程學科的研究生指導老師來自機械、電子、光電、等專業,他們對自己的專業知識精通,但對于對生物醫學工程學科這一交叉學科中的眾多的其它學科并不熟悉。因此,生物醫學工程學科這一交叉學科需要兩個以上的導師來完成研究生的培養,這樣才能很好地體現學科的交叉性。另外,高校生物醫學學科中,具有工程背景的導師數量較少,能夠給予研究生實際指導的導師就更少,不能滿足研究生教育的需求。
工程能力培養的硬件條件問題
工程能力培養的條件包括工程實踐基地、工程實踐項目、工程實踐教學條件。生物醫學工程學科這一交叉學科,需要大量的工程時間基地,包括醫院、醫療器械生產銷售商、醫療器械檢測管理部門。還需要提供大量的工程實踐項目,以提供項目、資金的支持。一些高校缺少這些資源,不能夠提供基本的研究生工程能力培養的硬件條件。
生物醫學學科研究生工程能力培養的建議
針對以上分析的5個問題,我們提出以下的解決策略
1重視生物醫學學科研究生工程能力培養
二級學院領導、導師應重視生物醫學學科研究生工程能力培養。近年來工程碩士的擴招,目前,我校的工程碩士與科學碩士的比例達2:1,工程碩士培養的重點是工程能力,因此工程能力的培養顯得非常重要。另一方面,工程能力是一種需要不斷培養和開發的能力素養,要培養研究生對工程實踐的興趣,讓他們發揮從事工程實踐的主動性,自覺地投身工程實踐活動。
2提高生物醫學工程學科優秀研究生比例
采取各種方式,吸引優質生源報考生物醫學學科研究生。首先在本校的本科生中進行宣傳,鼓勵本校學生報考本校的研究生。這要在大二、大三和大四時多做工作。例如我校實行多年的大二本科生導師制,本科生從大二起,就進人導師實驗室,與導師一起進行科研。這樣學生和老師交流的機會更多,學生老師有更深的感情,能夠使一批學習成績好,科研能力強的本科生報考本校研究生。也可到本校別的相關專業,如機械、電子、化學等本科班級宣傳,吸引優質生源。
3研究生導師隊伍的建設
目前研究生的培養是采取導師責任制。但對生物醫學工程交叉學科研究生,特別是工程碩士而言,應實行由不同單位、不同研究方向組成的雙導師對研究生進行指導。導師的科研水平、科研課題、科研經費都會直接影響著研究生是否有機會參與好的課題的研究,制約著碩士研究生工程能力的培養,導師在碩士研究生工程能力培養中起至關重要的作用。因此,加強研究生工程基金項目:重慶理工大學基金項目(20102013);重慶市教委基金項目(KJ120807);重慶理工大學研究項目(2009026)作者簡介:王洪(1966一),男,四川樂山人,重仄理工大學藥學與生物工程學院副教授,從事生物醫學工程研兄;能力的培養需要應轉變導師的觀念,強化導師工程實踐意識。導師應在工程實踐方面給予研究生更多的指導,盡量給研究生提供更多的工程實踐機會,例如給研究生提供參與課題的機會,提供企事業工程實踐的機會等,幫助碩士研究生提高工程能力。重慶理工大學生物醫學工程學科建立于2002年5月,現為重慶理工大學校級重點學科。從2006年開始本科生和研究生招生。經過10年多的學科建設,引進了一批來自國內外著名大學的生物醫學工程學科學術帶頭人,組建了一支在教學和科研方面實力雄厚、結構搭配合理的師資隊伍,具備良好軟硬件條件。大多數老師具有工程背景,一些老師在公司兼職,與企業聯系廣泛。這就為我校的生物醫學工程學科的工程教學和工程實踐提供了很好的平臺。
4建立更多的工程實踐基地,獲取更多的工程實踐項目,支撐研究生的工程實踐
產學研一體化的研究生培養模式是建立企業和高校之間密切合作的基礎上,集研究生教學、實習、課題研究、企業的產品開發、就業于一體,隨著研究生培養規模的日益擴張,特別是工程碩士的大規模招生,產學研這一非常優質的研究生培養資源可以充分利用。在生物醫學工程學科研究生工程實踐能力培養上可以利用企業在生產實踐、資金、管理等方面的優勢,通過產學研合作建立起來的實踐基地,采用學校、企業雙導師制加強對研究生的工程能力培養。生物醫學工程學科研究生也可在這種產學研一體化培養模式的培養下,在知識結構、實踐能力和科研能力上滿足社會化的要求,同時更加貼近實際。產學研培養基地可以充分吸納社會科技教育資源,為研究生工程能力的培養服務,有效地節省研究生培養的社會成本。
這方面我校也取得了一定的成果。從硬件條件看,我校的生物醫學工程學科擁有各種相關的高端儀器設備和實驗室,能夠滿足研究生實踐教學和科研的需求。建有“重慶市現代中藥制藥工程技術研究中心”和“重慶市中英數字醫療中心”兩個省部級工程中心。現有設備551件,總值1509.40萬元,實驗場地3600m2。建有4個產學研示范基地和2個企業聯合實驗室,與10余家企業建立了技術和人才培養合作關系,搭建了良好的生物醫學工程學科平臺;從軟件條件看,本學科有生物醫學工程學科學術帶頭人及高水平的教師隊伍,在國內外核心期刊180余篇,SC工、E1收錄36篇,獲得專利10余項,省部級科技成果獎10項。承擔國家自然科學基金、省部級項目等100余項,科研經費3000余萬元。
5加強工程實踐管理,完善工程能力培養體系
首先制定具體的研究生工程實踐能力培養實施細則,在培養方案和制度設計上明確要求。其次,配備足夠的管理人員,為研究生的工程能力培養服務,一切以研究生為中心的管理模式,建立科學、高效的研究生管理體系,保障生物醫學學科研究生工程能力培養環節的落實。
結束語
第3篇：生物醫學工程的研究方向范文
關鍵詞：醫學儀器；課程改革；虛擬儀器
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0164-02
一、課程特點分析
生物醫學工程是一門跨學科的相對較新的專業，它綜合性強，在十幾年的發展過程中，生物醫學工程在生物、醫學、工程各個領域都有了長足的發展，所涉及的領域也越來越廣。但在國內外高校中，對于生物醫學工程專業本科生的培養方式則一直秉持著用工程角度來審視生物/醫學問題的理念。所以在生物醫學工程專業的基礎課程中，既有細胞生物學、人體解剖與生物學等生物醫學課程，也有數字信號處理、單片機原理及應用等工程類課程。旨在用技術科學的概念和方法來解釋和描述人體各層次的成分、結構和功能，以及人體各種正常生理功能與病理狀態之間的差異，同時探索防病、診斷、治療及功能輔助的具體技術和設備[1]，因此《醫學儀器原理及設計》課程一直是生物醫學工程專業重要的特色專業課之一。
作為生物醫學工程系的專業必修課，《醫學儀器原理及設計》課程的教學體系的建立對于本專業學生專業知識的學習起著至關重要的作用。它涉及到生物醫學工程與電子信息技術及儀器兩個專業的知識交叉與融合，所以該課程的特色化建設對于一個學校生物醫學工程的發展尤為重要。現代醫學儀器在生物醫學工程學科發展和現代臨床的診斷、治療中所發揮的作用是不可或缺的。從簡易的數字血壓計到大型CT（X射線電子計算機斷層掃描）的結構，都是與現代醫學電子技術密不可分的。因此，了解并掌握它們的工作原理、電路組成和設計原則，對促進學科、教學發展，保障學生的培養質量和提高自身的市場競爭力都具有重要意義。
同時，現代醫學儀器又是現代工程技術的結晶。隨著微電子技術和計算機技術的飛速發展，現代醫學儀器的設計無論是內容、方法還是成本都發生了根本的變化。計算機與傳統的醫學儀器儀表的結合已成為一種趨勢，這項技術來自于虛擬儀器的概念[2]。現代醫學儀器系統應該是一個開放式的系統，在這個系統中，可以根據當前生物醫學測量技術、生物醫學信息處理技術、計算機技術和集成制造技術等的發展，隨時改善其系統構成，從而使其永遠是一個先進的系統。而借助于近幾年發展起來的虛擬儀器技術，可以方便地實現這一目標。虛擬儀器強大的功能是傳統儀器所無法比擬的：虛擬儀器是在通用計算機平臺上，用戶根據自己的需求來定義和設計測試功能的儀器系統。也就是說虛擬儀器是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術組成的各種各樣的儀器系統[3]。現代醫學儀器的設計過程必將和虛擬儀器產生交集，所以醫學儀器相關課程的傳統內容已經遠遠不夠，我們必須教會學生在虛擬儀器的平臺上進行醫學儀器的設計，這樣，培養出來的大學生才能緊跟時展的腳步，掌握最新的科學技術。
杭州電子科技大學近年來在《醫學儀器原理及設計》課程上做了一系列的探討，在培養目標和課程設置上基本上有了一定的科學依據。然而在實際的教學過程中，我們還是發現了一些問題：《醫學儀器原理及設計》課程知識點多，而且課程內容比較抽象，學生不易理解透徹；并且實踐性強，需要進行理論與實踐相結合的課程訓練。同時，隨著計算機技術的迅猛發展，傳統的醫學儀器設計方法也已經跟不上發展形式。因此，改變以往單一方式的該課程教學模式，建立一個由醫學儀器基本原理介紹、不同種類醫學儀器簡介及設計原則、醫學虛擬儀器設計構成的新的教學體系，是順應現代儀器技術發展的趨勢，可以最大程度地實現教學相長。因此我們對《醫學儀器原理及設計》課程教學模式進行了如下的改革，通過改革，使醫學儀器系統的發展不再拘泥于傳統的醫學儀器系統的框架，最大限度地滿足現代生物醫學工程發展的要求，使學生畢業以后能夠在醫學儀器的設計應用上有一個質的飛躍，更能適應社會需要。
二、課程改革的主要內容
1.教學內容的優化。醫學儀器的概念非常寬泛，涉及到的內容也十分繁復。要在短短的48課時內講授完所有的醫學儀器相關知識是不現實的[4]。所以對于課程內容的選擇就顯得尤為重要。在研究了多個高校類似課程的內容設計之后，我們結合本學院專業交叉的特點，對課程的內容進行了優化。《醫學儀器原理及設計》要在內容上做到點和面的結合，既要保證知識面廣，同時又要重點突出，要有體現較寬專業綜合理論和較強實踐特點的課程內容。在目前高校常用的教材基礎上[5][6]，我們將課程內容進行整合與優化。從基本原理知識出發，了解生物醫學信號的特點，通過數學建模方法的講解，深入醫學儀器的設計原則，最后詳細介紹各類典型醫學儀器，包括：基礎生理信號（血壓、心電）的檢測儀器，臨床監護儀器，治療及恢復設備，醫學成像設備，臨床檢測儀器等。此外，還涵蓋了國際和國內關于醫學儀器的認證和監管，電器安全評估以及現在醫學儀器發展的方向等內容。
2.教學方式和教學手段的多樣化。單一的教學方式無法滿足這類專業特色課程的需求，所以我們在教學過程中采用以多媒體為主，板書為輔的教學方式。由于課程內容豐富，信息量大，需要借助多媒體的方式形象地展示各種圖片與視頻文件，充分調動學生的學習興趣，提高學習效果[7]。而板書的融入可以提高學生對知識的理解和掌握能力，使其學懂學透，起到事半功倍的效果。
此外，為了充分調動學生的積極性，培養學生自主學習、歸納整理以及表達的能力，將學生分為5～6人一組，課外通過對任何一種醫療儀器的學習，在課堂上做一個10分鐘左右的presentation，內容涉及該種醫療儀器的原理方法、使用過程、行業前景等內容。這種互動方式可以提升學生學習的積極性，同時直觀地了解教學安排是否合理，效果是否明顯，為教學改革提供依據。
3.實踐環節的設計和加強。《醫學儀器原理及設計》是一門理論性和實踐性都很強的課程，單一的課堂講授遠遠不夠，為此，本課程采取理論教學與實驗教學相結合的方式。具體來說，實踐環節包括課堂實驗和上機課程設計兩個環節。課堂實驗旨在讓學生最直觀地接觸市場上的醫療儀器，在使用過程中體會學習過的原理知識，感受不同廠家的產品在細節處的差別，以及不同檢測原理在測量同一生理參數時結果的區別。主要實驗儀器包括：水銀血壓計，電子血壓計，紅外體溫計，血糖儀，電子刺激器等。上機課程設計環節主要為虛擬醫學儀器的設計。基于虛擬儀器的軟件開發平臺Labview（美國NI公司），使用圖形語言，讓學生4人一組，共同設計一個能夠實現基本功能的醫學儀器，并在全班同學前進行演示和講解。通過這種課程設計，讓學生切身體會一下虛擬儀器平臺在醫學儀器發展中的重要作用，同時在設計醫療儀器的時候，又把在課堂上學習的內容進行了綜合運用，既扎實了知識，又鍛煉了能力，為今后走向工作崗位奠定了堅實的基礎。
4.建立合理全面的考核方式。以往單一的僅用期末考試成績反映學生課程水平的方法已經不適用于《醫學儀器原理及設計》這類綜合性專業課。我們建立了一套多形式、多層面的教學評價方法，既檢測學生對課程內容的掌握程度，又可以衡量學生的獨創性、探索性和分析應用知識的能力。平時課堂表現、小組presentation的質量、課程設計程序的優劣以及期末考試成績，均成為新考核體系中的一部分。
課程的考核方式和考核結果并不是我們追求的最終目標，在新考核體系的指導下，最大程度調動學生的積極性、鞏固學習到的專業知識、鍛煉學生的專業綜合能力、公平評價每個學生的學習態度才是課程考核體系的不斷完善的目標方向。考核不是最終的結果，但卻是必不可少的一個重要手段。
三、總結
通過一個學期課程實踐，我們發現，改革后的《醫學儀器原理及設計》課程在多個方面都有了明顯的進步與提高。新的課程安排在內容上體現了生物醫學工程專業的多學科交叉，課堂內容的講解和學生自主學習有效融合，實驗課程讓專業知識不僅僅局限于課本演示，虛擬儀器設計的訓練緊跟現代醫學儀器發展的腳步，全面提升了學生的專業知識和行業競爭力，為他們今后進入社會，從事相關行業打下堅實的基礎。同時，學生對于這種新的教學模式十分喜歡，接受度很高，在實驗報告上，經常可以看到他們這樣寫道：“喜歡這樣的課程，很開心也挺有收獲”；“第一次接觸血壓計，比課堂上講解更直觀”；“嘗試了很多新東西，很有趣”，“既興奮又倍感收獲”……學生喜愛，教學效果良好，緊貼行業發展步伐，培養行業需要的人才，這正是我們高校課程改革的最終目的。
參考文獻：
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第4篇：生物醫學工程的研究方向范文
關鍵詞：高校；獨立學院；特色專業建設；人才培養
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0146-03
特色是高等學校的生命線，特別是作為民辦獨立學院的我校，只有走特色發展之路，才能適應社會經濟發展、高等教育發展和中原經濟區建設的需要。專業建設是高校最重要的教學基本建設，決定著人才培養的格局與辦學水平，是提高教學質量和科研水平的關鍵，也是一項長期戰略任務，對高校的改革與發展具有深遠的影響[1，2]。特色專業是高校的一面旗幟，特色專業建設也是高校特色發展的重要組成部分[3]。高校的特色專業可以概括為：充分體現學校辦學定位，在教育目標、師資隊伍、課程體系、教學條件和培養質量等方面，具有較高的辦學水平和鮮明的辦學特色，獲得社會認同并具有較高社會聲譽的專業[4，5]。因此，在準確定位的前提下，我校特色專業建設的目標是“以質量求生存，以特色求發展”，同時堅持“科學、創新、示范”的建設原則，不斷增強特色專業建設的質量和水平，并以特色專業輻射和帶動其他學科專業的建設和發展，促進我校、院整體辦學水平的不斷提高。本文對新鄉醫學院三全學院生命科學技術學院特色專業建設進行了探討，以期為我校、院專業建設提供參考。
一、我院專業設置概況
我院現有生物技術、生物工程和生物醫學工程三個本科專業。生物技術是由多學科交叉形成的綜合性新興學科，具有基礎性強、涵蓋范圍廣、涉及領域寬等特點，是21世紀生命科學領域的核心科學技術，更是我國中長期科學技術發展規劃綱要中優先發展的學科之一。生物醫學工程是綜合生命科學與工程技術的理論、方法和手段，依靠理、工、醫緊密結合，促使理工學科與醫學相互滲透、相互交叉的一門新興學科，也是本世紀最具發展潛力的學科之一。生物工程是運用生物學、化學、工程學等基礎學科的基本原理，并與機械、電子、材料、醫學等多學科相互交叉、滲透、融合而發展起來的新興工程技術學科。我院于2005年設置生物技術和生物醫學工程，2008年又增加了生物工程專業，現有學生300余名。
二、我院特色專業建設優勢
我校是河南省唯一一所西醫類獨立學院，醫學專業已經具有了良好的社會聲譽，這一特色優勢為我院的生物技術、生物醫學工程和生物工程三個醫學相關專業醫藥特色建設奠定了堅實的基礎。同時，我省開設生物技術和生物工程的二本及三本院校，如河南大學、河南師范大學、河南農業大學等，專業大多是涉農方向，而開設生物醫學工程專業的院校還不多，這就為我院建設醫學特色生物技術、生物工程和生物醫學工程專業提供了寬松的外部環境。另外，新鄉醫學院生命科學技術學院已經積累了豐富的專業建設經驗，生物技術和生物醫學工程均為省級特色專業，這些經驗是我院特色專業建設的有力支撐。
三、我院特色專業建設目標
特色專業建設要有明確的目標，才能保證各項建設工作的有序開展。根據發展規劃和準確定位，同時兼顧科學性、創新性、前瞻性和示范性等原則[6]，我院特色專業的建設目標確定為適應社會發展對人才的需求，發揮已有的醫學專業優勢，辦出醫學特色，使我院專業建設與人才培養緊密結合中原經濟區建設、高等教育發展和國家經濟社會發展需要，同時為我校其他專業建設和改革起到示范和帶動作用。
四、我院特色專業建設模式
1.構建具有生物基礎和醫藥特色的人才培養方案。人才培養方案是實施人才培養的指導性文件，是開展各項教學活動的基礎，是組織實施教育教學活動的依據，對人才培養質量具有重要的導向作用[4，5]。以我校人才培養方案修訂工作為契機，改革課程和時間教學體系，構建了具有生物基礎和醫藥特色的生物技術、生物醫學工程和生物工程人才培養方案，為我院特色專業建設奠定了堅實基礎。（1）凸顯生物科學與醫藥融合的課程體系。結合教學實踐對課程設置和教學內容進行改革，科學合理安排必修、選修課程。對于生物技術、生物工程專業，課程設置以生物科學為基礎，將細胞生物學、微生物學、細胞工程、基因工程、酶工程和發酵工程等列為專業必修課；選修課程多設置醫藥相關課程，如生物技術制藥、醫學遺傳學、醫學免疫學等。這樣既可以保證學生的理論知識、實踐能力和綜合素質培養的要求，又可以充分利用我校已有的優質醫學教育教學資源，體現生物科學與醫學、藥學的緊密結合，辦出生物技術、生物工程專業的醫藥特色。在生物醫學工程專業課程設置中，將專業基礎課分成醫學基礎、電子學基礎和醫學儀器三大部分，注重教學內容的更新，打破不同學科課程間的壁壘，把理、工、醫多學科的交叉與相互滲透反映到教學內容中。優化教學方法與形式，采取靈活多樣的指導、啟發、討論式教學。如：充分發揮網絡的作用，開展網絡教育。新鄉醫學院和我省多數高校都已經加大了網絡示范課程的建設力度，一批精品課程及優秀教育教學資源正在通過網絡為廣大學生服務。借此平臺，學生學習的自主能動性極大提高，師生互動溝通的靈活性和及時性得到了有效保證，同時解惑答疑之余探討科研及教學管理的積極性空前高漲，教育教學效果明顯改善。因此，我校、院也于今年啟動了網絡示范課程建設，課程平臺已搭建完成，一大批優質教學資源也已上傳網絡供師生共享，如細胞工程網絡示范課程，有效促進了我院的教育教學效果和特色專業建設。（2）強化生物基礎與醫藥特色的實踐教學體系。實踐性強是我院各專業的典型特點，為提高學生動手能力，培養出創新性應用型專業人才，突出實踐性教學也是我院專業建設的主要特色。第一，強化實驗室教學，整合實驗教學內容，將其分為基礎實驗、專業實驗兩個層次和幾個系列，避免了實驗內容的交叉重復，使其更加系統和符合客觀規律，知識結構更加合理。第二，以指導學生畢業設計（論文）為基礎，設立科技活動小組，嘗試開放實驗室，讓學生參加教師科研項目，同時舉辦實驗技能競賽等活動。第三，不斷加強、擴充校外實踐教學基地與實習基地建設，尤其是以雙贏實習基地為平臺創新生產實習教學，如：加強我院生物技術、生物工程專業的野外經濟動植物實習和生物醫學工程專業的金工實習及與“駝人集團”的合作等。通過強化實踐教學體系，全面培養和提高了學生的觀察能力、動手能力、實踐能力以及思維能力、綜合分析能力和解決問題能力。
2.深化改革，探索“多樣化、實用型”的人才培養模式。人才培養模式是高校為學生構建的知識、能力、素質結構，以及實現這種結構的方式，它從根本上規定了人才特征，集中地體現了教育思想和專業的人才培養水平[6]。作為三本院校，我院特色專業建設始終重視人才培養模式的創新，把“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創新、高素質”作為人才培養的基本原則，把“滿足學生考研、就業和用人單位需要”作為教育教學工作的出發點和落腳點，不斷激發學生的創業精神、創造品質和創新意識，構建“多樣化、實用型”的人才培養模式。
3.加強教師隊伍建設。“治校興業，人才為先；治教興學，惟在得人”。高素質教師隊伍是特色專業建設的基礎和根本保障，近年來我院狠抓教師隊伍建設，在人才聘任和引進方面向特色專業傾斜，在人員配備方面向特色專業靠攏，在人才培養和培訓方面向特色專業側重，收到了良好的效果。同時，我院充分利用新鄉醫學院的優良師資和各種有利條件，對專職教師進行理論及實踐教學能力的培養，使他們不僅具備較強的專業理論素養，在實踐操作技能教學方面也成為能工巧匠，切實提高教師隊伍的專業素質。
培育高校專業建設的鮮明特色，不僅是全面提高人才培養工作過程中的一項必要工作，而且是打造學校核心競爭能力的重要途徑[7]。面對競爭日益激烈的外部環境和人才培養工作的新形勢、新要求，我校應以自身專業、資源為基礎，以市場為導向，優化學科配置，構建完善的人才培養體系，打造具有三全學院特色的品牌專業，從根本上提升我校的核心競爭力！
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第5篇：生物醫學工程的研究方向范文
生物材料產業概況
生物材料的定義
生物材料也叫生物醫用材料，是一種植入生命系統內或與生命系統相結合而設計的物質，它與生命體不起藥理反應。主要用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、檢查及治療疾患等醫療、保健等領域，能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能或能恢復缺陷部位，其作用藥物不可替代。
生物材料的發展已經有非常長的歷史，自人類認識了解材料起，就有了生物材料端倪。有學者依據生物醫學材料的發展歷史及材料本身的特點，將已有的材料分為三代，它們各自都有自己明顯的特點和發展時期，代表了生物醫學材料發展的不同水平，如圖1所示。
生物材料的分類
當今社會醫學水平的提高以及人類生活質量的改善，大大促進了生物材料的發展，生物材料應用廣泛，品種眾多，根據不同的分類標準，生物材料可以分為見表1。
Two
國內外生物材料產業發展現狀
生物材料產品的研究與開發不僅具有巨大的經濟效益又兼有重大的社會效益。隨著人類文明進步以及經濟的快速增長，人類更加注重生活品質，更加注重康復和保健，這給予生物材料產業龐大的市場。與此同時，交通工具大量涌現，生活節奏加快，這給疾病、自然災害、意外事故的發生提供了溫床。因此，發展用于人體組織和器官再生與修復的生物醫用材料具有重大社會效益。
國際生物材料產業發展現狀
國際社會日益重視生物材料的研究與產業發展。生物材料的研究和產業化對社會和經濟的重大作用正日益受到各國政府、產業界和科學界的高度重視，其研究與開發被許多國家列入高技術關鍵新材料發展計劃，并迅速成為國際高技術制高點之一。美國國防部將生物材料列入5 種高技術關鍵新材料發展規劃。德國、日本、加拿大、法國、澳大利亞及韓國等國家和地區紛紛公布自己的生物材料研究計劃及巨額投資來吸引人才或引導投資，以期能夠在此領域內的世界性競爭中占一席之地。目前，美國、西歐、澳大利亞和日本均組建了10余個高級別多學科交叉的國家生物材料與工程中心。
生物材料產業的經濟地位日益提高，有望成為本世紀世界經濟新的增長點。近年來，世界生物材料市場發展勢頭更為迅猛，其發展態勢可與信息、汽車產業在世界經濟中的地位相比。全球生物材料市場規模迅猛擴張，其中1995年至2010年期間，全球生物材料市場規模增長了19倍，達到了4000億美元。
就市場需求面而言，主要市場增長動力來自于歐、美、日等國家老年人口數目提升及慢性疾病問題逐漸增加，對于人工關節等骨科應用及心臟支架等心血管應用的需求持續攀升，預期未來市場將仍維持穩定成長趨勢。同時由于全球生醫材料的應用領域的擴展、產品技術的改良和人們對生物材料產品接受度的逐漸提升，也是促使生物材料市場需求和提升市場規模的主要推動力。預計在不久的將來生物醫用材料及其制品產業成為本世紀經濟的一個支柱性產業。
國內生物材料產業發展現狀
我國生物材料產業起步于上世紀80年代初期，到現在為止，仍然屬于起步階段。我國生物醫用材料研制和生產迅速發展，初具規模，已經成為一個新興產業，總產值的增長率遠高于國民經濟平均發展速度。從上世紀90年代到2011年，我國生物產業年均增長均超過20%。然而，我國生物材料產業所占全球生物材料市場份額較低，最高時僅占2%左右。
我國生物材料發展起步晚，發展基礎薄弱。由于我國生物材料研究和產業化起步較晚，導致我國在生物材料市場全球競爭中失去先機。目前，我國生物材料企業產品沒有自己的專有產品和自主知識產權，生產的產品大都屬于在國外技術非常成熟且國外廠商并不愿意生產的初級產品。同時由于生產技術裝備、管理與操作工素質等因素，導致目前我國生產的生物材料質量一直處于中低檔水平，鮮見有高質量的國產生物材料。由于我國生物材料質量問題，我國生物材料與制品約有70%～80%需要進口，且我國生物材料和制品所占世界市場份額不足1.5%。
我國政府日益重視生物材料產業發展。2006年國務院的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》不僅將生物技術作為科技發展的5個戰略重點之一，同時在基礎研究等方面也給予了高度重視。2010年9月通過的《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》也將生物產業列入戰略性新興產業，并明確指出要求“加快先進醫療設備、醫用材料等生物醫學工程產品的研發和產業化，促進規模化發展”。在2011年7月科技部的《國家“十二五”科學和技術發展規劃》中第四部分“四、大力培育和發展戰略性新興產業”也明確指出要大力發展包括生物材料在內的生物產業。
我國生物材料產業市場前景廣闊。據民政部門報告，我國現有的肢體不健全患者已超過1500萬個，其中肢殘患者約800萬個；由類風濕引發的大骨節病患者有數百萬；冠心病患者已超過1000萬個；白內障盲人約500萬個；牙缺損和牙缺失患者高達3億～4億人；肝炎病毒攜帶者1.2億人；心血管病患者2000萬人；需計劃生育的育齡婦女2000萬人；伴隨人口老齡化（60歲以上的老年人口已達1.39億人，約占全國人口的10.69%） 的骨質疏松患者7000萬人；每年由于疾病、交通事故和運動創傷等造成的骨缺損和缺失患者人數近1000萬人；需要進行顱頜面等整形的人數有數千萬人。這還不包括數目龐大的各類軟組織、血液和器官疾病患者人數。
上述疾病的治療均需要生物材料，從而為生物材料產業創造了巨大的市場。據統計，僅2008年，包括生物材料在內的生物行業總產值就已經突破8000億元人民幣。在“十二五”發展熱點研討會上，中國工程院院士張興棟表示，生物醫學材料的技術和產業都處于起步階段，并在不斷變革之中，我國生物醫學材料市場正處于“井噴”前夕，前景比較廣闊；保守估計，到2015年，將實現銷售額200億美元，同期國際市場份額為6.2%，帶動相關產業收入將達600億美元。
Three
濱海新區生物材料產業發展現狀
濱海新區生物材料產業技術研發能力不強、產業基礎薄弱，尚處于起步階段。但關聯產業如生物醫藥、新材料均是濱海新區核心產業，有一定的產業基礎；南開大學、天津大學以及生物醫藥聯合研究院等科研實力雄厚的教學與研究機構在生物醫藥、新材料等領域都有很強的科研實力，這對濱海新區今后發展生物材料產業提供了可能。由此可見，雖然濱海新區發展現狀不盡人意，但是具有很大的市場發展潛力。
濱海新區研發能力不強，研究領域處于空白
根據布局在濱海新區的研究院所、高等院校等創新機構的研究方向發現，濱海新區雖然擁有國際生物醫藥聯合研究院、中科院天津工業生物技術研究所、南開大學泰達學院、天津大學濱海工業研究院以及天津科技大學等生物領域的研究與教學機構，但對于生物材料或生物醫學工程相關的研究基本處于空白。雖然南開大學和天津大學在生物材料領域科技成果產出較多，有較強的科研能力，但相關研發團隊基本分布在市內的校區，輻射濱海新區的能力有限。
產品結構單一、企業數量偏少
濱海新區擁有生物材料領域的企業較少，產品結構單一，企業分布也較分散，沒有形成完整的產業鏈。天津世紀康泰生物醫學工程有限公司（原天津泰達生物醫學工程股份有限公司）和天津國韻生物材料有限公司是濱海新區為數不多的生物材料公司。世紀康泰主要產品為人工晶體系列產品，而國韻生物材料主要產品則是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羥基烷酸酯（PHA）及其應用產品，雖同屬濱海新區但產品相關度低，再加上濱海新區相關企業稀少，無法形成有力的產業發展合力。
政策支持乏力，濱海新區相關政策處于真空狀態
天津市有關支持生物材料發展的政策，僅有《天津市中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》中，在生物醫藥及工程技術領域提到“醫用納米生物材料與技術，骨科植入材料和醫用塑料技術與產品；”和新材料和納米技術領域中提到“生物醫學材料重點發展可控生物降解材料，具有天然生理功能的人工器官和組織工程材料，環境響應醫用材料，研究材料的生物相容性及其評價方法。”，后續具體的支持政策沒有出臺，僅停留在規劃層面。甚至在濱海新區十二五規劃中也沒有體現支持生物材料產業或生物醫學工程領域發展的相關內容。
Four
濱海新區應對策略
結合濱海新區生物材料產業發展所面臨的起步晚、研發能力不強、產業基礎薄弱等問題，提出以下建議。
加強原始創新研究，重點突破
當前，濱海新區生物材料領域原始創新能力偏低，原始創新研究成果稀少。為改變這一局面，建議一是根據“自主創新，重點跨越，支撐發展，引領未來”科技工作的指導方針，以市場需求為導向，選擇具有一定基礎和優勢、關系國計民生的關鍵領域，從濱海新區企業的緊迫需求出發，著力突破重大關鍵、共性技術，集中力量、重點突破，實現跨越式發展。二是積極推進企業、高校、科研院所的“產、學、研”合作，結合實際形勢，積極研發新產品，推動產品升級換代，提高產品附加值。
整合研究機構，協同創新
根據研究基礎、領域需求，整合研究機構和共享研究資源，避免散兵游勇獨立作戰，既可以避免重復研究，使科研長期處于低水平，也可以促進資源共享，提高研究水平，開發出更多附加值更高的產品，共同推動研究工作健康發展；理順、構建材料合成與選擇、體外實驗、動物實驗、臨床實驗等不同階段的試驗流程，避免因好的材料由于各種試驗不能按計劃完成導致無法報批形成產業化而造成不必要的損失；嚴格、規范和簡化報批程序，鼓勵跨領域、跨學科的科技人員協同創新，重視基礎研究和應用研究的銜接，重視技術集成。
注重科技招商，填補空白
針對濱海新區生物材料領域產業基礎薄弱、技術創新能力不強的問題，濱海新區應加大科技招商工作力度，以填補產業和技術空白為目標，以國家生物醫藥國際創新園、天津國際生物醫藥聯合研究院、中科院天津工業生物技術研究所、南開大學泰達學院、天津大學濱海工業研究、天津科技大學等創新機構和濱海新區生物醫藥科技企業孵化轉化載體、科技園區、科技企業孵化器、大學科技園等招商載體為招商引智平臺，有針對地吸引技術能力突出、產品競爭能力強的生物材料企業和海內外高端人才來濱海新區落戶，以期可以填補濱海新區產業技術空白，加速濱海新區生物材料產業全鏈條的形成。
整合社會資源，推動科技成果在濱海新區轉化
建議由合適的組織或機構搭設風險投、融資平臺，健全、完善風險投資體系，結合生物材料產業化須經歷小試、中試、工業試驗、市場開拓、 壟斷期生產、穩定生產期和衰退期等7個階段的特點全程跟蹤，積極促進技術創新與成果轉化；加大共性技術研究與共享，尤其是重大攻關技術。重視高水平公共技術平臺建設，成立生物材料技術研究、開發的國家級、市級的公共技術平臺、合作研究平臺和技術轉化平臺以及人才培養的基地。
第6篇：生物醫學工程的研究方向范文
2生物材料的類型與應用生物材料種類繁多,到目前為止,被詳細研究過的生物材料已經超過一千種,在醫學臨床上廣泛應用的也有幾十種,涉及材料學科各個領域。依據不同的分類標準,可以分為不同的類型。
2.1以材料的生物性能為分類標準根據材料的生物性能,生物材料可分為生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物復合材料四類。
2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一類在生物環境中能保持穩定,不發生或僅發生微弱化學反應的生物醫學材料,主要是生物陶瓷類和醫用合金類材料。由于在實際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機體內也只是基本上不發生化學反應,它與組織間的結合主要是組織長入其粗糙不平的表面形成一種機械嵌聯,即形態結合。生物惰性材料主要包括以下幾類:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷.氧化鋁陶瓷中以純剛玉及其復合材料的人工關節和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關節;純剛玉—金屬復合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈式膝關節,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷該材料主要用來制作部分人工關節。(3)Si3N4陶瓷該類材料主要用來制作一些作為替代用的較小的人工骨,目前還不能用作承重材料。(4)醫用碳素材料它主要被作為制作人工心臟瓣膜等人工臟器以及人工關節等方面的材料。(5)醫用金屬材料該類材料是目前人體承重材料中應用最廣泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它與人體環境的相容性.同時它還能制作各類其他人體骨的替代物。
2.1.2生物活性材料生物活性材料是一類能誘出或調節生物活性的生物醫學材料。但是,也有人認為生物活性是增進細胞活性或新組織再生的性質。現在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎,其應用范圍也大大擴充.一些生物醫用高分子材料,特別是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被視為生物活性材料.羥基磷灰石是一種典型的生物活性材料。由于人體骨的主要無機質成分為該材料,故當材料植入體內時不僅能傳導成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時,能與組織密合,無炎癥或刺激反應.生物活性材料主要有以下幾類:
(1)羥基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷—羥基磷灰石(簡稱HAP)材料的研究,在近代生物醫學工程學科領域一直受到人們的密切關注.羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結構也非常相近,與動物體組織的相容性好、無毒副作用、界面活性優于各類醫用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應用于生物硬組織的修復和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通氣引流管、頜面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA顆粒和抑制癌細胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應用.又因為該材料受到本身脆性高、抗折強度低的限制,因此在承重材料應用方面受到了限制.現在該材料已引起世界各國學者的廣泛關注。目前制備多孔陶瓷和復合材料是該材料的重要發展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類材料以醫用為目的,主要包括制粉、燒結、性能實驗和臨床應用幾部分。
(2)磷酸鈣生物活性材料這種材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類.前者是一種廣泛用于骨修補和固定關節的新型材料,有望部分取代傳統的PMMA有機骨水泥.國內研究抗壓強度已達60MPa以上。后者具有一定的機械強度和生物活性,可用于無機骨水泥的補強及制備有機與無機復合型植入材料。
(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要為治療癌癥用磁性材料,它屬于功能性活性生物材料的一種。把它植入腫瘤病灶內,在外部交變磁場作用下,產生磁滯熱效應,導致磁性材料區域內局部溫度升高,借以殺死腫瘤細胞,抑制腫瘤的發展。動物實驗效果良好。
(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃兩類。目前關于該方向的研究已成為生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3生物降解材料所謂可降解生物材料是指那些在被植入人體以后,能夠不斷的發生分解,分解產物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷藥物載體兩類,前者主要用于修復良性骨腫瘤或瘤樣病變手術刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫型載體,可根據要求制成一定形狀和大小的中空結構,用于各種骨科疾病。
2.1.4生物復合材料生物復合材料又稱為生物醫用復合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫學材料,并且與其所有單體的性能相比,復合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類材料的目的就是進一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類材料主要用于修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造,它除應具有預期的物理化學性質之外,還必須滿足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,而且復合之后不允許出現有損材料生物學性能的性質。按基材分生物復合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類,它們既可以作為生物復合材料的基材,又可作為增強體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質各異的生物醫學復合材料,利用生物技術,一些活體組織、細胞和誘導組織再生的生長因子被引入了生物醫學材料,大大改善了其生物學性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫學材料的一個十分重要的發展方向,根據材料植入體內后引起的組織反應類型和水平,它又可分為近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型。人和動物中絕大多數組織均可視為復合材料,生物醫學復合材料的發展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。
2.2以材料的屬性為分類標準
2.2.1生物醫用金屬材料生物醫用金屬材料是用作生物醫學材料的金屬或合金,又稱外科用金屬材料或醫用金屬材料,是一類惰性材料,這類材料具有高的機械強度和抗疲勞性能,是臨床應用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應用非常廣泛,及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個方面,除了要求它具有良好的力學性能及相關的物理性質外,優良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫用金屬材料應用中的主要問題是由于生理環境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質的退變,前者可能導致毒副作用,后者常常導致植入的失敗。已經用于臨床的醫用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類。此外,還有形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮、鋯等。
2.2.2生物醫用高分子材料醫用高分子材料是生物醫學材料中發展最早、應用最廣泛、用量最大的材料,也是一個正在迅速發展的領域。它有天然產物和人工合成兩個來源,該材料除應滿足一般的物理、化學性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質醫用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類。對于前者,要求其在生物環境中能長期保持穩定,不發生降解、交聯或物理磨損等,并具有良好的物理機械性能。并不要求它絕對穩定,但是要求其本身和少量的降解產物不對機體產生明顯的毒副作用,同時材料不致發生災難性破壞。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等方面。這類材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它們可在生物環境作用下發生結構破壞和性能蛻變,其降解產物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫用高分子材料還可分為心血管系統、軟組織及硬組織等修復材料。用于心血管系統的醫用高分子材料應當著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質等。
2.2.3生物醫用無機非金屬材料或稱為生物陶瓷。生物醫用非金屬材料,又稱生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無機非金屬材料。此類材料化學性能穩定,具有良好的生物相容性。一般來說,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經簡要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來提出的一個新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來越多醫學問題的出現,對生物陶瓷材料的要求也越來越高。原先的生物陶瓷材料無論是生物惰性的還是生物活性的,強調的是材料在生物體內的組織力學環境和生化環境的適應性,而現在組織電學適應性和能參與生物體物質、能量交換的功能已成為生物材料應具備的條件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下兩類:(1)模擬性生物陶瓷材料該類材料是將天然有機物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無機生物材料復合,來模擬人體硬組織成分和結構,以改善材料的力學性能和手術的可操作性,并能發揮天然有機物的促進人體硬組織生長的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復合材料該類材料是利用骨的壓電效應能刺激骨折愈合的特點,使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復合,在進行骨置換的同時,利用生物體自身運動對置換體產生的壓電效應來刺激骨損傷部位的早期硬組織生長。具體來說是由于腫瘤中血管供氧不足,當局部被加熱到43~45℃時,癌細胞很容易被殺死。現在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復合,填充在因骨腫瘤而產生的骨缺損部位,利用外加交變磁場,充填物因磁滯損耗而產生局部發熱,殺死癌細胞,又不影響周圍正常組織。現在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應用鮮有報道,但其發展應用前景是很光明的。各種不同種類的生物陶瓷的物理、化學和生物性能差別很大,在醫學領域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發展前途.臨床應用中,生物陶瓷存在的主要問題是強度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學穩定性比金屬、有機材料都好,但其脆性的問題也沒有得到解決。生物活性陶瓷的強度則很難滿足人體承力較大部位的需要。
2.2.4生物醫用復合材料此類材料在2.1.4中已有介紹,此處不再詳述
2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材
料,也稱為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動物體的組織.特殊處理包括維持組織原有構型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理.由于經過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構型和功能,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態過程的修復和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等.
3.生物材料的性能評價目前關于生物材料性能評價的研究主要集中在生物相容性方面.因為生物相容性是生物材料研究中始終貫穿的主題.它是指生命體組織對生物材料產生反應的一種性能,該材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料與宿主之間的相容性,包括組織相容性和血液相容性.現在普遍認為,生物相容性包括兩大原則,一是生物安全性原則,二是生物功能性原則.生物安全性是植入體內的生物材料要滿足的首要性能,是材料與宿主之間能否結合完好的關鍵.關于生物材料生物學評價標準的研究始于20世紀70年代,目前形成了從細胞水平到整體動物的較完整的評價框架.國際標準化組織(ISO)以10993編號了17個相關標準,同時對生物學評價方法也進行了標準化.迫于現代社會動物保護和減少動物試驗的壓力,國際上各國專家對體外評價方法進行了大量的研究,同時利用現代分子生物學手段來評價生物材料的安全性、使評價方法從整體動物和細胞水平深入到分子水平.主要在體外細胞毒性試驗、遺傳性和致癌性試驗以及血液相容性評價方法等方面進行了一些研究.但具體評價方法和指標都未統一,更沒有標準化.隨著對生物材料生物相容性的深入研究,人們發現評價生物材料對生物功能的影響也很重要.關于這一方面的研究主要是體外法。具體來說側重于對細胞功能的影響和分子生物學評價方面的一些研究。總之,關于生物功能性的原則是提出不久的一個新的生物材料的評價方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發展.而涉及材料的化學穩定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內長期埋植的穩定性是需要開展評價研究的一個重要方面。
4生物材料的發展趨勢展望生物材料科學是20世紀新興學科中最耀眼的新星之一。現在,生物材料科學已成為一門與人類現代醫療保健系統密切相關的邊緣學科。其重要性不僅因為它與人類自身密切相關,還因為它跨越了材料、醫學、物理、生物化學和現代高科技等諸多學科領域。現在對于該材料的研究已從被動地適應生物環境發展到有目的地設計材料,以達到與生物組織的有機連接。并隨著生命科學和材料科學的發展,生物材料必將走向功能性半生命方向。生物材料的臨床應用已從短期的替換和填充發展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術、信息處理技術)相結合,制備富有應用潛力的醫療器械。生物材料的研究在世界各國也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會代表著國際上生物材料研究的發展動態和目前的水平。分析認為,以下幾個方面是生物材料今后研究發展的幾個主要方向:
(1)發展具有主動誘導、激發人體組織和器官再生修復功能的,能參與人體能量和物質交換產生相互結合的功能性活性生物材料,將成為生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷與高分子聚合物或生物玻璃進行二元或多元復合,來制備接近人體骨真實情況的骨修復或替代材料將成為研究的重要方向之一。
(3)制備接近天然人骨形態的、納微米相結合的、用于承重的、多孔型生物復合材料將成為方向之一。
(4)用于延長藥效時間、提高藥物效率和穩定性、減少用量及對機體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點之一。
(5)血液相容性人工臟器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能夠制備出納米尺寸的生物材料的工藝以及納米生物材料本身將成為研究熱點之一。
第7篇：生物醫學工程的研究方向范文
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）80-0211-02
醫學主題詞檢索法是醫藥文獻作息檢索的重要手段，即使信息技術不斷發展，在醫藥文獻信息檢索領域，主題詞檢索法都仍在繼續使用，并且與時俱進，持續發展。醫學主題詞表是情報檢索語言（通常是主題詞語言）的具體體現形式，規范的醫學主題詞表是二次文獻標引的重要依據，根據信息檢索原理，標引與檢索是信息存儲與獲取的兩個方面，標引從一定程度上決定了信息檢索。因此，醫學主題詞表是用戶與標引人員間的“指南”。在醫學文獻信息檢索課程中，醫學主題詞檢索法是醫學文獻信息的重要方法。PubMed與Embase是醫藥領域最常用的二次文獻檢索系統，都包含MEDLINE資源，且都具有醫學主題詞表，本文以這兩個檢索系統為例，對醫學主題詞檢索法進行研究。
1 PubMed與Embase
根據2012年最新數據表明，PubMed中經過MeSH標引的MEDLINE期刊有5627種，Embase包括MEDLINE在內的期刊有7961種，這些期刊全部經過Emtree標引。PubMed是世界上使用最廣泛的免費檢索MEDLINE文獻的檢索系統，它的學科范圍包括生物醫學和生命科學，覆蓋護理學、藥學、牙科學、生化學、細胞生物學、衛生保健和獸醫學等學科。Embase是全球最大最具權威性的生物醫學與藥理學文獻數據庫，包括各種藥物和疾病信息，除基礎醫學和臨床醫學外，還覆蓋如藥物研究、藥理學、配藥學、藥劑學、藥物副作用、毒物學人體醫學（臨床與實驗）基礎生物醫學、生物工藝學、生物醫學工程與儀器、保健策略與管理、藥物經濟學、醫療公共政策管理、公共職業與環境衛生、藥物依賴性及濫用、精神科學、替代與補充醫學、法醫學和生物醫學工程等學科。
2 MeSH與Emtree
醫學詞表編制的質量決定了對檢索系統的檢索效率。PubMed系統所用詞表為MeSH，Embase系統所用詞表為EMTREE，因Embase工作人員參照MeSH于1988年編制了Emtree，這兩個著名的醫學詞表有共同之處，但區別非常明顯。對醫學詞表的比較研究，有益于深入了解檢索系統，而且可以加深對情報檢索語言的理論研究。
MeSH與Emtree這兩個詞表最大的不同是專指度的差異。專指度是指主題詞與文獻主題概念的切合程度，揭示主題詞在表達文獻主題的深度和精度方面的能力。詞表的專指度直接影響檢索系統的查準率，較高專指度的詞表能夠幫助用戶獲得更高查準率的檢索結果。而專指度的高低與詞表的主題詞數量直接相關，主題詞越多說明詞表的專指度越高。如表1所示的收詞量上來看，Emtree收錄的主題詞是MeSH的2.4倍，同義詞也多出了七萬多條，從這一角度能夠反應出利用Emtree檢索比利用MeSH檢索會獲得更高的查準率。
同一個生物學或醫學概念、術語，在兩個詞表中的地位有較大區別。通常，Emtree使用更多的詞語做主題詞，而有可能這些詞語被MeSH當作入口詞來使用，這樣MeSH的概念體系可能更加清晰，同時可以防止相關文獻在彼此同義或近義的各個詞下的分散。但從總詞匯量方面來講，Emtree的詞匯數量遠遠多于MeSH詞匯數量，對于用戶來講，更多的詞匯意味著易用性更好。而且Emtree針對藥物主題詞專門設置了17 個核心的藥物副主題詞和47 種給藥途徑，如藥物副作用反應、臨床試驗或藥物分析等，增強索引的深度。針對疾病主題詞專門設置了14個疾病副主題詞，包括恢復、副作用、外科手術、治療等，幫助用戶精確地檢索疾病的某一類或幾類分支的相關文獻， 提高相關性。這些在Embase數據庫中的文獻記錄可以清晰地體現，文獻被標引時使用的主題詞被分成了藥物、疾病和其他三種類型。
3檢索效果比較
本文通過對兩個檢索系統中主題詞擴展檢索（即包括被檢索詞及其所有下位詞的檢索）進行測試，比較分析其檢出量之間的差異，進而評價其檢索效率，為教學過程中學員理解和掌握主題詞檢索法示范，最終為用戶選取最佳檢索平臺提供理論依據和參考。
3.1常見疾病、藥物或研究方向等醫藥概念檢索
因PubMed與Em轉自 base的基本檢索都具有檢索詞自動轉換或匹配主題詞功能，故檢索結果也同時對比給出基本檢索命中文獻數。
從表2中我們可以看到，常見疾病如心臟病和糖尿病的檢索文獻命中率Embase都好于PubMed；常見藥物使用商品名芬必得，Embase能夠通過商品名匹配到主題詞布洛芬，命中文獻，PubMed幾乎不能識別芬必得，只有使用布洛芬才能命中約為Embase五分之一的文獻。生物學領域的轉基因動物研究，Embase的命中文獻數遠遠少于PubMed，可以推見PubMed的生物學領域的文獻較多。而2012年諾貝爾醫學獎的研究領域“誘導多功能干細胞”，在Embase中收錄的文獻數量可觀，而PubMed主題詞檢索的命中文獻僅為它的七分之一多。
3.2專題檢索
例：查找相關病毒性胃腸炎（viral gastroenteritis）的藥物經濟學（pharmacoeconomics）方面的文獻。為查找到較為準確全面的文獻，我們盡量使用主題詞檢索法和關鍵詞詞組相結合的方式。經分析與實際操作。PubMed中“病毒性胃腸炎”沒有主題詞，但上位詞“胃腸炎”有主題詞，且它有一個“病毒學virology”的副主題詞，故檢索式為（"Gastroenteritis/virology"[Mesh] OR “viral gastroenteritis”） AND pharmacoeconomics，命中文獻數為3。為了擴大檢索結果范圍，使用“病毒性胃腸炎”的上位詞“胃腸炎”，檢索式為gastroenteritis AND pharmacoeconomics，命中文獻數為62。Embase中“病毒性胃腸炎”這一概念有對應的主題詞，故檢索式非常簡單：pharmacoeconomics AND 'viral gastroenteritis'，檢索效率也高，命中文獻數為77條。
在醫藥文獻信息檢索課程中通過對MeSH與Emtree 兩個著名醫學主題詞表的對比分析與研究，并結合PubMed與Embase中的主題詞檢索途徑的實例檢索，幫助學員理解醫學主題詞掌握主題詞檢索法，并能夠通過結合主題詞表來判斷檢索系統優劣，最終達到選擇合適的檢索系統與檢索方法的目的。
參考文獻
[1]周曉政.EMBASE.com的檢索特色[J].圖書情報工作，2005，49（5）：136-139.
[2]于雙成.逢大欣與李占兵， MEDLARS與EMBASE所用詞表的比較研究[J].情報理論與實踐， 1996，19（5）：38-40.
第8篇：生物醫學工程的研究方向范文
關鍵詞：一體化；醫學儀器；實驗平臺；理論教學體系
作者簡介：陳洪斌（1973-），男，吉林白城人，吉林醫藥學院副教授，研究方向為原子與分子物理學、大學生思想政治教育與管理。
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1001-7518（2016）11-0073-04
職業院校一體化醫學儀器技能實驗平臺“教學體系構建”內容的相關研究課題，是在醫學院校職業化轉型過程中出現的歷史階段性產物，是本科專業教學體系職業化改革的必然趨勢。“改”就需要“變”，改變的程度不能仍然依附于現有本科專業教學體系而進行的小修小改、修枝剪丫，改革要適應于職業化人才培養目標，要努力形成“創新、創業”雙創型人才培養模式。
生物醫學工程專業（Biomedical-Engineering，簡稱BME）是一個含電子學、醫學、化學、材料學等的學科交叉型專業[1][2]。在一體化實驗平臺建設的過程中，加強BME理論課程設置是非常必要的[3]。目前還沒有與之相配套的教學體系構建內容直接對接使用，故而課題組根據BME專業發展方向及人才培養模式特點，提出了與實驗平臺相配套的理論教學中課程體系建設問題。學生要有一定的基礎醫學和電子學知識基礎，如生物醫學傳感技術、醫學儀器原理、影像技術等課程，與之相關專業課程的學習是橋梁。通過課程模塊的學習為學生形成醫學儀器原理分析與構成設計能力、診療設備操作能力、器械故障診斷與維護等能力而奠定堅實的理論基礎。
一、一體化實驗平臺教學體系構建
在職業院校一體化醫學儀器技能實驗平臺構建方案中，“教學體系構建”為其重要構成部分之一。教學體系構建涵蓋通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程設計工作。含教學體系構建的一體化實驗平臺結構示意框圖，如圖1所示：
二、一體化實驗平臺教學體系構建原則
一體化實驗平臺教學體系構建主要環節為：通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程合理、適當設置等設計工作；該工作中課程設計內容、形式、教學手段與方法等各教學環節不能簡單的被修改或近似等同于現有的課程理論教學體系，要真正體現出BME職業化教育的特色，更加注重學生個體實踐技能提升的培養。
（一）理論教學體系構建方案設計基本原則及結構框架
堅持以為指導，科學、系統地闡述課程的基本理論和基本知識，科學處理課程體系與學科體系的關系，注意課程之間的內容銜接，遵循由易到難、由簡到繁、由淺入深、循序漸進的認知規律，注意吸收新知識與新成果。貫徹理論知識傳授與技能培養并重的方針，在教學內容和課程結構上做出相應調整，適當地增補學科的新進展、新理論和新概念，對各學科之間重復或交叉的內容做出相應的刪減或調整，力求使教學大綱更貼近現代醫學課程的要求。
理論教學體系構建方案設計結構層次框圖，如圖2所示。
一體化實驗平臺理論教學體系構建中，與BME專業相關、應開出課程設置為以下內容：
通識課程：含計算機應用基礎；
基礎課程：含高等數學、普通物理學、機械制圖、C語言程序設計、概率論與數理統計、電路分析、線性代數、模擬電子技術、復變函數與積分變換、電工學、脈沖數字電子技術、系統解剖學、生理學、工程力學；
專業課程：含數據庫程序設計、軟件技術基礎、自動控制原理、微機原理與接口技術、機械設計基礎、單片機技術與應用、生物醫學電子學、數字信號處理、醫用儀器原理、檢驗分析儀器、醫用影像設備學；
限定選修課程：含數學實驗、文獻檢索、科研設計、醫學圖像處理、金工實習、醫學儀器實驗、醫用儀器管理與維護、軟件綜合設計、單片機綜合設計。
（二）輔助教學體系構建方案設計基本原則及結構框架
平臺輔助教學體系主要構建環節為：通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程等輔助實驗教學設計工作；輔助實驗教學設計內容，要體現出生物醫學工程專業職業化教育的特色，更加注重學生個體實踐技能能力的培養。實驗技能即實驗操作技能、實驗數據處理能力、電路設計與制板能力、小型智能醫學儀器的設計與實踐應用能力的提高，為培養適應社會發展、適應醫療設備應用要求的復合型人才。
輔助教學層次設計結構框圖，圖3所示：
實驗教學環節應輔助于相應課程理論教學內容，即在課程所在實驗場所內進行實踐活動。不同課程群對應不同實驗場所，下面列舉部分實驗室功能與各課程群間對應關系：
通識課程實驗室：計算機應用基礎實驗、數學實驗、科研設計；
基礎課程實驗室：普通物理學、機械制圖、C語言程序設計、電路分析、模擬電子技術、電工學、脈沖數字電子技術；
專業課程實驗室：數據庫程序設計、軟件技術基礎、微機原理與接口技術、機械設計基礎、單片機技術與應用、醫用儀器原理、檢驗分析儀器、醫用影像設備學；
常規醫學儀器設備實驗室：金工實習、醫學儀器實驗、醫用儀器管理與維護、軟件綜合設計、單片機綜合設計。
三、理論教學體系構建方案設計問題研究
（一）理論教學體系構建方案設計――實踐鍛煉與認知過程探究
認知過程是對未知世界、未知領域的探索過程，通常以理論文獻查找為前站。醫學儀器技能養成的認知過程，則要通過現有理論進行相應教學設計，讓醫學生首先了解醫學儀器設備有記錄以來的發展歷史，其次能夠識別醫學儀器設備種類與分類，使其在該領域產生濃厚的興趣，最后再去深層次探索醫學儀器設備帶給人類的益處。實踐過程，就是在了解與熟悉醫學儀器構成、原理、使用功能等基礎上，按著指導教師的引導對各種醫學儀器設備進行實踐應用鍛煉過程，進而根據儀器設備故障外觀，能夠提出初步診斷等問題。理論教學體系構建方案設計中實踐鍛煉與認知過程是首要設計環節。
（二）理論教學體系構建方案設計――通識課程設置必要性探究
以本科課程為主，進行通識課程理論知識學習。如《醫療器械認知實踐》課程應該作為BME通識課程，讓學生去學習；該課程具有“廣而淺”的特點，利用這種特殊性，讓學生在還不懂專業知識的同時步入了醫學儀器技能培養的領域內，通過逐漸接觸專業領域內常識性問題，讓學生知道自己將來的學習方向[4]，提升學生的學習興趣。理論教學體系構建方案設計中通識課程的設置是必要的。
（三）理論教學體系構建方案設計――基礎理論知識學習探究
以本科課程為主，進行專業基礎課理論知識學習。理論教學體系構建方案中，專業基礎課理論知識體系建設起到支撐作用，其促進知識體系融合，形成閉合知識鏈條。教材建設是前期工作，選擇知識體系認知設計比較好的教程，或者課題組自行編選適用BME學生使用的教材；合理設計，增、刪、減具體教學內容，提煉教材的適用度。課程群建設是基石，如普通物理學、電路分析與綜合、電子學基礎等，形成一個基礎知識認知課程體系，支撐醫學儀器技能訓練計劃工程的基礎課理論知識學習。
（四）理論教學體系構建方案設計――深層次理論知識學習探究
以本科課程為主，進行專業課深層次理論知識學習。綜合應用能力的提升，基本實驗技能的養成，必然要進行諸如傳感器學、集成電路、CPLD、單片機、程序設計、Matlab、醫學信號采集與醫學圖像處理等專業課深層次理論知識的學習；否則，無法滿足時展對醫學儀器設備更新換代的需求。基礎知識的學習是認知過程的前身，專業課深層次理論知識學習是后事之師。
（五）理論教學體系構建方案設計――先進理論與技術引入課堂教學探究
在本科課程學習基礎上，將先進理論與技術引入課堂教學。BME教學體系的重要組成部分包括：電子應用技術、計算機應用技術、信號測量分析處理技術和基礎醫學知識等，其具有理論性、技術性和實踐性都很強的特點；同時產品開發周期短、技術更新快，有必要將更為先進的、前沿技術理論引入課堂，培養學生具有一定分析問題、解決問題的能力[5]。
四、基于實驗平臺輔助教學系統設計研究
（一）輔助教學系統設計――基礎驗證性實驗問題研究
基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程、基礎驗證性實驗設計為基礎。根據實驗數量、名稱、內容、目標要求等，進行電路實驗設計與開發、電工學實驗設計與開發、模擬與數字電子技術基礎實驗設計與開發等研究。目的明確，力求基礎，養成思考問題習慣、培育實踐動手能力、促進潛在開發意識、形成基本職業技能。
（二）輔助教學系統設計――虛擬儀器開發平臺研究
基于實驗平臺輔助教學系統，開發虛擬儀器平臺。實驗室虛擬儀器工程平臺（LabVIEW-Laboratory Virtual Instrument Engineer-ing Workbench），由美國NI公司推出，且以圖形化編程語言為主的一種虛擬儀器開發平臺；以LabVIEW為契機，可模擬實現常規醫學電子儀器功能的基礎上，并可適當開發出更多功能，應用虛擬技術來處理醫學信號，使醫學電子儀器模擬設計變得更加方便[6]。也可依托嵌入式醫學儀器系統，充分利用該系統功能可靠、性價比高等優點[7]，開發相應產品，最后由模擬仿真到產品生產。虛擬儀器平臺開發能力高低，是測試學生醫學儀器實踐技能的最佳手段。
（三）輔助教學系統設計――軟件仿真實驗問題研究
基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程為基礎，進行各門課程的實驗數據仿真實驗設計。將實驗室中的各類實驗數據，進行驗證性研究，對如何能夠克服工作環境、人為、儀器設備等因素造成的誤差問題進行探討；在軟件上是否能夠跑通，如何選件，對電路設計進行可行性分析等，節省時間、節約成本，防止器件使用中的浪費，減少軟硬件間調試問題。軟件仿真實驗設計技巧的熟練應用，是醫學生對醫學儀器軟、硬件綜合應用能力提升的體現。
（四）輔助教學系統設計――設計性實驗問題研究
基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程、設計性實驗為核心。根據實驗設計意義、目標要求等，進行傳感器學實驗設計與開發、集成電路實驗設計與開發、CPLD實驗設計與開發、單片機實驗設計與開發、程序設計實驗設計與開發、軟件仿真與Matlab實驗設計與開發、醫學信號采集與醫學圖像處理實驗設計與開發、小型醫學儀器實驗設計與開發等研究。以問題設計為中心，開展探究式實驗教學，促使學生第一時間了解學科最前沿科技進展，培養潛在科研意識[8]。
（五）輔助教學系統設計――醫學儀器設備調試與操作水平能力提升研究
基于實驗平臺輔助教學系統，提升儀器設備調試與操作者應用水平。操作者必須了解、掌握其使用原理和應用方向，以虛擬儀器使用為例：虛擬儀器操作面板，與常規儀器設計具有相似性，如開關、指示燈等控制部件的圖形化表示，通過操作、控制虛擬面板，從而完成對被測信號的采集、分析、存儲、顯示及輸出等功能[9]。儀器設備基本信息、使用功能等基本知識的掌握，是醫學生提高醫學儀器設備調試與操作水平能力的前提。
（六）輔助教學系統設計――醫學儀器設備故障診斷與維護能力養成研究
基于實驗平臺輔助教學系統，培養儀器設備故障診斷與維護者技能水平。維護者必須熟悉各類儀器設備結構構成、工作原理，以虛擬儀器使用為例：虛擬儀器主要由硬件和軟件兩大部分構成，虛擬醫學電子儀器以計算機為核心，利用軟件來完成生物醫學信息的采集、處理、分析、顯示等功能[10]。儀器設備結構構成、工作原理等知識的掌握，是醫學生提高醫學儀器設備故障診斷與維護能力養成的前提。
五、基于一體化實驗平臺推動教學方法改進
探索多種教學方法，提高學生的學習熱情與效率，提高教學效果。如通過啟發式教學，由原理結論教學轉移到設備應用教學上來，再反作用于原理學習，調動學習積極性，提高學生解決問題的能力；采用比較教學法，讓學生發現不同原理設備的共同點和各自設備自身的特點，引導學生發現醫學儀器各原理及各設計方法的本質；爭議討論式教學，針對有爭議的授課內容，安排學生課下查證，課上討論，促進學生積極思考，激發學生學習的潛能；教學中要發揮網絡技術優勢，將教學融入網絡世界中去，克服傳統教學內容更新慢較慢等弊端[11]。
綜上所述，為培養適應社會醫療服務發展需求，適應醫療設備輔助治療、康復、預防、保健等應用功能要求的技能型人才，依托一體化醫學儀器技能實驗平臺，提出教學體系構建設計方案是必要的；其為高校一體化醫學儀器技能實驗平臺構建設計工作主體構成部分之一。
參考文獻：
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[5][11]吳效明，等.加強實驗實踐教學體系建設 培養理工科綜合型人才[J].醫療衛生裝備，2010（2）：115-117.
[6][9][10]劉艷，等.基于LabVIEW的醫學電子儀器開發[J].醫療裝備，2010（8）：5-6.
第9篇：生物醫學工程的研究方向范文
關鍵詞：睡眠呼吸暫停綜合癥；監護儀；鼻氣流；血氧飽和度；單片機；系統分析；遠程診斷
中圖分類號：TP277
1 睡眠呼吸暫停概述
隨著現代生活節奏的加快及生活方式的改變，各種睡眠障礙性疾患日益成為一個突出的醫療及公共衛生問題而得到人們的關注。根據2005年出版的國際睡眠疾病分類，外在或內在因素導致的睡眠疾病達90余種，睡眠呼吸暫停綜合癥是一種發病率高，具有潛在危險性的疾病。隨著對OSAHS研究深入，發現并發癥越來越多，嚴重影響患者生活質量及患者生命，這種病理狀態不僅有睡眠打鼾和嗜睡，還由于低通氣或呼吸暫停引起反復發作的低氧高碳酸血癥，可導致心肺和其他重要生命器官并發癥，甚至發生猝死。
2 睡眠呼吸暫停報警監護儀需求背景
國內目前專業進行睡眠呼吸暫停綜合癥治療的醫院屈指可數，床位也非常緊張。采用的睡眠呼吸監護儀基本都是國外進口設備，價格高，維護成本高，導致轉嫁到消費者身上的醫療費用也隨之增高，一部分睡眠呼吸疾病患者望而卻步。目前的睡眠監測產品主要為PSG，外形較大，外接導連比較多，配帶不方便，操作比較復雜，更適合重癥呼吸患者在醫院使用。近期國內醫療企業也陸續有睡眠監測產品推向市場，主要用于呼吸病患者的初篩檢查，面向家庭和醫院使用，測試指標主要為血氧和脈率參數，鼻氣流檢測不作為標配測量參數或者根本沒有，從功能的角度上其更應該歸類于血氧類產品，不能滿足患者的需求。
3 產品特點
3.1 外觀硬件設計方面。腕表式設計、輕巧易用、耗電量少、大屏幕彩色顯示，實時監測所有數據和波形；內置存儲卡可記錄20小時以上數據，USB下載，數據報告輕松完成；雙鍵操作，圖形菜單，記錄時間和電池電量一目了然。
3.2 軟件方面。上位機軟件分析更準確，呼吸氣流分析算法已經申請了國家發明專利。界面操作簡單（中/英可選）；自動記憶操作者的操作歷史，減少重復操作的工作量；可以方便地定位所有事件發生位置，由用戶修改所有分析參數；提供多種瀏覽數據的方式，從不同角度觀察記錄和分析的各個細節，對有意義的數據部分打上不同標記，便于以后快速查找。該產品適用于醫院、診所、家庭。該產品已經加入了公司遠程醫療項目。
4 遠程睡眠呼吸暫停報警監護儀模塊介紹
4.1 產品結構。本產品由電源模塊、鼻氣流模塊、血氧模塊、LCD顯示模塊、TF卡存儲模塊、USB讀卡模塊、報警模塊、時鐘模塊、PC機分析軟件組成。信號采集由鼻氧管、血氧探頭組成。
（1）鼻氣流模塊。采用壓力傳感器測量法，人體呼吸氣流通過鼻氧管將信號傳到壓力傳感器，信號經差分放大濾波后，送至單片機AD接口，單片機對采集數據進行處理。
（2）血氧模塊。采用光電血氧檢測技術結合容積脈搏描記技術，用兩束不同波長的紅光和紅外光分別通過透視夾指式傳感器照射人體指甲尖而由光敏元件獲取測量信號，所獲取的信息經電子電路和微處理器處理后發送主單片機進行數據的接收。
（3）TF卡存儲模塊。采用大容量TF卡實現多病例存儲，總存儲時間可長達200多個小時。病人可以保存不同時間段的病例，并分別以采集時間命名區分，便于分析比較病情發展趨勢。
（4）顯示模塊。通過不同按鍵狀態，控制各級菜單的顯示，通過按鍵設置各參數值和范圍，為用戶的使用帶來方便。
（5）USB讀卡模塊。通過USB方式將數據拷貝到PC機上，或通過上位機分析軟件直接導入病例，分析儲存的病例信息。
（6）時鐘模塊。采用時鐘芯片計時，定時開機功能首先判定時鐘設設定的有效性，如有效，則關機狀態后定時時間到會自動開機，如果定時開機時間儀器已經處于手動開機狀態了，則忽略定時開機，防止操作沖突。
（7）報警控制模塊。呼吸暫停或低通氣報警：呼吸暫停或低通氣壓力級別設置成多個級別，每個級別可設置持續時間范圍為10^120s，根據個人呼吸強弱和呼吸暫停時間間隔進行設置，設置后再次開機默認上次設置。
血氧超限報警：該模塊通過對檢測到的血氧飽和度值和脈率值與用戶設定的報警上下限值進行比較，當血氧或脈率值任一數據超出范圍，對應數值變為黃色顯示且蜂鳴器發出報警聲；
（8）PC機軟件開發主要包括了以下幾個方面：1）病例數據庫存儲功能；2）上位機軟件病例數據及分析結果顯示功能；3）呼吸氣流分析功能；4）血氧氧減事件分析功能；5）報告輸出功能。
4.2 遠程睡眠呼吸暫停報警監護儀主要功能
（1）睡眠呼吸暫停報警：可鼻氣流監測單獨報警，也可血氧超限單獨報警。
（2）LCD顯示，實時監測數據及波形用于日常運動及鍛煉時的血氧及脈率監測。
（3）實時時鐘、記錄病例采集時間，并記錄下發生呼吸暫停的時間。
（4）多病病例存儲，便于患者了解病情趨勢。
（5）人性化開關機設計：手動開關機和定時開關機兩種方式。病人可采用手動開機方式進行存儲操作，也可以預估自己的睡眠時間進行自動開關機設置，減小患者心理負擔輕松檢測，定時開機后儀器會自動保存病例。
（6）USB2.0接口，快速數據傳輸，可以將病例快速上傳至電腦PC軟件或電腦直接復制保存。
（7）PC機客戶端自動分析軟件，可以對采集病例進行分析以協助醫生對病歷進行快速診斷，并輸出報告。
（8）遠程終端：病人可以自己通過網絡請專家對病歷進行遠程診斷，有利于患者在家中健康體檢。
5 結束語
該儀器能可以對睡眠呼吸暫停危險狀態進行監測報警，可以讓患者方便快捷的進行檢測，對睡眠呼吸暫停病例進行自動分析，方便醫生對病情進行診斷。
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