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1該校發展歷程
牡丹江醫學院自1958年創立以來,目前已經擁有近60年的教學歷史,1997年6月,學院通過了原國家教委本科教學評價,成為全國首批本科教學評價合格院校。從最初的名不見經傳到現如今的發展壯大,牡丹江醫學院在學科建設、師資力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重視實踐教學環節,在教學、科研、實習和就業方面均走在了同級別院校的前列。
2生物工程及影像技術的發展背景
生物醫學工程(BiomedicalEngineering,BME)是結合物理、化學、數學和計算機與工程學原理,從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出基本概念,產生從分子水平到器官水平的知識,開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學方法,用于疾病預防、診斷和治療,患者康復,改善衛生狀況等目的[1]。近幾年來,我國的醫療體制變革正處在快速時期,理工類科學技術在醫學領域,尤其是生物醫學中的應用范圍也越來越廣,因此對于具有較高專業素養和應用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是國家教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重點大力項目[2],同時也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的一項重要措施,該政策旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導。醫學影像技術是醫學專業其中一門[3]。我國在2006年時出臺了改革政策,將醫學影像學專業區分為兩種學制不同的專業進行教育,此教育模式早在上世紀西方某些發達國家就已經出現,并取得了較好的教育結果。4年制醫學影像技術是專門從事影像技術與操作方面的工作的一類高精尖技術人才,在儀器操作及治療劑量控制方面的能力水平要明顯優于五年制的醫學影像學專業學生[4]。
3該校學科建設情況
該校擁有較高規格的影像實踐基地,該基地初建于2003年,現擁有6個實驗區,47間實驗室,建筑面積達3000㎡;配備X線機(常規X線機、程控X線機、高頻X線機)、CT(螺旋CT、往復式CT)、MRI(超導MRI、小型MRI教學儀)、ECT、DSA、超聲(彩超、黑白超、數字超聲教學儀)、直線加速器、模擬定位機、麻醉劑、體外碎石機、血液透析機、激光相機、洗片機、高壓注射器等50余臺設備,總價值達1000余萬元。可滿足生物醫學工程、醫學影像技術專業的專業課的實驗課、實驗室開放等教學活動,可以為學生提供大量的實踐動手機會。亦可帶領學生參與醫院大型設備的拆卸、搬運、安裝、維修等工作,讓學生得到“實戰”的機會。該校于2013年在醫學影像學院增設4年制生物醫學工程專業、醫學影像技術專業,培養方案與原醫學影像學專業(工程方向)(5年制)不同,《醫學影像設備學》作為重要的專業課之一,教學大綱亦作調整。根據醫學生物工程專業、醫學影像技術專業的特點,進行教學改革。理論課刪減部分陳舊設備相關知識,如壓縮常規X射線機結構、功能、工作原理及電路分析的講解,由學生課余時間自行學習討論。在實驗課改革方面,刪減部分陳舊實驗項目,讓學生多多地參與實驗課教學互動中,增加學生實踐動手機會,鍛煉學生獨立分析問題、解決問題的能力。同時針對醫學生物工程專業、醫學影像技術專業每學期均進行實驗室開放,由老師指導學生進行DSA設備的安裝,X射線機設備的局部改進設計等。積極組織指導生物醫學工程專業、醫學影像技術專業學生進行大學生科研立項,近幾年該教研室共指導黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目、牡丹江醫學院大學生科研項目共6項,例如:“常規X線機燈絲加熱電路改進”。該校積極開展校企合作聯合培養學生,2016年1月,醫學影像學院經實地考察,與北京威格瑞技術服務有限公司等8家醫療器械公司達成合作。2016年7月,首屆2013級醫學生物工程專業、醫學影像技術專業學生進入公司進行生產實習。2017年7月,經調查反饋,一年來各家醫療器械公司均能按學校要求培養學生,實習效果非常理想,多位學生實習表現優秀,被實習公司正式錄用。校企合作模式將繼續開展。醫學影像學院于2013—2014年編寫的高等學校改革創新教材、醫學影像專業特色系列教材中,影像設備教研室針對生物醫學工程專業、醫學影像技術專業編寫了《醫學影像設備學實驗指導》《醫用常規檢驗儀器》《醫用傳感器》《臨床設備學》4本理論及實驗教材,并已投入使用。該校現已將生物醫學工程專業、醫學影像技術專業培養方案的修訂已提上日程。
4未來學科發展模式
4.1加強實踐教學環節
以教學改革為中心,以培養學生的創新實踐能力為只要目的,在不斷提升實踐教學設施基礎的同時,堅持理論教學為基礎的主要宗旨[5],讓學生在扎實掌握理論基礎后,運用先進的實踐教學來不斷地提升、完善自己的綜合技能[6]。使學生在此教學模式下,可以將專業發展為:擁有扎實的理論基礎、培養良好的專業素養、形成獨特的專業特色的優秀學科[7]。
4.2確立學生在實踐教學中的主體地位
無論在學科建設中進行怎樣的改革,其宗旨都是培養優秀的畢業生能被社會所用[8]。因此學生在實踐教學中的主體地位就顯得尤為重要[9]。因此讓學生提早進入醫院及工廠進行實習,不僅可以開闊學生的視野,而且可以使其在即將進入工作崗位前掌握一定的基本操作技能,在今后的工作中更早上手,從容地應對工作中的一系列問題。在教學中主動聆聽學生的意見,根據學生的不同呼聲對于教學方案進行及時的調整,盡最大可能地覆蓋盡量多學生的特點,提高教學效果[10]。
4.3加強師資隊伍建設
學校通過多種途徑提高青年教師的學歷及教學水平,并在教學實踐中不斷地提高,逐步培養一支結構合理、理論基礎扎實、實踐能力過硬、教學效果明顯的優秀教師隊伍[11]。
4.4建立教學評估及監控體系
完善的一套教學評價及質量監控系統是保證人才培養質量的一項重要措施[12]。建立一套過硬的實踐教學基礎、完善的實踐教學過程、科學的實踐教學效果評價、嚴格的教學質量監控體系,對于加強對整個實踐教學工作的宏觀調控、保障實踐教學體系的落實、高素質應用型創新人才的培養都起到了十分重要的作用[13]。
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生物醫學工程是指綜合應用生命科學和工程科學的原理與方法,系統研究人體的結構、功能及生命現象,研發用于防病、治病的材料、植入器械、人工器官以及生物醫學信號檢測、圖像顯示和疾病診治裝置的總稱。專項根據我國生物醫學工程產業的技術發展基礎和特點,重點支持具有我國自主知識產權和國內外重大市場前景的生物醫學工程產品產業化項目,以及產業化相關技術開發及產業化重大技術支撐條件建設。專項支持的重點領域為:
(一)新型醫用植入器械及人工器官的產業化,包括:表面生物活化改性的人工關節;表面抗凝血、抗組織增生改性的血管支架、人工機械心瓣膜及其他介入治療器件;人工腎、人工肝等體外循環人工器官等。
(二)組織工程產品產業化,包括:組織工程骨、肌腱、血管、皮膚、角膜等組織工程產品。
(三)數字化醫學影像診斷設備和系統的產業化,包括:計算機斷層掃描系統(CT)、磁共振系統(MRI)、數字化X射線機、彩色超聲影像系統等。
(四)微創診療設備和新型腫瘤治療裝置的產業化,包括:新一代多品種內窺鏡、微型攝像及介入手術裝置、腫瘤物理治療設備等。
二、專項實施目標
通過實施專項,加快生物醫學工程高技術成果的產業化,形成一批生物醫學工程新產品,扭轉高端產品依賴進口局面,滿足廣大人民群眾醫療需要。培育和壯大生物醫學工程產業,扶持自有品牌,加速產業結構調整,提高中高檔產品比例,提高產業整體水平,提升產業在國際分工中的地位。培育具有較強國際競爭力的大型企業和企業集團,促進產業集聚式發展。引導、推動產業持續、快速發展,做大產業規模,促使我國生物醫學工程產業在2010年達到1000億元以上的規模。
三、專項實施的原則
為確保專項實施能夠取得應有的效果,在專項的組織實施過程中,重點把握以下原則:
(一)以市場為導向。面向提高廣大人民群眾醫療健康水平的重大需求,推進新型生物醫學工程產品、特別是已經具備一定技術基礎產品的產業化進程。
(二)鼓勵自主創新。著重推動具有我國自主知識產權和自有品牌產品的產業化;加速發展我國具有技術基礎和優勢的產業領域。
(三)促進產學研聯合。重點支持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作項目。
(四)培育龍頭企業,促進產業集聚。重點扶持具有潛在國際競爭力的大型企業和企業集團,促進項目向國家生物產業基地集聚。
四、具體要求和進度安排
(一)專項項目應按照我委頒布的《國家高技術產業發展項目管理暫行辦法》(國家發展改革委令第43號),開展項目組織、資金申請報告編制和申報工作。
(二)主管部門要嚴格審查項目的產業化基礎和申報單位的建設條件。申報單位(包括技術依托單位)應是行業或區域有實力、影響力的大企業,應具備較強的技術開發、經營管理、資金籌集等方面的能力。
(三)項目需要提供有關部門出具的醫療器械或相關生產許可文件。項目應是近3年取得注冊證書的新產品,并在全國具有比較優勢。
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我國各級現代化醫院,隨著大量先進的醫療技術和現代醫療設備引進醫院,如何正確使用,確保儀器的安全性和可靠性,提高儀器設備的完好率和利用率,充分發揮出其應有的效能,已成為醫院發展中一個重要問題。醫院如果沒有醫學工程師與醫護人員的合作,仍只靠了解現工學知識甚少的醫生和護士是很難勝任的。很多醫院都認識到這點,所以自70年代中期開始,各醫院都根據工作需要自發相繼成立了醫學工程部門,但各醫院這個部門的名稱很不一致,諸如稱醫學工程科(部)、醫療器械科、器材科、設備處(科)、維修科(組)等等。
1.2醫學工程技術人員
概算在全國各級醫院醫學工程部門工作的醫學工程技術人員(不計儀器設備使用和計算機管理人員)約10萬人。其中縣級醫院為3~10人/所,共約4.5萬人,省、市級以上大醫院10~40人/所,共約5.5萬人。我國目前各級醫院的醫學工程人員業務水平普遍偏低,絕大多數醫學工程科的工程人員具有大專以上學歷的只占30%左右,且知識老化,多為其它專業轉過來的,跟不上醫學工程新技術發展的需要。為此,自1978年起到目前全國有21所醫科院校為醫院培養大專以上醫學工程技術人才。每年畢業生約1000余名,但其中到醫院醫學工程科從事臨床醫學工程工作的人還不到1/2,而且工作還極不穩定。
1.3醫學工程科的工作
我國醫學工程科的建設和發展多數還仍處于初級階段,其工作主要圍繞醫療儀器設備購置、管理和維修進行醫療服務。還有一些醫學工程技術人員專門從事醫學影像設備和高精儀器的使用和維護工作。對其它與臨床醫學工程有關的許多工作都沒開展,或無能力或無條件做,工作范圍還很局限。實際上現代醫院對醫學工程科和醫學工程技術人員的要求理應是很高的。一個現代化醫院的醫療設備總資產約占全院總固定資產的50~80%,一般三級甲醫院的設備總額在1~3億元以上。國家和醫院把如此巨額資產交給醫學工程科負責管理,如何管好、用好,使其發揮出應有的社會效益和經濟效益,這是醫學工程科的基本任務。可見,這個部門的責任重大,它是一個現代化醫院提高醫療水平、增加經濟效益、減少浪費、進行科學管理的關鍵部門。遺憾的是,直到目前我國只有少數大醫院的醫學工程科在醫院中起到了應有的作用。多數醫院的醫學工程科尚需加速完善,盡快在醫院起到應有作用。
1.4面臨的問題
目前我國各醫院的醫學工程科面臨的問題各不相同,現談多數醫院面臨的幾個亟待解決的問題。①醫學工程科不穩,面臨關、停、并、轉局面:因醫院改革受后勤社會化的沖擊,對那些只能管醫療設備購置、維修工作的醫學工程科(室),將被醫院列為后勤社會化統籌的對象,有的將與電工、水暖工……等后勤維修工種合并,有的采取維修社會化,買維修,面臨取消醫學工程科。根據我國醫院的實際情況,這種作法肯定是錯誤的,只不過有關領導尚未認識到醫學工程部門在醫院的重要性,取消它將會給醫院帶來多么嚴重的損失,還將推遲我國醫學工程學科的發展進程。②醫學工程技術人員整體水平偏低:多數不是本專業大專以上的畢業生,只有少數省、市級以上醫院開始引進足夠數量本專業畢業的大專生、本科生和研究生。原有工程技術人員主要靠經驗維修和購置管理醫療儀器設備,很明顯已不能適應醫院醫學工程科的要求,亟待培訓提高。并應通過考核上崗。③在醫院工作的醫學工程技術人員亟不穩定:由于醫院的有關領導只重視花費巨額資金買醫療儀器設備,使醫院硬件上檔次,而不同時重視購置、使用和保證醫療儀器設備安全性和可靠性的醫學工程技術人員隊伍的建設和培養。使這些人的專業技術特長得不到發揮,在生活待遇和職稱評定等方面深感不平衡。所以醫院的醫學工程技術人員普遍工作不安心,流動較大。嚴重地影響著醫學工程科工作的開展。④尚無“醫學工程師法”:我國很多醫學工程學專家和學者都積極呼吁,我國應當制定和公布“醫學工程師法”,能將醫院的醫學工程科定位為醫學技術科室,規定醫學工程師的知識結構和技能,培訓、考核、上崗的方法和制度,還應對醫學工程師的權利、義務和獎懲作出明確規定。這樣將有利于穩定醫院醫學工程技術隊伍,發展我國醫學工程學科,促進醫學現代化發展。據悉衛生部有關部門正著手準備作這項工作,這是很可喜的一件大事。
2臨床醫學工程科的任務和作用
一個現代化醫院的醫療技術工作主要依靠三部分人員,即醫生、護士和醫學工程技術人員,由他們分工合作,駕馭醫院正常運轉。現代化醫院的醫學工程科是定位在院長直接領導下的一個醫技部門,是現代化醫院提高醫療水平的重要支柱。其主要任務:
2.1負責全院醫療儀器、設備和器材的購置與管理。
2.2負責全院在用醫療儀器設備安全性和可靠性的管理與監測,把好在用醫療儀器設備質量控制關。
2.3負責培訓醫護和醫技人員能正確使用與維護現代醫療儀器設備的技術。
2.4負責對現代大型多功能醫療儀器設備的功能開發工作,使醫院購置的儀器設備能充分發揮應有的社會效益和經濟效益,作到物盡其用。
2.5負責在用醫療設備的日常維修工作,使醫院的儀器設備維修工作能及時、方便、省錢。保證常用儀器設備能正常運轉,提高完好率和利用率。
2.6負責儀器設備的更新換代和報廢的技術論證與處理工作。
2.7負責現代化醫院的醫院信息系統的軟件和硬件的設計與技術管理。
2.8與有關醫療科室醫護人員合作,共同開發、研究新醫療技術,運用現代醫學工程技術促進醫療水平的提高。目前,我國只有少數大型醫院的醫學工程科能基本完成上述幾項任務,多數醫院醫學工程科作不到。現代醫學的發展和醫療技術水平的提高,除醫學本身發展外,將很重要的要依賴于生物醫學工程學的發展,特別是要依賴于先進醫療儀器設備和計算機管理技術在醫院的合理應用。可以說現在醫院的醫學工程部門已成為現代化醫院提高醫療水平,保障儀器設備安全、有效的正常使用,提高醫院社會效益和經濟效益的關鍵部門。醫院領導必須重視醫院醫學工程部門的建設,使其充分發揮出醫學工程技術優勢為臨床醫學服務,真正起到支柱作用。
3醫學工程人才培養
3.1醫學工程師應具備如下條件:
①具有醫學和工程學兩方面的理論知識和技術。②掌握較廣的生物醫學工程知識,能對醫學方面的研究課題提供工程技術手段,能對其可行性作出正確判斷。③能適應生物醫學工程新技術的發展,不斷了解和掌握最新技術成就。④能在各級醫院的醫學工程崗位上承擔臨床工程技術服務工作。⑤具有對醫療經濟管理、醫療環境、醫療儀器設備質量和安全性等問題進行監督和管理的能力。
3.2對現有的醫學工程技術人員進行技術培訓
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生物醫學工程是一門理工醫相結合的交叉學科,主要是應用計算機和工程技術等現代先進的技術手段,研究醫學中防病治病的方法,從而保障人民健康的一門新興學科。它是從工程學角度運用高科技手段解決生物學與醫學基礎理論及臨床應用問題的綜合性專業。本文結合我校生物醫學工程專業十幾年的教學實踐,圍繞專業特色,以社會需求為導向,以人才培養為根本,以突出實踐型、應用型、創新型人才的培養為目標,根據學生的學習狀況和社會需求,在培養方案、課程體系、師資隊伍建設、實踐教學環節、課外科技競賽活動和校企合作等方面對生物醫學工程專業人才培養模式進行探索和研究。
一 中國高校生物醫學工程專業人才培養的現狀分析
隨著人民生活水平的提高,群眾對醫療保健的需求日益增長。作為醫療衛生事業的重要支柱的生物醫學工程產業,已成為中國生命健康產業中最具成長性的組成部分和國民經濟發展的重要增長點。根據生物醫學工程學科的特點開設的高等院校主要包括兩大類:(1)理工類大學;(2)醫學院校。理工學校注重工程技術的培養,其學生有較強的物理電子計算機知識,但對影像設備在臨床運用中的管理、操作、維修和開發能力欠缺;醫學院校則相反,注重醫學知識的培養卻忽略工程技術理論的學習,工程技術基礎相對薄弱。在當前社會形勢下,要求培養出一批具備醫學與工程技術相結合的科學研究能力,能夠在生物醫學工程領域對醫療儀器研究、開發、運行管理、維護的高級工程技術人才。
二 當前中國生物醫學工程專業人才培養模式存在的問題
目前,中國有一百多所高等院校開設了生物醫學工程本科專業。由于生物醫學工程是一門交叉性很強的學科,需要學生掌握豐富的理論知識并且具有很強的專業技能、實踐動手能力和創新能力,傳統的生物醫學工程專業的人才培養模式不能真正培養學生的創新思維和創新能力,不能滿足市場經濟下用人單位的需求,主要問題表現在:
1.專業培養目標和人才培養方案與社會需求存在一定程度的脫節
開設生物醫學工程專業的高校在專業設置及培養目標上沒有及時修訂和完善人才培養方案,沒有以社會需求為導向,沒有緊密結合生產和科技發展變化的需要而及時調整課程設置、更新課程內容和教學方法,未能使學生盡快地接受新技術與信息,不能很好地了解當前生物醫學工程領域發展的最新狀況和趨勢,不利于多學科交叉的生物醫學工程專業復合應用型人才的培養。
2.專業課程體系設置不夠合理,工程與醫學的有機結合還不夠緊密
生物醫學工程是一門理、工、醫融合在一起的交叉型學科,部分高校或缺乏工程技術背景,或缺乏醫學背景,教師的知識結構很難融合多學科的知識,由于學科專業劃分過細、專業口徑狹窄,過分講究專業對口,使專業課程設置被局限在一個狹小的范圍,缺乏多樣性和適應性,這種現象嚴重阻礙了科學技術的發展,使得培養出的人才知識面狹隘,缺乏創新思路。
3.實踐性教學環節中理論知識與實踐脫節嚴重
由于專業建設的資金投入和實驗場所的限制而偏重理論教學,忽視了科學研究能力和實際操作能力。所開設的實驗絕大部分屬驗證性的實驗,很難培養學生的動手能力、創新思維和創新能力;實踐性環節不足,主要以醫院見習為主,不能充分調動學生的學習積極性和激發學生的求知欲望。沒有做到理論與實踐相結合,學生的應用能力、適應社會能力普遍偏低。
4.學生課外科技活動少,學生的動手能力和創新能力差
目前大學生以學習理論知識為主,課外科研活動少,科研活動的參與率較低,科研能力、動手能力和工程實踐能力較差,科研成果少,導致創新思維和創新能力較弱。
5.師資力量薄弱,“雙師型”教師隊伍的建設有待加強
教師在教學和科研中起主導作用,業務素質的高低將直接影響教學質量、教學水平及學生創新能力的培養。目前普遍存在生物醫學工程專業教師層次結構不合理,教師隊伍的綜合素質不高,單一的教學型教師已不能滿足當前生物醫學工程專業人才培養的需要。
6.學生自身的市場競爭力不強,校外實踐教學基地建設有待加強
生物醫學工程是一門醫學與各種工程理論相結合的新興學科。當前在人才培養方面,大部分高校與相關企業之間的聯系不夠緊密,使得學生很難到相關企業開展工程實踐活動,從而導致學生運用工程技術方法來解決醫學中實際問題的能力較差,在人才市場競爭中處于弱勢。
三 醫學院校生物醫學工程專業人才培養模式的探索
江西中醫藥大學生物醫學工程專業隸屬于計算機學院,創辦于2003年,同年開始招收本科生,于2010年獲批江西省特色專業。按照學校“建設以中醫藥教育為主體,多學科協調發展,產學研結合,特色鮮明的中醫藥大學”的辦學理念,密切聯系經濟發展的實際,立足江西省醫療儀器行業需要,確立以醫療器械、設備的開發、應用、管理為主,醫院信息管理、生物信息處理為輔的發展方向,突出計算機與中醫藥、生物醫學的交叉融合,構建了特色鮮明的生物醫學工程專業復合應用型人才培養結構體系。這些改革舉措有效地解決了當前生物醫學工程本科專業教學中普遍存在的諸多問題,為醫學院校生物醫學工程人才的培養提供了新思路。
1.明確專業培養目標,凝練專業發展方向
面向市場對生物醫學工程專業人才的需求,總結我校專業建設經驗,制定專業培養目標。堅持工程技術與中醫藥技術相結合的教學研究方向,突出計算機與中醫藥、生物醫學的交叉融合,培養具備生命科學、電子技術、影像技術、計算機技術及信息科學等有關的基礎理論知識以及醫學與工程技術相結合的科學研究能力,能在生物醫學工程領域,醫學儀器以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、制造、應用、維護及管理的復合型高級工程技術人才。
2.修訂和完善人才培養方案,提升就業競爭力
秉承培養“實踐型、創新型、創業型”人才的辦學目標,與時俱進地轉變人才培養模式,充分體現“厚基礎,寬口徑,強實踐”的特點,注重課內與課外、校內與校外相結合,設計結構合理的人才培養體系。“早科研、重實踐”是我校生物醫學工程專業人才培養的特色。在多年的教學過程中,形成了大一打基礎、大二熟技術、大三搞科研、大四出作品的學習模式,培養了師兄帶師弟、參加電子大賽同學帶其他同學的良好風氣。大三時相當部分的同學進入實驗室跟隨教師搞科研,在實際的科研工作中檢驗所學的知識,在實踐中成長提高,部分同學甚至在大二時就跟隨教師搞科研。大四時,所有的學生都要設計軟件作品或電子作品才能進行畢業答辯。因此,在四年的學習中,對學生的實踐動手能力培養一直沒有間斷,有效地提高了學生的動手能力,提升了就業競爭力。
3.優化課程體系,深化教學改革,提高人才培養質量
堅持“以學生為主體”的先進教學理念,注重學生素質能力的培養,改進教學內容,深化教學改革;加強基礎性與綜合性,重視多樣性與前瞻性,強化實踐性與應用性;課程結構做到平整、模塊清晰;課程內容和設置服從培養目標要求,實現知識結構、課程體系的優化;鼓勵教師們結合專業特點,努力尋找生物醫學工程專業與中醫藥的最佳切入點,立足地方當前和未來發展需要,結合國家改善民生相關工程的實施,加強生物醫學工程技術在醫療健康等領域的應用;通過課程結構和課程體系的整體優化,使培養方案在質量和可操作性上得到提高。
4.強化實驗、實踐教學環節,培養學生的創新能力
實驗、實踐教學是課程學習的重要教學環節,也是學生展示聰明才智的舞臺。分階段設置不同層次的基礎實驗、專業實驗,構建由驗證性實驗、設計性實驗和探究性實驗組成的系列化實驗體系,形成“啟發式教學、個性化培養、系列化實驗、開放式管理”的實驗教學管理體系;通過第一課堂和第二課堂的結合,設計實踐教學內容(如征集生物醫學工程、中醫藥領域的大學生科技創新項目,開展完整的項目實訓),制訂和完善大學期間全過程的實踐培養計劃,突出對學生創新思維和創新能力的培養。
5.組建教學科研團隊,加強“雙師型”教師隊伍建設
堅持把師資隊伍建設放在優先發展的戰略地位,有計劃地引進一批既有教師職務,又有實踐背景的教師,以進一步改善和提高教師隊伍中“雙師型”教師的比例。為進一步凸顯中醫藥院校生物醫學工程專業特色,發揮學科組、教學團隊的優勢,全面提高教師隊伍的綜合素質,使教師由單一的教學型向教學、科研、生產實踐一體化的“雙師型”目標轉變。
6.校企雙方共建專業,深化校外實踐教學基地建設
為了更好地探索生物醫學工程專業人才培養模式,學校于2012年9月與江西天越科技股份有限公司簽約合作辦學,啟動了“生物醫學工程專業卓越工程師計劃”,通過校企合作方式訂單式培養學生。校企雙方在社會調查、課程設計、實踐教學、畢業實習等實踐教學環節已開展了相應的合作。通過建立校外實踐基地,給學生提供良好的實踐環境,為學生提供實習就業平臺,提高了學生的動手實踐能力,增強了他們參與社會競爭的能力。
四 結束語
本文就利用學校醫學資源的優勢,結合當今醫療衛生事業現代化建設的需求,進一步完善生物醫學工程專業的課程設置,對醫學院校生物醫學工程專業人才培養模式進行探索與研究。經過十多年的教學實踐,形成了適合社會需要、深受學生歡迎、具有中醫藥院校特色的生物醫學工程專業人才培養新模式,即致力于培養具有良好的職業道德,掌握扎實的基礎知識,具備一定的醫學知識,并學會運用工程技術方法來解決醫學中的實際問題,能推動生物醫學工程在人類健康、醫療儀器研究領域的迅速發展,達到“醫為工用,工為醫服務”的創新型應用人才。
參考文獻
[1]侯宏花、桂志國.生物醫學工程專業創新型應用人才培養體系研究[J].安徽工業大學學報(社會科學版),2010(2):120~122
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二、醫科院校生物醫學工程學科專業教育現狀分析
高等醫科院校生物醫學工程學科和臨床醫學結合緊密,醫學大背景很深厚,具備豐富的醫學類學科教學資源和優越的臨床設備實踐條件等優勢,但同時因學科體系不完善、教學師資力量比較薄弱、專業實驗室建設投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫學工程學科專業的高效快速發展。
1.理工學科體系不完善。生物醫學工程專業學科涵蓋面非常廣,廣到什么程度呢?可以用四個字形容———“包羅萬象”,如果用“學科頻譜”來描述學科涵蓋面寬度,生物醫學工程無疑是88個一級學科中“頻譜寬度”最寬的學科。目前大多數開設生物工程學的高等醫科院校,物理、數學、化學等基礎學科相比理工科院校比較薄弱,而且缺乏材料、自動化等重要工程學科的有力支撐,這些支撐學科的缺少會導致相應課程設置不完善以及綜合性實踐訓練平臺缺乏,學生無法系統地學習工程類課程,得不到系統扎實的工程技術訓練,影響人才培養目標的整體實現。
2.復合型師資比較缺乏。要實現培養醫工結合與交叉的復合型高級工程技術人才目標,首先需建設一支醫工結合與交叉的復合型師資隊伍方陣。在高等醫科院校,生物醫學工程專業師資隊伍中具有理工科教育背景和醫學教育背景的教師比較多,而既懂醫學又懂工程技術,能將工程技術與醫學需求緊密結合起來的復合型、交叉型、融合型師資比較缺乏,教師隊伍知識結構普遍不夠合理,與各相關學科交叉融合能力弱,這些現狀一定程度上影響了課程體系構建以及教學質量和人才培養質量。
3.創新能力培養不扎實。生物醫學工程專業85%以上的基礎課和專業(基礎)課程都要開展實踐教學,必須建設相應的實踐教學平臺,這些實驗室建設要求高、儀器設備多、投入大,部分院校在生物醫學工程專業課程實驗條件建設經費投入不足,單獨開設的實驗課程比較少,實踐教學體系不夠完善;課程標準中演示性、驗證性等基礎性實驗設置比較多,而綜合性、設計性實驗設置比較少[4];缺乏“大學生電子設計創新基地”等綜合性實訓實驗硬件軟件平臺和組織管理經驗;學生規模小,缺少其他理工科學科支撐,組隊參加全國大學生電子設計競賽、全國大學生挑戰杯設計競賽等活動較為困難。
4.學生專業思想不牢固。生物醫學工程學作為一門新興的邊緣學科,覆蓋面廣,涉及領域跨度大,專業知識體系復雜,專業課程內容在各學科之間交叉頻繁,本科學生對本專業缺乏深入的了解、足夠的信心和學習熱情;相對材料、自動化、機械、通信以及臨床、醫學影像等專業,生物醫學工程專業學生所學知識普遍存在“寬而不精”,“廣而不細”等問題,就業時相對處于劣勢;部分學生由于學習任務重、壓力大,導致學習積極性、主動性不高,專業思想不夠牢固,甚至影響到專業整體的學習風氣。
三、對策初探
高等醫科院校要盯準醫工結合的復合型高級工程技術人才培養目標,突出學科交叉綜合培養、工程技術意識培養、創新能力素質培養,深化教學改革,加大教學投入,改善教學環境,加強隊伍建設,充分發揮醫學院校資源優勢,積極探索具有醫科院校特色的生物醫學工程專業教育培養模式,構建科學合理的課程體系和實踐教學體系,不斷提升生物醫學工程人才培養質量。
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三維打印(Three Dimension Printing,簡稱3DP)屬于一種快速成型(Rapid Prototyping,簡稱RP)技術,它由計算機輔助設計(CAD)數據通過成型設備以材料逐層堆積的方式實現實體成型。“三維打印”在技術界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分層制造”等[1]。三維打印起源可追溯于上世紀八十年代,1984年查爾斯?赫爾發明了將數字資源打印成三維立體模型的技術,并于1986年成立了3D Systems公司,開發了第一臺商用立體光敏3D打印機,1988年,斯科特?克倫普發明了熔融沉積成型技術(FDM)并于1989年成立了Stratasys公司,隨后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先進的兩家3D打印公司。我國清華大學顏永年教授于1988開始研究3D打印成型技術,華中科技大學王運贛教授以及西安交通大學盧秉恒院士等,紛紛于上世紀90年代起就開始涉足3D打印成型技術的研究。
1998年,清華大學的顏永年教授又將3D打印成型技術引入生命科學領域,提出生物制造工程學科概念和框架,并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印設備,為制造科學提出了一個新的發展方向--生物制造。生物制造的一個重要手段即是生物3D打印。生物三維打印是以活細胞(living cells)、生物活性因子(proteins and bio-molecules)及生物材料 (biomaterials)為基本成形單元,設計制造具有生物活性的人工器官、植入物或細胞三維結構,是制造科學與生物醫學交叉融合的新興學科,它是目前3D打印技術研究的最前沿領域,也是3D打印技術中最具活力和發展前景的方向[2,3]。
1 3D打印技術的分類
目前比較典型的3D打印快速成形技術主要分為三種[4]:
1.1 粉末粘結3D打印光固化材料3D打印與熔融材料3D打印
粉末粘結3D打印是目前應用最為廣泛的3D打印技術,其工藝過程如下:首先,在工作平臺上均勻鋪灑單位厚度的粉末材料;其次,依據實體模型離散層面的數字信息將粘結劑噴射到粉末材料上,使粉末材料粘結,形成單位實體截面層;再次,將工作臺下降一個單位層厚;最后,重復第一步至第三步,逐層堆砌,形成三維打印產品。其存在缺點是,通過粉末粘連成形的零件精度和強度偏低,一般需要后續工藝提高其強度,但后續處理工藝會導致零件體積收縮,變形嚴重。
1.2 光固化3D打印(光敏三維打印)
該技術使用液態光敏樹脂作為原料制作零件模型,光敏材料三維打印成形基于噴射成形技術和光固化成形技術,噴頭沿X方向往復運動,根據零件的截面形狀,選擇性噴射光固化實體材料和光固化支撐材料形成截面輪廓,在紫外光照射下光固化材料邊打印邊固化,層層堆積至制件成形完畢。但其應用于骨骼類產品打印的主要缺點是,當前具有生物活性的骨骼類材料如羥基磷灰石,生物玻璃等材料自身不是光敏性材料,需與光敏材料混合使用,因此影響產品的生物活性在打印后將受到很大影響。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三維打印成形基于熔融涂覆成形(FDM)專利技術,分別加熱兩種絲狀熱塑性材料至熔融態,根據零件截面形狀,選擇性涂覆實體材料和支撐材料形成截面輪廓,并迅速冷卻固化,層層堆積至制件成形完畢,其原理與光敏材料3D打印成形類似 [16]。目前熔融材料三維打印成形,可采用由磷灰石和骨骼所需的有機鹽配置而成的骨水泥,不需要額外添加紫外光照射固化所需的光敏介質,有利于保證材料后續的生物相容性和生物活性。但由于擠壓式噴頭的噴嘴處壓力大,容易造成阻塞現象,因此對噴嘴和材料漿料的粒徑要求較高。
除三維打印外,應用比較廣泛的商業化快速成形工藝還包括立體光刻成形(SLA)、選擇性激光燒結成形(SLS)堆疊、實體制造(LOM)、熔融堆積成形(FDM)等,但這些工藝大多需要配備價格昂貴的激光輔助系統,且成型工藝實質上還是類似于上述三種材料疊加-固化技術。因此,三維打印技術被認為是最具生命力的快速成形技術,發展潛力巨大,在醫學中的應用前景廣闊,其推廣應用將對傳統的醫療產品生產模式帶來顛覆性的影響。
2 三維仿生重構建模技術的發展
基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要研究內容之一。3D打印生物構件的實現首先需要在計算機環境下有效重構和建模,生成可用于驅動打印噴頭的指令數據進而操控成型設備實現產品成型。隨著醫學影像技術的發展,人體組織的二維斷層圖像數據可以方便地獲取以進行醫學診斷和治療。但是,二維斷層圖像只是表達了某一截面的解剖信息,醫生可以憑經驗由多幅二維圖像去估計病灶的大小及形狀,“構思”病灶與其周圍組織的三維幾何關系,可三維打印設備卻無法根據這些斷點數據進行立體三維成型,因此,基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要前驅步驟。
由于CT或MRI等檢測設備掃描得到的二維圖像信息不能直接用于快速成型,只有通過專用軟件將二維斷層圖像序列重建為三維虛擬模型,并生成為快速成型機可以接受的STL(Stereo Lithography)格式圖形文件,才能最終制造出生物產品三維實體模型。近十多年來,歐美等發達國家的科研機構對于醫學圖像三維重建的研究十分活躍,其技術水平正從后處理向實時跟蹤和交互處理發展,并且已經將超級計算機、光纖高速網、高性能工作站和虛擬現實結合起來,代表著這一技術領域未來的發展方向。
在市場應用領域,國外已經研制了三維醫學影像處理的商品化系統,其中,比較典型的有比利時Materialise公司的Mimics、美國Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在國內,中國科學院自動化研究所醫學影像研究室自主開發的3D Med是基于普通微機的三維醫學影像處理與分析系統,系統能夠接收CT、MRI等主要醫療影像設備的圖像數據,具有數據獲取、數據管理、二維讀片、距離測量、圖像分割以及三維重建等功能。清華大學計算機系研發的人體斷面解剖圖像三維重構系統能給外科手術中的影像診斷提供一定的參考。中國科技大學在應用Delphi開發三維重構軟件的研究上取得了很好的成果。國內企業也研發了一些三維醫學影像處理系統。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高級圖像處理軟件”于2005年4月投入市場。它能對二維醫學圖像進行快速的三維重建,并能對臨床影像的數據進行科學有效的可視化和智能化挖掘和處理,為臨床提供更多有價值的信息。但目前國外優秀軟件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的價格非常昂貴,且其技術嚴格保密。國內的產品大多沒有自主知識產權和成熟的商業應用模式。
3 3D打印技術在生物醫學工程中的應用
3D打印技術在生物醫學工程中應用廣泛,其應用領域大致包括:體外器官模型、仿生模型制造;手術導板、假肢設計;個性化植入體制造;組織工程支架制造;生物活體器件構建以及器官打印;藥物篩選生物模型等。如圖1所示為3D打印在生物醫學工程中的各種應用情況[5-7]。
3.1 體外器官模型、仿生模型制造。該類應用主要用于醫療診斷和外科手術策劃,它能有效地提高診斷和手術水平,縮短時間、節省費用。便于醫生、患者之間的溝通,為診斷和治療提供了直觀、能觸摸的信息,從而使手術者之間、醫生和病人之間的交流更加方便。
3.2 手術導板、假肢設計。該類應用便于訂制精確的個性化假體,實現個性化醫療需求。根據患者缺損組織數據量身訂制的假肢,可提高假肢設計的精確性,提高手術精確度,確保患者的功能恢復,減少患者的痛苦。
3.3 個性化植入體制造。人體許多部位的受損組織,需要個性化定制。如人類面部頜骨(包括上下頜骨) 形態復雜, 極富個性特征, 形成了個體間千差萬別的面貌特點。人類的頭顱骨,需要準確與顱內大腦等軟組織精確匹配扣合,人體的下肢骨、脊柱骨等會嚴重影響患者今后的步態及功能恢復。因此這類修復體可通過3D打印技術實現個性化訂制和精確 “克隆”受損組織部位和形狀。
3.4 組織工程支架制造。如通過3D打印技術設計和制備具有與天然骨類似的材料組分和三維貫通微孔結構,使之高度仿生天然骨組織結構和形態學特征,賦予組織工程支架高度的生物活性和骨修復能力。
3.5 生物活體器件構建以及器官打印。此方面的應用大多涉及活體細胞的生物3D打印技術。細胞三維結構體的3D構建可以通過活細胞及其外基質材料的打印構建活體生物器件。如英國赫瑞瓦特大學和一家干細胞技術公司合作,首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。這一突破使得利用人類胚胎干細胞來“打造”移植用人體組織和器官成為可能。美國康奈爾大學研究人員最近在其發表的研究論文中稱,他們利用牛耳細胞在3D打印機中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形兒童的器官移植。
3.6 藥物篩選生物模型。藥物篩選指的是采用適當的方法,對可能作為藥物使用的物質(采樣)進行生物活性、藥理作用及藥用價值的評估過程。作為篩選,需要對不同化合物的生理活性做大規模橫向比較,因此有研究人員指出通過3D打印技術,精確設計仿生組織藥物病理作用模型,可以使人們開在短時間內大規模高通量篩選新型高效藥物。最近,四川大學聯合加州大學圣地亞哥分校等科研機構,通過3D打印技術設計了一款肝組織仿生結構藥物解毒模型(如圖1-c),該研究成果發表在最近一期的Nature Communications上,受到3D打印研究領域的廣泛關注。
3D打印在生物醫學工程中應用:(a)3D打印磷酸鈣骨組織工程支架; (b)3D打印細胞、活體器官構件;(c)3D打印肝組織仿生結構藥物解毒模型。
4 結束語
三維打印技術正處在蓬勃興起的階段,3D打印技術在生物醫學工程中得到了廣泛的應用,其應用以及發展現狀表明:3D打印在體外器官模型、組織工程與再生醫學、個性化醫療以及新藥研發等方面展現出廣闊的應用前景。抓住生物材料及植入器械的三維打印技術新一輪發展浪潮,發展我國生物三維打印技術,對發展我國生物材料醫療器械產業步入國際先進水平具有十分重要的意義。
參考文獻
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中國的現代生物醫學工程學科發展較晚,相對于國外一些發展較早的國家來說,我們對它的認識還很淺顯,跟國外一些技術先進國家的距離還很遠,很多人包括一些從事其研究的人對它都有或多或少負面的評價,他們普遍認為現代生物醫學工程是一個生物、醫學、工程學的交叉學科,但實際的培養計劃中生物、醫學學的很少,電子學得多些,學科廣而不專,就業不好。它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系,以融合各交叉學科知識為自己的基礎,缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標,隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。很多學習現代生物醫學工程的人對自己的專業抱有消極的態度,對自己的前途感到渺茫,就業形勢不是很樂觀,這也反映了現代生物醫學工程發展不完善,沒有形成很好的體系,沒有在國內高校中產生普遍影響力。
1.2發展方向不夠全面
現代生物醫學工程就目前的情況來看,還主要將目光著眼于醫療器械的研發和使用,發展方向比較單一。僅僅著眼于醫療器械而不是全面的發展,就會產生很大的局限性。這也深深影響著在這一領域學習的學生,不能使他們從一開始就形成一種將自己的研究全面化的思想,使學生的學習變得保守,進而失去學習的動力,這樣就不利于生物醫學工程更好的發展。
1.3包含的學科多雜
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從以上的分析可以看出,社會對生物醫學工程專業的專業人才需求還有很大的空間。我校開設生物醫學工程專業,既有利于江西醫療儀器設備工業的發展,又能滿足周邊省份對這類人才的需求。通過我們對廠家和醫院的調查,以每年招生50人計年2月中算,5年內仍不能滿足人才市場需求,畢業生就業形勢看好。
二、生物醫學工程專業培養目標
培養目標是一個專業規定的人才培養方向和標準,是培養人才模式的重要內容。根據社會需求和我院的實際情況,我們將生物醫學工程專業的培養目標定為:培養具備醫學基礎知識、電子技術、醫療儀器設備技術和信息系統的基礎知識,掌握醫學影像技術、計算機技術和各種醫學儀器設備的專業知識,能在各企業從事各類醫學儀器設備系統的設計、制造、調試、維修及銷售的工程技術人才和在醫院從事醫療設備管理、維修和應用的技術人才。要求學生主要學習醫學基礎知識、電子技術、計算機技術、信息科學的基礎理論和基礎知識,接受電子技術、信號檢測與處理、計算機技術在醫學中的應用等技能的基本訓練。畢業生必須具有以下幾個方面的專業技術和能力:掌握電子技術的基本原理及設計方法,掌握信號檢測和信號處理及分析的基本理論,具有生物醫學的基礎知識,具有微處理器和計算機應用能力,具有醫學影像診斷方面的應用能力,具有生物醫學工程研究與開發的初步能力,掌握醫學電子儀器和影像設備維護與管理技術,具有醫院信息化管理、醫學圖像傳輸和處理、醫院辦公自動化、遠程醫療技術,了解生物醫學工程的發展動態。
三、生物醫學工程專業課程設置
學科的高度分化和高度綜合是現代科學技術發展的重要特征之一。生物醫學工程是運用工程技術的理論與方法解決醫學中的實際問題。因此,生物醫學工程應在現代醫學理論和工程技術理論及相關學科的基礎上,建立起自己的專業學科課程)體系。要培養復合應用型生物醫學工程人才,使之適應當前社會的要求,就必須對傳統的教學模式進行改革。而我們教學改革的原則是“拓寬專業、加強基礎、增多方向”,正確處理規模、結構、質量、效益的關系,從變革和發展內涵入手,在擴大專業基礎面的同時,分類加深加細應用型人才的培養,主動適應社會的實際需求。
生物醫學工程專業在我國開辦較晚,沒有現成的培養模式,也沒有配套教材。為了達到培養目標,確保培養規格,我院對生物醫學工程專業課程設置和教材選用十分慎重,尤其是課程設置方面。經過近十年的探索和實踐,我系已初步形成了一套科學完整的課程體系,其中學分為170分,學時為2500個左右,課程有40多門,主要課程如下:
1.通識課模塊。主要包括政治、體育、大學英語、大學物理、高等數學、計算機基礎、C語言程序設計、線性代數、大學物理實驗等課程。這些課程的設置是為學生的德智體全面發展和進一步學習專業基礎課及專業課奠定基礎。
2.醫學基礎課模塊。主要包括基礎醫學概論含人體解剖學、組織胚胎學、生理學、生物化學)、臨床醫學概論含診斷學、內科學、外科學)等課程。通過上述課程的學習,使學生較系統地掌握基礎醫學的基本知識和基本技能,為學生今后進一步學習專業知識,向醫學交叉學科方向發展提供知識儲備。
3.專業基礎課模塊。包括模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎、電路分析基礎、電子測量與工藝、單片機及其應用、匯編語言、微機原理與接口、醫用傳感器原理、工程制圖、Matlab應用等課程。通過上述課程的學習,使學生能夠掌握電子技術、計算機技術、信號檢測和信號處理的基本原理及應用,為進一步學習專業課奠定牢固的基礎。
4.專業課模塊。主要包括超聲診斷儀器原理、X射線設備、醫用檢驗儀器、醫用電子儀器、醫用電動儀器、現代醫學影像技術概論、醫學圖像處理、醫用制冷設備、生物信號處理、臨床醫學工程技術等課程。通過這些專業課程的學習,使學生能掌握醫學影像技術和各種醫學儀器的專業知識,能成為在各企業從事各類醫學儀器的設計、制造、調試、維修及銷售的工程技術人才和在醫院從事醫療設備管理和應用的技術人才。
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我國生物醫學工程專業教育起步于20世紀80 年代,主要發源于著名工科院校的信息技術類專業 和力學專業,進而逐漸形成的生物醫學工程專業教 育,后來,_些醫學院校在醫學物理和醫用計算機技 術的基礎上相繼開展了生物醫學工程專業教育,于 是在我國基本上形成了這樣兩種類型的生物醫學工 程學科[4_3。上述兩類院校的生物醫學工程學科建 設發展模式各具側重,遵循了共同的學科基礎,在培 養生物醫學工程專業人才的應用層面上有顯著特 點。相對來說,工科院校的生物醫學工程培養模式 注重工程技術的開發和功能拓展,醫科院校則注重 醫學與工程結合、工程技術在醫學中的綜合應用。
1 中國生物醫學工程學科發展思路
生物醫學工程是一種交叉學科,交叉的學科基 礎及其融合的緊密程度決定了生物醫學工程學科的 發展水平,交叉的學科發展推動著生物醫學工程學 科的發展,并且使得生物醫學工程學科研究領域變 得十分廣泛,而且處在不斷發展之中。
1.1學科發展軌跡在中國,基于電子信息工程發展而來的生物醫 學工程學科,主要包括生物醫學儀器、生物醫學信號 檢測與處理、生物醫學信息計算分析、生物醫學成像 及圖像處理分析、生物醫學系統建模與仿真、臨床治 療與康復的工程優化方法、手術規劃圖像仿真以及 圖像導引手術及放療優化等;有基于力學發展而來 的生物醫學工程學科,主要包括生物流體力學、生物 固體力學、運動生物力學、計算生物力學和微觀尺度 的細胞生物力學等;基于化學材料工程發展而來的 生物醫學工程學科,主要包括生物材料學、組織工程 與人工器官、物理因子的生物化學效應等。
1.2學科發展特點作為交叉學科的生物醫學工程學科,其發展的 關鍵在于交叉學科間的交叉融合。構建一種良好的 交叉結構,對推動交叉學科的發展具有至關重要的 作用。約翰霍普金斯大學對于生物醫學工程這樣的 交叉學科的描述有一個形象的說法:交叉學科如同 在不同學科之間建立起連接橋梁,如果在河兩岸沒 有堅實的基礎,橋是無法建立好的,對于生物醫學工 程這樣一座建立在兩個不同學科之間的橋來說,它的 發展要求具有堅實的交叉學科基礎和交叉學科緊密 融合深度。那么在生物醫學工程學科構建良好的交 叉結構,需要選取具有理論支撐和技術支撐的主干學科進行交叉,凝練學科方向,不能大而全,過于寬泛。
目前,醫學儀器和醫學成像技術具有良好的應 用和發展前景,應該成為生物醫學工程學科的重點 發展方向。醫學儀器和醫學成像設備能有力推動醫 療產業的發展。醫療儀器和醫學成像設備是現代醫 療器械產業中的主流產品,在產業發展中起著主導 和引領作用。其發展水平已成為一個國家綜合經濟 技術實力與水平的重要標志之一。產業化驅動也是 學科發展的一種動力,也為學生未來職業發展奠定 良好的基礎。基于醫療衛生健康事業的需求和生命 科學發展的大趨勢,生物醫學工程學科應大力促進 醫學儀器和醫學成像方法的學科建設,從而提升整 個學科的發展水平。
生物醫學工程學科的建設離不開一流的學術研 究和學術成果的應用。一流的學術研究不但能提升 學科的發展水平,而且能開拓學科縱深發展,產生良 好的經濟效益和社會效益,進而增強學科服務社會 發展的能力。學術研究的前瞻性和創新性將確保學 科建設的發展動力和趨勢以及學科發展的活力。
交叉學科往往具有不同程度的可替代性。可替 代性程度越高,交叉學科存在的必要性就越小。如 何減小生物醫學工程學科可替代性的程度是需要深 入思考的,是需要提升學科的特異性的。生物醫學 工程學的學術研究主要包括應用理論研究和理論應 用研究,應用理論研究主要涉及生物醫學工程領域 所需要解決的科學問題,開展新理論、新方法的研 究。 理論應用研究主要涉及生物醫學工程領域所需 要解決的科學和技術問題,借助理工科的相關理論 和方法開展應用基礎研究和應用研究。應用理論研 究是理論驅動型的學術研究,理論應用研究是應用 驅動型的學術研究。 理論驅動型和應用驅動型是生 物醫學工程學科學術研究的兩種主要模式。 理工科 大學具有良好的理論創新基礎和強大的交叉的學科 背景,開展理論驅動型研究具有自身優勢。醫學院 校具有豐富的醫學資源,面臨著大量需要應用理工 知識解決的醫學問題,開展應用驅動型研究,將很好 地實現與醫學的應用融合,具有較好的臨床應用價 值,有力推進醫學的進步與發展。各自的學術優勢 將有利于生物醫學工程學科特色發展,從而增強其 不可替代的程度,實現學科可持續創新發展。
1.3學科體系作為一級學科的生物醫學工程,包含學科的理 論體系和技術體系,且該體系離不開所交叉的學科 的理論體系和技術體系的支撐,此外生物醫學工程 學科理論體系和技術體系既要有學科自身的特色, 又要具有可持續發展和一定程度上的不可替代性, 這樣學科才會有旺盛的生命力。要面向醫療衛生、 生物科學所涉及的重大、重要技術理論問題及基礎 應用開展學術研究。實現良好的學術研究定位,形 成自己的理論體系和技術體系。
2 大數據時代的生物醫學工程學科發展
守正創新是生物醫學工程學科發展的必由之 路,人類已進入大數據時代,所謂大數據(big data), 或稱海量數據,是指由于數據容量太龐大和數據來 源過于復雜,無法在一定時間內用常規工具軟件對 其內容進行獲取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸、挖掘 和分析處理的數據集。大數據具有“4V ”特征:①數 據容量(volume)大;②數據種類(variety)多,常常具 有不同的數據類型和數據來源;③動態變化 (velocity)快,如各種動態數據,非平穩數據,時效性 要求高;④科學價值(value)大,盡管目前利用率低, 卻常常蘊藏著新知識和重要特征價值或具有重要預 測價值。大數據是需要新的分析處理模式才能挖掘 分析出其蘊藏的重要特征信息[<3。
人體生老病死的生命過程就是一個不斷涌現的 生物醫學大數據發生源,這種源源不斷的生物醫學 大數據的檢測、處理與分析,將給生物醫學工程學科 的建設與發展帶來新的機遇和挑戰。模式識別、人 工智能、數據挖掘和機器學習的發展將帶動大數據 處理技術的進步。生物醫學大數據廣泛涉及人類醫 療衛生健康相關的各個領域:臨床醫療、基礎醫學、 公共衛生、醫藥研發、臨床工程、心里、行為與情緒、 人類遺傳學與組學、基因和蛋白質組學、遠程醫療、 健康網絡信息等,可謂包羅萬象,紛繁復雜。生物醫 學大數據中蘊藏了種種有科學價值的信息,研究有 效的大數據挖掘的新理論、新技術和新方法,對生物 醫學大數據進行關聯和融合計算分析,充分挖掘生 物醫學大數據中的信息關聯和特征關聯和數據空間 映射關聯,既能為疾病的預防、發生發展、診斷和治 療康復提供系統化的全新的認識,有利于深入疾病 機理研究分析,開展個性化診療。還可以通過整合 系統生物學與臨床數據,更準確地預測個體患病風 險和預后,有針對性地實施預防和治療。
生物醫學工程學科所面臨的生物醫學大數據主 要包括多模態醫學影像數據、多種類醫學信號數據 以及基因和蛋白質組學的生物信息數據。生物醫學 大數據在生物醫學工程學科領域內有著廣泛深遠的 應用前景,從三個方面應用將推動生物醫學工程學 科的發展。
(1) 開展多模態影像大數據計算分析。醫學影 像學科的發展從早期看得到,到看得清,目前的看得 準,未來的趨勢是看得早。只有看得準和看得早才 有利于臨床早期干預,提高治療預期。醫學影像大 數據計算分析在影像診斷、手術計劃、圖像導引、遠 程醫療和病程跟蹤將發揮越來越大的作用。
建立新的醫學影像大數據計算分析模型和數值 計算方法,挖掘多模態影像數據的特征數據和特征 關聯,將會提供強有力的影像診斷分析手段,極大地 推動影像技術的發展,具有重要的臨床應用價值和 科學價值。
(2) 開展多種類醫學信號大數據計算分析。醫 學信號大多直接產生于生理和病理過程中的信號, 能在不同層面上表達生理和病理相關機制特征。融 合多種醫學信號的大數據計算分析,能對生理病理 過程進行更好更全面的闡釋,不僅能深入了解生理 病理的狀態特征和過程特征,而且能實現個體健康 監測和管理。可以很好地開展回顧性研究和前瞻性 研究,推進系統化的醫學應用研究。實現強大的多 種醫學信號數據的特征挖掘及特征關聯計算分析。 大數據挖掘能夠增加準確度和發現弱關聯的能力, 能更好地認識生理病理現象和本質。
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為了培養和造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,教育部在2010年推出了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)的重大改革項目,這給當前具有工學背景的本科教育提出了新的要求和目標。作為培養具備解決醫學儀器中的關鍵科學問題的生物醫學工程專業來說,隨著社會對相關人才需求的快速增長,在生物醫學工程專業中實施卓越工程師培養計劃勢在必行。
一、“卓越計劃”給生物醫學工程專業提出了新要求
“卓越計劃”的提出旨在培養工程界的領軍人物,除了要求學生掌握本領域的學科基礎理論知識,還要大力培養學生的工程實踐能力以及人文綜合素質。對于培養醫療器械儀器產業相關的生物醫學工程專業的學生來說,要求學生具有如下方面的能力:具有扎實的理、工、醫等多學科的醫學儀器工程基礎和專業知識;深入理解并掌握醫學儀器工程分析和設計原理,理解醫療器械生產過程中的工程技術問題;具備實現醫學儀器工程相關設計的智慧、能力及奉獻精神;具有寬廣的人文社會科學背景知識。
二、生物醫學工程人才培養模式存在的問題
到目前為止,全國約有140所高等院校開設了生物醫學工程本科專業,所有的培養計劃和方案都只是偏重于相互關聯比較緊密的學科方向,不可能涵蓋所有的學科方向。由此,生物醫學工程學科本科生的培養方案非常多,相互之間的區別還比較大,但它們大多都存在著一些問題。
1.在課程的設置上,內容比較散,課程之間的相互聯系較少。生物醫學工程是一門理、工、醫融合在一起的交叉型學科,課程設置除了一些公共課程外,其專業課涉及了電子技術、計算機技術、生物技術、數學、物理、化學、醫學基礎等相關課程。在大多數本科院校僅僅是將這些課程簡單地拼湊起來,并沒有很好地將它們的知識點進行融合,形成生物醫學工程領域特色的專門課程。
2.教師的知識結構很難融合多學科的知識,使得課程體系的執行在一定程度上脫節。在大多數院校的生物醫學工程教學任務是由電子、計算機、生物、物理、醫學等領域專家來承擔,他們往往在某一個領域內有很高的造詣,但要結合其它領域的知識就存在一定的困難。這種現象阻礙了本科生培養計劃的實施,也使人感覺課程體系比較松散。
3.在培養過程中,學生對生物醫學工程相關產業的了解較少。生物醫學工程學科是一個年輕的學科,其相關產業更是最近十年才發展起來的,大部分高校與這些企業之間的聯系不夠緊密,使得學生很難到相關企業開展工程實踐活動。主要有兩方面的原因,一是已開設生物醫學工程專業的部分高校的科研能力有待提高;二是企業主要是以贏利為目的,不愿意接受本科生到企業進行工程實訓。
三、生物醫學工程培養模式改革探索
桂林電子科技大學生物醫學工程學科定位于醫學儀器相關科學技術問題的研究,并已經被確認為廣西重點學科。依托于“生物醫學傳感與智能儀器”廣西高校重點實驗室,緊密圍繞“醫藥制造”等廣西十四個千億元產業以及廣西國民經濟發展的需要,構建了特色鮮明的“工程應用型”專業學科結構體系。這些改革舉措有效解決了當前生物醫學工程本科專業教學普遍存在的諸多問題,為工程型生物醫學工程人才的培養提供了新思路。
1.凝練專業方向,領航專業發展。凝練專業方向,不僅要清楚自己的優勢和特點,還要了解當前科學技術發展前沿、相關企業的技術需求和人才需求。只有不斷加強與醫療器械相關生產企業的聯系,掌握最新的人才需求情況以及專業需求情況,才能使專業方向緊跟需求,專業才能長期健康發展。
2.加強科學研究,帶動本科教學。生物醫學工程是一門交叉融合特性非常明顯的學科,這種特性在科學研究尤為突出。鼓勵教師參與醫學儀器相關的科學研究,積極申報國家、省部級生物醫學工程相關科研項目。特別鼓勵教師承擔相關企業委托的科研項目,這在教學方面至少有三個好處:(1)可以加強高校與企業之間的聯系,為學生的實習、工程實踐活動提供實際條件,同時也使相關工程研究可以到生產實際當中;(2)使教師在較短的時間里快速融合理、工、醫三個學科的知識點,掌握醫學儀器生產過程中的科學問題和工程設計要求,有利于提高教師本身的工程實踐能力和水平;(3)可以組織學生參與教師的科研項目,包括企業委托的開發項目,使學生有機會參與工程實踐訓練活動,同時,讓學生能夠親歷生產現場,有助于對醫療器械生產過程中的工程技術問題的理解。
3.完善課程體系,適應“卓越計劃”。生物醫學工程課程設置可采用多任務與相互聯系的教學規律,鼓勵在課程的設置上注重廣度也有深度。課程的設置必須既重視基礎知識,又突出專業特色;既有較寬的知識面,又有一定的專業深度。主要應包括基礎知識課程體系、專業基礎知識課程體系、醫學知識課程體系、專業知識課程體系和人文社會科學等選修課程體系。在專業課程和實踐課程的設置方面要經過充分的企業調研,廣泛聽取企業相關生產專家的意見,了解企業生產中的人才需求進行設置,并要安排足夠的時間到企業去進行頂崗實習。
4.加強與相關生產企業合作,切實提高學生工程實踐能力。建立高校與相關生產企業的良好關系對于工學本科人才培養是非常重要的。可以邀請企業參與院系對辦學方向、發展規劃、專業建設等重大問題的討論和決策,參與學校教育改革、參與人才培養的全過程,及時修正培養方案和課程體系。還可以聘請企業有較高水平和富有經驗的工程技術人員,參與并指導教學活動、實習、畢業設計課題、參與畢業答辯,讓學生可以進行充分的工程實踐能力訓練,切實提高學生工程實踐能力。
5.重視人文素質課程教育。現代社會對人才要求全面發展,只有專業知識而沒有較好的人文素養和交流能力的畢業生在今后的工作中難以取得事業上的成功。在培養方案中突出了主干課程同時,盡可能多開設前沿選修課,尤其是反映其專業特色的課程。在培養學生工程實踐能力的同時,盡可能鼓勵學生參與社會活動,加強人文素質修養。另外,在人才培養過程中著力培養學生的工程意識、工程素質和工程能力。將工程建立在與經濟、社會、科學、人文、自然、環境、法律、道德等為一體的大系統中,把人才培養置于這樣一個大工程背景下,實施工程教育。
總之,生物醫學工程專業是需求非常旺盛的學科專業之一。在“卓越計劃”的背景下,作為培養具備解決醫學儀器中的關鍵科學問題的生物醫學工程專業來說,提出了新的發展要求。加強與相關生產企業之間的聯系和合作,完善本科人才培養方案,切實提高學生的工程實踐能力,重視人文素質課程教育在工程教育過程中的作用,探索具有時代特色的工程教育模式,實現生物醫學工程專業本科人才的精細化培養。
參考文獻:
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1生物醫學工程專業內容特色概述
生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,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。生物醫學工程專業人才培養特色的探討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,現還有正在興起的阻抗成像技術等。
1.2醫用電子儀器裝備
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,現在使用較多的是心腦電、肌電圖儀和多參數的監護儀等,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、監護儀、X射線電視等。現代化醫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、循環系統動力學和呼吸系統動力學等。
1.4生物材料
即人工器官、組織工程所需要的物質與材料,其大多數是需要植入人體,需要具備耐腐蝕、化學穩定性,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控制現象。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。生物醫學工程最為競爭激烈的領域在醫學成像技術上,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為主。而對醫學信號的處理分析,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。作為生物醫學工程專業的本科學生,將從業于該領域的研究、設備研發及制造、使用、維修養護等。所具備的知識體系是從物理化學基礎、工程學到醫學,十分廣泛,僅四年內進行如此龐大的知識學習,學生將會呈現基礎知識欠缺而專業知識也不深入的問題。為此,我們就醫科大學、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,提出了生物醫學工程本科學習建立特色課程體系的見解。
2生物醫學工程專業人才的培養特色的研討
我國生物醫學工程本科專業分別在醫科類大學、綜合大學與理工科類大學中均有設置。由于生物醫學工程具有典型交叉特性,該專業的畢業生的就業方向有運用醫學影像學技術、醫學信息學技術等在醫院進行疾病診斷及治療,有運用基礎數學、物理、化學知識進行理論創新與實踐,更多的是運用工程技術進行醫療器械、設備裝備的研發、制造與維護管理等。由于生物醫學工程龐大的知識體系,無法由某一個從業人員掌握,需要各方向的協作與合作,由此認為,設置于醫科類大學、綜合大學與理工科類大學的生物醫學工程專業應有各自的特色。
2.1醫科類大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.1.1人才培養目標
作為醫科大學,其專業人才培養具有鮮明的醫學特色與優勢。醫科類大學生物醫學工程相關專業的人才,其就業方向更多應以進入醫院從事常規放射學、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,所以其培養的人才首先應學習并具備醫學的專業知識,然后才是具備基于醫學專業領域需要的現代醫療儀器的研發與使用、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學應用型、復合型高級人才,畢業后所從事的仍是醫藥衛生領域工作,在醫院設備使用、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學工程側重點不同。如在一般醫科大學中都設有生物醫學工程專業,以及與此相關的醫學影像學專業、醫學信息學專業等,其培養目標就應以“培養具有基礎醫學、臨床醫學和現代醫學生物醫學工程(如影像學、信息學等)的基本理論知識及能力,能在醫療衛生單位從事醫學診斷、治療(或信息管理等)和醫學成像(或醫學信息等)技術等方面工作的醫學高級專門人才”為主。相應的培養要求應在于“學習基礎醫學、臨床醫學、醫學影像(或信息學、醫學超聲學等)的基本理論知識,受到常規放射學、CT、核磁共振、DSA、核醫學影像學、信息學、醫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)維修保養能力”上。#p#分頁標題#e#
2.1.2課程設置
基于醫科大學的特色,其主干課程應注重基礎醫學、臨床醫學,同時開設基于醫學特色的工學、工程學課程。具體如基礎類的基礎數學類、物理類、化學類、計算機類,如高等數學、普通物理學、有機化學、生物化學、微機原理及應用等課程,基礎和臨床醫學類課程,如人體解剖學、生理學、診斷學、內科學、外科學、兒科學、婦產科學、藥學、中醫學、中藥學、衛生管理等課程,然后按照各高校側重設置傳統生物醫學工程的工學類、工程類課程,如模擬電子、數字電子技術、傳感器、數字信號處理、醫學圖像處理、醫用儀器原理、醫學影像儀器、檢驗分析儀器、臨床工程學、人體形態學等,部分專業可設置如力學類、機械工程類、有機材料或金屬材料類課程。雖然是同一生物醫學工程專業,但需要按照本校特色來設置課程,切忌大而全無特色,或各高校均設置同樣課程。這是違背了生物醫學工程高度交叉學科的學科特色的。
2.2綜合性大學工科以及理工科大學生物醫學工程專業人才的培養特色
2.2.1人才培養目標
現今綜合性大學工科以及理工科大學基本上都設有生物醫學工程專業,如北京大學工學院、浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院、東南大學生物科學與醫學工程學院,四川大學高分子科學與工程學院等,各具特色。以東南大學生物科學與醫學工程學院為例,其前身是生物科學與醫學工程系,創建于1984年。學院的科學研究及學生培養方向就是強調生命科學與電子信息科學學科的交叉與滲透,應用電子信息科學理論與方法解決生物醫學領域中的科學問題,發展現代生命科學技術。其人才培養目標在于“培養掌握生物醫學工程專業知識,掌握分析與健康相關的生物醫學工程問題的方法,并具備綜合應用所學知識和方法解決實際工程問題的能力,具備健全人格和遠大理想的工醫結合復合型優秀人才”。即更加注重于培養工程與醫學相結合的復合型人才,這些專業人才的從事的工作更多是在用于醫學診斷、治療的儀器設備的設計、研發及制造、維護等上面。而四川大學的生物醫學工程專業的培養目標,按照其特色制定為“以工程為主,以從事生物醫學工程教學科研的相關學科為依據,培養從事生物力學、生物材料、人工器官等相關方面的研究、開發、生產的高級專門人才。”,偏向于材料工程學。由此可知,在綜合性大學工科以及理工科大學中,生物醫學工程專業應更注重工學、工程學內容,其培養目標就應以“培養具有現代醫學生物醫學工程(如機械、電子、材料、計算機在醫學中應用等)的基本理論知識及能力,能在醫療設備相關企事業單位從事設備(或裝備)設計研發、制造、維修維護、管理等方面工作的高級復合型專門人才”為主。相應的培養要求應更多的學習工學的基本理論知識,受到常規醫療裝備、設備等設計、研發、操作、維護維修、管理技能的基本訓練并具有相應能力”上。
2.2.2課程設置
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主辦單位:中華醫學會;中國醫學科學院生物醫學工程研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:天津市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1673-4181
國內刊號:12-1382/R
郵發代號:18-86
發行范圍:
創刊時間:1978
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
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1生物醫學工程的發展歷程
生物醫學工程的歷史可以追溯到20世紀50年代,起源于美國。這一學科一經產生,就迅速受到世界各國的重視。1965年,國際醫學和生物工程聯合會建立,后來改名為國際生物醫學工程協會[1]。生物醫學工程之所以受到世界各國的重視,是因為具有廣闊的應用前景,能夠產生極大的經濟效益與社會效益。生物醫學工程將現代科學的技術成果與醫學聯系起來,極大地提高了人體對疾病的預防水平和治療水平。歐美等地區的先進國家,在20世紀70年代初就已經成立了針對這一學科的研究部門,負責生物醫學工程學科的發展與建設。而我國的生物醫學工程起步相對較晚,而且應用范圍比較窄,僅限于醫院設備保管和維修、醫療物資采購等方面,生物醫學工程學科的建設還有很大的提升空間。
2我國生物醫學工程存在的問題
我國在生物醫學工程的學科建設方面起步比較晚,應用也處于初級水平。導致這種局面的原因主要來自于以下2個方面。首先,歷史遺留的體制問題。我國的各級醫院,負責生物醫學工程的科室沒有統一的名稱,也沒有明確的職責范圍,各級醫院都是根據自己的理解,設定有關部門的名稱、職責范圍、人員編制、歸屬單位等情況,具有很大的隨意性。有些醫院的生物醫學工程部門只負責醫療設備和物資的采購,對醫療設備進行維修,而另一些醫院的類似部門,不僅要負責醫療設備和物資的采購,還要負責生活用品的采購;有些醫院的生物醫學工程部門由醫務處來管理,而另一些醫院卻將其列為后勤保障處的管理范圍。這種學科建設上的混亂,極大程度地妨礙了生物醫學工程的發展,導致人們對其產生了偏見,沒有意識到生物醫學工程的重要意義。其次,人員編制問題。我國很多醫院在設立生物醫學工程的相關部門時,為了方便醫療設備的維修,聘用了一些電工、鉗工等專業維修人員。然而隨著現代醫療技術的發展,醫療設備越來越精密,這些維修人員的水平已經遠遠不能滿足生物醫學工程的需要。如果醫院不能夠加強對員工的培養,建立起一支理論知識扎實、實踐能力強、能夠規范應用現代醫療技術的人才隊伍,就會導致人員冗余,許多專業能力不足的人占據崗位,真正的人才難以被引進,不能對生物醫學工程的發展起到促進作用。
3我國生物醫學工程的發展策略
3.1明確生物醫學工程的職責范圍
在一些生物醫學工程發達的國家,醫療、護理、醫學工程已經成為了醫院發展的3個主要方面,這3大部門共同構成了現代醫學的技術體系[2]。而在我國,醫學工程的地位遠遠沒有達到與醫療和護理平齊的地步,應用范圍還比較狹窄,醫學工程的作用還沒有得到充分發揮。為了改變這種現狀,我國的醫院必須調整觀念,強化對生物醫學工程的建設和管理,明確地劃分醫學工程部門的工作范圍,不僅要負責醫療設備的采購、安裝、維修保養,還要做好下列工作。首先,醫療設備的安全性能調試。比如,目前我國醫院所運用的先進醫療設備大多數依靠國外進口。但是,醫院在引進設備的時候,往往只關注設備的技術水平和價格高低,忽視了醫療設備的插頭問題。由于國內外醫療設備的插頭標準不同,所以忽視插頭問題,很容易導致花費大量資金引入的先進醫療設備無法在國內應用。另外,還有醫療設備的安全等級控制、設備之間的相互干擾問題,這些都是醫學工程部門的工作內容。其次,醫療設備的保養。醫療設備的保養包括靜態保養和東泰保養兩個方面。靜態保養就是建立醫療設備的維護保養制度,對設備的存放環境進行整頓;而動態保養則是根據設備的使用、消耗、故障情況實時進行的保養,比如檢查設備的運行狀況,及時進行故障診斷和維修,更換損害嚴重的部件等等。
3.2完善醫療設備的管理制度
在我國很多大型醫院,都具備各種先進醫療設備,其固定資產的總額甚至能達到幾百萬、幾千萬。但是,這些醫院當中,都存在一個共同的問題:只重視醫療設備的采購,而忽視了醫療設備的管理,醫療設備的管理制度不夠完善,難以發揮醫療設備的最大性能,導致醫療設備閑置或者損壞。對此,我國的醫院應當積極完善醫療設備的管理制度,以便能夠最大程度發揮醫療設備的性能。比如說,將醫院所有的醫療設備集中起來進行管理,而不是將醫療設備分屬于各個科室,在各個科室需要使用設備的時候進行租賃。通過這種方式,就能夠有效避免醫療設備的閑置狀況,而且方便了醫療設備的統一維修與保養。
3.3加強專業人才培養力度