生物醫學工程的特點

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生物醫學工程的特點范文第1篇

生物醫學工程(Bio毗dieazEngineering)學是一門年輕的新學科，從技術角度肴，生物醫學工程技術其形成與發展的模式墓本上可歸納為:通過工程技術手段把物理、化學以及技術科學中新的技術、原理、方法應用于研制醫療裝!、滿足臨床診治的需要，隨著科學技術進步、新的物理、化學方法和工程技術不斷被應用于醫學，醫用產品越來越多.在工程學(含電子技術、計算機技術、信.息技術、材料科學)突飛猛進地發展的同時，生命科學也在迅猛發展，近年來迅速興起的生物技術對給生物醫學以極大的推動，將產生分子醫學.因此我們對理工學科與生命科學交叉結合而產生的生物醫學工程學必須有新的認識.美國學者指出，新的生物醫學工程定義是:“生物工程學結合物理學、化學或數學和工程學原理，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，誘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，病人康復，改菩衛生狀況等目的”.因此，我們必須考慮到科學技術的進步給生物醫學工程學帶來的影響:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合，也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合，而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合.因此，我們引用根據美國國立衛生研究院有關名詞命名專家組最近對生物醫學工程學的定義:焦生物醫學工程學是結合物理學、化學、數學和計算機科學與工程學厚理，從事生物學、醫學、行為學或衛生學的研究;提出墓本概念，產生從分子水平到導官水平的知識，開發創新的生物學制品、材料、加工方法、植入物、導械和信，’.學方法，用于疾病預防、診斷和治療，病人康復，改善衛生狀況等目的.”

二.生物醫學工程學科類型

生物醫學工程學是理、工學科和生物醫學相結合而發展起來的交叉邊緣學科，涉及的領域十分廣泛，與其他諸如材料、信息、電子技術、計算機科學關系密切，并在不斷發展之中.根據學科具體內容可以分為:因為生物醫學工程學科具有其他學科所沒有的特點，我國僅設一級學科不設二級學科.

1.信息技術型生物醫學工程(InformationTeehno一osyBiomediealEngsneering:IT一明E.)其知識體系的組成特點是以電子技術、計算機技術、信.息處理技術的知識為主線，以生物醫學方面相應的領域為交叉、結合對象，對其中的問題進行研究.

2.材料技術型生物醫學x程伽aterialTeehnologyBiomedicalEngineering:盯一翎E)其知識體系包含材料科學、生物技術、力學、化學、生物化學、信息和計算機技術、醫學和生命科學的墓本知識，主要研究對象是生物材料和人工器官，包含新近發展起來的組織工程.

3.生物技術型生物醫學工程(BiologiealTeehnologyBiomedicalEngineering，BT一BME)在生物醫學工程發展的同時，由于分子生物學的發展產生了生物技術，使得生物醫學工程與生物技術交叉結合.美國實驗生理學學會聯合會(F^SEB)對未來醫學發展的分析是“分子醫學將在2020年成為人類健康的基礎.分子醫學的實踐將包括新的預防方法、新的診斷方法和新的治療方法，新的治療方法將直接針對造成疾病的分子、細胞或生理缺陷.這些新醫學方法的墓礎將是精確的和無創的成像及診斷技術，……”，這充分說明了在新的時期，生物醫學工程必然和分子水平的診療技術交叉結合，也就是說生物醫學工程必然和生物技術交叉結合，因此必然會產生生物技術型的生物醫學工程.其知識體系包含數學、計算機技術、信.息技術、生物學、分子生物學、遺傳學等等.

4.生物醫學研究型的生物醫學工程(BiologiealMediealstudyBi二。dicalEngineeringBMS一BME)由生物醫學工程的定義和它的研究內容知道，我們要為深入研究生命過程的規律，揭示生命的本質.因此這類學科的著眼點和落腳點不在于應用，而在于用目前的一切科學技術的理論、方法、技術以某一生命過程為研究對象.所需的是所有理工科、生物學、醫學、哲學知識的交叉融合.

5.醫療器械產業型的生物醫學工程伽ediealDevieesBIOfnedicalEngineering:MD一BME)生物醫學工程所有的研究的最終目的是以各種不同的產品服務于社會，在各種生物醫學工程產品中，醫療器械(含各種醫療儀器、醫療設備和耗材等)產品占有很大比t.要過渡到產品必須有由實驗室研究到產業化過度的研究階段，就會形成產業型的生物醫學工程.其知識體系包含電子技術、計算機技術、精密機械、生物醫學的基本知識、管理學、市場經營等.以往我國醫療界械產業化的發展較發達國家滯后，就是因為這方面的力t相對薄弱，因此一方面應該在醫療界械的公司強化這方面的建設，另一方面應加強高校、研究所與企業的交叉結合.科研成果的產品化研究在醫療界械行業顯得尤為重要。

6.在醫院中的生物醫學工程-----一臨床工程隨若科學技術和現代醫學的發展，生物醫學工程對促進醫學科學的發展起到了很重要的作用，尤其是在醫院的建設和發展中所起的作用更為重要，所居的地位更為明顯.醫療機構為了滿足社會的需求，在醫療市場的激烈競爭中求得生存與發展，就必須加快自身的現代化建設，在這一進程中，生物醫學工程的分支學科一一臨床工程已成為現代化醫院不可缺少的組成成份，將起到舉足輕重的作用.臨床工程師、醫生和護士共同構成現代化醫院的三大支柱川.臨床工程在醫院中的發展是一個值得關注問翅.臨床工程的定義:前面講過生物醫學工程學是一門新發展起來的交叉性學科，它研究內容非常廣泛，從縱向看，生物醫學工程學的組成除了研究開發以外還有一個重要的組成部分，就是在醫院中應用生物醫學工程的所有成果---一臨床工程，臨床工程則是為了利用現代科學和工程技術知識，將現代的生物醫學工程學的新技術和成果安全、可東地應用到臨床，以提高醫療水平為目的的一個生物醫學工程的學科分支.那么，什么是臨床工程呢?目前，一般認為在醫院中醫療設備的維修管理就是臨床工程，我們認為，在醫院中所有為了提高醫院醫療水平而應用現代工程技術的工作都應該屬于臨床工程的范疇.在醫院臨床工程墓本上由五大部分組成:一是以醫療設備的全程技術管理為主，解決醫院裝備現代化中技術、設備、質t保證和經濟管理方面的問題，包含了醫院中的設備工程和設備管理工程;二是醫療信息的現代化管理-一Hls(HospitalInfor.tionsystem)系統:使用計算機和通訊設備采集、存儲、處理、傳翰和翰出門診、住院息者醫護和管理信息，包括臨床輔助科室的信息，形成網絡系統，實現信息共享，提商醫院工作質t和效益;三是和影像存檔和通訊--一P^cS(Pict盯e^r。hi，ing.eo二unie。tson:system，):是醫院用于管理醫療設備如CT，MR等產生的醫學圖像的信息系統;四是遠程醫療網絡系統等:遠程醫療就是利用電子通訊網絡以電子信號來傳遞有關醫學診斷、治療、護理、咨詢及教育等的信息及數據，其即可以為偏遠地區的息者提供醫療服務，也可以作為醫生之間進行交流的有效工具;五是參與臨床的診斷與治療一線工作的工程技術:例如放射治療計劃的制定、虛擬手術、理療和康復等等.臨床工程與生物醫學工程研究開發是兩個緊密相連的必要環節，又具有各自的發展規律.因此，我們既要重視前者的發展，也要重視后者的發展，在醫院中更應將后者放在發展的重要的地位.

三.國內外生物醫學工程教育棍況

科學與學科有非常密切的關系.科學自身的規律決定學科的規律，科學發展決定學科的建設和發展，當然，學科的建設反過來形響科學的發展.隨若人們對健康的關心程度的增加，醫學上疾病分析、診斷、治療和康復等方面的儀器設備逐年增多.因此，在教學科研單位需要有研究人的生命的物理原理、控制過程和研究新的檢測、監測生理、生化物理指標的原理、方法、儀器設備;在工業部門，需有設計、制造適于醫護人員操作和人事科醫學要求的儀器設備的工程師.在醫院里，需有掌握醫學設備的均t和維修以及培訓使用這些設備的人員的工程師;這就要求有一個系統地培養生物醫學工程師的教育計劃.生物醫學工程師要用工程學的方法來解決生命科學上的難題，因此，要求有一些涉及生命科學和工程學的交叉訓練，使得學生既要性得工程原理，又要了解如何應用知識來解決生物學和醫學上的問題.二十世紀50年代，隨著生物醫學工程科學研究的發展，產生了生物醫學工程學科.由于科學研究的需要，在國外生物醫學工程學科發展的最初階段，是趨向于培養博士水平的高級人員.后來由于注意到實際應用，產生了碩士和學士水平的教學計劃.

1.國外高校生物醫學工程專業的情況

目前發達國家的很多大學都設有生物醫學工程系，僅美國就可在Inter網上查到近百所大學生物醫學工程系的主頁.《共國新聞》及《世界報道》兩媒體2002年聯合公布的生物工程/生物醫學工程領域最佳研究生院的排名(根據設施、人員、研究成果引用系數等)前十名的學校。.設有叫S方向與BT的較多.以研究生教育為主，本科為附在我國，涉及生物醫學工程專業最早的是中專教育、大專教育(1，60年成立的北京商學院就有醫療器械系)，真正的生物醫學工程學科開始于70年代未，19，8年國家科委成立了生物醫學工程學科專業組.從此生物醫學工程作為一門獨立的學科在我國很快地發展起來.經二十多年的發展，目前全國己有近幾十所高校建立有該專業，這些高校均系國內工科、理科、醫學的著名院校.我國生物醫學工程學科的墓本情況見表2從以上可以看出我國的生物醫學工程專業發展非常迅速，據不完全統計，52個院校設有生物醫學工程專業，其中有37個理工或綜合大學，15個醫科院校.

2.我國離校生物醫學工程專業的情況分析

(1).我國生物醫學工程專業與國外生物醫學工程專業的共同點①學科發展迅速國內外高校生物醫學工程專業發展十分迅速，國外從20世紀60年代起步，70年代、80年代迅速發展•國郎20世紀’0年代末，8。年代初僅有幾所高校建立生物醫學工程專業，短短二十年就發展到50個院校建立該專業.②從比較知名的重點院校開始形成輻射美國約翰霍普金斯大學、加利福尼亞大學、麻省理工學院、賓西法尼亞大學、華盛頓大學、密歇根大學等都是較早建立生物醫學工程專業的.我國清華大學、浙江大學、西安交通大學、上海交通大學、東南大學、中國科技大學等都是我國著名的科研水平很高的大學，也是我國首批建立生物醫學工程專業的高校.③生物醫學工程專業的學科以研究生教育為主在國外，很多大學招收研究生的數t超過本科生的數t，研究生的來源更強調從理工科或生物醫學專業中選拔.在我國50多個生物醫學工程專業中有17個博士學科(14個也收本科，3個僅招收碩士、博士)，6個博士后流動站，5個長江學者學科，11個招收本科、碩士，8個院校僅招收碩士，U個院校招收本科、2個招收大專.這充分說明生物醫學工程專業教學和科研相比，生物醫學工程科研占的比重更大.

3.我國高校生物醫學工程專業與國外的不同點(差距)

近年來我國生物醫學工程教育發展很快，如前所述建立本科教學的至少有35所院校，通過分析不難發現:①學科模式(研究方向)設!較少所有開設生物醫學工程本科專業的學校都是以電子、信.息、計算機應用與醫學結合為目標，只有個別學校在培養目標中增加生物材料和人工器官方面的內容.本科教育的專業設!面比較集中在IT一明E，沒有川S一SME，各院校的研究生培養(科研方向)基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖象處理、醫學儀器研究為主，部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫學材料、人工器官、組織工程等方向，只有少數大學比較集中在納米材料、生物醫學材料及人工器官、生物醫學圖像處理.研究生培養的專業面比本科生的專面相對寬廣.與生物醫學工程專業搜蓋面相比顯得專業面過于窄.而國外的專業設t顯然比我們有優勢.從表1中可以看出有很多“生物移植、心血管電生理、脊健損傷研究、功能生物技術、心肺動脈、臨床整形外科研究、臨床整形外科研究、細胞影像、疼痛神經生理、分子及細胞生物、重組蛋白質表達、藥物傳輸、.生物界面現象、生物熱傳遞、麻擠研究、聽覺研究、神經肌肉研究、神經系統分析、視覺研究”一的研究方向，在我國，這些研究方向都被認為是生物醫學的研究內容，而不是生物醫學工程的研究內容.②以科研帶動學科的特點不如國外突出我國本科教育有進一步擴大的趨勢，有些沒有科研方向的學校紛紛設立生物醫學工程專業③沒有重視傳統中醫工程研究④生物醫學交叉結合的程度我們不如國外，我們的叫E沒有研究生命系統的就是個證明.

4.就業問題

生物醫學工程師的就業前景是廣闊的，主要就業單位是研究機構、公司和醫院.研究機構可以是研究所或大學里的研究中心，他們從事設計和研制醫院里所鑄的很專門的新設備，也有一部分作為外科或生理研究組的成員參與復雜電子系統的選擇使用，也可以研制新設備公司，可以是儀導及制藥公司，他們參與新的醫療儀器以及醫學及生物學研究用的儀器的研制和生產.他們能夠決定一種新的設計是否有藉要，有梢路，能否滿足各種要求并符合政府的法律規定，他們也可做為公司產品的推銷及售后服務工作.在醫院里，他們從事自動化、研制實驗室用計算機，病人一一計算機的接口以及有關計算機軟件.他們也可以在某一科室〔例如:內科、外科和臨床實驗室工作)，也可以在醫院里直接經管生物醫學工程部門的工作.他們是醫院中工程情報的主要提供者，負貴所有儀器的使用、維修和采購的任務，研究分析和處理數據的方法.生物醫學工程師亦參與許多國家研究計劃，如在空間計劃中設計遙測裝I，生命維持系統，人一一機接口設備以及參與空問醫學.他們也參與國防計劃，環境研究，也可做為環境開發及污染、醫院自動化方面的顧問等.

5.生物醫學工程專業的繼續教育

生物醫學工程專業的高等教育與國外相比起步較晚，但經過近20年的發展，現已形成較完菩的學科體系，開設了大專、本科、碩士和博士研究生教育層次.而我國生物醫學工程專業繼續教育發展較慢，在國家成人教育專業目錄中還沒有該專業.我校1，%年首次在全軍開展了生物醫學工程專業專科升本科的函授教育，現已招收7屆學員，深受全軍各醫療單位技術人員的歡迎，目前地方許多醫院有關技術人員也來信詢問要求學習.我們認為在新形勢下，生物醫學工程專業繼續教育有著廣泛的前景和開展空間.主要原因是:

(1).隨著科學技術和現代醫學的發展，醫院各種診療技術和設備越來越多，高新技術和自動化程度越來越高，如果沒有生物醫學工程專業技術人員的有效參與，現代化醫院不可能有現代化的管理和診療水平.

(2).從醫院實際看.醫院醫學工程科、信息科、放射科、放療科、超聲科和理療科的臨床工程技術人員是生物醫學工程專業專業本科畢業的為數不多，大都是本專業或相關專業大專畢業，知識結構和實際水平很難適應未來的發展需要，必然有一個知識更新、技術提高的問題.

(3).以現代科學技術為核心的、建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟稱為知識經濟時代，知識經濟時代的到來對現代化醫院的科技水平、人才綜合素質和創新能力有了更高的標準.開展生物醫學工程專業繼續教育，必須滿足實際，若眼未來，在教育觀念、人才培養目標、教學內容和教學方法等方面進行大膽探索.

6.在醫學院校內開設生物醫學工程專業的特點

生物醫學工程專業是一門工程科學，它要求有深厚工程墓礎知識，學生的大部分時問都是在學習工程知識，因此，很容易認為在工科院校開設此專業有優勢，在醫學院校開設這個專業有很大困難.經過幾年的實踐，我們認為在醫學院校辦生物醫學工程專業.開始時要建立起一整套的工程葵礎課教研室和實驗室，，這樣需要的經費、人員較多，起步比較困難，但只要具備了墓本條件，會有很多優勢.

(1).生物醫學工程是工程科學對醫學的滲透，在醫學院校中開設了本專業以后，工程人員和醫務人員思想上的溝通就比較方便，較能做到互相理解，這樣就便于合作.

生物醫學工程的特點范文第2篇

在美國高校的生物醫學工程專業，不僅有負責課程性教學、專業化指導以及自身科研的本系導師，還擁有大量外系以及與研究所聯合的教師。以霍普金斯大學為例，它的生物醫學工程專業擁有100多名教師，但其本系的教師只有42名，其他均為外系教師，這些教師主要來自于藥學院和工程學院。其學科背景更是豐富，涉及到電子學、材料學、數學及統計學、機械、化工等諸多方面，這種充分利用學科間的優勢進行教學的模式，不僅豐富了生物醫學工程專業，更為共同促進學科發展發揮了強大的推動作用[3]。隨著近些年的發展，我國各高校的生物醫學工程專業的師資水平有了顯著提升。但與美國相比，在聯合培養方面還有一定的欠缺，在與其他專業相關領域專家教授的聯系方面做的還不夠，各高校間的交流程度有待提升。

2課程設置之比較

美國高校的本科課程突出通識化、職業化，學制采用四制，課程主要分為5個方面：（1）科學基本知識；（2）工程類核心課程；（3）生物醫學類核心課程；（4）人文與社會科學；（5）工程類選修課程。其中工程類核心課程類似于國內的專業基礎課，而工程類選修課類似于專業課。在4a本科教育中，第1a主要進行通才教育，學習基礎知識；第2a學生可根據個人興趣及就業取向選擇主修專業，學校安排相關專業領域的教師幫助選修工程課程并進行科研實踐研究指導；最后2a學生則主要進行某一傳統工程領域及其生物應用方面的學習。美國生物醫學工程本科教育以能力為導向，特別關注于知識背景領域的寬度以及課程與職業發展的密切性，重視人文、社會科學等方面的教育，為今后學生在職業選擇上創造了廣泛有利的發展條件。我國生物醫學工程本科的課程設置則主要集中于影像設備和醫學電子工程學這種更為專業化的課程上，基本上沒有高校針對生物醫學工程自身產業化的過程及其背景等相關知識進行認知性教育。相對于專業教育，在學生職業素養和人文素質方面的培養稍顯不足。學生本人對專業課程的自主選擇度不高，能夠選擇的專業課程有一定的局限性。由此可見，我國的生物醫學工程本科教育課程設置更加突出技術性和專業性，學科之間的跨度不夠，學科交叉性不足，很難實現學科間的共同促進和發展，導致能夠幫助學生在未來的職業選擇和發展中跨領域發展的可能性降低。各高校在教學科研方面的特長開展，聯系實際不夠緊密，過分強調專業型技術人才培養，一定程度上與當前知識快速更新的時代脫節。

3實驗實踐能力之比較

美國高校非常重視學生實驗實踐能力的培養。生物醫學工程專業最早在美國發展，積累下了豐厚的科研基礎力量，并且大多高校具備條件優越的實驗室，且實驗室資源十分充足，為學生科研實踐能力的提升提供了優越的條件。例如，哥倫比亞大學和萊斯大學在生物醫學工程本科教育中，實驗室課程占很大比例；杜克大學重視培養該專業的學生在實驗中解決實際問題的能力；弗吉尼亞大學生物醫學工程專業的實驗課程平均每周超過3h。由于我國生物醫學工程專業發展時間相對較晚，目前各高校的專業實驗室資源有限，并且對本科生不完全開放，實驗條件相對落后，因而在課程設置中實驗課比重相對較少。另外，在實踐實驗能力培養方面相比之下重視程度不高，設置的實驗課多半是驗證性實驗等，缺乏創新性，不能充分調動學生的積極性，也不能發揮學生的主觀能動性，因此學生的動手能力得不到充分有效的鍛煉。據統計，我國許多高校本科生的實驗課時不到總課時的1/6，較美國高校水平差距較大。

4對我國生物醫學工程專業本科人才培養發展模式的啟示

通過比較中美兩國生物醫學工程專業本科人才培養模式，發現了我國在該專業本科教育領域存在的不足。針對如何更好地開展生物醫學工程本科人才培養，更好地發展我國生物醫學工程教育，總結了以下感受與啟示。

（1）結合我國生物醫學工程的發展趨勢，確立適合我國生物醫學工程發展現狀的人才培養目標。目前，我國生物醫學工程專業還處于發展的初期階段，但伴隨我國經濟的持續發展、技術領域的更新進步，該專業將會進入到一個快速發展的時期。因此，我國生物醫學工程本科教育應適當借鑒美國高校的培養模式，更加注重為研究生培養打下堅實基礎，而本科階段主要集中在理工基礎知識的掌握以及生物學與醫學背景的了解上，從而為學生下一階段在某個研究領域的繼續深造創造有利條件。同時，我國生物醫學工程本科教育還要注意與產業發展相結合，致力于培養既能推動科研發展又能滿足產業化需求的高素質復合型人才，為該專業下階段的跨越式發展進行力量儲備。

（2）根據學科發展的規律及特點，逐步實現我國高校師資隊伍的有機整合。生物醫學工程專業屬于交叉學科，是理、工、醫等多學科的交織融合。美國生物醫學工程本科教育的教師很多都是各學科分支的領軍人物，將他們整合在一起組成師資隊伍順應了學科發展規律，發展勢頭必然明顯。隨著我國生物醫學工程專業的發展，目前國內也有一大批該領域的專家學者，他們在各自的研究領域都有著不菲的成績，掌握著豐富的理論知識與科技前沿技術，對臨床需求有著深刻的認識與理解。因此，各高校在師資隊伍建設方面應當充分考慮生物醫學工程專業的發展規律，真正理解交叉學科的內涵，一方面通過高校聯合優勢，集中解決各個分支專業的教學問題；另一方面，盡可能將該領域的專家融入到教育隊伍當中，高效整合師資隊伍，使其充分體現醫工融合的特點，從而為學生提供優質的教學資源，使其真正領會醫工結合的真諦與內涵，那么優秀的生物醫學工程人才必將源源不斷地被挖掘、培養出來。

（3）筑牢學生人文素養基礎，強化學生實踐能力，課程體系設置應基于產業市場需求和科研發展。美國生物醫學工程的本科課程尤其以專業課程設置突出其學科本身涉及面廣的特點，同時注重學生人文素質的綜合培養以及實驗實踐能力的有效鍛煉，具有相當的靈活性，并且能夠結合科研優勢突顯重點。我國開設生物醫學工程的各高校應該充分借鑒學習這些經驗做法，并結合各高校的實際情況，貼合自身的科研方向與優勢，有針對性地指導學生進行科研實踐，提升學生的實驗實踐能力。同時，要強化研究與產業的雙方面發展，將市場需求納入課程設置的考慮因素，并且融合學生自身的興趣及未來就業形勢等相關方面，靈活創新地設計課程，爭取培養出具有特點鮮明的、發展方向廣泛的、綜合素質與競爭力強大的醫工人才。

5結語

生物醫學工程的特點范文第3篇

生物醫學工程(biomedicalengineering,BME)是20世紀50年代形成的一門獨立的邊緣科學，現代醫療器械則是這一新興學科的產品形式。它是工程技術向醫學科學滲透的必然結果。20世紀50年代以來，心腦血管疾病、癌癥、糖尿病等現代文明流行病開始威脅人類健康。因此，醫學科學的進一步完善和發展不是以定性觀察、現象歸納為方法學特征的醫學本身所能解決的，它必須和以定量觀測、系統分析為方法學特征的工程科學相結合，并綜合運用各種已有的和正在發展的高新技術，才有可能逐步解決這些問題。生物醫學工程學科應運而生。當前生物醫學工程已成為生命科學的重要支柱，是21世紀最具有潛在發展優勢的領先科技之一[1]。

1、什么是生物醫學工程？

1.1含義

生物醫學工程是一個新興的多學科交叉領域，其內涵是：工程科學的原理和方法與生命科學的原理和方法相結合以認識生命運動的“定量”規律，并用以維持、改善、促進人的健康。“生物醫學工程”這個詞匯蘊含了三個專業領域的相互影響：生物學、醫學和工程學。生物醫學工程是綜合生命科學和工程技術的理論、方法、手段,研究人類及其他生命現象結構功能的理、工、醫相結合的新興交叉學科，是多種工程技術學科向生命科學滲透和相互交叉的結果,并已成為生命科學的重要支柱。生物醫學工程是應用基礎科學，主要服務于人類疾病的診斷、預防、監護、治療及保健、康復等方面；生物醫學工程的主要研究任務是利用工程技術手段解決醫學診斷、治療和信息化管理等問題，為醫學提供高技術含量的現代醫療裝備。

1.2內容與領域

生物醫學工程的研究內容可分為基礎研究和應用研究兩個方面。基礎研究，包括生物力學、生物控制、生物效應、生物系統的質量和能量傳遞、生物醫學信息的提取與處理、生物材料學、生物系統的建模與仿真、各種物理因子的生物效應等;應用研究，直接為醫學服務，包括生物醫學信號檢測與傳感技術,生物醫學信息處理技術,醫學成像與圖像處理技術,人工器官、醫用制品和儀器,康復與治療工程技術等。后者是醫學工程研究領域中最主要的內容之一，它的成果直接推動醫療衛生事業的發展，效果最明顯、最迅速,所以特別受醫學工程人員和醫生的重視。

2課程安排

根據我國《生物產業發展“十一五”規劃》，生物醫學工程高技術專項將按照當代生物醫學工程技術和產業發展的方向，重點發展醫療影像設備、醫療監護系統及設備、腫瘤物理治療設備等11大類產品,強化新型醫用植入器械和人工器官、數字化與智能化醫療裝備、可生物降解醫用高分子及藥物控釋載體、醫療監護和遠程診療系統等領域的創新能力。針對這一方向，我們將設定14次課，分別介紹各項技術產品或領域的現狀和發展，讓學生對生物醫學工程學科有個整體的了解和認識。課程設置如下[2]：

1.生物醫學工程概況：介紹生物醫學工程學科概況、發展歷程、學科內容、工程分支，以及國內外高校建設發展生物醫學工程學科的情況。

2.組織工程學：應用細胞生物學和工程學的原理,吸收現代細胞生物學、分子生物學、材料與工程學等學科的科研精華,在體內或體外構建組織和器官,以維持、修復、再生或改善損傷組織和器官功能,是繼細胞生物學和分子生物學之后,生命科學發展史上又一新的里程碑,標志著醫學將走出器官移植的范疇,步入制造組織和器官的新時代。目前組織工程已經成為再生醫學研究和發展的核心與主要方向。

3.生物材料學：研究與生物體（特別是人體）組織、血液、體液相接觸或作用時，不凝血、不溶血、不引起細胞突變、畸變和癌變，不引起免疫排異和過敏反應,無毒、無不良反應的特殊功能材料。許多重點院校和科研單位都成立了相應的研究機構，從事生物材料及制品的開發研究，在天然高分子和合成高分子、無機和金屬生物材料研究方面均取得了舉世公認的成果。

4.人工器官：主要研究人體組織與器官的再生、修復與替代。人工器官在臨床上的應用，挽救了不少垂危的生命，為臨床醫學的發展開拓了新途徑。目前人工器官的研究和應用已基本遍及人體全身。

5.生物傳感器技術:使用固定化的生物分子結合換能器,用來偵測生物體內或體外的環境化學物質或與之起特異互作用后產生響應的技術。目前,生物傳感器正朝著以下幾個方面發展:①向高性能、微型化、一體化方向發展；②生化檢測的智能化系統；③仿生生物學的發展。

6.生物系統的建模與仿真：對生物體在細胞、器官和整體等各層面的參數及其相互關系建立數學模型，并用計算機求解該模型以分析和預測各種條件下生物系統運行的機制和狀態。研究領域涵蓋生物力學、復雜生物醫學系統的建模與仿真等領域，主要采用計算力學、圖形圖像分析和數學建模等方法，對生物醫學中的科學問題進行計算機建模和分析。

7.生物醫學信號檢測與處理技術：生物醫學信號的檢測與處理幾乎成為了生物醫學工程學科共同的研究方向。從生物體中獲取各種生物醫學信息，并將其轉換為易于檢測和處理的電信號。

8.醫學成像與圖像處理技術：研究如何將人體有關生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式，或對已有的醫學圖像進行分析處理，為疾病的早期診斷和治療提供了可能性,也為臨床診斷引入了新的概念。

9.數字化X射線影像技術及設備：數字化X射線影像技術現已成為臨床診斷的最主要手段。涉及的關鍵技術包括:直接數字化平面X射線影像技術;數字化X射線三維影像技術;低劑量CT、容積CT等。

10.磁共振影像技術及設備：磁共振影像是檢測人體解剖、生理和心理信息的多因素、多層面和多對比度成像設備。

11.核醫學成像技術及設備：核醫學成像是對放射性核素標記化合物的體內生化過程成像的裝備,是目前能夠在臨床應用的最主要的分子成像手段。涉及的關鍵技術：單光子斷層成像(SPECT)技術和系統、正電子發射(PET)影像技術和系統、PET與CT融合技術等。

12.數字化超聲波成像技術及設備：超聲成像設備在四大影像設備中使用最為廣泛。目前重點發展技術包括：多波束成像技術、諧波成像技術、多角度復合成像技術、三維成像技術、電容式微機械超聲換能器、彩色超聲成像設備系統、數字黑白超聲影像設備等。#p#分頁標題#e#

13.醫學納米技術和納米材料：可運載腫瘤標志物分子的特異性抗體、腫瘤治療藥物以及造影劑等新的高效藥物(基因)載體；發展納米尺度的顯微探針成像技術；發展用于組織再生修復的納米生物材料；建立用于納米材料健康與安全評價的技術與方法，都是當前重點發展方向。

14.康復工程技術:重點發展假肢仿生智能控制技術、低成本假肢矯形、適應不同功能障礙者工作和學習的環境控制系統與遠程交流、認知功能康復、人工電子耳蝸漢語識別、電子助視、老年人室內安全監護等技術。

3教學模式的探索

針對課程本身的特點和學生認知的特點，設想從以下幾個方面探索課程的教學：

3.1多媒體教學

多媒體教學具有直觀、生動、易于理解的特點，并可節約教學時間，提高效率。由于每次課針對的是某項技術領域相關理論知識和行業動態的介紹，涉及的知識點多且泛，采用多媒體教學課件進行教學，形象直觀，趣味性強，可以使學生印象深刻，降低了抽象知識的理解難度和記憶難度，激發了學生的學習興趣。

3.2優化課程內容，加強實踐教學

在教學中注意把握課程的整體體系，強調課程知識點和適用性。教學重點清晰，適當補充行業最新動態作為課外知識。課堂授課的重點應放在概念的理解和相關模型的建立。同時，應創造條件充實參觀和實驗內容，讓復雜的理論實物化、形象化、簡單化。跟有教學合作基礎的醫院聯系，安排學生到相應科室參觀相關設備和操作系統，開展現場教學和盡可能多的實驗課，提高學生的學習興趣。如果條件允許，還可以讓學生參與到實際操作中。通過這種實踐教學，使學生覺得取得臨床上的應用成就并不是遙不可及，從而增強他們對理論知識學習的興趣。

生物醫學工程的特點范文第4篇

摘要：結合醫學院校特點，探討了以醫學院校為背景的生物醫學工程領域工程碩士培養模式的創新與優化，從培養目標、課程設置、教學內容、學位論文等方面進行了探索和優化，以不斷完善和規范生物醫學工程專業工程碩士的培養過程。

關鍵詞：生物醫學工程；工程碩士；培養模式

工程碩士教育已成為我國涉及面最廣、規模最大的一種專業學位。工程碩士專業學位是我國學位與研究生教育中的一個新類型，注重在教育實踐中的不斷創新［1-2］。生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的新興邊緣學科。針對生物醫學工程領域特殊行業特點，按照工程碩士培養的目標，探討面向醫學院校的生物醫學工程領域工程碩士培養新模式十分必要。

以醫學院校為背景的生物醫學工程領域工程碩士培養應注重以下三個方面：一是課程設置和教學內容，如何使學生在不脫產的情況下保證學習質量；二是按照研究生學位條例，在這種培養模式下如何確定論文的要求；三是如何體現以醫學院校為背景的工程碩士特色培養模式。工程碩士教育要抓住這三個環節，進行教育思想和培養模式上的創新。

一、優化課程設置和教學內容

課程教學是工程碩士培養的重要環節，是知識再積累和知識更新的基礎環節，在整個研究生培養過程中，是學校可控時間最長，影響最大的環節［3］。因此在課程設置和教學內容上，考慮工程碩士的特殊性，才能培養出高質量、特色鮮明的工程碩士。在進行生物醫學工程碩士培養模式探索期間，我們通過對生物醫學工程專業的工程碩士進行了問卷調查及現場調研，并對調查及調研結果進行總結分析，對課程設置和教學內容進行了優化。

在課程設置上增設了實用設備類課程的講解，針對工程碩士要求動手能力強等特點，加設了與醫療相關的設備維修理論及實踐課程和相關實用性較強的應用類課程。同時，在教學內容上也進行了優化調整，主要表現為：1.在講解基本理論的基礎上，增加如電子病歷等熱門話題的開放式教學模式探討；2.攻讀工程碩士學位的學生已經具有一定的工作經驗及在某一領域已經有一些獨到見解，在教學內容上可以安排一些學生講座，讓學生針對自己所熟悉的領域與班級學生進行講解與互動，從而擴大工程碩士在教學內容上的局限性；3.在時間充裕的前提下可以嘗試邀請相關醫院及廠家的專家進行專題講座，可以增加解決某一專業問題的針對性。

二、優化學位論文指導與評價體系

工程碩士學位論文是工程碩士培養的主要環節，也是最終環節。與工學碩士不同，生物醫學工程領域工程碩士的選題應來源于醫院及相關部門的實際需要或具有明確的生物醫學工程背景，研究成果要有應用價值。因此，在學位論文指導方面可以實施由學校具有工程實踐經驗的教師與醫院相關部門的技術人員聯合指導，醫、校雙方導師發揮各自優勢，共同指導。

為制定更具實用性的論文指導與評價體系，我們調研了省內10余家附屬醫院和部分相關企事業單位的相關科室，了解附屬醫院及相關科室對人才的需求情況，根據相關部門及臨床醫生提出的意見進一步完善生物醫學工程領域工程碩士的畢業論文制訂及相關評價體系。在充分調研的基礎上，制訂了工程碩士論文學位論文質量參考標準，并在多家培養單位中應用，取得了較好的效果。

三、構建適合醫學院校生物醫學工程領域工程碩士培養的模式

生物醫學工程的研究是電子技術、現代通訊技術、計算機技術、生物技術以及材料科學、數學、化學、物理學等新技術的飛速發展和研究的深入，由多學科的滲透與綜合作用于傳統醫學領域而形成的一門新型的交叉的邊緣學科。生物醫學工程專業具有跨學科、交叉的學科特殊性，在培養模式方面會出現偏重于工科或醫科的現象，沒有真正體現出醫學工程的多學科交叉的特點。那么如何更好地將理、工、醫三者有機的結合在一起，使得培養出來的學生的知識結構和基本素質更加完善，這已成為我們在人才培養方面的一個突出問題。

為了更好地構建適于醫學院校生物醫學工程領域工程碩士培養模式，應重視以下幾個方面［4］：

1.以社會需求為導向

專業設置及培養目標都以社會需求為導向，緊密結合生產和科技發展變化的需要，及時調整課程設置，不斷更新課程內容和教學方法，使學生能夠盡快地接受新技術與信息。

2.重視實際能力

在教學過程中可以開展課程討論會，重視學生實際操作能力，培養創造精神與創新意識。

3.師生共同參與課程設置

課程目標由側重傳授知識轉向培養探究能力，由片面增加學生認知成長轉向兼顧學生情感發展，課程內容由靜態的穩定劃一走向動態的開放靈活，課程不再僅僅作為面向過去知識的載體，而更多地呈現為面向未來發展的過程；課程設計趨向更大的彈性，在必修課的基礎上，增加了選修課的數量，多方位地開拓學生的知識面，激發學生的想象力和創造力。鼓勵學生積極參與課程設置與發展，通過學生在學習過程中的感受與需要，由學生和老師共同參與課程的設置與修改，而不僅僅是由學校單獨制定，課程的組織不再限于學科界限而是面向跨學科和綜合化的方向發展。

培養模式的創新主要表現為：

1.由學校教師和醫院臨床醫生共同承擔教學任務，真正實現理、工、醫的有機結合。

2.以培養復合型人才為目標，真正做到與實際相結合。針對醫生在診療過程中對現有儀器設備的看法和改進意見以及病人的需要建立起一個良好的溝通環境。

3.引進先進的教學理念與方法。

四、結語

生物醫學工程領域是一個典型的交叉科學技術領域。生物醫學工程領域是生物醫學信息、醫學電子、醫學影像技術、基因芯片、納米技術、新材料等技術的學術研究和創新的基礎。生物醫學工程專業工程碩士的培養目標就是為醫院及相關企事業單位培養復合型的高級技術人才。本文通過對生物醫學工程領域工程碩士培養模式的探討，包括從課程體系的建設、論文評價標體系優化等，不斷完善培養模式。以醫學院校為背景的生物醫學工程專業工程碩士的培養工作既有優勢也有局限性，具有創新性和實用性的培養模式還需要不斷探索研究，希望能夠不斷探索出培養該工程領域高素質、創新型工程碩士人才的新實用模式。

參考文獻：

［1］ 吳太山，朱軍，孟偉.試論工程碩士教育管理的規范化

［J］.高等工程教育研究，2009，（2）：130-132.

［2］ 梁艷.對完善工程碩士專業學位教育的幾點建議［J］.黑

龍江教育，2009，（10）：13-14.

［3］ 邢淑清，麻永林，李慧琴.冶金和材料工程領域的工程碩

士學位教育［J］.中國冶金教育，2007，（4）：31-33.

生物醫學工程的特點范文第5篇

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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[2]俞鐵岳，林建歡，黃宜堅.虛擬儀器和LabVIEW簡介[J].福建電腦，2004，（2）.

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[6]鄧親愷.現代醫學儀器設計原理[M].北京：科學出版社，2004.

[7]吳水才，白燕萍，楊春蘭.生物醫學工程專業信息類課程教學內容與方法探討[J].中國電力教育，2010，（10）.