生物醫學工程方向
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生物醫學工程方向范文第1篇
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0073-02
一、引言
生物醫學工程是工程技術與生物學和醫學相結合產生的一門交叉學科，旨在運用工程技術手段解決生命科學和醫學中的問題[1]。生物醫學工程專業的學生需要掌握一定的工程技術手段，其中編程是一項關鍵技術。C++語言屬于面向對象編程方法中的經典語言，對于該專業學生來說是一種重要的編程工具，可能用于今后的工作或科學研究中。生物醫學工程專業學生的培養涉及到數學、物理、化學、生物等基礎學科和電子技術、信息處理技術、計算機技術、傳感器與檢測技術、成像技術以及機械和材料等應用工程學科。學生需要學習的知識多，涉及的面非常廣，與計算機類和電子信息類等傳統專業的學生相比，能夠花在編程訓練上的時間較少。為了提高生物醫學工程專業學生的編程水平，需要對教學過程中遇到的問題進行總結，提出相應的解決辦法。
二、教學中遇到的問題
生物醫學工程專業的學生在學習C++的過程中通常會遇到以下問題：
1.在C++語言的學習中缺乏對本專業的思考。由于C++語言的學習一般在本科學習的早期階段，此時學生對本專業的了解并不充分。雖然一般會提前開設《生物醫學工程導論》課，但該課程也只能讓學生對本專業有一個粗略的了解。因此，在每一門課程中都融入對生物醫學工程專業的講解就非常重要。雖然，C++這樣的編程課程可以由計算機專業的教師講授，但是，如果由屬于生物醫學工程專業且有計算機背景的教師來講授顯然更加合適。因為，后者既能教會學生編程，也能引導學生進一步了解本專業。
2.難以充分理解面向對象的思想。C++是一種面向對象的編程語言，充分理解面向對象思想對于C++的學習至關重要。面向對象的程序設計方法將數據及對數據的操作方法封裝在一起，作為對象，對同類型對象抽象出其共性，形成類，通過繼承與多態性，使程序具有可重用性[2]。通常解決問題時有兩種方式，一是按照過程方式來解決，二是將問題抽象為一個對象來解決，面向對象屬于第二種考慮事情的方式[3]。了解面向對象的思想并不困難，難的是在學習編程的過程中，理解類、對象、繼承和派生、多態等這些概念及其在編程中的靈活運用。
3.編程水平的提高緩慢。大部分學生在學習程序設計的過程中編程水平提高緩慢，部分學生在學習的過程中怕困難，不愿意編寫程序，或者只是簡單地將課本上的程序搬到電腦，而不愿意進行深入的思考。這種情況在初學編程的學生中是一種比較常見的現象。教師在教學的過程中，除了鼓勵學生勇于克服困難、努力學習以外，想辦法提高學生對編程的興趣，教會學生學以致用才是解決問題的關鍵。
三、教學方法
為了解決以上問題，筆者嘗試在教學中引入以下改進方法，取得了一定的效果。
1.以門診掛號模塊的構建來講解面向對象的思想。為了同時提高學生編程水平和引導學生了解本專業，教師在講解面向對象中某些概念的時候，可以盡量列舉一些與本專業相關的實例。例如，生物醫學工程專業的同學以后可能會接觸到醫院信息系統（Hospital Information System，HIS），利用醫院信息系統中的實例來進行講解課程中的概念，既能強化同學們對概念的認識與了解，又能培養其用面向對象的思維方式解決專業學習中遇到的問題。醫院信息系統可以分成很多模塊，門診掛號模塊是其中一個必要模塊。在講解“抽象”這個概念的時候，可以用門診掛號模塊作為實例講解。抽象，是指對某種目的而言，強調重要的部分，忽略不重要的部分。抽象是具有針對性的，在講解抽象的針對性時，可以提出以下的例子：在設計門診掛號模塊時，每個病人的姓名、性別、所選號碼等信息就是重要內容，而像體重、血型、既往病史這些信息在這里不太重要，就可以被忽略。而對于醫院信息系統中的病案管理模塊，體重、血型、既往病史這些被忽略的信息可能又是重要的。因此，對于門診掛號模塊來說，使用抽象的方法，就只考慮姓名、性別、所選號碼這些我們關心的信息。面向對象是一種考慮事情的方式，在實現門診掛號這個功能時，可以構建如下對象，病人、醫生、掛號和掛號結果等對象協同完成門診掛號：首先，由病人對象將病人掛號申請發給掛號對象，再由掛號對象請求醫生對象提供相應的醫生信息，在此基礎上，掛號對象對病人掛號申請進行處理和審核，最后將病人掛號結果提交給掛號結果對象，掛號結果對象負責保存病人掛號結果，并提供查詢服務。門診掛號模塊中各個對象之間的關系如圖1所示。
2.引導學生用面向對象的思想來考慮并解決生活中的問題。程序設計的學習對部分學生來講比較枯燥，特別是每當學生遇到不知道如何解決的問題時，挫折感比較強。為了激發學生對編程的興趣，可以嘗試引入一些生活中的實例來講解面向對象編程中的某些概念。面向對象的思想認為，一切事物皆為對象。對象可以是有形的事物，如一本書、一輛汽車；對象也可以是無形的事情，如一項計劃。對象可以是簡單的個體，比如一個人；也可以是由諸多其他對象組合而成，比如一個公司有多個部門，每個部門又由許多人組成。我們可以用生活中的現象作為具體的對象來進行分析。比如一輛公共汽車，它有一個表示其唯一性的車牌號，有外觀、重量、載客量等靜態特征，還有前進、倒車、剎車等動態行為。再比如一個學生，有一個唯一標志（學號），有姓名、年齡、性別、身高、體重等靜態特征和學習、唱歌、打籃球等動態行為。從這些實例中，可以歸納出，一個對象包括以下的內容：（1）唯一的標志符，用來表示與其他對象不同；（2）靜態特征，描述對象的屬性；（3）動態行為，描述對象具有的功能。作為貼近學生生活的一個實例，學生選課系統一般都被學生所熟悉。為了進一步理解面向對象的思想，可以嘗試引導學生用面向對象的思想來構建學生選課系統。在學生選課系統中，可以建立學生、課程、選課、選課結果這四個對象，學生對象的靜態特征包括：學號、姓名、年齡、專業等；課程對象包括：課程編號、課程名稱、選課人數等。這四個對象協同完成學生選課功能：首先，由學生對象將選課申請發給選課對象，再由選課對象請求課程對象提供相應的課程信息，如：多少學分、目前已經選這門課的人數、是否可以選，在此基礎上，選課對象對學生選課申請進行處理和審核，如：該學生是否有資質選這門課等，最后將學生選課結果提交給選課結果對象，選課結果對象負責保存學生選課結果，并提供查詢服務。學生選課系統中各個對象之間的關系如圖2所示。
3.指導學生認清學習目標的主次和形成良好的學習習慣。在學習時間有限的情況下，必須教會學生分清學習目標的主次。在C++的學習中，首先重點學習面向對象的思想，將算法的學習放到次要位置。對于編程人員來將，算法的學習十分必要，但這是一個長期的過程，必須循序漸進。對于初學面向對象編程的人員，首先必須理解面向對象的思想，并盡可能建立面向對象的思維方式，即在解決問題時，將問題抽象為對象來解決。還存在一個常見的現象，就是部分初學編程的學生在實驗課上效率很低，難以進入編程的狀態，時間一長就會去做一些無關的事情。因為計算機既是一個學習的工具，也是一個娛樂的工具，學生有時可能難以控制自己。因此，強調學生形成良好的學習習慣并給自己制定規矩，就顯得非常重要，比如：課前要預習，編程的時候嚴格要求自己只能編程，其他無關的事情完全不能做。只要學習方法正確并且有良好的學習習慣，大部分學生應該都能夠把C++學好。
學生編程水平的提高是教學過程中一個困難的問題，如何促進學生對編程產生興趣，讓學生覺得編程不僅是一件重要的事情，而且是一件有趣的事情，這還需要廣大教師不斷探索教學方法，在教學的過程中摸索出一套適合自身情況的方法，這樣才能讓教學產生良好的效果。
參考文獻：
[1]John D.Enderle.生物醫學工程學概論[M].原書第2版.封洲燕，譯.北京：機械工業出版社，2010.
[2]鄭莉.C++語言程序設計[M].第4版.北京：清華大學出版社，2010.
生物醫學工程方向范文第2篇
生物醫學工程學科（BiomedicalEngineering,簡稱BME）是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它運用了現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,揭示其生命現象,為防病、治病提供新的技術手段，其目的是解決醫學中的有關問題，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。生物醫學工程興起于20世紀50年代，它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系，而且發展非常迅速，成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學這個名詞最早是出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會，1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會，后來成為國際生物醫學工程學會。生物醫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，是目前各國爭相發展的高技術之一，現今市場規模可達1000～2000億美元。生物醫學工程學的學科內容包括了生物信息學、生物力學、各種醫療儀器裝備、醫學物理學以及醫學材料等，它的發展將隨著世界高技術的發展，如航天技術、微電子技術等的發展而得到長足進步。
隨著生物醫學工程學科的高速發展，對相關人才的需求日益增大，為此，我國有大量的醫科、藥科大學、綜合大學和理工科院校都設置了生物醫學工程從本科到博士的專業及領域。在2008年4月北京舉行的“亞太生物醫學工程國際會議”上，各種院校生物醫學工程學科專業教育、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。本文在對生物醫學工程學科特色、對醫科藥科、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學工程專業的特色建設進行闡述。
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
基于工科特色，其主干課程應注重工科基礎理論的學習，了解醫學基礎知識，同時學習機械、電子、材料、計算機應用于醫學中而派生的專業課程。如將特色定在醫療設備制造等方向上的生物醫學工程專業，其基礎類課程更加強了基礎數學、物理的學習，設置了較多學分的高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理及實驗等，醫學類課程設置了基礎醫學與實驗，涵蓋人體解剖學知識，專業基礎課和專業課設置了生物醫學數學基礎、電路及模擬電子技術及實驗、數字電路與邏輯設計及實驗、微機原理與接口技術及實驗、VisualC++程序設計及實驗、信號與系統、EDA技術、計算機硬件控制基礎、單片機原理及應用、醫學成像原理、醫學影像系統、生理信號檢測、生理信號處理、醫學圖像處理、醫學儀器設計與實現、醫學傳感器、醫學光學、醫學超聲、醫學材料等，同樣，課程設置也應按照本校特色加以取舍。
生物醫學工程方向范文第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。
生物醫學工程方向范文第4篇
關鍵詞：生物醫學工程;校企醫合作;人才培養模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）42-0001-03
生物醫學工程是一門工程應用型專業，醫院是該專業的服務對象，醫療器械生產企業是該專業服務醫學診斷的途徑。作為以人才培養為目標的高校，培養生物醫學工程專業人才，必然需要依托與企業、醫院之間的緊密合作。當然高校是生物醫學工程專業人才培養的主要力量，也是責任方、組織方。高校在專業課程設置、教學過程的組織執行與監督以及學生質量的評價與監控等方面都應是生物醫學工程專業人才培養的主場，這在很多文獻中都有非常詳細的討論[1-7]，本文主要分析與討論生物醫學工程學科內涵中所賦予責任的企業與醫院在生物醫學工程人才培養過程中的作用。
一、企業和醫院在生物醫學工程專業人才培養過程中起到非常重要的作用
1.參與生物醫學工程專業建設，為專業建設提供導向。專業建設是人才培養的最重要工作[8，9]。生物醫學工程專業建設只有得到企業或醫院的認同與參與，才能確保在人才培養過程中始終圍繞社會對該專業人才目標進行[10]。通過企業與醫院的信息反饋，為生物醫學工程專業建設提供依據與導向，避免課程體系、教學內容與社會的實際需求存在較大差距，學生畢業后無法適應專業崗位要求等現象。
生物醫學工程是一門多學科高度交叉、高度融合的學科專業，其在各個學校的辦學方向不盡相同，所牽涉到的企業也不一樣，因此在生物醫學工程專業建設中要緊緊圍繞其辦學方向，選擇好合作辦學的企業和醫院。
企業與醫院參與生物醫學工程專業建設的形式多樣。首先成立由高校、企業與醫院相關專家共同組成的專業教學指導委員會，該委員會的作用與職能是確定以企業和醫院相關崗位對人才需求為導向，以能力、知識為依據的專業人才培養方案。并定期召開委員會會議，高校及時了解企業的發展動向，醫院的現實需求，為及時修正專業課程體系、教學內容、教學方式提供有力的依據。
2.參與生物醫學工程專業教學活動，為專業教學提供支持。生物醫學工程，作為一門工科專業，與企業生產實際、醫學診斷與治療技術發展相聯系是至關重要的。企業和醫院可以更新生物醫學工程專業教學內容和教學方式，使得課程和教材內容與發展前沿同步更新。用企業經驗和醫院需求支持專業課程的充實與改革，培養學生先進的專業思維和創新意識。
與企業醫院共建課程是校企、校醫在教學上合作的形式之一。高校可以聘請企業、醫院的技術專家到校為本科生開設專業課程，在教學內容上與生產實際，與醫學問題直接發生聯系。特別是對于工程性很強的課程，可以與企業或醫院共建課程。另外，邀請相關高級技術人員到學校來講學，為本科生講授國內外相關技術的最新發展資訊，可以進一步拓展學生的專業知識。
3.提供生物醫學工程實習場所，為提高學生專業實踐能力提供條件。工程實踐能力是生物醫學工程專業本科生創新能力的重要內容之一。實習是學生工程實踐能力提高的必經之路[11-13]。實習場所的選擇、實習時間與形式上的保障、實習內容的組織都會影響實習的效果，也會影響學生工程實踐能力的培養與提高。然后生物醫學工程專業學生的實習，除了選擇生產企業去實習外，還應到醫院的相關科室實習。
生物醫學工程專業應安排兩次實習。一是在進入專業課程學習之前，安排一個專業認識實習。在這次實習中，既到生產企業參觀產品生產線，了解企業的經營狀況等，也到醫院相關的科室了解醫生對工程上的需求，參觀醫院里的設備，了解其原理、應用對象等。這次實習的主要目的就是要讓學生了解在接下來的專業課程的學習的主要內容和服務對象，激發學生對專業課程的學習興趣。二是在畢業之前安排生產實習。這次實習可以由學生自己的專業發展規劃自由選擇到生產企業去實習還是到醫院去實習，切實提高學生的專業工程實踐能力。
4.參與專業教師隊伍建設，為提高專業教師教學能力提供幫助。教師是教學過程的主導者，是專業教學計劃與活動的執行者，教師隊伍質量的高低往往直接影響到本科教學質量的優劣[14-16]。對于生物醫學工程專業的教師，其教學能力所涉及的面很寬泛，要求也更高。特別是青年教師教學經驗不足，雖然在理論知識方面比較扎實，但在工程實踐能力方面較弱，項目經驗缺乏導致其教學能力的不足。企業和醫院在專業教師隊伍建設中可以發揮非常重要的作用。一是向高校提供兼職教師，專業工程實踐相關的課程可以與企業或醫院共建，聘請相關校外專家擔任課程的任課老師，作為高校專業教師隊伍的有效補充。二是通過科研合作、企業掛職鍛煉等形式為生物醫學工程專業教師提供工程實踐能力鍛煉的機會，逐步提高教師的教學能力，特別是在工程實踐方面的教學能力。
5.提供資金與設備支持，增進學生的專業學習興趣。企業相較高校，資金比較寬裕，擁有專業領域設備的生產線與研發環境。醫院擁有充足的醫學臨床檢查設備，這些設備一般都比較貴，如磁共振成像、CT成像等，高校一般都沒有如此雄厚的資金來購買這些設備。而這些企業和醫院所擁有的這些設備在生物醫學工程專業教學與實踐中非常重要。企業和醫院能夠支持生物醫學工程專業教學，對于切實提高學生專業工程實踐能力有著非常重要的意義。另外，有些企業為了提高知名度、回報社會等，常常通過捐助基金、設立獎學金等形式對高校生物醫學工程專業建設與發展給予資金支持。
二、充分發揮高校、醫療器械生產企業、醫院的優勢，進一步完善生物醫學工程專業工程實踐教學體系
高校擁有大量的科研能力很強的師資隊伍，具備承擔國家、自治區重大科研項目的能力，在專業理論、科學試驗和工程實踐方面具備豐富的經驗。是培養學生工程實踐能力的主要力量，也是責任方。因此，高校應通過課程實驗、課程設計等活動初步訓練學生的工程實踐能力，通過組織學生參加教師科研課題、大學生創新活動和科協等來提升強化工程實踐能力。
醫療器械生產企業的優勢是直接面向生產，擁有大量的工程技術人員，掌握著大量工程技術問題及其解決方案，可以為學生提供良好工程實踐場所和技術指導等條件。企業可以通過指導實習、畢業論文、講學以及參與制定培養方案等方式參與到學生的工程實踐能力的培養活動中。
醫院是生物醫學工程學科的服務對象，其優勢是掌握大量的醫學診斷和治療的醫學問題，并擁有大量的醫學設備和經驗非常豐富的醫生，可以為學生的工程實踐能力的培養提供問題來源和實踐對象。可以通過提供認識實習的場地、到高校講學、指導畢業設計等形式融合到學生工程實踐能力培養體系。
三、充分考慮高校、醫療器械生產企業和醫院的文化差異和價值取向，構建長期有效的人才培養合作機制
高校與企業、醫院之間的利益并不完全相同，為了找到校企醫合作的利益共同點，三方應該從社會進步和企業發展戰略的高度認識校企合作的長期效益。在校企醫具有共同一致的合作理念和互惠互利的合作宗旨的前提下，共同對合作項目進行系統管理，在思路上要站得高、看得遠，從學校和企業、醫院發展的共同愿望出發，將各方關心的熱點問題提升到戰略的層面上溝通并統籌;在具體合作項目的操作上則要重心低，在具體的作業層面直接接觸和開展工作，學校與企業、醫院直接融合;在融合中開展多種形式的項目合作，形成良性循環的合作機制;建立全方位的校企醫合作體系，實現校企醫各方的資源共享與整合。
如圖1所示，建立以科學研究為紐帶、以人才輸出為手段的高校、企業、醫院之間的長期合作機制，為生物醫學工程學生的工程培養提供良好的條件。科學研究是高校的三項職能之一，是提高人才培養質量的重要支撐;是企業提高產品質量，提升企業核心競爭力的重要手段;也是醫院提高醫療服務水平的關鍵手段。因此，在高校與相關企業和醫院之間建立良好的科學研究合作關系，符合三者的價值取向。高校提升自己的科研能力和解決醫療器械關鍵核心技術問題的能力，以與企業、醫院保持良好的合作關系，可以為學生工程實踐能力的培養提供良好的條件。
同時，對于企業和醫院來說，提升競爭力或服務水平關鍵在于人才，高校與企業、醫院聯合起來可以培養高素質的技術人才，企業、醫療可以優先選擇這些人才。同時，因為人才對相關企業或醫院在就業之前就有一定的了解，在大學期間所學習的知識和能力在工作中可以用得上，相比其他人來說更快地進入工作狀態，他們更愿意選擇合作企業或醫院，企業和醫院也愿意接受。
在我們的教育實踐中，已經成功建立了高校、企業與醫院在人才培養方面合作的長效機制。6年來的實踐表明，我校充分調動醫療器械生產企業和醫院參與到生物醫學工程教學活動的人才培養模式是成功的。這既得到了畢業生的歡迎，也受到企業和醫院的青睞。我們將繼續推進三者緊密合作，旨在為我國醫療器械行業培養切實可用的高端技術人才。
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Mechanism and Practice of Enterprises and Hospitals Integration in Biomedical Engineering Professional Personnel Training
CHEN Hong-bo
（School of Life and Environmental Science，Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi 541004，China ）
生物醫學工程方向范文第5篇
關鍵詞： 傳感器 課程建設 生物醫學
隨著近年來科學技術的發展進步，生命科學已經處于從定性醫學走向定量醫學的嶄新階段。生物醫學工程即結合理、工、醫等各門學科的知識和技術手段解決醫學檢測、診斷、治療和信息化管理等問題，為醫學診斷和研究提供高科技含量的現代醫療裝備。縱觀我國的生物醫學工程領域醫療器械的發展，與世界先進國家的水平相比，仍存在非常大的差距，國內有近70%的醫療器械市場被發達國家的公司瓜分；在高檔醫療設備市場，更呈現出進口產品幾乎獨霸天下的局面，其中以GE、西門子和飛利浦三大醫療集團為突出代表。因此，發展我國的生物醫學工程，提高醫療儀器的研發技術水平是機遇與挑戰并存的；根據社會發展與市場需求，努力提高我國各個院校和科研機構生物醫學工程專業的人才培養，是發展我國醫療檢測設備研發水平的基礎和保障。生物醫學傳感器作為醫療儀器的第一個環節，延伸了醫生的感覺器官，可幫助醫生進行客觀正確的定量分析；同時生物醫學傳感器的靈敏度和可靠性決定醫學測量系統的精度和有效性，因此在醫學儀器設備的研制和開發及使用中都占據重要的地位。
對于生物醫學工程專業的本科生教學來說，《傳感器與醫學工程》在生物醫學工程專業的課程體系中起到承上啟下的作用，上承模擬電路、數字電路及生物醫學電子學課程，下接醫學儀器設計課程。傳感器與醫學工程不僅是對生物醫學電子學課程的必要補充，而且是生物醫學工程設計實踐課程的重要基礎，該課程的學習能夠有效加深學生在醫學電子系統設計中對傳感器這一關鍵部件的理解。學生通過生物醫學電子學的學習，掌握信號檢測與處理的電路設計；通過嵌入式系統課程的學習，提高信號處理的硬件編程能力；再經過傳感器與醫學工程課程學習，學生具有從信號采集、檢測、分析到處理等一系列系統設計與開發的能力。因此，作為一門重要的專業基礎課程，同時是一門能直接應用于工程實踐的技術課程，該課程的教學質量和效果直接決定該專業學生對傳感器和現代醫學檢測概念的理解及新型醫療裝備的使用與設計。
一、目前在課程的教學內容和教學體系方面存在的問題
1.生物醫學工程是一個年輕的專業，與傳感器與醫學工程相關的課程資源不夠豐富，現有的傳感器與檢測原理的相關教材對醫用傳感器的特色介紹不夠突出，不能滿足傳感器與醫學工程課程的教學需求。相關的網絡資源方面，大多只是對傳統傳感器的基本原理的介紹，特別針對生物醫學類傳感器特點的內容比較欠缺；僅有的教學資源以文字講解為主，即使有的內容配備一定的圖表，也顯得單一，不利于給學生以更直觀更深刻的理解。
2.對于本課程在內的任何一門課程的教學來說，教師的教與學生的學都應當以教會和學會為目的；然而，目前衡量教會和學會的程度一般都只能通過期末考試的成績，這種教學缺乏學生的日常反饋的環節，不能使教師隨時掌握學生的學習動態和學習當中遇到的困難，以及時調整教學進度和方法，勢必影響授課質量。
3.該課程的教學方式仍以傳統的課堂講授為主，偏重理論教學，缺乏實踐，不利于充分調動學生的動手積極性；學生只能紙上談兵，不能更好地解決具體的實際問題，因此教學與社會需求有所脫節，造成學生的考試成績很好，但是不被用人單位認可。
二、解決問題的若干改革方法
1.改善教學資源，提高授課對象興趣。充實和完善傳感器與醫學工程的教學資源，具體可以從教師的課件制作及豐富的動畫補充環節加以改善。優秀的教學課件能夠使教師以多種軟件工具為載體，圍繞知識點展開形象生動的講解，開展以教師制作為主、學生為輔的課件制作方法的嘗試，既可以提高課件的多元化內容，使學生更容易理解，又可以充分調動學生的聽課積極性，深化學生對知識的記憶和應用。
2.改進教學方法，注意效果反饋。搭建網絡平臺，方便學生學習，并且將教師與學生的距離拉近，隨時隨地展開提問與討論，教師可從中獲知學生的學習動態和教學效果，并找到教學方式的改進辦法。實時的教學反饋是教學過程中非常重要的一個環節，以網絡平臺為媒介，建立學生的反饋機制有利于教師實時地調整授課內容和授課進度。
3.加強實驗環節，提高動手能力。加強實驗環節，例如動手設計試驗箱。目前市場上可購買的傳感器試驗箱很多，但大多集成度較高，不利于學生了解傳感器的測試原理和嘗試基本測量電路的搭建。因此，試驗箱的設計和搭建既是對學生動手能力的培養和鍛煉，又是彌補上文所述現狀分析中教學資源不足的一種重要手段。
三、結語
對于傳感器與醫學工程的授課過程，通過提出如上的教學改進思路，通過改善教學資源、改進教學方法、加強實驗環節等途徑保證課程的有效講授，使該課程在生物醫學工程專業建設中發揮良好的作用。在教學中要重視培養學生對人體生理信號特征和測量基礎知識的理解，解決實際問題的能力，充分調動學生的學習積極性，以增強整體教學效果。
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