生物醫(yī)學(xué)工程臨床工程方向范文
時(shí)間:2024-04-03 16:11:38
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篇1
從我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,由于我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展較國(guó)外晚,使其在實(shí)際的發(fā)展中還是存在許多需要完善與改進(jìn)的地方?;谶@種現(xiàn)狀考慮,我們必須要提高對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的完善、優(yōu)化與創(chuàng)新意識(shí),并通過各種有效性措施的大力落實(shí),促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定、長(zhǎng)效發(fā)展。
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè);發(fā)展
【中圖分類號(hào)】
R195 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1002-3763(2014)08-0294-01
1 前言
生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical Engineering,BME)主要是指結(jié)合了化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)與工程學(xué)原理,從事醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、衛(wèi)生學(xué)以及行為學(xué)等方面的一種研究。生物醫(yī)學(xué)工程作為一門新興的邊緣學(xué)科,其應(yīng)用工程技術(shù)手段,可以有效的解決目前醫(yī)學(xué)中的一些問題,從而為各類疾病的診斷、治療與預(yù)防,保障人們的健康起到積極的作用。而醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)主要是指在疾病預(yù)防、診斷與治療中所應(yīng)用的電子醫(yī)療設(shè)備、內(nèi)外科器械、離體診斷設(shè)備、牙科器械、整形設(shè)備以及醫(yī)院供應(yīng)品等等。生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械屬于醫(yī)院診治疾病中不可或缺的一部分內(nèi)容,也是現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大支柱?;谏镝t(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的重要性,本文就以我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)作為研究方向,論述其發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景展開探討。
2 生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀:
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為一項(xiàng)研究方向諸多、內(nèi)容復(fù)雜、要求極高的專業(yè),其在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了36年,但是,我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程較國(guó)外相比,其起步還是較晚,綜合來(lái)看,其與國(guó)外的發(fā)展還是具有一定的距離。而從我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,其對(duì)于人才的培養(yǎng)目標(biāo)及研究成果,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
⑴人才的培養(yǎng)。其一,培養(yǎng)能從事醫(yī)療設(shè)備管理、醫(yī)療器械質(zhì)量控制與管理、醫(yī)藥市場(chǎng)營(yíng)銷、醫(yī)學(xué)技術(shù)服務(wù)等方面的人才;其二,將生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)將醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程技術(shù)相結(jié)合,并以此為目標(biāo)來(lái)培養(yǎng)高級(jí)臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)型人才;其三,培養(yǎng)出綜合能力較強(qiáng),能夠從事生物醫(yī)學(xué)工程研究、開發(fā)與生產(chǎn)的高級(jí)人才。⑵研究成果。我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程目前的研究成果主要有:人工關(guān)節(jié)、人工晶體等功能性假體;人工心臟瓣膜、人工心臟起搏器等人工器官;不同規(guī)格、不同種類的電磁與激光治療設(shè)備;超聲成像、磁共振成像、X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描、生化分析儀等新型臨床診斷與監(jiān)護(hù)技術(shù)、監(jiān)護(hù)設(shè)備等。
2.2 醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀:
生物醫(yī)學(xué)工程在我國(guó)的發(fā)展,不僅促進(jìn)了臨床疾病的診治效果,還推動(dòng)了醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而當(dāng)前我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況,主要體現(xiàn)在如下幾方面:⑴醫(yī)療器械工業(yè)現(xiàn)狀。由于國(guó)外醫(yī)療器械對(duì)國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械市場(chǎng)造成的沖擊,近年來(lái),我國(guó)已開始重視對(duì)醫(yī)療器械的自主研制與創(chuàng)新。例如,在“十二五”規(guī)劃中,特別強(qiáng)調(diào)了我國(guó)自產(chǎn)醫(yī)療器械的應(yīng)用與普及、產(chǎn)品創(chuàng)新。并在著力突破高端裝備大多引進(jìn)國(guó)外的問題。力求實(shí)現(xiàn)高端主流裝備、醫(yī)用高值材料、核心部件等醫(yī)療器械的自主制造,以實(shí)現(xiàn)降低醫(yī)療費(fèi)用、打破進(jìn)口壟斷的問題。⑵醫(yī)療器械營(yíng)銷現(xiàn)狀。我國(guó)的醫(yī)療器械生產(chǎn)銷售企業(yè)諸多,尤其是近年來(lái),在科技的快速發(fā)展下,使得我國(guó)醫(yī)療器械的營(yíng)銷勢(shì)態(tài)良好,例如嬰兒培養(yǎng)箱、心電圖機(jī)、高壓氧艙、磁共振成像系統(tǒng)、體外診斷試劑、各種敷料及衛(wèi)生材料等數(shù)千種大小不一,規(guī)格不一的醫(yī)療器械在全國(guó)各醫(yī)院的應(yīng)用是非常廣泛的。⑶醫(yī)療器械技術(shù)現(xiàn)狀。在科技的快速發(fā)展下,醫(yī)療器械的性能與質(zhì)量也得到了不斷升級(jí)。而我國(guó)各大小型醫(yī)院,在先進(jìn)性醫(yī)療技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下,所應(yīng)用的醫(yī)療器械也在不斷升級(jí)和完善,例如,基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)械對(duì)采色超聲成像儀、生化分析儀、免疫分析儀、多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、心電圖設(shè)備、耗材等醫(yī)療器械的配置與升級(jí)。一些大型、綜合性醫(yī)院對(duì)實(shí)時(shí)三維彩色超聲成像儀、全自動(dòng)生化分析儀、64排螺旋CT等先進(jìn)性醫(yī)療器械的應(yīng)用。
3 生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景
3.1 生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展前景:
雖然生物醫(yī)學(xué)工程在我國(guó)的發(fā)展比較迅速,但其與國(guó)外的發(fā)展相比,還是存在一定的差距,基于這種現(xiàn)象,我國(guó)對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程的持續(xù)發(fā)展也十分重視。而在分析目前我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展情況與研究成果之后,筆者認(rèn)為,我國(guó)今后生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展前景,將會(huì)體現(xiàn)在以下幾方面:⑴納米技術(shù)、介入性微創(chuàng)技術(shù)、激光技術(shù)以及植入型超微機(jī)器人,將是未來(lái)生物醫(yī)學(xué)工程的研究重點(diǎn)。⑵生物型人工器官、生物機(jī)械結(jié)合型將會(huì)有新的突破,各種高質(zhì)量的人工器官將會(huì)廣泛應(yīng)用于臨床。⑶藥物與材料相結(jié)合的新型給藥裝置或技術(shù)將得到有效發(fā)展。⑷所應(yīng)用的各種診療儀器與裝置,將會(huì)逐漸朝著遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向轉(zhuǎn)變,其診療所用機(jī)器人會(huì)在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。
3.2 醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景:
我國(guó)目前的醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模占醫(yī)藥總市場(chǎng)規(guī)模的14%,這也表現(xiàn)出我國(guó)的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)雖然發(fā)展迅速,但與全球水平比還相差甚遠(yuǎn),不過,這種現(xiàn)象也給投資者們看到了該領(lǐng)域更大的發(fā)展空間。在技術(shù)的不斷升級(jí)下,國(guó)產(chǎn)高端醫(yī)療器械將會(huì)逐漸替代國(guó)外進(jìn)口器械,隨著機(jī)械器智能與生物智能技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)在未來(lái)必將不斷研發(fā)高科技醫(yī)療器械。此外,由于國(guó)民生活水平的不斷提高,之后的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)還會(huì)以家庭會(huì)對(duì)象,研發(fā)生產(chǎn)出一系列適用于家庭自我監(jiān)護(hù)、診斷的高科技醫(yī)療器械產(chǎn)品。
4 總結(jié)
通過以上分析可見,生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的位置,而近年來(lái)在科技的快速發(fā)展下,我國(guó)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程也越來(lái)越重視,且醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。相信在未來(lái)醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷完善下,我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)也會(huì)有更加良好的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
[1] 王衛(wèi)東,曹德森,醫(yī)學(xué)工程保障中的質(zhì)量控制的研究[J],醫(yī)療設(shè)備信息,2007年03期.
篇2
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué);職業(yè)技術(shù)教育;生物醫(yī)學(xué)工程
【中圖分類號(hào)】R318.0-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1004-4949(2014)02-0316-02
基金項(xiàng)目:重慶市教委人文社科基金資助項(xiàng)目(10SKS02)
隨著近20年來(lái)世界范圍內(nèi)高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,職業(yè)教育在形式和數(shù)量上都有了突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)?;诖耍?lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)推出最新版本“國(guó)際教育標(biāo)準(zhǔn)分類”ISCED1997,雖然將高等職業(yè)教育仍定位于ISCED5為“第三級(jí)教育第一階段”,但是作為“不直接通向高等研究資格證書”(not leading directly to an advanced research qualification)獲得的教育層次,它將初版中分屬兩個(gè)不同層次的大學(xué)專科(原ISCED5)和本科(原ISCED6)以及“所有博士學(xué)位以外的研究課程”(原ISCED7中的博士前課程部分)納入了同一層次之中,從此突破了高等職業(yè)教育(尤其是在中國(guó))僅僅局限于專科層次的教育瓶頸,為各類職業(yè)教育建立本科乃至碩士層次的教育提供了可能[1]。與普通本科教育并行的“立交橋式”發(fā)展之路由此拉開序幕。目前我國(guó)由于臨床醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)要求學(xué)生掌握一定的科學(xué)技術(shù)知識(shí)以達(dá)到“能進(jìn)入一個(gè)高精技術(shù)要求的專門職業(yè)”。醫(yī)學(xué)本科院校在醫(yī)學(xué)主干專業(yè)的人才培養(yǎng)定位與水平上均高于醫(yī)學(xué)類高職高專院校。本文將以生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀為例,來(lái)探索職業(yè)教育互補(bǔ)于普通醫(yī)學(xué)本科教育的發(fā)展之路。
1生物醫(yī)學(xué)工程國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理與方法,從工程學(xué)的角度,在不同層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病治病、促進(jìn)健康提供新技術(shù)手段的一門綜合性的高技術(shù)學(xué)科。
1.1 80年代起生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)步入新起點(diǎn) 50年代是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)發(fā)展的初期,工程技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)間的交差、滲透是從臨床醫(yī)學(xué)開始的,其中尤以人工器官的出現(xiàn),可視為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個(gè)重大特征。在經(jīng)歷了60年代的早期發(fā)展和70年代以醫(yī)學(xué)影像技術(shù)為代表,所標(biāo)志的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)取得突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上,80年代起,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)除繼續(xù)向臨床領(lǐng)域橫向擴(kuò)展外,開始在向縱深方向發(fā)展方面出現(xiàn)新的轉(zhuǎn)折。如醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的MRI、DSA、ECT、彩色多普勒超聲診斷裝置、圖像文檔與通訊系統(tǒng)等;出現(xiàn)了全實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)、體外碎石機(jī)和除顫器等治療裝置以及微波、射頻、激光、超聲等各種治療技術(shù)。
1.2 90年代與更多的學(xué)科交叉、融合 組織工程:是生物醫(yī)學(xué)工程、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物材料、生物技術(shù)、生物化學(xué)、生物力學(xué),以及臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科間的不斷交叉、滲透與融合,而形成的新的前沿科學(xué)。所涉及的組織有軟骨、皮膚、胰腺、肝臟、腎臟、膀胱、輸尿管、骨髓、神經(jīng)、骨骼肌、肌鍵、心瓣膜、血管、腸、等,其中皮膚已有初步產(chǎn)品進(jìn)入臨床應(yīng)用。我國(guó)自90年代初開始了有關(guān)的基礎(chǔ)研究工作,并列入了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973),成為國(guó)家的重點(diǎn)支持項(xiàng)目。生物芯片:在實(shí)施人類基因組計(jì)劃的推動(dòng)下,DNA微探針陣列的基因芯片是最重要的生物芯片之一。它可以在同一時(shí)間內(nèi)分析大量的基因,實(shí)現(xiàn)生物基因信息的大規(guī)模檢測(cè)。微米/納米技術(shù):是指量度范圍分別在0.1?100微米(?m)和0.1?100納米(nm)內(nèi)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。其最終目標(biāo)是,人們將按自己的意志直接操縱單個(gè)原子、分子或原子團(tuán)(小于10nm)、分子團(tuán),制造具有特定功能的產(chǎn)品,包括納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米生物學(xué)、納米顯微學(xué)等等新的高技術(shù)群。我國(guó)在大尺寸納米氧化物材料制備方面,已成功地研制出致密度高、形態(tài)復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷,從而進(jìn)入了國(guó)際領(lǐng)先行列。日本研制出的“萬(wàn)能醫(yī)用微型機(jī)器人”,可在不損害任何人體器官的情況下,沿著血管或胃腸道行進(jìn)到發(fā)病部位進(jìn)行檢查,醫(yī)生可指令機(jī)器人取組織樣品、直接釋放藥物、清除血栓、切斷或接通神經(jīng)和進(jìn)行細(xì)胞操作等精細(xì)手術(shù)。家庭保健工程(Home Health Care, HHC):美國(guó)、日本和歐洲等均已將HHC作為重要內(nèi)容列人21世紀(jì)的生物醫(yī)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略,成為優(yōu)先資助的領(lǐng)域之一。即將家庭保健管理系統(tǒng)、疾病早期預(yù)報(bào)、家庭治療和康復(fù)儀器、家庭急救支援系統(tǒng)等技術(shù)和產(chǎn)品作為重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目。我國(guó)開展HHC的研究與開發(fā)以家用治療產(chǎn)品為最多。通過采用電話傳輸監(jiān)護(hù)網(wǎng)的方式進(jìn)行心臟監(jiān)測(cè)和急救,已在我國(guó)北京、上海、天津、南京、廣州等大城市相繼開展起來(lái)。
1.3 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)傳統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展 生物材料:自50年代出現(xiàn)合成高分子材料以來(lái),生物材料取得了很大發(fā)展;如今,合成高分子材料,天然高分子材料,醫(yī)用金屬材料,無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料,以及由活體材料和非活體材料構(gòu)成的雜化生物材料,幾乎在臨床醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,并最終導(dǎo)致了標(biāo)志著本世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重大特征之一的人工器官的出現(xiàn);在此基礎(chǔ)上,90年代生物材料又在向著復(fù)合/雜化型、功能型和智能型的方向發(fā)展。醫(yī)學(xué)影像技術(shù):在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中,像X射線、超聲波、磁共振、放射性核素、紅外線等物理源的醫(yī)學(xué)影像技術(shù),對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化已成為目前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的總體發(fā)展方向。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)所涉學(xué)科尚有生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)電子學(xué)、人工器官等等。
2國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)情況
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)屬工科專業(yè),具有很強(qiáng)的多學(xué)科交叉性和前沿性,強(qiáng)調(diào)數(shù)理科學(xué)、電子信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)等理工科知識(shí)與生物醫(yī)學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。本專業(yè)課程設(shè)置除數(shù)理化及工程基礎(chǔ)課外,主要專業(yè)課程有:電路、信號(hào)與系統(tǒng),模擬與數(shù)字電子技術(shù),數(shù)字信號(hào)處理,生物醫(yī)學(xué)傳感器與檢測(cè)技術(shù),微機(jī)原理與應(yīng)用,單片機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,生命系統(tǒng)分析與仿真,生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理,生物醫(yī)學(xué)儀器,醫(yī)學(xué)成像技術(shù),醫(yī)學(xué)圖像處理,醫(yī)學(xué)超聲波,工程生理學(xué),人體解剖學(xué),組織胚胎學(xué),自動(dòng)控制,計(jì)算機(jī)與信息系列課程等,并開設(shè)多個(gè)專業(yè)課程設(shè)計(jì),做到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并重。目前國(guó)內(nèi)開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)校,一部分是醫(yī)科院校,一部分是各大綜合類院校。排名前十的有浙江大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)、大連理工大學(xué)。而在香港大學(xué),生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)由工程學(xué)院與醫(yī)學(xué)院合辦,學(xué)生將學(xué)習(xí)到有關(guān)工程和生命科學(xué)的原理,理解不同類型的先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程系統(tǒng)之設(shè)計(jì)和運(yùn)作,掌握工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
3醫(yī)學(xué)職業(yè)教育可以在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)中尋找“立交橋式”發(fā)展契機(jī)
醫(yī)學(xué)職業(yè)教育類院校,應(yīng)該與本科院校錯(cuò)位發(fā)展。以生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)為例,應(yīng)該培養(yǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)和各類大型醫(yī)療設(shè)備的操作與維護(hù)方面的專業(yè)人才;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括:數(shù)字化醫(yī)學(xué)中心,醫(yī)學(xué)圖象處理及多媒體在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,生物信息的控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理。要求學(xué)生深入掌握電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),信息處理理論醫(yī)學(xué)與工程相結(jié)合的科研能力,解決生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的科學(xué)研究,醫(yī)療儀器研制,產(chǎn)品開發(fā)以及大型醫(yī)療設(shè)備的操作,維修管理等問題,同時(shí)也能勝任其他領(lǐng)域的電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)。學(xué)生主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識(shí),受到電子技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)與處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的基本訓(xùn)練,具有生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的研究和開發(fā)的基本能力。
3.1 生物信息技術(shù) 實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)和信息技術(shù)以及其他學(xué)科的有機(jī)結(jié)合,發(fā)展生物信息高通量、高效、快速的提取方法,發(fā)展疾病檢測(cè)的新方法和新技術(shù),發(fā)展研究藥物與靶標(biāo)作用的新方法,發(fā)展基因組數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)基因組數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理、分析和可視化方法,解析生物大分子結(jié)構(gòu)和功能之間關(guān)系等,提高生物信息處理、分析和利用的水平,為我國(guó)生命科學(xué)和生物技術(shù)的源頭創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
3.2 醫(yī)學(xué)圖像與醫(yī)學(xué)電子學(xué) 醫(yī)學(xué)圖像處理和分析、計(jì)算機(jī)輔助診斷和治療、醫(yī)學(xué)物理等,以及生物、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域理論和方法,并通過這些學(xué)科的交叉形成了新型學(xué)科。
3.3 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 包括納米生物材料、納米生物器件研究、納米生物技術(shù)在臨床診療中的應(yīng)用、納米材料與器件的計(jì)算模擬。
3.4 生物與醫(yī)學(xué)納米技術(shù) 生物醫(yī)用材料研究,用于人體、器官的診斷、修復(fù)、替換或增進(jìn)其功能。
3.5 醫(yī)學(xué)信息學(xué)及工程 應(yīng)用系統(tǒng)分析工具這一新技術(shù)來(lái)研究醫(yī)學(xué)的管理、過程控制、決策和對(duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)科學(xué)分析。
4以生物醫(yī)學(xué)工程為例,探討醫(yī)學(xué)職業(yè)教育的前景
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)修業(yè)年限為四年或五年。授予學(xué)位是工學(xué)學(xué)士。就業(yè)前景良好,由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各類大型醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,大型醫(yī)療設(shè)備的操作、維修及管理人員是各大醫(yī)院及公司急需的人才。畢業(yè)后可從事醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)中醫(yī)療器械的維護(hù)、使用、銷售和和醫(yī)療電子系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù),輔助醫(yī)生觀察、診斷、治療疾病。職稱由衛(wèi)生部組織統(tǒng)一考試評(píng)定,頒發(fā)臨床醫(yī)學(xué)工程技術(shù)(初級(jí)士、初級(jí)師、中級(jí)等)證書。
醫(yī)學(xué)職業(yè)教育不僅要解決國(guó)家發(fā)展急需的基層衛(wèi)生人才的培養(yǎng)問題,更重要的是要引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)向先進(jìn)領(lǐng)域拓展,提升地方行業(yè)水平。建設(shè)西部教育高地,需要在技術(shù)類專業(yè)中大膽創(chuàng)新,走別人沒有走過或者沒有走出規(guī)模的路。其重要意義體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):①醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)雖然具有辦學(xué)成本高、難度大等不利因素,但也具有技術(shù)含量高、可直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的巨大優(yōu)勢(shì)。②醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)走向產(chǎn)業(yè)化,對(duì)引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、拓展地方行業(yè)布局和提升地方行業(yè)水平都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。③醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類人才培育專業(yè)群的建成,將為地方輸出高素質(zhì)的技能型人才,同時(shí)也能提供高水平的就業(yè)崗位,有助于拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì),整體提高地方生產(chǎn)力。④醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)人才的聚集,與提高區(qū)域人才質(zhì)量、推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程直接相關(guān)。斯坦福大學(xué)在成立之初不被看好,但堅(jiān)持將硅谷建設(shè)與學(xué)校成長(zhǎng)聯(lián)系在一起,最終成為世界名校就是例證[2]。
5結(jié)語(yǔ)
在國(guó)家拉動(dòng)內(nèi)需、教育優(yōu)先的有利政策指引下,在醫(yī)學(xué)職業(yè)教育領(lǐng)域大力發(fā)展醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是切實(shí)可行的。用教學(xué)做一體化培養(yǎng)醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)人才,為地方醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供智力支撐,其意義也是深遠(yuǎn)的。創(chuàng)立醫(yī)學(xué)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)基本原則是按照專業(yè)設(shè)計(jì),分步驟解決專業(yè)基本格局,建設(shè)教學(xué)做一體化生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地,逐步提升專業(yè)辦學(xué)水平和內(nèi)涵質(zhì)量,最終構(gòu)建具有影響力的專業(yè)群。在全國(guó)眾多的醫(yī)學(xué)類高職高專院校中同質(zhì)化辦學(xué)的現(xiàn)象非常突出,上海醫(yī)療儀器高等??茖W(xué)校涉足生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域外,還沒有一所學(xué)校開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程的相關(guān)專業(yè)[3]?,F(xiàn)代醫(yī)療活動(dòng)是建立在龐大的醫(yī)療儀器設(shè)備的輔助診斷和治療基礎(chǔ)上的,急需醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的大量人才。只有大力拓展醫(yī)學(xué)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的辦學(xué),才能真正在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)之外辦出既有生命力又有制高點(diǎn)的醫(yī)學(xué)職業(yè)技術(shù)教育。
參考文獻(xiàn)
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篇3
科交叉的邊緣科學(xué),它是用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法,研究新材料、新技術(shù)、新
儀器設(shè)備,用于防病、治病、保護(hù)人民健康,提高醫(yī)學(xué)水平的一門新興學(xué)科。
生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)際上做為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn),始于20世紀(jì)50年代,特別是隨著宇
航技術(shù)的進(jìn)步、人類實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來(lái),生物醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。在我
國(guó),生物醫(yī)學(xué)工程做為一個(gè)專門學(xué)科起步于20世紀(jì)70年代,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中
國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長(zhǎng)、我國(guó)著名的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)
科最早的倡導(dǎo)者。1977年中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的創(chuàng)建、1980年中
國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)的成立,有力地推進(jìn)了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展。目前,我
國(guó)許多高??蒲袉挝痪O(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu),從事著生物醫(yī)學(xué)的科研教學(xué)工作
,在我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
顯微鏡的發(fā)明“解剖”一詞由希臘語(yǔ)“Anatomia”轉(zhuǎn)譯而來(lái),其意思是用
刀剖割,肉眼觀察研究人體結(jié)構(gòu)。17世紀(jì)LeeWenhock發(fā)明了光學(xué)顯微
鏡,推動(dòng)了
解剖學(xué)向微觀層次發(fā)展,使人們不但可以了解人體大體解剖的變化,而且可以進(jìn)
一步觀察研究其細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。隨著光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn),醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相繼誕
生了細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞病理學(xué),從而將醫(yī)學(xué)研究提高到細(xì)胞形態(tài)學(xué)水平。
普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力只能達(dá)到微米(μm)級(jí)水平,難以分辨病毒及細(xì)胞
的超微細(xì)結(jié)構(gòu)、核結(jié)構(gòu)、DNA等大分子結(jié)構(gòu)。而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡,
使人們能觀察到納米(nm)級(jí)的微小個(gè)體,研究細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡和電
子顯微鏡的發(fā)明都是醫(yī)學(xué)工程研究的成果,它們對(duì)推動(dòng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了重要作用
。
影像學(xué)診斷飛躍進(jìn)步影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要發(fā)展最快的領(lǐng)域
之一。50年代X光****和攝片是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法,而今天由于X線CT技
術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,使影像學(xué)診斷水平發(fā)生了飛躍,從而極大地提高了臨床診斷水
平。即計(jì)算機(jī)體斷層攝影(computedtomographyCT),即是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理人
體組織器官的切面顯像。X線CT片提供給醫(yī)生的信息量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通X線照片觀
察所得的信息。目前,螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已經(jīng)問世,能快速掃描
和重建圖像,在臨床應(yīng)用中取代了多數(shù)傳統(tǒng)的CT,提高了診斷準(zhǔn)確率[1]。醫(yī)學(xué)
工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc
e)原理。研制成功了核磁共振計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(MRI),它不僅可分辨病理解剖
結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化,還能做到早期識(shí)別組織生化功能變化的信息,顯示某些疾病在
早期價(jià)段的改變,有利于臨床早期診斷??梢哉J(rèn)為MRI工程的進(jìn)步,促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診
斷學(xué)向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展,向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)M
RI、MRS發(fā)展。根據(jù)核醫(yī)學(xué)示蹤,利用正電子發(fā)射核素(18F,11C,13N)的原理,
創(chuàng)造的正電子發(fā)射體層攝影(PET),是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。美國(guó)新聞媒體
把PET列為十大醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的榜首。PET問世不過30年歷史,但它已顯示出對(duì)腫
瘤學(xué)、心臟病學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、器官移植,新藥開發(fā)等研究領(lǐng)域的重要價(jià)值[2]。
影像學(xué)診斷水平的不斷提高,與20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)
工程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
介入醫(yī)學(xué)問世介入醫(yī)學(xué)是一種微創(chuàng)傷的診療技術(shù)。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技術(shù)治療疾病的創(chuàng)始人,他們用導(dǎo)管對(duì)下肢動(dòng)脈阻塞性病變進(jìn)行
擴(kuò)張治療取得成功。1967年Margulis首先使用過介入放射學(xué)(InterventionalRa
diology),這是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載。1977年Gruenzing成功
地進(jìn)行了首例冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò)張術(shù)獲得成功以后,介入性診療技術(shù)由于其創(chuàng)傷小
、患者痛苦少,安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀(jì)80年代隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)
展,高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造影(DSA)、射頻消融技術(shù)以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相繼問世,使介入性
診療技術(shù)發(fā)生了飛速進(jìn)步,臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,從心血管、腦血管、非血管
管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應(yīng)證,并使診療效果明顯提高
,患者可減免許多大手術(shù)之苦。有人把介入診療技術(shù)視為與藥物診療、手術(shù)診療
并列的臨床三大診療技術(shù)之一,也有人把介入診療技術(shù)稱之為20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的
臨床醫(yī)學(xué)新領(lǐng)域--介入醫(yī)學(xué)[3,4]。
人工器官的應(yīng)用當(dāng)人體器官因病傷已不能用常規(guī)方法救治時(shí),現(xiàn)代臨床醫(yī)
療技術(shù)有可能使用一種人工制造的裝置來(lái)替代病損器官或補(bǔ)償其生理功能,人們
稱這種裝置為人工器官(artificialorgan)。如20世紀(jì)50年代以前,風(fēng)濕性心臟
瓣膜病的治療,除了應(yīng)用抗風(fēng)濕藥物、強(qiáng)心藥物對(duì)癥治療外,對(duì)病損的瓣膜很難
修復(fù)改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應(yīng)用人工心肺機(jī)體外循環(huán)技
術(shù),在心臟停跳狀態(tài)下切開心臟,進(jìn)行更換人工瓣膜或進(jìn)行房、室間隔缺損的修
補(bǔ),使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復(fù)健康。心外科之所以能達(dá)到今天這樣
的水平,主要是由于人工心肺機(jī)的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材
料、新技術(shù)的結(jié)果[5]。
腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良,而人工腎血液透析技術(shù)已挽救了大量腎病
晚期患者的生命,腎病治療學(xué)也因此有了很大進(jìn)步。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程中人工器官的發(fā)展也非常迅速,除上述人工器官外,人工關(guān)
節(jié)、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應(yīng)用,使千千
萬(wàn)萬(wàn)的患者恢復(fù)了健康??梢哉f,人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外,
其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、激光
醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程
醫(yī)療技術(shù)等先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)和儀器設(shè)備都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程研究開發(fā)的成果,綜上
可見,20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展,顯著提高了醫(yī)學(xué)診斷和治療水平,有力地推
動(dòng)著醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步。
21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程展望縱觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的歷史,從倫琴發(fā)現(xiàn)
X線到今天X射線診療技術(shù)的發(fā)展,從朗茲萬(wàn)發(fā)現(xiàn)超聲波到今天B超診斷的廣泛應(yīng)用
,從布洛赫和伯塞爾發(fā)現(xiàn)核磁共振到今天MRI的問世,從赫斯費(fèi)爾德發(fā)明CT到今天
CT成像系統(tǒng)的應(yīng)用,都是以物理學(xué)工程技術(shù)為基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)需求為前提發(fā)展起來(lái)的
醫(yī)學(xué)新技術(shù)。循著20世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的軌跡,我們有理由預(yù)測(cè)21世紀(jì)新的醫(yī)學(xué)診療
技術(shù)可能在以下10個(gè)方面有重大突破和創(chuàng)新:
(1)各種診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向計(jì)算機(jī)化、智能化,遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化,
診療用機(jī)器人將被廣泛應(yīng)用。[6]
(2)介入性微創(chuàng),無(wú)
創(chuàng)診療技術(shù)在臨床醫(yī)療中占有越來(lái)越重要的地位。激光技
術(shù),納米技術(shù)和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。
(3)醫(yī)療實(shí)踐發(fā)現(xiàn)單一形態(tài)影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著
PET的問世和應(yīng)用,形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測(cè)系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑
型心血管、腦血管影像診查系統(tǒng)將在21世紀(jì)問世。
(4)生物材料和組織工程將有較大發(fā)展,生物機(jī)械結(jié)合型、生物型人工器官將
有新突破,人工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。
(5)材料和藥物相結(jié)合的新型給藥技術(shù)和裝置將有很大發(fā)展,植入型藥物長(zhǎng)效
緩釋材料,藥物貼覆透入材料,促上皮、組織生長(zhǎng)可降解材料,可逆抗生育絕育
材料、生物止血材料將有新突破。
(6)未來(lái)醫(yī)療將由治療型為主向預(yù)防保健型醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。為此,用于社區(qū)、
家庭、個(gè)人醫(yī)療保健診療儀器,康復(fù)保健裝置,以及微型健康自我監(jiān)測(cè)醫(yī)療器械
和用品將有廣泛需求和應(yīng)用。
(7)除繼續(xù)努力加強(qiáng)生
物源性疾病防治外,對(duì)精神、心理、社會(huì)源性疾病的防
治診療技術(shù)和相應(yīng)儀器設(shè)備的研制受到越來(lái)越多的重視與開發(fā),研制精神分析、
心理安撫、生物反饋型診療技術(shù)和設(shè)備將是生物醫(yī)學(xué)工程的新起點(diǎn)。
(8)創(chuàng)傷是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型創(chuàng)傷防護(hù)裝置、生命急救
系統(tǒng)是未來(lái)生物醫(yī)學(xué)工程的重要課題。論文幫
(9)即將迎來(lái)的21世紀(jì)是分子生物學(xué)時(shí)代,有關(guān)分子生物學(xué)的診療新技術(shù)將快
速發(fā)展,遺傳、疾病基因診療技術(shù),生物技術(shù)和微電子技術(shù)相結(jié)合的DNA芯片、雪
白芯片和診療系統(tǒng)將被廣泛應(yīng)用。
(10)空氣污染、環(huán)境污染嚴(yán)重危害著人類健康,研究和開發(fā)勞動(dòng)保護(hù)、家庭保
健、個(gè)人防護(hù)用的人工氣候微環(huán)境是未來(lái)不能忽視的問題。
1997年我國(guó)了關(guān)于衛(wèi)生工作改革與發(fā)展的決定,提出了奮斗目標(biāo):“到2
000年,基本實(shí)現(xiàn)人人享有初級(jí)衛(wèi)生保健”,到2010年國(guó)民健康的主要指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)
發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到或接近世界中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平,在欠發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到發(fā)展中國(guó)家的先
進(jìn)水平。1999年國(guó)家科技部召開了“發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)戰(zhàn)略研討會(huì)”,國(guó)家
工程院開展了有關(guān)發(fā)展我國(guó)醫(yī)療器械工業(yè)戰(zhàn)略研究等,對(duì)推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)
發(fā)展、落實(shí)創(chuàng)新工程戰(zhàn)略布置起著重要作用。20世紀(jì)人類與疾病做斗爭(zhēng),在醫(yī)學(xué)
診療技術(shù)上取得了重大成就;但面向21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn),我們要?jiǎng)訂T起來(lái),調(diào)整
政策,制定規(guī)劃,改革醫(yī)學(xué)研究教學(xué)的舊模式,發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)多學(xué)科交叉合作的優(yōu)
勢(shì),創(chuàng)建全新的生物醫(yī)學(xué),為人民造福。
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篇4
一、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科特點(diǎn)
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)原理與方法,從工程學(xué)的角度研究生物體(特別是人體)的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象、探索生命本質(zhì),研究和開發(fā)用于防病治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的人工材料、制品、裝置、系統(tǒng)和工程技術(shù)的一門綜合性學(xué)科[1],是理工類學(xué)科與生物醫(yī)學(xué)學(xué)科深度交叉、高度融合的邊緣性學(xué)科,所涵蓋的領(lǐng)域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等其他學(xué)科不具有的特點(diǎn)。根據(jù)研究側(cè)重點(diǎn),生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科可分為信息技術(shù)型、材料技術(shù)型、生物技術(shù)型、生物醫(yī)學(xué)研究型、醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)型、臨床生物醫(yī)學(xué)工程、軍事生物醫(yī)學(xué)工程等7類[2]。當(dāng)前討論和研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域主要有:生物醫(yī)學(xué)材料、生物力學(xué)、醫(yī)療信息技術(shù)、生物芯片與傳感技術(shù)、組織工程及再生醫(yī)學(xué)、介入醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)療器械等7個(gè)方面[3]。
二、醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)教育現(xiàn)狀分析
高等醫(yī)科院校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合緊密,醫(yī)學(xué)大背景很深厚,具備豐富的醫(yī)學(xué)類學(xué)科教學(xué)資源和優(yōu)越的臨床設(shè)備實(shí)踐條件等優(yōu)勢(shì),但同時(shí)因?qū)W科體系不完善、教學(xué)師資力量比較薄弱、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)的高效快速發(fā)展。
1.理工學(xué)科體系不完善。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科涵蓋面非常廣,廣到什么程度呢?可以用四個(gè)字形容———“包羅萬(wàn)象”,如果用“學(xué)科頻譜”來(lái)描述學(xué)科涵蓋面寬度,生物醫(yī)學(xué)工程無(wú)疑是88個(gè)一級(jí)學(xué)科中“頻譜寬度”最寬的學(xué)科。目前大多數(shù)開設(shè)生物工程學(xué)的高等醫(yī)科院校,物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相比理工科院校比較薄弱,而且缺乏材料、自動(dòng)化等重要工程學(xué)科的有力支撐,這些支撐學(xué)科的缺少會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)課程設(shè)置不完善以及綜合性實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)缺乏,學(xué)生無(wú)法系統(tǒng)地學(xué)習(xí)工程類課程,得不到系統(tǒng)扎實(shí)的工程技術(shù)訓(xùn)練,影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的整體實(shí)現(xiàn)。
2.復(fù)合型師資比較缺乏。要實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才目標(biāo),首先需建設(shè)一支醫(yī)工結(jié)合與交叉的復(fù)合型師資隊(duì)伍方陣。在高等醫(yī)科院校,生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)師資隊(duì)伍中具有理工科教育背景和醫(yī)學(xué)教育背景的教師比較多,而既懂醫(yī)學(xué)又懂工程技術(shù),能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)需求緊密結(jié)合起來(lái)的復(fù)合型、交叉型、融合型師資比較缺乏,教師隊(duì)伍知識(shí)結(jié)構(gòu)普遍不夠合理,與各相關(guān)學(xué)科交叉融合能力弱,這些現(xiàn)狀一定程度上影響了課程體系構(gòu)建以及教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)不扎實(shí)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)85%以上的基礎(chǔ)課和專業(yè)(基礎(chǔ))課程都要開展實(shí)踐教學(xué),必須建設(shè)相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),這些實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要求高、儀器設(shè)備多、投入大,部分院校在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入不足,單獨(dú)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程比較少,實(shí)踐教學(xué)體系不夠完善;課程標(biāo)準(zhǔn)中演示性、驗(yàn)證性等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比較多,而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比較少[4];缺乏“大學(xué)生電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新基地”等綜合性實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)硬件軟件平臺(tái)和組織管理經(jīng)驗(yàn);學(xué)生規(guī)模小,缺少其他理工科學(xué)科支撐,組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)較為困難。
4.學(xué)生專業(yè)思想不牢固。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科,覆蓋面廣,涉及領(lǐng)域跨度大,專業(yè)知識(shí)體系復(fù)雜,專業(yè)課程內(nèi)容在各學(xué)科之間交叉頻繁,本科學(xué)生對(duì)本專業(yè)缺乏深入的了解、足夠的信心和學(xué)習(xí)熱情;相對(duì)材料、自動(dòng)化、機(jī)械、通信以及臨床、醫(yī)學(xué)影像等專業(yè),生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)知識(shí)普遍存在“寬而不精”,“廣而不細(xì)”等問題,就業(yè)時(shí)相對(duì)處于劣勢(shì);部分學(xué)生由于學(xué)習(xí)任務(wù)重、壓力大,導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性不高,專業(yè)思想不夠牢固,甚至影響到專業(yè)整體的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。
三、對(duì)策初探
高等醫(yī)科院校要盯準(zhǔn)醫(yī)工結(jié)合的復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo),突出學(xué)科交叉綜合培養(yǎng)、工程技術(shù)意識(shí)培養(yǎng)、創(chuàng)新能力素質(zhì)培養(yǎng),深化教學(xué)改革,加大教學(xué)投入,改善教學(xué)環(huán)境,加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè),充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校資源優(yōu)勢(shì),積極探索具有醫(yī)科院校特色的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育培養(yǎng)模式,構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系,不斷提升生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。
1.堅(jiān)持走“先研究生后本科生”的教育培養(yǎng)模式?!案采w廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等特點(diǎn)決定了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專業(yè)的開設(shè)和建設(shè),對(duì)教學(xué)基本建設(shè)、課程體系構(gòu)建、師資隊(duì)伍力量、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)等方面要求比較高,必須具備一定水平的軟硬件條件。醫(yī)科院校在開設(shè)建設(shè)之初,往往存在培養(yǎng)方向不明確、課程體系不科學(xué)、平臺(tái)條件不完善、師資力量不足等困難和問題,因此,對(duì)于計(jì)劃開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的高等醫(yī)科院校來(lái)說,要堅(jiān)持走“先研究生培養(yǎng)后本科生培養(yǎng)”的教育培養(yǎng)模式,通過5-10年時(shí)間的研究生培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè),加強(qiáng)教學(xué)基本建設(shè),積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),規(guī)范教學(xué)管理,建設(shè)一支高素質(zhì)師資隊(duì)伍和一批高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),構(gòu)建完善的課程培養(yǎng)體系和實(shí)踐教學(xué)體系,為本科生培養(yǎng)創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件和學(xué)習(xí)環(huán)境。
篇5
關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)儀器;課程改革;虛擬儀器
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)15-0164-02
一、課程特點(diǎn)分析
生物醫(yī)學(xué)工程是一門跨學(xué)科的相對(duì)較新的專業(yè),它綜合性強(qiáng),在十幾年的發(fā)展過程中,生物醫(yī)學(xué)工程在生物、醫(yī)學(xué)、工程各個(gè)領(lǐng)域都有了長(zhǎng)足的發(fā)展,所涉及的領(lǐng)域也越來(lái)越廣。但在國(guó)內(nèi)外高校中,對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方式則一直秉持著用工程角度來(lái)審視生物/醫(yī)學(xué)問題的理念。所以在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程中,既有細(xì)胞生物學(xué)、人體解剖與生物學(xué)等生物醫(yī)學(xué)課程,也有數(shù)字信號(hào)處理、單片機(jī)原理及應(yīng)用等工程類課程。旨在用技術(shù)科學(xué)的概念和方法來(lái)解釋和描述人體各層次的成分、結(jié)構(gòu)和功能,以及人體各種正常生理功能與病理狀態(tài)之間的差異,同時(shí)探索防病、診斷、治療及功能輔助的具體技術(shù)和設(shè)備[1],因此《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程一直是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)重要的特色專業(yè)課之一。
作為生物醫(yī)學(xué)工程系的專業(yè)必修課,《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)體系的建立對(duì)于本專業(yè)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。它涉及到生物醫(yī)學(xué)工程與電子信息技術(shù)及儀器兩個(gè)專業(yè)的知識(shí)交叉與融合,所以該課程的特色化建設(shè)對(duì)于一個(gè)學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展尤為重要?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展和現(xiàn)代臨床的診斷、治療中所發(fā)揮的作用是不可或缺的。從簡(jiǎn)易的數(shù)字血壓計(jì)到大型CT(X射線電子計(jì)算機(jī)斷層掃描)的結(jié)構(gòu),都是與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子技術(shù)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(shè)計(jì)原則,對(duì)促進(jìn)學(xué)科、教學(xué)發(fā)展,保障學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量和提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要意義。
同時(shí),現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器又是現(xiàn)代工程技術(shù)的結(jié)晶。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)無(wú)論是內(nèi)容、方法還是成本都發(fā)生了根本的變化。計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器儀表的結(jié)合已成為一種趨勢(shì),這項(xiàng)技術(shù)來(lái)自于虛擬儀器的概念[2]?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)開放式的系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中,可以根據(jù)當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成制造技術(shù)等的發(fā)展,隨時(shí)改善其系統(tǒng)構(gòu)成,從而使其永遠(yuǎn)是一個(gè)先進(jìn)的系統(tǒng)。而借助于近幾年發(fā)展起來(lái)的虛擬儀器技術(shù),可以方便地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。虛擬儀器強(qiáng)大的功能是傳統(tǒng)儀器所無(wú)法比擬的:虛擬儀器是在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上,用戶根據(jù)自己的需求來(lái)定義和設(shè)計(jì)測(cè)試功能的儀器系統(tǒng)。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(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)[3]?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)過程必將和虛擬儀器產(chǎn)生交集,所以醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)課程的傳統(tǒng)內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,我們必須教會(huì)學(xué)生在虛擬儀器的平臺(tái)上進(jìn)行醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì),這樣,培養(yǎng)出來(lái)的大學(xué)生才能緊跟時(shí)展的腳步,掌握最新的科學(xué)技術(shù)。
杭州電子科技大學(xué)近年來(lái)在《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程上做了一系列的探討,在培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置上基本上有了一定的科學(xué)依據(jù)。然而在實(shí)際的教學(xué)過程中,我們還是發(fā)現(xiàn)了一些問題:《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程知識(shí)點(diǎn)多,而且課程內(nèi)容比較抽象,學(xué)生不易理解透徹;并且實(shí)踐性強(qiáng),需要進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程訓(xùn)練。同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)方法也已經(jīng)跟不上發(fā)展形式。因此,改變以往單一方式的該課程教學(xué)模式,建立一個(gè)由醫(yī)學(xué)儀器基本原理介紹、不同種類醫(yī)學(xué)儀器簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)原則、醫(yī)學(xué)虛擬儀器設(shè)計(jì)構(gòu)成的新的教學(xué)體系,是順應(yīng)現(xiàn)代儀器技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),可以最大程度地實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。因此我們對(duì)《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式進(jìn)行了如下的改革,通過改革,使醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的發(fā)展不再拘泥于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的框架,最大限度地滿足現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的要求,使學(xué)生畢業(yè)以后能夠在醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)應(yīng)用上有一個(gè)質(zhì)的飛躍,更能適應(yīng)社會(huì)需要。
二、課程改革的主要內(nèi)容
1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。醫(yī)學(xué)儀器的概念非常寬泛,涉及到的內(nèi)容也十分繁復(fù)。要在短短的48課時(shí)內(nèi)講授完所有的醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)知識(shí)是不現(xiàn)實(shí)的[4]。所以對(duì)于課程內(nèi)容的選擇就顯得尤為重要。在研究了多個(gè)高校類似課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)之后,我們結(jié)合本學(xué)院專業(yè)交叉的特點(diǎn),對(duì)課程的內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化?!夺t(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》要在內(nèi)容上做到點(diǎn)和面的結(jié)合,既要保證知識(shí)面廣,同時(shí)又要重點(diǎn)突出,要有體現(xiàn)較寬專業(yè)綜合理論和較強(qiáng)實(shí)踐特點(diǎn)的課程內(nèi)容。在目前高校常用的教材基礎(chǔ)上[5][6],我們將課程內(nèi)容進(jìn)行整合與優(yōu)化。從基本原理知識(shí)出發(fā),了解生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn),通過數(shù)學(xué)建模方法的講解,深入醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)原則,最后詳細(xì)介紹各類典型醫(yī)學(xué)儀器,包括:基礎(chǔ)生理信號(hào)(血壓、心電)的檢測(cè)儀器,臨床監(jiān)護(hù)儀器,治療及恢復(fù)設(shè)備,醫(yī)學(xué)成像設(shè)備,臨床檢測(cè)儀器等。此外,還涵蓋了國(guó)際和國(guó)內(nèi)關(guān)于醫(yī)學(xué)儀器的認(rèn)證和監(jiān)管,電器安全評(píng)估以及現(xiàn)在醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展的方向等內(nèi)容。
2.教學(xué)方式和教學(xué)手段的多樣化。單一的教學(xué)方式無(wú)法滿足這類專業(yè)特色課程的需求,所以我們?cè)诮虒W(xué)過程中采用以多媒體為主,板書為輔的教學(xué)方式。由于課程內(nèi)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(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果[7]。而板書的融入可以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握能力,使其學(xué)懂學(xué)透,起到事半功倍的效果。
此外,為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、歸納整理以及表達(dá)的能力,將學(xué)生分為5~6人一組,課外通過對(duì)任何一種醫(yī)療儀器的學(xué)習(xí),在課堂上做一個(gè)10分鐘左右的presentation,內(nèi)容涉及該種醫(yī)療儀器的原理方法、使用過程、行業(yè)前景等內(nèi)容。這種互動(dòng)方式可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)直觀地了解教學(xué)安排是否合理,效果是否明顯,為教學(xué)改革提供依據(jù)。
3.實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和加強(qiáng)?!夺t(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,單一的課堂講授遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,為此,本課程采取理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式。具體來(lái)說,實(shí)踐環(huán)節(jié)包括課堂實(shí)驗(yàn)和上機(jī)課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)。課堂實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生最直觀地接觸市場(chǎng)上的醫(yī)療儀器,在使用過程中體會(huì)學(xué)習(xí)過的原理知識(shí),感受不同廠家的產(chǎn)品在細(xì)節(jié)處的差別,以及不同檢測(cè)原理在測(cè)量同一生理參數(shù)時(shí)結(jié)果的區(qū)別。主要實(shí)驗(yàn)儀器包括:水銀血壓計(jì),電子血壓計(jì),紅外體溫計(jì),血糖儀,電子刺激器等。上機(jī)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要為虛擬醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)?;谔摂M儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)Labview(美國(guó)NI公司),使用圖形語(yǔ)言,讓學(xué)生4人一組,共同設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)基本功能的醫(yī)學(xué)儀器,并在全班同學(xué)前進(jìn)行演示和講解。通過這種課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生切身體會(huì)一下虛擬儀器平臺(tái)在醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展中的重要作用,同時(shí)在設(shè)計(jì)醫(yī)療儀器的時(shí)候,又把在課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行了綜合運(yùn)用,既扎實(shí)了知識(shí),又鍛煉了能力,為今后走向工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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(jī)反映學(xué)生課程水平的方法已經(jīng)不適用于《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》這類綜合性專業(yè)課。我們建立了一套多形式、多層面的教學(xué)評(píng)價(jià)方法,既檢測(cè)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度,又可以衡量學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)性、探索性和分析應(yīng)用知識(shí)的能力。平時(shí)課堂表現(xiàn)、小組presentation的質(zhì)量、課程設(shè)計(jì)程序的優(yōu)劣以及期末考試成績(jī),均成為新考核體系中的一部分。
課程的考核方式和考核結(jié)果并不是我們追求的最終目標(biāo),在新考核體系的指導(dǎo)下,最大程度調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、鞏固學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)、鍛煉學(xué)生的專業(yè)綜合能力、公平評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度才是課程考核體系的不斷完善的目標(biāo)方向??己瞬皇亲罱K的結(jié)果,但卻是必不可少的一個(gè)重要手段。
三、總結(jié)
通過一個(gè)學(xué)期課程實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn),改革后的《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程在多個(gè)方面都有了明顯的進(jìn)步與提高。新的課程安排在內(nèi)容上體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的多學(xué)科交叉,課堂內(nèi)容的講解和學(xué)生自主學(xué)習(xí)有效融合,實(shí)驗(yàn)課程讓專業(yè)知識(shí)不僅僅局限于課本演示,虛擬儀器設(shè)計(jì)的訓(xùn)練緊跟現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展的腳步,全面提升了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,為他們今后進(jìn)入社會(huì),從事相關(guān)行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),學(xué)生對(duì)于這種新的教學(xué)模式十分喜歡,接受度很高,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上,經(jīng)??梢钥吹剿麄冞@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(jì),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(xué)生喜愛,教學(xué)效果良好,緊貼行業(yè)發(fā)展步伐,培養(yǎng)行業(yè)需要的人才,這正是我們高校課程改革的最終目的。
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篇6
生物醫(yī)學(xué)工程(biomedicalengineering,BME)是應(yīng)用自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的原理與方法,多層次研究人體結(jié)構(gòu)、功能及其生命現(xiàn)象,研究用于防病、治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的制品、材料、裝置和系統(tǒng)的交叉性邊緣學(xué)科。其主要的特點(diǎn)是多學(xué)科交叉、理工醫(yī)結(jié)合,工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)。在軍醫(yī)大學(xué)這樣的醫(yī)科院校中培養(yǎng)工程技術(shù)人才,必須要改變?cè)信囵B(yǎng)醫(yī)科學(xué)生的模式,采取適應(yīng)工程技術(shù)人才培養(yǎng)特點(diǎn)的教學(xué)體系,突出工程性,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)。改變現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)模式,構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系,是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)中需要體現(xiàn)的重要內(nèi)容[1]。
2生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的探索與經(jīng)驗(yàn)
我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)五年制本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)是:“面向我軍衛(wèi)勤保障的需要和軍事醫(yī)學(xué)的發(fā)展,培養(yǎng)具有生物醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)、信息技術(shù)和軍事醫(yī)學(xué)電子衛(wèi)生裝備等專業(yè)知識(shí),具備將生物醫(yī)學(xué)與電子信息技術(shù)相結(jié)合的能力,能夠從事軍事醫(yī)學(xué)電子衛(wèi)生裝備研究、設(shè)計(jì)、管理、使用和維修工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。”由于我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)方向是生物醫(yī)學(xué)電子工程,這是一門科技含量高、技術(shù)密集、應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科,其基礎(chǔ)理論、創(chuàng)新探索都必須依賴實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證。因此,實(shí)踐教學(xué)占據(jù)著戰(zhàn)略性地位,是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)我校生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)目標(biāo),突出工程特性,培養(yǎng)具有電子技術(shù)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才是該專業(yè)建設(shè)的基本任務(wù),學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力不僅需要通過基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論的學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng),更要通過實(shí)踐教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)鍛煉,以使學(xué)員不斷提高創(chuàng)新實(shí)踐能力并將所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐技能應(yīng)用于實(shí)際醫(yī)學(xué)問題的解決中。我們主要采取了以下做法:
2.1注重基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,重組課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容電子技術(shù)與信息技術(shù)教學(xué)包含了一系列課程(電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、傳感器原理、醫(yī)學(xué)電子儀器等等),對(duì)這些課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行精選、整合、改造,實(shí)現(xiàn)以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊為基礎(chǔ)的分層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化整合,主要目的是配合理論教學(xué),使學(xué)生熟悉理論知識(shí)和掌握基本實(shí)踐技能,提高教學(xué)效益,在不增加現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)的前提下,適當(dāng)開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)。
2.2培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)能力,強(qiáng)化綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)中,將過去模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置為相對(duì)獨(dú)立的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),主要通過自主探索的形式培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、協(xié)作攻關(guān)的精神以及解決實(shí)際問題的能力,以達(dá)到知識(shí)和能力綜合訓(xùn)練的目的。具體方法是教師編列實(shí)驗(yàn)題目,提出技術(shù)要求。題目的難度與學(xué)生的水平相適應(yīng),題目的內(nèi)容與專業(yè)方向及學(xué)生興趣相吻合。學(xué)生以小組為單位自行選題,通過查閱文獻(xiàn)資料,優(yōu)化技術(shù)路線,獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)實(shí)施綜合訓(xùn)練。使學(xué)生能夠較系統(tǒng)地掌握從選題、方案論證、電路設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)以及裝配調(diào)試,到最后的總結(jié)報(bào)告和文檔整理等全過程的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過上述實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革,有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。
2.3開展多層次第二課堂活動(dòng),培養(yǎng)分析解決問題能力開展了多種類型和內(nèi)容豐富的第二課堂活動(dòng),這既是課程教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充,也是實(shí)踐教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。一種是普及性的第二課堂活動(dòng),內(nèi)容力求覆蓋面廣、應(yīng)用性強(qiáng),既有教師選題,也有學(xué)生自主選題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。從專業(yè)基礎(chǔ)課開始組織,有效地豐富了學(xué)生視野,拓展了學(xué)習(xí)內(nèi)容。另一種是提高性的第二課堂活動(dòng),對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)秀、鉆研精神強(qiáng)的學(xué)生實(shí)行導(dǎo)師制,組織他們參加課外科技活動(dòng)和全國(guó)性大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等實(shí)踐教學(xué),讓學(xué)生直接介入實(shí)際的科研活動(dòng)中。通過第二課堂活動(dòng)有效地發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能,變被動(dòng)學(xué)為主動(dòng)學(xué),培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維能力和分析解決問題的能力。
3我校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)員實(shí)踐能力培養(yǎng)模式的不足
目前,我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系設(shè)置主要包括:公共基礎(chǔ)課程、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程、工程專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程等4類。從實(shí)踐教學(xué)的效果來(lái)看,目前這種模式存在2點(diǎn)不足:一是課程設(shè)置不科學(xué),體系不完整,與國(guó)內(nèi)外其他生物醫(yī)學(xué)工程院校相比缺少專業(yè)選修課程、綜合實(shí)踐課程這2類課程[2];二是實(shí)踐教學(xué)沒有按照實(shí)踐能力培養(yǎng)的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)踐能力的培養(yǎng)必須從基礎(chǔ)做起,由低到高逐次遞進(jìn),以電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)為例,在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)將主要精力用于方案設(shè)計(jì)和技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)上,但是部分學(xué)員由于電子工藝基本功不扎實(shí),一些原本不應(yīng)該出現(xiàn)的問題卻由于焊接加工水平欠佳反復(fù)出現(xiàn),從而影響了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的整體效果。由于工程實(shí)踐能力包含了方方面面的素質(zhì)要求,從設(shè)備使用、工藝掌握、器件選擇、方案設(shè)計(jì)等等由低到高的各項(xiàng)能力的培養(yǎng),是需要一點(diǎn)一滴積累并逐漸形成經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)長(zhǎng)期過程,絕非一朝一夕之功,也不是某一門課程所能解決的,必須將其作為系統(tǒng)工程搞好頂層設(shè)計(jì),在整個(gè)課程體系之中加以解決。創(chuàng)新實(shí)踐能力的培訓(xùn)必須是多層次的并且貫穿始終的完整培訓(xùn),需要完成包括基礎(chǔ)電子工藝掌握、基本實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作到復(fù)雜醫(yī)學(xué)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等一系列階梯式的體系化訓(xùn)練。使學(xué)生在大學(xué)期間,乃至研究生階段,不間斷地進(jìn)行傳統(tǒng)型、綜合型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型等各種實(shí)踐環(huán)節(jié)和各種社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),這對(duì)學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí),提高獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,提高團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),提高創(chuàng)造性和競(jìng)爭(zhēng)能力都大有益處[2]。只有經(jīng)過這樣訓(xùn)練的學(xué)生才能具備比較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,能夠有效地通過工程技術(shù)手段解決實(shí)際問題,從而滿足用人單位和部隊(duì)建設(shè)的需要。所以,建立健全完備的實(shí)踐教學(xué)體系是當(dāng)前深化教學(xué)改革,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)的重要工作之一,必須按工程人才的培養(yǎng)規(guī)律設(shè)計(jì)科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系。
4構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的設(shè)想與建議
創(chuàng)新實(shí)踐能力可分為基本技能—綜合技能—設(shè)計(jì)技能—?jiǎng)?chuàng)新技能4個(gè)層次,不同層次的能力培養(yǎng)要有相對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練方法,通常需要采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)—綜合性實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)—研究性實(shí)驗(yàn)等有針對(duì)性地加以訓(xùn)練。為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力的全面培養(yǎng),必須改變傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力放在首位。以優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高綜合素質(zhì)為指導(dǎo)制定實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和方案,調(diào)整實(shí)踐教學(xué)組織結(jié)構(gòu);安排大型綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課程和實(shí)踐訓(xùn)練,形成科學(xué)合理、內(nèi)容完備的教學(xué)體系和培養(yǎng)模式;構(gòu)建良好的實(shí)踐教學(xué)支撐環(huán)境。使學(xué)生在學(xué)校期間,不間斷地進(jìn)行傳統(tǒng)型、綜合型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型等各種實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和各種社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),使其創(chuàng)新實(shí)踐能力不斷發(fā)展,從而真正提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,提高創(chuàng)造性和競(jìng)爭(zhēng)能力,這也是提高專業(yè)教學(xué)水平和與國(guó)際教育接軌的必然選擇[3]。
4.1實(shí)踐課程體系建設(shè)
為了更好地適應(yīng)軍醫(yī)大學(xué)對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)的要求,根據(jù)培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐能力的探索并結(jié)合其他院校在實(shí)踐體系建設(shè)上的經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程體系設(shè)置應(yīng)當(dāng)涵蓋公共基礎(chǔ)課程、醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程、工程專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程、綜合實(shí)踐課程等6類課程。其中對(duì)于實(shí)踐能力的培養(yǎng)應(yīng)構(gòu)建4個(gè)層次、5個(gè)類型的課程培訓(xùn)體系。
4.1.1基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)
這一類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式比較傳統(tǒng),實(shí)驗(yàn)和課程內(nèi)容的聯(lián)系緊密,每門課程課內(nèi)安排實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)。通過對(duì)授課內(nèi)容的驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)與分析,幫助學(xué)生掌握基本理論和方法,鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì)。除基本實(shí)驗(yàn)外,一般要求至少安排一個(gè)具有綜合性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),能夠?qū)φT課程起到融會(huì)貫通的作用。對(duì)每一門課程的課內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排和內(nèi)容,都需要進(jìn)行充分的論證,以保證每門課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理性。
4.1.2綜合實(shí)踐課程
這個(gè)訓(xùn)練層次的重要性體現(xiàn)在,使學(xué)生掌握應(yīng)用工程技術(shù)解決實(shí)際問題的基本方法,同時(shí)培養(yǎng)其初步的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的獲取必須要擁有扎實(shí)的基礎(chǔ),如果基礎(chǔ)不牢,所謂創(chuàng)新是沒有保障的,即便有非常新穎的想法,但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)也是枉然。創(chuàng)新的方法往往產(chǎn)生于對(duì)傳統(tǒng)既有方法的熟悉上,充分了解各種方法的特點(diǎn),并根據(jù)對(duì)實(shí)際問題的分析提出有價(jià)值的建議,創(chuàng)造性地采用不同以往的方法和手段處理和解決問題。創(chuàng)新一定是無(wú)限的想像與有限的技術(shù)選擇相結(jié)合的產(chǎn)物。通過這類實(shí)踐課程訓(xùn)練學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用,掌握工程技術(shù)解決問題的程序和方法,突出工程實(shí)踐中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)員工程實(shí)踐能力的綜合培訓(xùn),使其具備工程技術(shù)人員基本的實(shí)踐能力。綜合實(shí)踐課程在進(jìn)入專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段以后安排,將每學(xué)期的所有理論教學(xué)及考試在前18周內(nèi)完成,余下的2~3周時(shí)間用于開設(shè)獨(dú)立的綜合實(shí)踐課程。其具體設(shè)置安排見表1。
(1)電子工藝實(shí)習(xí)。主要培養(yǎng)學(xué)生在電子線路焊接、裝配、調(diào)試、元器件識(shí)別、選擇、基本儀器使用等方面的能力,組裝具有實(shí)用價(jià)值的小型電路。安排這個(gè)訓(xùn)練的目的,主要是鍛煉學(xué)員在電子技術(shù)應(yīng)用中的基本操作技能,如果沒有這個(gè)過程,直接進(jìn)入電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)階段,就會(huì)出現(xiàn)因?yàn)殡娮庸に嚥贿^關(guān)造成的各種各樣的問題,為電路設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)層出不窮的障礙。所以必須要有這個(gè)訓(xùn)練過程,以保證在后續(xù)課程中學(xué)生具有比較熟練和穩(wěn)定的電子工藝能力,而盡量避免因?yàn)楣に噯栴}造成的失敗。
(2)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)。是在具備電子學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上,進(jìn)行綜合能力培養(yǎng)的實(shí)踐訓(xùn)練課程,以電路設(shè)計(jì)為重點(diǎn),內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用模電、數(shù)電知識(shí),完成制作較為復(fù)雜的帶有生物醫(yī)學(xué)功能的電路或者小型電子系統(tǒng)(例如心電信號(hào)放大器)。一般是給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測(cè)試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
(3)虛擬儀器技術(shù)課程設(shè)計(jì)。掌握LabView在信號(hào)采集、處理、分析以及功能電路整合方面的應(yīng)用,側(cè)重于生物信號(hào)的處理及其虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
(4)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理綜合實(shí)驗(yàn)。其目的是使學(xué)生在熟悉電子系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)和數(shù)字信號(hào)處理主要方法的基礎(chǔ)上,把現(xiàn)代信號(hào)處理理論與臨床醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合起來(lái),掌握常見的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集方法,醫(yī)學(xué)信號(hào)傳感器、采集儀器的使用,利用各種信號(hào)處理手段解決臨床診斷與治療方面的信號(hào)分析與處理問題。使學(xué)生了解醫(yī)學(xué)信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程:醫(yī)學(xué)信號(hào)信號(hào)采集信號(hào)處理信號(hào)識(shí)別與特征提取臨床診斷,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用Matlab和LabView提供的各種處理方法解決醫(yī)學(xué)問題的能力,并強(qiáng)調(diào)各種處理方法的硬件實(shí)現(xiàn)。
(5)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器綜合設(shè)計(jì)。在學(xué)生學(xué)完全部課程進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)前一個(gè)學(xué)期進(jìn)行,學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能,融合醫(yī)學(xué)儀器課程內(nèi)容,獨(dú)立完成一個(gè)醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)、處理、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試,完成醫(yī)學(xué)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和存貯、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析和處理,通過對(duì)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的高度整合,讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行高層次的融合。學(xué)生從本課程擬定的題目中選擇,或者自己擬定題目,獨(dú)立完成一個(gè)檢測(cè)人體信號(hào)的小型醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng),并使所設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)達(dá)到要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。學(xué)生通過該課程較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理和控制方面的方法和技術(shù),在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)及實(shí)驗(yàn)技能等方面得到全面訓(xùn)練,對(duì)醫(yī)學(xué)信號(hào)的拾取、測(cè)量、處理、應(yīng)用有一個(gè)系統(tǒng)地了解,從而在綜合能力上得到培養(yǎng),同時(shí)為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。
4.1.3創(chuàng)新性課外科技活動(dòng)
開展豐富多彩和形式多樣的創(chuàng)新性課外科技活動(dòng),其主要目的是使學(xué)生在完成第二層次訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,了解學(xué)科前沿、開闊科技視野、激發(fā)創(chuàng)新意識(shí),充分發(fā)揮和調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的潛能,結(jié)合軍事醫(yī)學(xué)應(yīng)用和實(shí)際問題的解決開展研究性實(shí)踐活動(dòng)。結(jié)合我軍衛(wèi)勤保障和軍事醫(yī)學(xué)的需求,應(yīng)用電子信息技術(shù)和電磁檢測(cè)技術(shù)等生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)方法,有針對(duì)性地開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。從軍事醫(yī)學(xué)電子衛(wèi)生裝備設(shè)計(jì)思想的提出、技術(shù)指標(biāo)的設(shè)定、研究方案的形成、工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化等方面訓(xùn)練學(xué)員,培養(yǎng)他們?cè)谖臆娷娛露窢?zhēng)衛(wèi)勤保障條件下解決軍事醫(yī)學(xué)問題的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,以此提高軍事生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才的綜合素質(zhì)。該層次的訓(xùn)練側(cè)重于創(chuàng)新能力的培養(yǎng),主要以第二課堂的形式圍繞科研方向開展,也可以圍繞專業(yè)選修課開展,并鼓勵(lì)學(xué)有所長(zhǎng)的學(xué)生積極申報(bào)學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基金,開展進(jìn)一步的深入研究,并指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文,申請(qǐng)國(guó)家專利。在條件成熟的情況下推薦他們參加各種類型的全國(guó)大學(xué)生科技競(jìng)賽。對(duì)于部分已取得較好成果的學(xué)員,可在此基礎(chǔ)上直接進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),并給予他們優(yōu)先報(bào)考碩士研究生的資格。
4.1.4實(shí)習(xí)
臨床工程實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)員分析問題、解決問題能力的重要階段。通過臨床實(shí)習(xí),使學(xué)員進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)課程理論知識(shí)的理解和掌握,全面了解現(xiàn)代化醫(yī)療儀器設(shè)備的基本原理、安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng),熟悉部分醫(yī)學(xué)儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理及存在問題,建立醫(yī)療衛(wèi)生裝備體系的基本知識(shí)架構(gòu),培養(yǎng)學(xué)員運(yùn)用已學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí),初步分析和解決醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備實(shí)際問題的能力,為畢業(yè)后從事醫(yī)療設(shè)備專業(yè)工作,提升任職能力打下基礎(chǔ)。
4.1.5畢業(yè)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量可以衡量專業(yè)教學(xué)的水平,是學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展將緊密結(jié)合學(xué)科研究方向和實(shí)際科研課題,把重點(diǎn)放在學(xué)員創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng),充分發(fā)揮學(xué)員的主動(dòng)性和創(chuàng)造性上。畢業(yè)設(shè)計(jì)注重以下能力的培養(yǎng):(1)調(diào)研、查閱中外文獻(xiàn)和搜集資料的能力;(2)理論分析、制定或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力;(3)實(shí)驗(yàn)研究、綜合分析和數(shù)據(jù)處理的能力;(4)交叉融合理工醫(yī)等學(xué)科綜合知識(shí)的能力;(5)外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用和論文寫作的能力;(6)綜合應(yīng)用工程技術(shù)手段解決實(shí)際問題的能力;(7)團(tuán)隊(duì)合作的能力。方法上讓學(xué)生自由選題,獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。針對(duì)要解決的實(shí)際問題,指導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料,以互相討論的形式逐步總結(jié)出解決問題的思路,要求學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行理論設(shè)計(jì),并進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)和仿真分析,經(jīng)過比較優(yōu)選出最佳方案,進(jìn)而設(shè)計(jì)出實(shí)用的電子系統(tǒng),完成系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試并達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo);最后提供設(shè)計(jì)報(bào)告,接受專家組考評(píng)并通過答辯。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解科研的方法、程序和步驟,增強(qiáng)科研意識(shí)。這種對(duì)科學(xué)實(shí)踐全程參與的教學(xué)方式可以全面培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研素質(zhì)、工程意識(shí)和創(chuàng)新精神,真正實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)際動(dòng)手能力相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。
4.2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)旨在針對(duì)我軍面臨的多樣化軍事任務(wù),滿足我軍衛(wèi)勤保障需求和軍事醫(yī)學(xué)發(fā)展需要,從軍事醫(yī)學(xué)電子技術(shù)教學(xué)與訓(xùn)練、軍隊(duì)衛(wèi)生裝備教學(xué)與訓(xùn)練等方面入手,與燒傷外科學(xué)、防原醫(yī)學(xué)、野戰(zhàn)外科學(xué)、野戰(zhàn)內(nèi)科學(xué)、軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)、高原軍事醫(yī)學(xué)以及新概念武器防治學(xué)等軍事醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合,以電子技術(shù)應(yīng)用、裝備教學(xué)實(shí)訓(xùn)為基礎(chǔ),培養(yǎng)應(yīng)用軍事生物醫(yī)學(xué)工程的技術(shù)方法,解決部隊(duì)衛(wèi)勤保障和軍事醫(yī)學(xué)問題的創(chuàng)新實(shí)踐能力。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主要服務(wù)于學(xué)員專業(yè)學(xué)習(xí)階段,在第二課堂、創(chuàng)新實(shí)踐、綜合實(shí)驗(yàn)、軍事醫(yī)學(xué)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)以及衛(wèi)勤演練中對(duì)學(xué)員實(shí)施相關(guān)訓(xùn)練活動(dòng)。從培養(yǎng)軍隊(duì)院校學(xué)員為軍服務(wù)的意識(shí)出發(fā),使其在學(xué)習(xí)訓(xùn)練中了解軍事醫(yī)學(xué)的主要問題,學(xué)會(huì)應(yīng)用軍事生物醫(yī)學(xué)工程方法解決相關(guān)問題,同時(shí)提高創(chuàng)新實(shí)踐能力,在這一過程中軍事生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是必不可少的,這對(duì)于軍事生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)員開展相關(guān)學(xué)習(xí)實(shí)踐以及任職訓(xùn)練是必須要具備的一個(gè)基本條件。
篇7
本文針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的認(rèn)知特點(diǎn),對(duì)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開展《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了探討,從精選教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué),改進(jìn)教學(xué)方法及改革考核形式等4個(gè)方面提出了課程改革的幾點(diǎn)設(shè)想。
【關(guān)鍵詞】
醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器;課程改革;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)
基金項(xiàng)目:
廣東省2014年高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(GDJG20142116)
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)能將工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)密切結(jié)合,能為醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究部門進(jìn)行工程技術(shù)服務(wù),能從事醫(yī)院儀器設(shè)備管理和質(zhì)量保證工作的高級(jí)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員[1]。醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器是醫(yī)院檢驗(yàn)科必不可少的儀器,醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器學(xué)是一門涉及光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器、生物化學(xué)、放射等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科[2]。該課程與臨床免疫、臨床檢驗(yàn)、臨床生化、醫(yī)學(xué)傳感器等課程的學(xué)習(xí)有著密切的聯(lián)系,對(duì)學(xué)生的理性思維、邏輯推理、高度抽象以及綜合應(yīng)用等能力的要求較高。我院從2008年開設(shè)了《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)選修課程。課程安排在大學(xué)三年級(jí),目前教學(xué)大綱學(xué)時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)。本人經(jīng)過多輪的教學(xué)實(shí)踐,深深的感到我院《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程教學(xué)模式和教學(xué)方法亟待改革,為此做了如下方面的嘗試和探索。
1根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)精選教學(xué)內(nèi)容
目前醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程的教材大部分是針對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生編寫的,有的雖然適合工科專業(yè)的學(xué)生使用,但是介紹的儀器比較落后,已跟不上現(xiàn)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器精密化、自動(dòng)化和綜合化的發(fā)展。我院《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器》課程以朱根娣主編的,由上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的第2版《現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)儀器分析技術(shù)及應(yīng)用》為教材[1]。該教材比較適合醫(yī)工專業(yè)的學(xué)生使用,內(nèi)容安排共十一章,基本涵蓋了目前臨床上常用的較先進(jìn)的檢驗(yàn)儀器??紤]到課時(shí)的限制和醫(yī)工專業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們對(duì)課程的內(nèi)容安排主要有光電比色技術(shù)及生化分析儀,血細(xì)胞分析儀、流式細(xì)胞分析儀、尿液分析儀、血?dú)夥治鰞x、電解質(zhì)分析儀等臨床常用儀器的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、使用方法及其維護(hù)和臨床應(yīng)用。教材關(guān)于檢驗(yàn)標(biāo)本及臨床實(shí)驗(yàn)室的整體情況涉及的比較少,但對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說,醫(yī)學(xué)知識(shí)較為薄弱,在以往的教學(xué)中教師一開始就介紹檢驗(yàn)儀器,學(xué)生總是會(huì)問,知道了儀器的結(jié)構(gòu)和原理,但是這個(gè)儀器的標(biāo)本怎么來(lái)的,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的管理是什么樣的。因此課程在介紹各論之前,需要增加臨床標(biāo)本的采集、存儲(chǔ)及實(shí)驗(yàn)室管理的相關(guān)知識(shí),以便學(xué)生對(duì)臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。另外,臨床使用的檢驗(yàn)儀器大部分是由國(guó)外廠家生產(chǎn)的,操作界面,使用說明及技術(shù)資料等都是以英文形式給出的,學(xué)生掌握一定專業(yè)英語(yǔ)知識(shí)是很有必要的。因此在教學(xué)內(nèi)容中也增加了專業(yè)詞匯的英語(yǔ)表達(dá),為學(xué)生以后工作中更好的了解本課程的發(fā)展動(dòng)態(tài)做好準(zhǔn)備。工科學(xué)生的就業(yè)的方向之一是從事儀器的銷售、維修等。因此學(xué)習(xí)檢驗(yàn)儀器就需要學(xué)習(xí)其電路知識(shí)。因現(xiàn)在各廠家儀器關(guān)于電路的介紹都比較少,所以教材中涉及的也較少。但是現(xiàn)在有一些關(guān)于檢驗(yàn)儀器維修的網(wǎng)站以及其他高校精品課程網(wǎng)站,對(duì)電路部分有一定的介紹[3]。我們從中精選了血細(xì)胞分析儀電路部分,并把這部分內(nèi)容增加進(jìn)教學(xué)講義中。通過介紹這種典型儀器的電路知識(shí),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其它醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的電路知識(shí)起到觸類旁通的作用,為畢業(yè)后從事檢驗(yàn)儀器保養(yǎng)和維修工作打下基礎(chǔ)。
2增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)
我院目前在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)影像工程和醫(yī)學(xué)儀器檢測(cè)兩個(gè)專業(yè)方向開設(shè)了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器這門課程。課程開設(shè)之初的設(shè)想是為完善專業(yè)課程結(jié)構(gòu)設(shè)置同時(shí)考慮到學(xué)生的就業(yè)方向需求的一門選修課程,因此課程設(shè)置學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí),全部為理論課程。但經(jīng)過這幾年的教學(xué)實(shí)踐,筆者深深的感受到?jīng)]有實(shí)驗(yàn)課的教學(xué),就好比“畫餅充饑”,學(xué)生普遍感覺內(nèi)容抽象難懂,因此增加實(shí)驗(yàn)課程勢(shì)在必行。目前我院還還沒有專門的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)室,對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)初步計(jì)劃是和學(xué)校其它單位合作,同時(shí)配置一批分光光度計(jì)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置,可分3個(gè)層次;第一個(gè)層次參觀醫(yī)院檢驗(yàn)科室。組織學(xué)生分批參觀檢驗(yàn)科室,對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說一方面可以學(xué)習(xí)檢驗(yàn)標(biāo)本的采集、處理以及存儲(chǔ)的相關(guān)知識(shí),另一方面可以對(duì)檢驗(yàn)儀器有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí),同時(shí)對(duì)檢驗(yàn)科室的工作流程有一個(gè)了解。這一內(nèi)容安排在上完緒論之后,各論之前,通過參觀檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的熱情。第二個(gè)層次為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),因檢驗(yàn)儀器屬精密儀器且價(jià)格比較昂貴,實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和配置實(shí)驗(yàn)儀器需分批進(jìn)行。在開設(shè)實(shí)驗(yàn)之初,先選用分光光度計(jì)作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)儀器,后續(xù)再擴(kuò)展到其他檢驗(yàn)儀器。因分光光度計(jì)價(jià)格較便宜操作簡(jiǎn)單,且它和生化分析儀都是依據(jù)朗伯比爾定律而設(shè)計(jì)的。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中配置不同濃度的溶液,讓其分別通過分光光度計(jì),測(cè)得各自的吸光度值,從而驗(yàn)證了郎伯比爾定律,同時(shí)也熟悉了生化分析儀的原理。第三個(gè)層次為儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析和故障檢修階段。我們積極跟教學(xué)醫(yī)院聯(lián)系,把它們淘汰的檢驗(yàn)儀器回收到實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)過程中把這些儀器完全拆開,學(xué)生通過觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu),熟悉整個(gè)儀器的運(yùn)作流程[4]。對(duì)于一些較簡(jiǎn)單的儀器,比如尿液分析儀,可以設(shè)置小故障,讓同學(xué)們?cè)囍鴻z修,幫助學(xué)生進(jìn)一步了解儀器的結(jié)構(gòu),將理論的東西具體化。也有利于將來(lái)學(xué)生在工作中能更準(zhǔn)確地保養(yǎng)和維修儀器。
3改進(jìn)教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情
以往醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的教學(xué)基本上采用的是“填鴨式”的教學(xué)方法[5],雖然對(duì)于每種儀器的講授時(shí)都用多媒體給出儀器的實(shí)物圖片,原理也給出了動(dòng)畫演示圖,但這些總是教師在講,學(xué)生在聽,學(xué)生總處于一種被動(dòng)接收的狀態(tài)。如果留出一部分內(nèi)容讓學(xué)生來(lái)講解,既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,又能鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、對(duì)材料的組織能力及溝通表達(dá)能力。比如說,介紹完流式細(xì)胞儀的原理后,我們會(huì)留下課后作業(yè)讓同學(xué)們自學(xué)原理相似的流式細(xì)胞術(shù)尿沉渣分析儀原理,5人一組,制作幻燈片,每組指定一位同學(xué)進(jìn)行課上講解,時(shí)間限定為10min。同學(xué)講完后,教師再對(duì)同學(xué)的講解進(jìn)行補(bǔ)充和點(diǎn)評(píng)。我們?cè)?012級(jí)醫(yī)學(xué)儀器檢測(cè)專業(yè)試行了一次,同學(xué)們普遍反映,通過這次課程的講解,對(duì)流式細(xì)胞術(shù)的理解更深了,對(duì)后續(xù)老師介紹五分類血細(xì)胞分析儀時(shí),也是更容易理解了,學(xué)習(xí)熱情也增加了。以后我們將繼續(xù)拿一些原理相似或原理相近的內(nèi)容讓同學(xué)們自己講解,更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的熱情,從而學(xué)好醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器這門課。
4改革考核方式
以往的課程考核方式主要是單一的筆試形式。但醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,筆試考核一方面不能反映學(xué)生的真實(shí)能力范圍,另一方面只能促使學(xué)生死記硬背,導(dǎo)致高分低能的現(xiàn)象,極大的影響其以后的工作能力。因此我們把課程的考試形式改為筆試占70%,實(shí)驗(yàn)占15%,課堂講課占15%。這種考核方式能調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)和參與課堂講課的積極性和主動(dòng)性,使考核成績(jī)能真正體現(xiàn)學(xué)生對(duì)課程的掌握程度。
5總結(jié)
本文從精選教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué),改進(jìn)教學(xué)方法,改革考核形式等4個(gè)方面提出了對(duì)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程進(jìn)行改革的思考。但醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,還需在今后的教學(xué)實(shí)踐過程中,不斷的改進(jìn)和完善,從而達(dá)到提高該課程教學(xué)效果的目的。
作者:丹 余學(xué)飛 單位:南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院醫(yī)工系
參考文獻(xiàn)
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篇8
關(guān)鍵詞:生物醫(yī)學(xué)工程;嵌入式系統(tǒng);教學(xué)方法
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2015)33-0112-02
Abstract: This article takes the Bio-medical Engineering of AHUCM Specialty as an example to summarize the problems occurred in the course of Embedded System Course.It condensed out a teaching method which combines the selection of teaching materials and professional construction,combines the selection of theory course and training objectives, combines the training of practical ability and school running characteristics and builds a new evaluation system. It will improve the teaching and practice of Embedded System Course in Bio-medical Engineering in order to meet the needs of the society.
Key words: Bio-medical Engineering;Embedded System;Teaching method
生物醫(yī)學(xué)工程(Bio-medical Engineering,BME)是綜合運(yùn)用多門學(xué)科的理論和技術(shù),研究和解決人類健康、疾病預(yù)防、診斷和治療等的新技術(shù)、新方法,是一門多學(xué)科交叉和滲透性強(qiáng)的新興學(xué)科,也是一門結(jié)合其他學(xué)科和技術(shù)快速發(fā)展的學(xué)科,本身具有高度的前沿性和先進(jìn)性,高新技術(shù)的突飛猛進(jìn),要求我們不斷調(diào)整課程設(shè)置以適應(yīng)社會(huì)的需求和時(shí)代的發(fā)展。隨著嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出強(qiáng)勁的生命力,并且越來(lái)越多的應(yīng)用到醫(yī)療器械中,在本校開設(shè)的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)(醫(yī)療器械方向)本科生教學(xué)中增加嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已勢(shì)在必行[1]。
根據(jù)IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))的定義,嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”。目前國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是:以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]。雖然側(cè)重點(diǎn)不同,以上兩種定義卻均體現(xiàn)出嵌入式系統(tǒng)是可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置的軟硬件綜合體。鑒于醫(yī)療器械自身的特點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)不僅能夠在安全性、實(shí)時(shí)性、控制精度、數(shù)據(jù)處理能力以及與醫(yī)院管理系統(tǒng)匹配性等方面增強(qiáng)其性能,并使醫(yī)療器械呈現(xiàn)便攜式和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。
綜上所述,如何開展我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的《嵌入式系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)工作,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和我校辦學(xué)特色,值得我們探索和研究。經(jīng)過兩年的教學(xué)實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的若干問題,并總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。
1 教材選擇與專業(yè)建設(shè)相結(jié)合
因?yàn)榍度胧郊夹g(shù)很強(qiáng)的行業(yè)相關(guān)性,高校應(yīng)考慮基于理論且面向應(yīng)用的教材,教學(xué)不會(huì)與實(shí)踐脫節(jié)。但由于新技術(shù)日新月異,導(dǎo)致很難找到一套普遍適用的系列教材。同時(shí),嵌入式系統(tǒng)兼具軟硬件方面的知識(shí)與應(yīng)用,各類教材的側(cè)重點(diǎn)不同。例如,以軟件開發(fā)為主,包括應(yīng)用軟件和驅(qū)動(dòng)程序開發(fā),放棄硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容,并且在多種處理器、操作系統(tǒng)中選擇主流、有發(fā)展前景的ARM微處理器和嵌入式Linux作為主要授課內(nèi)容,可選擇林曉飛等編寫的《基于ARM嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)與實(shí)例教程》;周立功等編寫的《ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》是目前嵌入式系統(tǒng)課程最為成功的教材之一,其配套資源非常全面,但其教學(xué)內(nèi)容偏重硬件,擴(kuò)展內(nèi)容和工程案例較少,適合工程人員查閱。生物醫(yī)學(xué)工程既有側(cè)重于電子專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì),又有側(cè)重于計(jì)算機(jī)專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā),對(duì)于開展專業(yè)建設(shè),提升專業(yè)內(nèi)涵,穩(wěn)定學(xué)生的專業(yè)思想,有很好的示范引導(dǎo)用?;谝陨?,本教研室首先確定以市場(chǎng)主流的嵌入式微處理器ARM9作為教學(xué)內(nèi)容,采用高等院校規(guī)劃教材,北京航空航天大學(xué)出版社出版的《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、開發(fā)板使用手冊(cè)、應(yīng)用程序開發(fā)手冊(cè)、系統(tǒng)移植手冊(cè)等內(nèi)容,使嵌入式技術(shù)被更多學(xué)生掌握,也保證了硬件和軟件知識(shí)的完整性。為之后開展的醫(yī)療器械類專業(yè)課,建立了良好開端。
2 理論課程選擇與培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合
目前,嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用到醫(yī)療器械各個(gè)領(lǐng)域。CT、核磁共振等大型成像設(shè)備,彩超、經(jīng)顱多普勒等超聲設(shè)備,心電、腦電等電子設(shè)備,全自動(dòng)生化分析、免疫測(cè)試系統(tǒng)等檢測(cè)設(shè)備,呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等監(jiān)護(hù)設(shè)備均需要嵌入式系統(tǒng)的支持[3]。我校生物醫(yī)學(xué)專業(yè)主要偏重醫(yī)療器械方向,培養(yǎng)學(xué)生成為能從事醫(yī)學(xué)電子儀器、醫(yī)療器械開發(fā)設(shè)計(jì)和研制、醫(yī)療器械質(zhì)量檢測(cè)和技術(shù)監(jiān)督管理等工作。那么提高相關(guān)專業(yè)課與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)性,讓學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到嵌入式系統(tǒng)是如何應(yīng)用到醫(yī)療器械領(lǐng)域的,是我們?nèi)握n老師應(yīng)該做到的。
所以,本人在教學(xué)過程中,穿插列舉嵌入式系統(tǒng)在醫(yī)療器械中的應(yīng)用實(shí)例,不但使學(xué)生更容易理解相關(guān)理論知識(shí),將兩者有機(jī)結(jié)合,而且為接下來(lái)開展的醫(yī)療器械方面專業(yè)課打下一定基礎(chǔ)。例如,基于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的便攜式電子血壓計(jì)不僅能夠有效縮小血壓計(jì)的體積,還能夠?qū)崿F(xiàn)“傻瓜式”血壓測(cè)量,所返回的測(cè)量結(jié)果也更加準(zhǔn)確。電子血壓計(jì)由氣袖、氣泵、傳感器、嵌入式控制器以及顯示器等部件組成。在使用其進(jìn)行血壓測(cè)量時(shí)控制模塊主要是與氣泵傳感器相配合實(shí)現(xiàn)控制氣壓,采集、記錄、顯示參數(shù)的功能。依照血壓測(cè)量原理,控制器分別記錄血壓測(cè)量過程中的收縮壓和舒張壓即完成了一次血壓測(cè)量;基于嵌入式系統(tǒng)的多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀可以將傳感器采集到的人體生理信號(hào)轉(zhuǎn)換為可被嵌入式系統(tǒng)識(shí)別的數(shù)字信號(hào),然后該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過濾波、放大、量化等預(yù)處理后即可被傳輸?shù)教幚砟K進(jìn)行處理和分析。分析時(shí),若信號(hào)超出人體正常參數(shù)范圍則系統(tǒng)將該信號(hào)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)標(biāo)注為非正常,向相關(guān)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行報(bào)警,同時(shí)將出現(xiàn)異常的各項(xiàng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中,以便于后續(xù)分析和診斷[4]。
3 實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)與專業(yè)辦學(xué)特色的結(jié)合
國(guó)家科技部印發(fā)的《醫(yī)療器械科技產(chǎn)業(yè)“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》提出,要緊密圍繞疾病預(yù)防、臨床診療、健康促進(jìn)的需要,重點(diǎn)開發(fā)新型中醫(yī)診療等醫(yī)療器械產(chǎn)品和系統(tǒng)等新型醫(yī)療器械產(chǎn)品。未來(lái)的幾十年,隨著醫(yī)療水平的逐步提高,醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)代,我校應(yīng)迎合國(guó)家和社會(huì)的需求,將高精尖的現(xiàn)代信息技術(shù)與自身具備的豐厚的中醫(yī)理論知識(shí)等專業(yè)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,改進(jìn)現(xiàn)有的并開發(fā)新型的中醫(yī)診斷儀器[5]。在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,可以根據(jù)學(xué)生具備的不同軟硬件基礎(chǔ),也就是對(duì)先導(dǎo)課程(高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理等課程)的掌握程度進(jìn)行分組,基礎(chǔ)較差的學(xué)生主要進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)稍好的學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn),而基礎(chǔ)較好并且對(duì)嵌入式系統(tǒng)興趣濃厚的學(xué)生可以進(jìn)行研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)。劃分后,各個(gè)層次的學(xué)生均能對(duì)如何學(xué)習(xí)這門課做出自我定位,從而產(chǎn)生興趣,反響良好。設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)需與具體項(xiàng)目結(jié)合、與相關(guān)競(jìng)賽結(jié)合、與中醫(yī)診療設(shè)備的發(fā)展方向結(jié)合,充分體現(xiàn)出本專業(yè)的辦學(xué)特色使學(xué)生深刻了解本專業(yè)的優(yōu)勢(shì)特色和發(fā)展前景,并清楚地認(rèn)識(shí)到其身上肩負(fù)的使命,有助于增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)可度,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。
同時(shí),課堂教學(xué)不能與具體實(shí)踐脫節(jié),醫(yī)療器械技術(shù)和設(shè)備發(fā)展很快,相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備又價(jià)格昂貴。我校的附屬醫(yī)院可以為本專業(yè)的學(xué)生提供現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),其中各個(gè)科室配備的各類功能型號(hào)的醫(yī)療器械讓學(xué)生們可以看得到、摸得到、學(xué)得到,在現(xiàn)場(chǎng)體會(huì)嵌入式系統(tǒng)是如何成為醫(yī)療器械整體結(jié)構(gòu)中不可或缺的功能模塊,發(fā)揮其特有的作用,使學(xué)生有更直觀的感受。
4 構(gòu)建“形成性+終結(jié)性”評(píng)價(jià)體系
與傳統(tǒng)的終結(jié)性評(píng)價(jià)不同的是,本嵌入式系統(tǒng)課程的考核采用“形成性+終結(jié)性”的評(píng)價(jià)方式。包括分別占總成績(jī)50%和30%的理論考核和實(shí)驗(yàn)考核,此外,平時(shí)考核占20%。這種考核方式改變了傳統(tǒng)的一役定生死的考核方式,逐步建立“平時(shí)表現(xiàn)、理論掌握、動(dòng)手操作”三者并重的考核模式。平時(shí)表現(xiàn)包括課堂考勤、提問、課后作業(yè)、答疑等,其目的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。理論掌握的考核主要通過期末考試的形式,其目的是督促學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺性,建立正確的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度。動(dòng)手操作的考核主要是以學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)的完成情況來(lái)評(píng)估的,制定一套可行的、量化的標(biāo)準(zhǔn)考核方法,定性定量的肯定學(xué)生的實(shí)際操作能力,可以有效提高其積極性和主動(dòng)性。經(jīng)過改良后的考核方式更加側(cè)重于評(píng)估學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,建立其主體意識(shí),對(duì)于改善學(xué)習(xí)效果起到了立竿見影的作用。
5 結(jié)語(yǔ)
嵌入式系統(tǒng)是一門多學(xué)科交叉、涵蓋內(nèi)容廣泛、軟硬件兼有、產(chǎn)業(yè)前沿性較強(qiáng)、對(duì)實(shí)際應(yīng)用能力要求較高的課程,不同類型的院校的不同專業(yè),開展本課程的側(cè)重點(diǎn)也不盡相同。所以,開展嵌入式系統(tǒng)課程的本科教學(xué),要想達(dá)到理想的效果,需要任課老師下一番苦功??偨Y(jié)來(lái)看,本專業(yè)是中醫(yī)類院校、醫(yī)藥信息工程學(xué)院中的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),偏重醫(yī)療器械方向,培養(yǎng)既有醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)又有工科背景的專業(yè)型人才是我們的辦學(xué)特色,所以,在嵌入式系統(tǒng)課程中,加入中醫(yī)理論和醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)方面的知識(shí)內(nèi)容對(duì)于開展教學(xué)會(huì)有很大幫助。同時(shí),在選擇教材、設(shè)置課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)和建立評(píng)估體系等方面,也需要任課老師因地制宜,量體裁衣。
我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)是一個(gè)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)、市場(chǎng)需求十分旺盛的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí),也要看到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不足,提高技術(shù)創(chuàng)新能力、加強(qiáng)研發(fā)的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。建國(guó)幾十年來(lái)形成的良好基礎(chǔ),人民群眾保健康復(fù)對(duì)醫(yī)療器械的剛性需求,醫(yī)療器械相關(guān)學(xué)科技術(shù)人才的長(zhǎng)期儲(chǔ)備,國(guó)家對(duì)醫(yī)療器械技術(shù)創(chuàng)新的大力扶持,都是促進(jìn)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的保障和動(dòng)力。我們作為開展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的院校和任課老師,應(yīng)清楚認(rèn)識(shí)到自己身上的責(zé)任與重?fù)?dān),迎著大好的形勢(shì),在探索中教學(xué),在教學(xué)中成長(zhǎng),緊跟科學(xué)前沿,同時(shí)腳踏實(shí)地,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),吸取教訓(xùn),為產(chǎn)業(yè)輸送人才,為國(guó)家的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)安全有序的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
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篇9
關(guān)鍵詞 圖像處理;圖像分析;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2014)02-0090-02
Practical Teaching Reform of Medical Images Processing and Analysis//Tang Min, Zhang Shibing, Shen Xiaoyan
Abstract Medical images processing and analysis is one of the major foundational courses for biomedical engineering. According to the characteristics of this course, several practical teaching reform measures of medical images processing and analysis are carried out, including experiments and course design and the second classes. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities, inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.
Key words image processing; image analysis; practical teaching; teaching reform
1 引言
生物醫(yī)學(xué)工程是一個(gè)由理、工、醫(yī)交叉融合的新興學(xué)科,是多門工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透的產(chǎn)物,包括生物信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理、生物力學(xué)及生物材料、醫(yī)療器械等多個(gè)分支。其中,醫(yī)學(xué)圖像處理與分析是利用數(shù)學(xué)原理和方法,在計(jì)算機(jī)上針對(duì)不同醫(yī)學(xué)影像設(shè)備(如CT、MRI、B超、PET、SPECT、顯微鏡等)產(chǎn)生的圖像,按照實(shí)際需要進(jìn)行處理、加工和分析。隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究與臨床診斷中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,因此,醫(yī)學(xué)圖像處理與分析這門課程的地位和作用也日益重要。
該課程是以數(shù)字圖像處理為基礎(chǔ),介紹圖像處理中的基本概念、理論和算法,特別針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理研究中的基本問題以及解決這些問題的原理和實(shí)現(xiàn)方法,使學(xué)生能夠編程將圖像處理算法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的處理和分析,是生物醫(yī)學(xué)工程及相關(guān)專業(yè)的核心主干課程之一。
醫(yī)學(xué)圖像處理與分析這一課程起點(diǎn)高、難度大、理論和實(shí)踐緊密結(jié)合,課程建設(shè)難度較大。雖然目前已有不少院校開展本課程的教學(xué)工作,但實(shí)際教學(xué)情況并不十分理想,主要表現(xiàn)在教材缺乏和實(shí)踐環(huán)節(jié)較少。在中國(guó)期刊網(wǎng)上,以題名包含“醫(yī)學(xué)圖像處理”或“生物圖像處理”以及題名中包含“教學(xué)”為檢索條件,只獲得文獻(xiàn)18篇,其中涉及該課程實(shí)踐教學(xué)的只有6篇,主要集中于虛擬實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)[1-6]上,可見在國(guó)內(nèi)關(guān)于該課程的教學(xué)研究尚不多見。
筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在理論教學(xué)改革的基礎(chǔ)上[7],提出一些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革措施,以全面培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,改善教學(xué)效果。
2 實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的開展
以“科研為教學(xué)服務(wù),教學(xué)促進(jìn)科研”為宗旨,采用MATLAB編程語(yǔ)言為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),以醫(yī)學(xué)圖像處理知識(shí)為主,同時(shí)綜合醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)電子學(xué)等相關(guān)課程的知識(shí),編寫《醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》,設(shè)置驗(yàn)證型、綜合型和設(shè)計(jì)型三大類實(shí)驗(yàn)(參見表1)。其中,實(shí)驗(yàn)1~9為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過調(diào)用MATLAB中已有的圖像處理程序來(lái)完成實(shí)驗(yàn),加深對(duì)理論教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解;實(shí)驗(yàn)10~14是綜合型實(shí)驗(yàn),學(xué)生針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像的具體特點(diǎn),綜合運(yùn)用多種算法達(dá)到圖像處理的目的;實(shí)驗(yàn)15~24是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并編程實(shí)現(xiàn),培養(yǎng)他們查閱資料、分析問題和解決問題的能力[6-8]。
3 第二課堂的實(shí)施
為培養(yǎng)學(xué)生的科研實(shí)踐能力,教師有意識(shí)地在課堂中簡(jiǎn)要介紹自己科研項(xiàng)目的基本情況,鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加自己的科研項(xiàng)目研究。這不僅增強(qiáng)了他們對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣和重視度,而且使他們親身經(jīng)歷并體驗(yàn)了醫(yī)學(xué)圖像處理和分析知識(shí)怎樣應(yīng)用于科研和臨床。
由于南通大學(xué)附屬醫(yī)院擁有門類齊全的現(xiàn)代化醫(yī)療儀器設(shè)備,因此鼓勵(lì)學(xué)生利用假期在醫(yī)院實(shí)習(xí),特別是到影像科和檢驗(yàn)科實(shí)習(xí),學(xué)習(xí)和掌握各種儀器的功能和圖像處理的場(chǎng)合,從而有助于他們將理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合,提高實(shí)際工作的能力。
在教學(xué)過程中,適當(dāng)融入一些就業(yè)方向的指導(dǎo),介紹醫(yī)學(xué)圖像處理在醫(yī)院和醫(yī)療器械公司的應(yīng)用狀況,同時(shí)簡(jiǎn)要介紹課程中沒有涉及但與工作密切相關(guān)的最新最熱門的醫(yī)學(xué)圖像處理知識(shí),供學(xué)生課后自學(xué)和深入研究。這樣一方面增強(qiáng)了學(xué)生的自信,獲得了更好的教學(xué)效果;另一方面也拓寬了學(xué)生的視野,引導(dǎo)他們尋找自己發(fā)展的方向和目標(biāo)。
4 結(jié)論
本文結(jié)合筆者多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提出一些改革措施,秉承“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、培養(yǎng)能力”的宗旨,以“內(nèi)容的基礎(chǔ)性、方法的先進(jìn)性、學(xué)科的交叉性”為原則,編寫《醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》,積極開展第二課堂,實(shí)現(xiàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研三管齊下,課內(nèi)、課外、理論、實(shí)踐同時(shí)并舉的教學(xué)格局,有效提升學(xué)生的綜合知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)技能,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)開展及科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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篇10
細(xì)胞發(fā)生物理力學(xué)性能上的改變最終使得細(xì)胞分裂失控,結(jié)果便是這些分裂失控的細(xì)胞出現(xiàn)較低的死亡率,導(dǎo)致惡性腫瘤的增長(zhǎng)。該研究發(fā)現(xiàn)是目前唯一一種從物理學(xué)的角度分析腫瘤的發(fā)病原因。該論文已經(jīng)發(fā)表在最近出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上,該期刊由美國(guó)物理協(xié)會(huì)創(chuàng)辦。
博士后研究生保勞格帕爾克對(duì)該研究評(píng)論為:到目前為止,關(guān)于癌癥的研究都集中在生化角度,為了尋找解決與生化致癌相關(guān)的各種相互依存的誘發(fā)因素,我們將焦點(diǎn)集中在較不“顯眼”的細(xì)胞機(jī)械因素方向。這是一種新的針對(duì)癌癥誘發(fā)因素研究方法。然而,研究人員在區(qū)別癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞過程中發(fā)生了怪異的相似性,比如在細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度和粘附性方面,癌變細(xì)胞之間表現(xiàn)出與正常細(xì)胞迥然不同的特點(diǎn)。
這些特點(diǎn)也是研究人員區(qū)別癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞的方法,其同樣也類似于以前觀察癌變細(xì)胞時(shí)的分類法。根據(jù)研究人員介紹:癌變得細(xì)胞較健康的細(xì)胞顯得更加柔軟,這就意味著當(dāng)這些柔軟的癌變細(xì)胞被較硬的正常細(xì)胞所包圍時(shí),前者就會(huì)變得更緊實(shí),不易擴(kuò)散。但是,當(dāng)相鄰的癌變細(xì)胞數(shù)量增加時(shí),來(lái)自正常細(xì)胞的較硬表面“對(duì)抗力”就出現(xiàn)了降低,這時(shí)候癌變細(xì)胞“趁機(jī)”松弛下來(lái),擴(kuò)大自己的表面積,以便覆蓋更大的區(qū)域。拉伸的細(xì)胞可以提高自身的增值能力,并降低了細(xì)胞死亡的概率。
該研究小組的研究人員通過精確的計(jì)算模型復(fù)制了在一個(gè)組織內(nèi)細(xì)胞的生命周期,便于觀察細(xì)胞機(jī)械性能的改變?nèi)绾螌?duì)細(xì)胞的行為產(chǎn)生影響。在實(shí)驗(yàn)開始前,研究人員確定在這個(gè)健康的組織內(nèi)有相同機(jī)械性能以及粘附性的細(xì)胞,然后在組織中心將一些細(xì)胞軟化,結(jié)果顯示只要軟化的細(xì)胞低于臨界值,這個(gè)組織仍然會(huì)保持健康、穩(wěn)定。
如果超過了這個(gè)臨界值,機(jī)械性能出現(xiàn)變化的柔軟細(xì)胞就會(huì)出現(xiàn)倍數(shù)式增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常健康的細(xì)胞。除了這一點(diǎn)外,腫瘤的增長(zhǎng)是依靠自身強(qiáng)大的繁殖能力替換到周圍健康的細(xì)胞,臨床觀察也顯示這也是惡性腫瘤的一個(gè)特征。研究人員還分析了如何使一個(gè)細(xì)胞增加粘附性,或者保持較硬的機(jī)械性能,以及影響其他細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性能和繁殖能力。他們觀察到軟化細(xì)胞之間的結(jié)合能力出現(xiàn)了改變,該變化是控制著更多腫瘤細(xì)胞形成的一個(gè)關(guān)鍵因素。