生物医学新技术精选(九篇)

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第1篇：生物医学新技术范文

摘要：为培养医学院校生物科学和生物技术专业学生的生物信息学基础知识的掌握和软件的应用能力，结合近年该课程的教育教学改革实践，不断探索科学完善的教学体系和教学模式。从教学内容、教学方式和实践能力培养等几个方面进行了探索与实践。使学生在生物大数据时代，具备初步的生物信息学分析技能和实践操作能力。

关键词：生物信息学；生物科学；生物技术；教学模式改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）26-0145-02

一、开设生物信息学课程的必要性

生物信息学学科发展迅速，不断与其他学科相互渗透，而医学院校生物科学和生物技术专业的学生主要从事生命科学相关的研发和技术，涉及生物、医药、食品、环境、农业等领域。掌握生物信息学这门工具，为今后走上工作岗位，提供新的研究手段和途径是十分必要的。因此，在医学院校部分专业（如生物科学，生物技术等）开设生物信息学必选课程具有重要意义。

二、目前存在的问题

1.教学内容陈旧和教学资源缺乏。我国高等院校开设生物信息学时间相对较晚，在教材选择中首先调研了其他院校和目前出版的教材内容情况。发现大部分生物信息学教材都包括生物大分子（核酸和蛋白质）的信息资源，基因组分析信息资源，数据库搜索软件，核酸序列分析和多序列比对等软件的核心内容，除了共性的章节外，不同的教材内容和重点各不相同。但是生物信息学发展迅速，除了基础内容外，大部分内容都在快速地更新，比如引物设计软件的使用等。而目前，生物信息学教学资源较匮乏，完善的生物信息学课程的教学大纲、教案、教学视频、多媒体课件和习题等教学资源稀少。

2.课程内容与教学课时不匹配，教学进程安排不够合理。首先，由于生物信息学是一门多学科交叉的综合性学科，生物信息学课程学习前需要理解和掌握一些生命科学相关知识背景，如基因组学、蛋白质组学、生物化学、分子生物学和遗传学等，深刻理解一些生物学基本概念，如基因序列、蛋白质序列、非编码区、启动子等，并初步了解一些重要的生物学数据库。因此，讲解透彻该门课程需要教师在课堂上花费一定的时间介绍相关背景知识。然而由于医学院校学生课程门类众多，客观条件决定无法为生物信息学安排足够多的课时。目前我校教学大纲规定的授课仅为20学时，学时少与教学内容多的矛盾就显得非常突出。教师需要在有限的教学时数下灌输大量内容，因此无法深入讲解每个章节的内容，增加了学生学习的难度，降低了教学质量。

其次，教学进程安排不够合理。以我校生物技术专业学生为例，本科二年级第一学期学习生物信息学课程。此阶段学生虽然学习了一年多的专业基础理论知识，但是专业基础知识较为薄弱，同时实验设计等相关实践较少，缺乏对实验细节的理解与实验设计的整体把握。而生物信息学课程是一门实践性学科，所以有必要在生物信息学课程的教学中渗透实验设计的理念，课程学习中灵活运用专业基础知识，达到学生的专业基础知识与生物信息学的知识与不脱节，从而激发学生学习热情。

3.教学模式单一，理论与实践教学脱节。对于医学院校生物科学和生物技术专业的学生，本课程培养的主要目标是：如何在现有数据库中查找想要的信息，如何通过在线程序或利用现有的分析软件，处理相关数据，解决生物学问题。学生需要通过亲身实践，才能熟练掌握生物信息学的数据库、分析方法、软件。但是很多医学院校教学条件有限，没有相应的计算机实训室，配套软件也相对匮乏，教师在授课过程中根据课件照本宣科，并不能结合具体实例边讲解边示范操作，同时，多数高校开设的生物信息学课程以理论教学为主，缺乏实践教学课时。然而，生物信息学的学习，如数据库的检索与使用、序列比对分析软件的应用、引物设计软件的应用等都需要学生在实践课中进行验证或操作，理论知识与实践环节脱节严重，从而影响了学生对课程的理解和掌握。

三、生物信息学教学模式改革探索

1.修改理论教学大纲，精选教学内容。由于生物信息学内容繁多，应针对不同专业特点精心挑选授课内容，在有限的课时中让学生学到最基本且重要的生物信息学理论知识。目前我们选用的是浙江大学出版社第一版的生物信息学，结合生物科学和生物技术两个专业的特点，本教学团队编写了教学大纲，对教材内容进行了更新和优化，将重点集中于应用性较强的生物信息学实践分析技能和离线单机版生物信息学软件的使用上，具体内容包括核酸及蛋白序列数据库、序列的相似性搜索、序列比对、系统进化树的构建以及蛋白质的结构与预测和引物设计等基本内容。同时考虑生物信息学学科的前沿性和交叉性，我们又增加了蛋白质组学和非编码RNA，基因芯片、qPCR、深度测序等操作原理及流程预测等内容。为了适应生物信息学快速发展的要求，扩大学生的知识面，推荐了包括DavidW .Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和国家“十一五”规划教材李霞主编的生物信息学等几种不同类型的参考教材供同学课外阅读。

2.创新教学方式，推行灵活多样的教学模式。生物信息学的课程学习和软件使用与网络的使用紧密相关，一方面，为克服学生多，无法使每位学生实时进行电脑操作的弊端，我们利用能够接收无线网络信号的设备，实现上课时教室内有网络，这样在授课过程中就可以实时在线带领学生进行生物信息学分析，如稻菘獠檠、序列提交过程、蛋白质结构域分析、蛋白理化性质及结构预测等重要内容，通过实时演示连贯教学内容，让学生得到了更加直观的实践体验，加深了对各种分析方法的学习和理解[1]。另一方面，由于课程学时（仅20学时）的限制，学生们不可能完全依赖课堂时间很好的掌握该课程，除了采取集中授课方式之外，本团队利用搭建的“分子生物学”省级精品资源共享课程网络平台，开辟了“生物信息学”专栏，提供相关文献、相关分析软件及其使用步骤等信息；并聘请校内外相关领域专家开展专题讲座，组织相关领域青年教师开展专题研讨等形式，从而加深学生对课程内容的理解。

3.紧密联系科研，开展基于实践的问题式教学。针对生物信息学课程的特点，打破应试考核方式，本教学团队注重理论结合实践的问题式教学方式引导。一方面，各专业课程中增加实践教学课程比例，根据生命科学的发展，不断充实实践教学内容，增加综合性、设计性实验，从而将生物信息学技术渗入日常教学环节中；另一方面，面向全校招募相关领域青年教师，鼓励并指导学生参与青年教师科研项目，并积极申报国家级和省级大学生科研项目。目前创新性实验和探索性实验全面覆盖生物科学和生物技术专业全体学生，学生在解决科研问题时逐步学会运用生物信息学知识，如文献查阅、目的基因序列的获取、基因序列的分析方法等，提高了学生生物信息学知识和技术的实践能力和理论理解力。

四、结语

生物信息学是生命科学领域研究的重要的工具和载体[2]，针对生物信息学课程的特点，医学院校生物信息课程的改革可进一步加强理论教学的系统性、规范性和针对性，提高学生对生物信息学知识的应用能力。在课程体系建设基础上，大胆尝试新的教学方法和手段，突出医学特色，培养适用于现代精准医疗的创新型生物学专业人才。

参考文献：

第2篇：生物医学新技术范文

1 生物医学信号特点

生物医学信号其实就是人体内发出的光、电、声的信号，但是基于人体内的特点，生物医学信号与一般医学信号相比，具有不同的特点，比如：信号不强，在母亲体内得到胎儿心电信号就非常微弱[1]。噪声较强，由于人体本身信号不强，加上人体是一个综合的复杂体，所以，信号非常容易遭受噪音影响。频率范围通常不高，其中除了心音信号频谱有一点高以外，别的电生理信号频谱都不高。随机性较强，生物医学信号一方面是随机的，同时也是平稳的。正是由于这些特点的存在，让生物医学信号具有广泛的应用空间，对许多医疗诊断具有重要意义。

2 小波变换在医学中的应用

2.1 在电脑信号方面的应用

在传统的临床电脑影像分析中，基本是采用目测标注的模式来进行，这种方法容易让工作人员疲劳，并且误差很大，造成临床上多导EEG的“特征提取”与“数据压缩”始终处于主观处理上[2]。在分析过程中，窄窗口用于分析高频，宽窗口用于分析低频，这种分析方法体现了相对带宽频率分析与适应变分辨分析思想，有效的克服了上面的缺陷，有效的提升了信号及时处理途径。（1）EEG信号检测：在以往的瞬态检测中，通常是利用傅立叶变变换和匹配滤波的方法来进行，但是，后者在检测中需要相关信号的支持，前者一般只对有周期性并且能持续发出的信号有效。而小波变换检测具有突出局部特征的能力，对短时瞬变的低能量较为有效，而且不需要提前先验知识。利用小波变换中的多尺度分析，可以参照EEG中的棘慢波、伪差等不同尺度的表现来实现对异常波的检测。（2）EP信号检测：因为小波变换利用的基波的频率分辨率和时间各不相同，因此小波变换也使用于别的非平衡信号。在进入2010年以来，采用小波多分辨分析来提取诱发电位，在提高信噪比、减少刺激回合数等方面都研究已经向前迈进了一大步，在不久的将来有实现诱发电位单词提取的可能。

2.2 在心电信号处理中的应用

ECG作为生物医学信号的重要组成部分，是非常适合利用时间尺度与时频来进行分析的。众所周知，P、T、QRS就是ECG信号的组成部分，在这个组成中，各波的频率特性有所不同。通过以上的分析可以得出，ECG是一种具有明显时间尺度与时频特征的生物医学信号。（1）ECG信号检测。QRS波群的检测方法多种多样，常用的主要有：面积法、阈值法、斜率法等[3]，这些方法在使用过程中具有很多的弊端，如果遇见干扰严重等情况时，通常错误率较大。在最近的一些检测中，有的工作人员将小波变换引入到了ECG信号特征值的获取和识别中，而且对于解决上面的弊端起到了非常明显的作用。 （2）ECG晚电位检测。当下，在累加平均是许多晚电位分析仪器检测采用的主要手段。Meste有效的利用了小波变换对晚电位获取进行了讨论。

2.3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号，在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展，对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法：如对信号时域分析的相干平均算法；对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法；对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法；对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布（维格纳分布）、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法；对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。

3 光学技术在癌症诊断中的应用

在癌症诊断应用中，将光线安装在可以自由转动的仪器上，利用光在移动中碰见组织而反射的路径，这时，光的许多特征就可以为观察者提供许多的人体内在结构观察窗口。光学人体扫描仪主要是为了定位、诊断、识别人体内部患处的问题，对患者内部相关部位进行照亮，让观察人员了解到患处与周围内在结构之间的不同之处，进而实现有效的诊断。

自体荧光技术；在癌症诊断中，光谱技术很早的已经得到了使用，主要起源于光动力学质量研究阶段。在70年代左右，众多癌症专家都在尝试着将光敏荧光法应用到癌症诊断中，并且取得了理想的效果。但是，利用这种技术进行诊断时，患者必须提前注射抗光敏药物，但是，这种药物存在着很多副作用，所以，这种诊断方法不能大量使用。为了克服这种诊断的弊端，“自体荧光法”检测激光诱导的肿瘤组织自体特征荧光的方法得到了许多人的关注。

国内一些专家进行了大量的共振喇曼光谱、血清自体荧光实验研究、进行了许多的统计分析，通过波长激光对患者的血清处理变化，观察自体荧光的信号变化与共振喇曼峰二者之间有无明显差异性，进而对癌症患者进行诊断。实验结果说明：食道癌、胃癌、胰岛癌等癌症患者在经过血清激光作用治疗后，喇曼光谱有明显的差异性[4]， 并且荧光信号强度在降低，荧光峰发生了变化，变化幅度与正常人相比要大得多。

一些癌症学者又通过自体荧光体侧检测系统在结肠镜下测量获取组织自体荧光光谱，在对光谱进行判别分类时，是采用的多元判别法。实验的实验结果显示：所采用的多元判别法可以依靠很高的特异性与灵敏性来分别肿瘤组织和正常组织。

第3篇：生物医学新技术范文

关键词：E-utilities；Entrez数据库；生物技术信息中心；数据管道

自2003年，美国国立医学图书馆下属的生物技术信息中心第一版NLM归档和交换标记套件以来[1]，基于NCBI可编程开发工开发的数据挖掘的产品便大量问世。如由陈朝美开发的可视化文献引文分析工具CiteSpace[2]，也有多个针对某一特定领域的数据挖掘工具[3]。

1 应用程序编程接口

API是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。一些桌面操作系统如Windows、Linux，移动端操作系统Android、IOS等都提供有相应的API于开发人员，以便开发人员开发用户需要的软件。E-utilities便是NCBI提供给开发人员使用的结构化接口--API接口。

2 E-utilities组成

E-utilities是一组9个服务器端程序组成的，包括：①EInfo：提供在给定数据库的每个字段索引记录的数量；数据库的最后更新日期；从数据库中可用的链接到其他Entrez数据库；②ESearch：在给定的数据库中查询匹配的唯一标识符列表的文本查询的响应；查询的术语翻译；③EPost：从指定数据库中接受UIDs列表，在历史服务器上存储该套内容；响应查询和网络环境，上传数据集；④ESummary：给定的数据库通过UIDs列表，相应的文档摘要反馈；⑤EFetch：给定的数据库通过UIDs列表，相应数据记录的以指定的格式反馈；⑥ELink：给定的数据库响应UIDs列表，既有相同数据库相关的UIDs列表，又有其他Entrez数据库中的UIDs列表；从一个或者多个UIDs中检查指定链接的存在；通过原LinkOut提供的一个创建特殊UID和数据库或者LinkOut URLs和多个UIDs属性创建超链接；⑦EGQuery：在每个Entrez数据库中，反馈一个应用大量数据匹配的文本查询；⑧Espell：给定的数据库查询用的一个文本拼写的建议；⑨EcitMatch：检索PMID相关的一组输入引用字符串。

3 Entrez数据库

Entrez是NCBI开发的跨数据库检索系统，通过一个统一的检索界面和检索词，可以检索NCBI开发的所有数据库，包括PubMed在内的40个数据库。

任何计算机语言均可通过E-utilities访问Entrez数据库。通过计算机语言将输入到软件的参数翻译为可用于检索和检索请求的统一资源定位器语法。结合E-utilities组件，在应用中形成定制数据管道。每个Entrez数据库中的数据记录都带有UID，一个不可重复的ID。例如，有的UID为核酸和蛋白的GI数字，PubMed的PMIDs，又或者是分子模型数据ID。通过E-utilities访问Entrez数据库的过程见图1。

图1 Entrez数据库访问的过程

4 Entrez的历史服务器

Entrez系统的一个强大功能是在服务器上可以储存一组检索UID，以便他们能够随后组合或者提供其他E-utility输入响应。Entrez历史服务器提供这一服务，并且可在Entrez检索页面使用Preview/Index或History键在Web上访问。每一个E-utilities组件都能访问历史服务器，&query_key标签分配UID和&WebEnv编码cookie字符串。EPost允许任何一组UID上传到历史服务器中，并返回查询键和网络环境。在&usehistory被设置为y时，ESearch同样能够将输出一组UID到历史服务器；在&cmd被设置成neighbor_history时ELink也可以输出到历史服务器。EPost或ESearch的结果查询和网络环境都能被用于替代ESummary、EFetch和ELink。

在历史服务器上的每个网络环境都能接受任意数量的查询关键词。通过采用布尔逻辑操作符组合的不同的数据集或者进行其他Entrez查询。必须在同一个网络环境下两个数据集的组合。默认情况下，连续的E-utility请求产生查询键，如果不是在相同的网络环境下，为了克服这一点，每个E-utility请求都在最初请求之后在已有的网络环境下设置&WebEnv参数值。

5 利用E-utility请求创建Entrez应用

可以使用单个的URL通过E-utilities访问Entrez；当连续的E-utility URL结合，则需要创建一个数据管道，便可发挥其最大作用。使用这样的管道时，Entrez历史服务器会通过允许在连续E-utility响应进行简单数据传输而简化复杂的检索任务。E-utilities组合见表1，箭头代表的是从一个E-utility到另一个的db，WebEnv和query_key值。

6 E-utility DTDs

除了EFetch，每一个E-utilities组件均能输出单个的符合NLM文档类型定义标准的可扩展标记语言输出格式。E-utility返回的XML标题中，提供了这些NLM DTDs的链接。ESummary可以为每个Entrez数据库生成唯一的XML DocSums。正因为如此，每个Entrez数据库对于DocSums来说，有一个唯一的NLM DTD。Efetch可以生成并输出各种格式，也可以是XML。这些个XML格式大部分都符合NLM DTDs，或者与Entrez有关的特定模式。

7 结语

随着生物医学文献数量的不断增加，如何从海量信息中高效率挖掘出所需文献，是所有医学研究者所需要掌握的技能。

参考文献：

[1]邹强，袁庆，康林，等.Pubmed Central 的数字化出版简介[J].中国科技期刊研究，2014，25（2）：240-242.

第4篇：生物医学新技术范文

一、从当代艺术中寻出艺术之根

当代中学生喜欢流行音乐，喜欢行为艺术。我们首先要肯定这些作品中所包含的积极的审美趋向，如流行乐中欢快的节奏、充满青春的火热激情，行为艺术对哲学的深层思考等等。但多数作品还是通过感官刺激而成为中学生的新贵。据调查显示：喜欢新型艺术形态的中学生大多数并不能理解作品中一些深层次的艺术思想，更多的只是叛逆心理的一种宣泄、一种对多数人追捧对象的盲目追捧、一种耍“酷”。然而作为艺术本身而言，更主要强调的是对美的追求，即使是在今天极具个性化的时代，尽管艺术的表达方式、形式不一样，积极向上的精神面貌仍是艺术作品的主流趋势。作为引导者，要能够从这些学生喜欢的当代艺术品中，挖掘艺术本质的东西，让他们从中认识到艺术的本质，这是艺术欣赏中的首要任务。中学生最喜欢的艺术形式有RAP、街舞、商业大片等，而静态的作品几乎走不进他们的生活。对于这些艺术作品，我们要善于引导，对学生不能忙着否定。这些流行的时尚的艺术形式能流行开来，是有着它独特的形式美的。欢快的节奏、鲜明的色彩、琅琅上口的语言等，这些艺术语言中学生是很难上升到美的高度的。“只缘身在此山中”，欣赏这类作品时，如何上升作品的艺术高度，摒弃作品中的糟粕？我们可以尝试从学生了解作品中的量上面入手，在原有了解的数量基础上，再次拓宽学生的视野，使他们不再局限于校园中流行的作品的数量；通过在课堂上的提高问答，逐步让学生明白这些艺术作品为何会流行，从而了解这些作品中的形式美、语言美等，进一步贴近艺术的本质。对艺术感悟能力较强的学生甚而可引导他们形成对流行艺术的批判眼光，从中寻找美。前期大量的工作之后，我们可再从艺术的根本对学生灌输多元化的审美取向，并向多种艺术形式拓展，包括许多静态作品，如绘画、雕塑等。

二、从传统优秀作品中感受多元化的审美倾向

前面提到，古今中外优秀的艺术作品瀚如星海，而且中学生对这些作品的理解有一种抵触情绪，不愿去关注它们。

随着年代的久远，要去把握这些作品的思想内涵、艺术特色是有一定难度的，所以我们要求对中学生重点以感受为主、了解为主，开拓多元化的审美趋向。作为教者，面对众多的艺术作品我们也需要作一个分门别类的整理工作，按艺术史的发展方向进行梳理，将同时代不同艺术形式的作品放在一起比较阅读，将古典的与当代的作品放在一起进行比较阅读，将平面与立体的放在一起比较阅读。通过反复比较作品，不同的、相同的审美趋向就显而易见了。这时，我们需要用第一阶段的阶段性成果作为一个引导：什么是流行？古典的作品流不流行？古人的作品是不是比当代的作品形式差？这是一个带有幽默感的时髦话题，很容易吸引住在流行中有所提高的学生的注意力。 古人和我们现代人一样，在物质需要得到满足之后，也需要丰富的精神追求。对美的追求与向往，往往古典作品的出现也是属于那个时代流行的产物，无论是贝多芬还是华彦钧，无论是米开朗基罗还是毕加索，无论是半坡文化的陶纹罐还是明清的青花瓷，它们都属于那个时代的流行文化、尖端文化，而且随着文化层的积淀，这些带着鲜明时代特征的作品已深深烙上了独特的美感，有很多的艺术成就，连我们现代人也是无法达到的。像达芬奇的绘画作品、贝多芬等大音乐家的交响乐作品，当今有几人能够达到甚至超越？这样引发起学生对时代久远作品的好奇之心后，再从中感受多元化的审美趋向，就简单、明了多了。

三、从个性化的作品中提升独特的审美情趣

在人的审美中，受文化教育、成长环境等诸多因素的影响，最终还会形成一些独特的审美情趣，这就是个性化审美。在多元化审美基础上形成的个性审美，不再是盲从的，在肯定多元审美的基础上形成的审美观，是对多元审美的进一步提升。当今社会是一个个性化的时代，我们不能对学生统一标准，也不能是仅仅拓展审美范围。学生会在成长的过程中，产生台阶式的上升，或者是审美方向的改变。对此，教育要能够敏锐地捕捉到，并加以引导，使学生形成积极健康的审美观。最终，学生通过各类批判欣赏之后，会形成自己独特的审美。

第5篇：生物医学新技术范文

20世纪初，第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏、金属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物医学材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学以及大型物理测试技术发展的基础上的，研究人员也多由材料学家和医生来担任。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医学材料一样，其研究思路仍旧是从改善材料本身的力学性能和生化性能，使其在生理环境下能够长期地替代生物组织。第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料。它是在生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长机制的结构和性能的基础上建立的叫，由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元构成，有较理想的修复再生效果。它通过材料之间的复合、材料与活细胞的融合、活体组织和人工材料的杂交等手段，赋予材料特异的靶向修复、治疗和促进作用，从而使病变组织大部分甚至全部由健康的再生组织取代。骨形态发生蛋白(bonemorphogenetieprotein，BMP)材料是第三代生物医学材料中的代表。表1列出了近年来生物陶瓷复合材料的发展情况〕。

2生物医学材料的分类

2.1生物医学金属材料(biomedicalmetallicmeterials)

生物医用金属材咪斗通常采用合金或钦金，具有很高的机械强度和抗疲劳特性，是临床应用最广泛的承力植人材料川，主要有钻合金(C。一Cr一Ni)、钦合金(Ti一6AI一4V)和不锈钢的人工关节和人工骨〔7口。镍钦形状记忆合金具有形状记忆特性和智能性，可用于矫形外科、心血管外科等。

2.2生物医学高分子材料(biomediealpolymer)

生物医学高分子材料有天然和合成两种，其中合成高分子材料发展较快。合成的软性材料常用作人体软组织(如血管、食道和指关节等)的代用品;合成的硬性材料则用作人工硬脑膜、人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料(如室温硫化硅橡胶)可作为注人式组织修补材料阁。

2.3生物医学无机非金属材料或生物陶瓷(biomediealeeramies)

生物陶瓷的化学性质稳定，具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类:①惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等)，这类材料具有较高的强度，耐磨性能良好，分子中化学键的作用力较强;②生物活性陶瓷(如轻基磷灰石和生物活性玻璃等)，此类材料能在生理环境中逐步降解、吸收，或与生物机体形成稳定的化学键，因而具有极为广泛的发展前景。

2.4生物医学复合材料(biomediealeomposlites)

生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的，主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能，也可用作人工器官的制造。其中钻钦合金和聚乙烯组织假体常用作人工关节;被钦合成材料作为人工股骨头在临床上有良好的应用;高分子材料与生物高分子(如酶、抗原、抗体和激素等)结合可以作为生物传感器。

2.5生物医学衍生材料(biOI.刃iadded目叮.妞dais)

生物医学衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织衍生而成的。经过处理的生物衍生材料是无生物活性的材料，但其具有类似天然组织的构型和功能，在维持人体动态的修复和替换中具有重要作用，如皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等〔9]。

3生物医学材料的市场现状

生物医学材料产业是一种发展迅猛的高新技术产业。1992一1995年，其销量的全国增长率为7%一12%，超过全球经济的一般发展水平，在亚洲地区发展最快，增长率达到22%。根据经济合作与发展组织(oganizationofeeonomiceorporationanddevelopment，OECD)预算[5〕，到2010年生物医学材料产业的市场销售额将达到4000亿美元(药物市场的销售额)。随着材料产业的发展和人体器官的广泛应用，生物医学材料这门新兴的交叉型学科已经成为新技术革命的一个重要组成部分。经济发达的国家已经形成了新型的生物医学材料工业体系，其生产厂家由过去的商品材料工厂转为专业的生产工厂。生物医学材料的产品数目众多，仅高分子材料在全球医学上的应用已达到90多个品种，1800多种制品[‘o。1990~1995年，世界生物医学材料市场以每年大于20%的速度增长，中国虽然增长较快，但由于起点低，其市场份额只占全球市场的1.6%。近年来，生物医学材料产业发展迅猛，其经济地位同信息、汽车产业相当。现将世界各地区生物医学材料的市场状况。当代生物医学材料产业仍以常规材料占主导地位。2000年全球医疗器械市场的销售额己达1650亿美元，其中生物医学材料及制品约占40%一50%[ll〕。20世纪90年代，全球医疗器械销售额的平均年增长率为n%左右，1999~2004年有所增加，其中发展中国家增长最快。例如，除日本外的亚洲地区其销售额从200。年占全球市场份额的17%(280亿美元)增长至2005年的25%，其中矫形外科修复材料和制品的销售额在全球市场的年增长率可达26%(1999~2005年)。预计工程化组织和器官上市后，可开拓800亿美元的新市场;人造皮肤、组织粘合剂及术后防粘连制品的年增长率可达45%;心血管系统修复材料、血液净化材料、药物缓释材料等领域也呈高速增长的趋势〔‘2〕。目前，比较有代表性的生物医学材料包括:①用于人工器官及代用品制造的膨体聚四氟乙烯、低温各向同性碳、表面修饰与交联的血红蛋白、碳化硅脂和超高分子量聚乙烯等;②用于人工关节及骨骼替代的高分子量、高密度聚乙烯，氧化铝陶瓷，甲基丙烯酸甲酷和苯乙烯的共聚物等;③用于人工膜替换的甲基烯酸醋类共聚水凝胶、硅橡胶聚甲基丙烯酷等;④用于应用粘合剂的亚甲基丙二酸酷、明胶、蛋白胶等。

4我国生物医学材料的发展前景

我国生物医学材料的应用和开发起步较晚，但在政府的大力支持下，已取得了一批较高水平的科研成果。如生物活性骨、关节系统替换材料、人工心脏瓣膜以及眼科手术类高分子复合材料等。国家科技部资料表明〔’3〕，1996一200。年间，我‘国生物医学材料市场需求的年均增长率达到27%，比全球的增长速度高出10个百分点。其中生物医学材料制品的市场增长更加迅猛，例如2000年我国人工关节市场需求量的年均增长率高达30%，远高于美国同期的4%;“九五”期间国家的“复明计划’，[1叼规定，每年生产5万套人工晶体以满足市场的需求;我国国内每年消耗接人人体内的导管1亿多条，而且需求量还在不断增长。但是我国国内生物医学材料的生产仍然处于初级阶段，其产值还不到全球份额的千分之一，且增长缓慢，1996一2001年，我国生物医学材料产值的年均增长率只有2%左右。国内生物医学材料与国外同类产品相比，存在4个突出的问题:①仿制品多，缺乏自主知识产权;②销售价格低，但档次和质量也低;③企业生产规模普遍偏小，难以形成规模效应;④研发投入少，产品技术含量较低。与此同时，外商的大批涌人，不仅带来了大量具有竞争力的产品，同时还展开专利权、商标权等知识产权方面的竞争。2000年底国内公司在我国注册生产的生物医学材料及制品只有53种、，而国际医疗器械生产公司在我国注册生产、销售的品种多达300多种睡〕。因此，本文建议从以下几个方面提升我国生物医学材料产业的竞争力。

4.1确立重点开发产品

复合材料作为硬组织修复材料的主体，有效地解决了材料的强度、韧性及生物相容性的问题，是生物医学材料新品种开发的重点，在临床上得到了广泛的应用哪〕。目前研究较多的是合金、碳纤维、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合以及血液净化剂的开发。这些生物医学材料应该作为我国今后重点开发的产品。

4.2构建生物医学材料产业的新技术体系

生物医学材料产业的新技术体系必须以生物医学材料企业为技术创新的主体，充分发挥科研院所、大专院校的带头作用，实行产、学、研结合，成立学科齐全、队伍精干、人才结构合理的生物医学材料科研队伍，开发有自主知识产权的生物医学高新技术产品。

4.3加强对外合作与交流

加强对外合作与交流必须积极参加国际间的技术交流与合作，学习国外先进的技术和管理经验，及时掌握生物医学材料技术在国际上的发展状况和趋势，积极引进、消化和吸收国外的先进技术，强化“产品国际化”的意识，在新产品开发上要紧紧跟随甚至超越国际潮流，增强我国生物医学材料产品的竞争力，缩小与发达国家之间的差距。

第6篇：生物医学新技术范文

英文名称：Progress in Modern Biomedicine

主管单位：黑龙江省卫生厅

主办单位：黑龙江省红十字医院;黑龙江省森工总医院

出版周期：半月

出版地址：黑龙江省哈尔滨市

语

种：中文

开

本：16开

国际刊号：1673-6273

国内刊号：23-1544/R

邮发代号：14-12

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2001

期刊收录：

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

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第7篇：生物医学新技术范文

生物医学工程(biomedicalengineering,BME)是20世纪50年代形成的一门独立的边缘科学，现代医疗器械则是这一新兴学科的产品形式。它是工程技术向医学科学渗透的必然结果。20世纪50年代以来，心脑血管疾病、癌症、糖尿病等现代文明流行病开始威胁人类健康。因此，医学科学的进一步完善和发展不是以定性观察、现象归纳为方法学特征的医学本身所能解决的，它必须和以定量观测、系统分析为方法学特征的工程科学相结合，并综合运用各种已有的和正在发展的高新技术，才有可能逐步解决这些问题。生物医学工程学科应运而生。当前生物医学工程已成为生命科学的重要支柱，是21世纪最具有潜在发展优势的领先科技之一[1]。

1、什么是生物医学工程？

1.1含义

生物医学工程是一个新兴的多学科交叉领域，其内涵是：工程科学的原理和方法与生命科学的原理和方法相结合以认识生命运动的“定量”规律，并用以维持、改善、促进人的健康。“生物医学工程”这个词汇蕴含了三个专业领域的相互影响：生物学、医学和工程学。生物医学工程是综合生命科学和工程技术的理论、方法、手段,研究人类及其他生命现象结构功能的理、工、医相结合的新兴交叉学科，是多种工程技术学科向生命科学渗透和相互交叉的结果,并已成为生命科学的重要支柱。生物医学工程是应用基础科学，主要服务于人类疾病的诊断、预防、监护、治疗及保健、康复等方面；生物医学工程的主要研究任务是利用工程技术手段解决医学诊断、治疗和信息化管理等问题，为医学提供高技术含量的现代医疗装备。

1.2内容与领域

生物医学工程的研究内容可分为基础研究和应用研究两个方面。基础研究，包括生物力学、生物控制、生物效应、生物系统的质量和能量传递、生物医学信息的提取与处理、生物材料学、生物系统的建模与仿真、各种物理因子的生物效应等;应用研究，直接为医学服务，包括生物医学信号检测与传感技术,生物医学信息处理技术,医学成像与图像处理技术,人工器官、医用制品和仪器,康复与治疗工程技术等。后者是医学工程研究领域中最主要的内容之一，它的成果直接推动医疗卫生事业的发展，效果最明显、最迅速,所以特别受医学工程人员和医生的重视。

2课程安排

根据我国《生物产业发展“十一五”规划》，生物医学工程高技术专项将按照当代生物医学工程技术和产业发展的方向，重点发展医疗影像设备、医疗监护系统及设备、肿瘤物理治疗设备等11大类产品,强化新型医用植入器械和人工器官、数字化与智能化医疗装备、可生物降解医用高分子及药物控释载体、医疗监护和远程诊疗系统等领域的创新能力。针对这一方向，我们将设定14次课，分别介绍各项技术产品或领域的现状和发展，让学生对生物医学工程学科有个整体的了解和认识。课程设置如下[2]：

1.生物医学工程概况：介绍生物医学工程学科概况、发展历程、学科内容、工程分支，以及国内外高校建设发展生物医学工程学科的情况。

2.组织工程学：应用细胞生物学和工程学的原理,吸收现代细胞生物学、分子生物学、材料与工程学等学科的科研精华,在体内或体外构建组织和器官,以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能,是继细胞生物学和分子生物学之后,生命科学发展史上又一新的里程碑,标志着医学将走出器官移植的范畴,步入制造组织和器官的新时代。目前组织工程已经成为再生医学研究和发展的核心与主要方向。

3.生物材料学：研究与生物体（特别是人体）组织、血液、体液相接触或作用时，不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应,无毒、无不良反应的特殊功能材料。许多重点院校和科研单位都成立了相应的研究机构，从事生物材料及制品的开发研究，在天然高分子和合成高分子、无机和金属生物材料研究方面均取得了举世公认的成果。

4.人工器官：主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。人工器官在临床上的应用，挽救了不少垂危的生命，为临床医学的发展开拓了新途径。目前人工器官的研究和应用已基本遍及人体全身。

5.生物传感器技术:使用固定化的生物分子结合换能器,用来侦测生物体内或体外的环境化学物质或与之起特异互作用后产生响应的技术。目前,生物传感器正朝着以下几个方面发展:①向高性能、微型化、一体化方向发展；②生化检测的智能化系统；③仿生生物学的发展。

6.生物系统的建模与仿真：对生物体在细胞、器官和整体等各层面的参数及其相互关系建立数学模型，并用计算机求解该模型以分析和预测各种条件下生物系统运行的机制和状态。研究领域涵盖生物力学、复杂生物医学系统的建模与仿真等领域，主要采用计算力学、图形图像分析和数学建模等方法，对生物医学中的科学问题进行计算机建模和分析。

7.生物医学信号检测与处理技术：生物医学信号的检测与处理几乎成为了生物医学工程学科共同的研究方向。从生物体中获取各种生物医学信息，并将其转换为易于检测和处理的电信号。

8.医学成像与图像处理技术：研究如何将人体有关生理、病理的信息提取出来并显示为直观的图像、图形方式，或对已有的医学图像进行分析处理，为疾病的早期诊断和治疗提供了可能性,也为临床诊断引入了新的概念。

9.数字化X射线影像技术及设备：数字化X射线影像技术现已成为临床诊断的最主要手段。涉及的关键技术包括:直接数字化平面X射线影像技术;数字化X射线三维影像技术;低剂量CT、容积CT等。

10.磁共振影像技术及设备：磁共振影像是检测人体解剖、生理和心理信息的多因素、多层面和多对比度成像设备。

11.核医学成像技术及设备：核医学成像是对放射性核素标记化合物的体内生化过程成像的装备,是目前能够在临床应用的最主要的分子成像手段。涉及的关键技术：单光子断层成像(SPECT)技术和系统、正电子发射(PET)影像技术和系统、PET与CT融合技术等。

12.数字化超声波成像技术及设备：超声成像设备在四大影像设备中使用最为广泛。目前重点发展技术包括：多波束成像技术、谐波成像技术、多角度复合成像技术、三维成像技术、电容式微机械超声换能器、彩色超声成像设备系统、数字黑白超声影像设备等。#p#分页标题#e#

13.医学纳米技术和纳米材料：可运载肿瘤标志物分子的特异性抗体、肿瘤治疗药物以及造影剂等新的高效药物(基因)载体；发展纳米尺度的显微探针成像技术；发展用于组织再生修复的纳米生物材料；建立用于纳米材料健康与安全评价的技术与方法，都是当前重点发展方向。

14.康复工程技术:重点发展假肢仿生智能控制技术、低成本假肢矫形、适应不同功能障碍者工作和学习的环境控制系统与远程交流、认知功能康复、人工电子耳蜗汉语识别、电子助视、老年人室内安全监护等技术。

3教学模式的探索

针对课程本身的特点和学生认知的特点，设想从以下几个方面探索课程的教学：

3.1多媒体教学

多媒体教学具有直观、生动、易于理解的特点，并可节约教学时间，提高效率。由于每次课针对的是某项技术领域相关理论知识和行业动态的介绍，涉及的知识点多且泛，采用多媒体教学课件进行教学，形象直观，趣味性强，可以使学生印象深刻，降低了抽象知识的理解难度和记忆难度，激发了学生的学习兴趣。

3.2优化课程内容，加强实践教学

在教学中注意把握课程的整体体系，强调课程知识点和适用性。教学重点清晰，适当补充行业最新动态作为课外知识。课堂授课的重点应放在概念的理解和相关模型的建立。同时，应创造条件充实参观和实验内容，让复杂的理论实物化、形象化、简单化。跟有教学合作基础的医院联系，安排学生到相应科室参观相关设备和操作系统，开展现场教学和尽可能多的实验课，提高学生的学习兴趣。如果条件允许，还可以让学生参与到实际操作中。通过这种实践教学，使学生觉得取得临床上的应用成就并不是遥不可及，从而增强他们对理论知识学习的兴趣。

第8篇：生物医学新技术范文

关键词： 新专业建设 学科发展 兴趣小组 生物医学工程

生物医学工程是一门新兴的交叉学科，综合生物学、工程学和医学理论和方法，在各层次上研究生物系统的状态变化，并运用工程技术手段解决临床医学中的关键问题。要求学生掌握宽广而扎实的电子学、生物学、医学理论基础，能在理、工、生、医等学科高度交叉中进行前沿科学研究、知识创新，产学研结合，并推动相关科学技术发展，以满足我国对生物医学工程领域高级人才的需求。生物医学工程属于工学门类，是生物医学工程专业一级学科。

本学科是利用生命科学、医学、电子信息科学等领域的最新研究成果用于生物信息工程、生物电子工程、大型医疗仪器系统、现代医疗监护系统等领域的科研工作。工程硕士学位授权单位培养从事生物医学信息检测、医用仪器、医学影像、生物电子学、生物医用材料等方面研究开发、生产制造、检测与控制、管理与维修的高级工程技术人才。生物医学工程领域研究和人才培养侧重于生命科学、电子信息科学、医学等的交叉和渗透。该领域是生物医学信息、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新基地，是与21世纪生物技术产业形成和发展密切相关的工程领域，是关系提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。

天津工业大学生物医学工程专业是一个年轻的、处于高速发展中的理、工、生、医交叉融合的新兴学科方向。生物医学工程专业作为电信学院的新兴专业，近年来发展迅速，有较大的发展潜力。专业下设5个实验室，医学仪器及设备实验室、医学成像及光谱成分分析实验室、生物医学电子学实验室、医学建模与仿真实验室、膜片钳实验室，拥有一批踏实肯干、敢于创新、勇于攻关的年轻科研人员，并将不断吸引其他相关学科的硕士、博士研究生、博士后等进行学科交叉的研究工作。科研方面利用人体信息检测技术与智能服装相结合，设计出检测、监控、调节人体状态的一体化智能服装;膜片钳方向主要进行生物物理和生物化学方向研究，同时与天津大学和天津各大医院开展密切合作，在医疗仪器研制和临床实验等方面积累一定的经验和成果。

本专业开设的主要课程有：C语言程序设计、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、大学物理、分析化学、高频电子技术、医学基础、工程光学、信号与系统、数字信号处理及DSP技术、通信原理、嵌入式系统、生物医学电子学、生物医学光子学、医学成像新技术、无线传感网络、生物医学仪器设计基础等。本专业毕业生可以在国家机关、医院、国防、科研机构、学校、工厂等企事业单位从事医疗产品设计、研发和管理工作，服务于天津医疗产业联盟的发展需求。本专业学制四年，学生毕业后可获得工学学士学位，本专业具有硕士学位授予权。

在本科生人才培养方面，本专业也是广开思路，在大一刚入学就进行思想教育，根据学生兴趣对其未来发展进行规划，由于本专业是一门新兴的交叉学科，因此学生喜欢的专业方向也不一样，有生物、医学、电子等设计物理、化学等不同方向的需求，学生提出的就业方向也不完全一致，区别于传统的专业学生，如电子信息工程专业学生虽然兴趣不统一，在专业方向上容易把握，而生物、医学、物理、化学等涉及的学科更多，对新专业教学提出新挑战。如何适应不同学生不同需求，我们系的老师进行了深入探讨。

第9篇：生物医学新技术范文

【关键词】生物信息学研究生培养模式研究生培养教育经过几十年的发展，已经取得长足的进步。国家每年研究生招生规模和数量都在不断增加，为国家培养大量专业人才，为科学与经济建设的迅猛发展起到良好的推动作用。尽管在研究生培养数量上增长明显，教学质量逐步提高，却仍有不尽人意之处，在某些领域仍存在着质量下降的问题，值得人们重视与思考。

一、西方国家培养研究生的模式呈多样化趋势

近年来，随着欧美等发达国家医学科学技术的发展，专业技能与综合素质的重要性日益突出，因此对高素质专业人才的培养提出了更高要求。所有大学都在考虑采用跨学科学习计划，如英、法等国在研究生课程中也开设了交叉学科的研究课程。对他们而言，交叉学科研究是现代医学科学发展的必然趋势，学科间知识的整合与交叉是当代医学科学的进步体现。虽然各国家研究生培养目标与模式各异，但研究生作为创新型人才的主要资源，其创新能力培养越来越受到各国家高校的重视，教育界的学者也纷纷对其研究现状进行了分析与探讨。

二、严把生源质量关，提高研究生教学质量

为尽快提升研究生教学质量，我们结合自身特点采取了一些针对性的有力措施。首先，严格把好生源入口，提高生源质量。培养研究生独立思考问题与解决实际问题的能力，重视有教学科研工作经验的人才并加以重点培养。其次，为拓宽专业知识面，及时增设跨学科新兴交叉课程，使研究生不仅掌握本专业知识，也加深了对相关专业知识的学习和理解，从而提高研究生的综合素质。

三、优化知识结构，构建创新实践型教学模式

在系统专业培养目标和培养要求梳理基础上，生物信息学专业研究生的培养目标是适应现代生物医药高新技术发展，推动生物医学与计算科学和信息科学的融合交叉，培养适应社会需求并具有较高科技开发能力。生物信息学专业研究生的培养是一个高素质复合型与创新型人才培养过程，各方面素质能力要求既相互统一，又各有所长。（1）生物信息学方向：了解生物医学大数据发展方向，掌握高通量分子生物技术原理和数据分析方法，具备一定的重大疾病机制分析、疾病风险标志物识别等生物信息学应用能力并胜任生物医学研究和产业开发工作。（2）生物医学软件工程方向：了解生物医学软件工程社会需求和产业进展，具备独立或在导师指导下进行生物医学软件和应用平台开发的基本技能和专业能力，胜任新型生物医药软件和平台研究、开发工作。（3）药物基因组信息学方向：了解大数据时代的新型药物开发和药物应用规律，重点增强网络药理学分析、药物靶标识别和计算机辅助药物设计技能，胜任计算机辅助新药开发、药物作用机制的工程分析等工作。（四）生物医学仪器开发方向：了解现代生物医学仪器产业发展，掌握电子学、生物医学和工程科学的交叉融合知识，胜任面向生物医药仪器设备开发、维护，及新型健康工程产业工作。

四、提升导师综合能力，培养高素质创新人才

加强研究生导师队伍建设，是培养生物信息学专业研究生的有力保障，“有好的导师人才，才有好的教育”，我们认真贯彻落实上级关于研究生课程建设改革的相关文件精神和要求，以现代教育理念为指导，制定培养研究生综合能力和创新能力的计划，不断优化研究生实践创新型教学模式。通过完善导师遴选制度改善导师队伍的结构，建立和完善导师培训制度；进一步提升导师自身道德品质、文化修养，努力形成一支素质优良、知识完备、结构合理的导师队伍。

导师是培养高素质创新人才的关键因素之一，我们始终坚持以培养创新型人才和建设一流大学的目标为抓手，通过高峰论坛、学术交流和国外学者来校访谈讲座等形式，进一步为导师创造良好的学术交流氛围，使导师能够吸取各种学术营养，博采众长，不断更新知识，拓宽专业领域，提高研究生教学质量。制定适合本专业特点的研究生培养目标与培训计划，调整和完善创新性研究生培养方案势在必行。

五、加大教学改革力度，全面优化研究生培养模式

在当前形势下，开展生物信息學专业人才培养模式改革应多管齐下，在持续推进研究生基础知识能力提升的情况下，着重解决与高新技术衔接能力培养方面的关键问题。

1.强化研究生培养过程的知识技能与社会需求衔接性调研，推进研究生教育各环节中的创新技能和产业技术的引入。选择一批实力较强的科研单位作为生物信息学专业研究生培养合作单位和产业实践基地，以此将企业资源引入到校园环境之中，推动产学研一体化发展。

2.积极深入企业、科技研发一线，了解用人单位对研究生知识、技能的需求，将符合社会需要的知识技能纳入到研究生课程教学体系，推进研究生导师与社会单位联合开展技术攻关或课题申报，提升转化潜力，推进生物医药高新技术产业与专业教育的全面融合。

3.根据生物医药高新技术领域发展现状和人才需求情况制定培养方案。以专业能力培养为核心、创新能力培养为重点、基本知识模块组成，重视基础、专业知识和创新思维能力的培养基础上，全面提高研究生的创新能力和与高新技术产业紧密衔接的综合素质能力。

4.拓展不同研究方向的研究生对综合性、交叉性以及新兴学科知识的选择范围，前沿性内容为研究生的个性发展和思维拓展提供了较为广阔的空间。以完善知识结构，提高思维能力，强化实践能力为目标，突出实践性、应用性，使其具有先进的医学理念、严谨的科研思维和解决实际问题能力。

当前研究生教育的主要目标与模式，应根据“创新经验的传授创新技能的训练创新实践的开展”的理念与思路，培养研究生的科研创新能力、独立思考和知难而进能力、坚实理论基础和实践动手能力；养成良好的科研作风，坚忍不拔的学术精神，适应新形式发展与需求的高级复合型人才。我们对生物信息学专业研究生培养模式的改革思路探讨与我国当前研究生教育的主旋律相吻合，具有一定的实用性、效用性和广泛的应用前景。未来我们将继续探索，进一步优化研究生培养模式与方案，为生物信息学专业培养更多的创新型人才，为学校推进双一流大学建设贡献力量。

参考文献： 

[1]吴俊端.医学院校教师教学能力培养现状调查与分析.中国高等医学教育，2015. 

[2]甄良康，君英爽.建构我国研究生培养模式的改革思路.学位与研究生教育，2013. 

[3]秦发兰.关于全日制专业学位研究生特色化培养的思考.中国高教研究，2012.