生物医学工程的研究方向精选(九篇)

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第1篇：生物医学工程的研究方向范文

培养计划的制定是研究生培养与管理的重要环节，对研究生课程学习、中期考核、科研选题以及论文答辩等都起着重要的指导作用。培养计划不仅要符合学科专业的要求，而且要符合社会需求，符合研究生创新能力培养，因此，要及时调整培养计划，体现时代赋予的使命。根据生物医学工程的交叉性和产业化特色，以及我校的学科综合优势，我们将研究生的培养目标定位在理工医相结合的复合型人才，且具有独立分析和解决生物医学工程相关领域专门技术问题的能力。

理工医相结合就是在知识结构上培养既懂医学又掌握工程技术的复合型人才，这是学科特色的要求也是社会的需求。我校由于有理工医学科的优势，特别是具有享有“南湘雅，北协和”盛誉的湘雅医学院以及三所全国“三甲”附属医院，因此，在理工医复合型人才培养方面，我们具有自己独特的优势。我们培养的研究生不仅具有深厚的理工医基础，而且具有独立分析和解决生物医学工程领域相关技术问题的能力。如，我们培养的医学成像与图像处理的研究生不仅有去大型医疗器械企业的，也有去大型医院放射科的，当然还有专门从事图像处理软件开发的。由于他们知识结构的全面性，受到了各用人单位的好评。生物医学工程专业的研究生常常由来自不同高校、不同学科领域的学生组成，由于各高校培养模式的差别以及侧重点不一样，研究生自身知识水平、实践经验、兴趣爱好也不一样，因此，在制定培养计划时，各个导师还要了解并征求学生的意见，选课和选题都因人而异，做到具体问题具体分析。例如，对数学理论基础好、年纪轻、又有兴趣的应届毕业入学的研究生，建议其进行应用基础理论方面的研究；对有工作经验的在职入学的研究生安排其进行相关的应用型研究。研究生个人的专业兴趣得以实现，有助于充分调动每个人的积极性，使之能充分发挥自己的潜能。

在培养阶段，还要使研究生在本学科的某一方面进行专家培养和训练，同时在其它相关学科也要进行广博的基础教育，使他们能在所从事的领域中具有较强的研究和开发能力。另外，还要培养他们广博的专业基础和社会人文知识，培养他们自我获取知识和综合分析问题的能力，以及优良的科学思维和创新意识，强调将知识、能力向高素质的升华与内化。

2.课程设置

课程结构关系到研究生的知识结构和科研技能。由于生物医学工程专业理工医复合交叉的特点，课程设置也和其它学科有所区别。目前，我国生物医学工程博士学科点只有一级学科，下面没有设置二级学科，主要原因就是生物医学工程涉及到的学科领域太广，它的研究方向和课题广泛渗透于医学、生物、电子、计算机、材料等学科。当然，每个高校在生物医学工程领域的研究都很难做到大而全，而是根据自身的优势和特点，选择其研究领域，并进而决定其课程设置。譬如清华大学生物医学工程专业的主要研究方向包括生物芯片、神经工程、微纳医学等，尤其是以程京院士为主的生物芯片技术占主导地位，因此，该校生物医学工程的课程设置就以生物类为主，辅之以《生理系统仿真与建模》、《数字信号处理》、《随机信号的统计处理》、《医学成像系统》等课程。我校的生物医学工程专业目前主要侧重于医学成像与图像处理、医学仪器与生物传感器等，因此，课程设置也以电子信息类课程为主，如《医学成像原理》、《医学图像处理》、《神经网络与模式识别》、《医学仪器原理》等。

另外，由于大部分高校的生物医学工程研究生招生几乎是面向所有的工程学科，因此，以前没有学过医学类课程的研究生，一般高校都会要求学生加以补修。有些导师也会根据研究课题的需求或个人研究领域的需求要求学生选修一些相关课程。如我校的新入学生物医学工程研究生，如果以前没有学过医学类课程，我们一般会要求学生补修《人体解剖生理学》、《病理学》等课程；有些研究生还会根据导师的需求补修《生理系统仿真与建模》、《现代数字信号处理》、《生物力学》、《生物化学》、《医学仪器》等课程。

3.过程管理

创新能力是科研能力的核心，创新意识、创造精神、创业能力的培养是研究生培养过程的重要环节，是研究生培养质量的主要标志。研究生培养过程管理是研究生创新能力培养的重要保证，这里所说的培养过程管理主要包括生物医学工程专业研究生的科研选题、中期考核和论文答辩等环节。

3.1 科研选题

作为科学研究的起点，选题不仅关系到科研的方向、目标和内容，直接影响着所运用的方法与途径，同时还决定着成果的水平、价值及发展前途。因此，在第一年生物医学专业基础科目系统整合与学习之后，则完成培养环节第一步，进入科研选题阶段。研究生的选题要与导师的科研项目相结合、与生物医学工程的学术前沿相结合，同时也要强调与理工医多学科相结合。科研选题必须在足够的调研、文献阅读甚至科学实验的基础上进行，否则就是无源之水，很难继续。譬如，医学图像处理领域的科研选题不仅要与图像处理的相关知识挂钩，还与相关的医学知识紧密相连，因此，我们必须要查阅大量的关于图像处理、医学影像、病理诊断等的相关文献，必要时还得与医院合作，参加医院的短期培训等。另外，科研选题还要注意团队协作，有些大的科研课题不是一两个人能够完成的，而是在导师的指导下，由博士、硕士组成的团队完成的，因此，科研选题也需在整个团队的指导下合作分工，共同参与。

3.2 中期考核

研究生的培养是一项较复杂的系统工程，涉及到学科建设、导师队伍、科研实力、教、学、管等多个环节，每个环节都离不开严格的管理，而管理的核心问题是要建立淘汰机制。研究生中期考核作为研究生的淘汰机制之一，对研究生的质量调控和把关起着重要的作用。在整个研究生的培养过程中，中期考核处在一个承前启后的重要位置。“承前”，是指经过一年半到两年的学习与科研参与后，研究生基本掌握了本领域的重要理论和一定的科研技能，了解了该研究领域的相关背景；“启后”，是指有必要了解研究生对已学到的理论和技能是否消化吸收，是否能灵活运用。

我校生物医学工程专业研究生的中期考核在科研选题之后的研究生第二学年末进行。中期考核不仅包括对所选课题的进展情况检查，还包括研究生参与学术活动的积极性。研究生在第一学年末完成选题，其后则必须进行为期一年的课题研究与实践活动，将所学理论与实践或实验相结合，以实践来验证与丰富理论，并寻求新的方法解决实践过程中出现的新问题。中期考核实际上是对研究生科研、协作与创新能力不断提升的过程。另外，研究所经常邀请一些在生物医学工程领域取得突出业绩的国内外知名学者来校讲学或作学术报告，这是所有研究生必须参与且严格考核的。另外，我们的研究生每人每周举行一次学术汇报，课题组老师的所有学生必须参与，汇报后老师给予点评及相关指导意见。

3.3 论文答辩

学位论文作为研究生教育的重要组成部分，也是研究生教育的总结性成果，集中反映了研究生的综合知识体系、专业知识、创新能力和研究水平。教育部规定研究生在申请学位时必须完成学位论文答辩，它是每一位研究生培养过程中的必要和重要环节。因此，在研究生培养的第三年就是学位论文的整理与撰写，在第三年末进行学位论文答辩，每位研究生必须通过论文答辩委员会公开统一的答辩评审后才允许毕业。通过学位论文答辩，可以检验研究生课程学习的效果，衡量研究生的创新能力，考察研究生在文献检索、资料运用、论文写作、观点论证和辩驳等方面的水平和技巧；对于学校而言，研究生学位论文答辩是检验研究生教育质量的主要依据；对于导师而言，研究生学位论文答辩是检验导师指导质量的主要依据。可以说，研究生学位论文答辩是研究生教育中重要、严肃的环节。我校生物医学工程专业研究生在学位论文答辩之前必须先由学校统一，也就是要求每位研究生的学位论文必须是自身学习研究成果的总结与提炼，如果与“中国学术期刊网”上所有论文的累计重复率超过5%，则论文必须发回重改，且重改次数不能超过2次，否则推迟半年至一年时间才能允许答辩。研究生论文之后，硕士学位论文由研究所统一匿名送至本所的相关老师评审，博士学位论文则一式三份全部由学校研究生院统一匿名邮寄至设有生物医学工程专业博士点的全国三所不同高校，再由这些高校的研究生院根据论文题目指定评审专家，这些高校不能在本省，也不能在同一省或市。当然，由于生物医学工程专业研究生的理工医跨学科培养性质，各高校研究生院在送审论文时，可以送至与之相关的学科专家评审。如医学图像处理领域的论文可以送至从事图像处理与模式识别研究的专家评审，也可送至从事计算机应用技术图像处理研究方向的专家评审。

4.小结

第2篇：生物医学工程的研究方向范文

导师与研究生培养直接相关,是研究生培养质量的关键所在。研究生导师的理论、工程实践和对学科前沿的洞察力与生物医学学科研究生培养质量息息相关。目前大部分生物医学工程学科的研究生指导老师来自机械、电子、光电、等专业,他们对自己的专业知识精通,但对于对生物医学工程学科这一交叉学科中的众多的其它学科并不熟悉。因此,生物医学工程学科这一交叉学科需要两个以上的导师来完成研究生的培养,这样才能很好地体现学科的交叉性。另外,高校生物医学学科中,具有工程背景的导师数量较少,能够给予研究生实际指导的导师就更少,不能满足研究生教育的需求。

工程能力培养的硬件条件问题

工程能力培养的条件包括工程实践基地、工程实践项目、工程实践教学条件。生物医学工程学科这一交叉学科,需要大量的工程时间基地,包括医院、医疗器械生产销售商、医疗器械检测管理部门。还需要提供大量的工程实践项目,以提供项目、资金的支持。一些高校缺少这些资源,不能够提供基本的研究生工程能力培养的硬件条件。

生物医学学科研究生工程能力培养的建议

针对以上分析的5个问题,我们提出以下的解决策略

1重视生物医学学科研究生工程能力培养

二级学院领导、导师应重视生物医学学科研究生工程能力培养。近年来工程硕士的扩招,目前,我校的工程硕士与科学硕士的比例达2:1,工程硕士培养的重点是工程能力,因此工程能力的培养显得非常重要。另一方面,工程能力是一种需要不断培养和开发的能力素养,要培养研究生对工程实践的兴趣,让他们发挥从事工程实践的主动性,自觉地投身工程实践活动。

2提高生物医学工程学科优秀研究生比例

采取各种方式,吸引优质生源报考生物医学学科研究生。首先在本校的本科生中进行宣传,鼓励本校学生报考本校的研究生。这要在大二、大三和大四时多做工作。例如我校实行多年的大二本科生导师制,本科生从大二起,就进人导师实验室,与导师一起进行科研。这样学生和老师交流的机会更多,学生老师有更深的感情,能够使一批学习成绩好,科研能力强的本科生报考本校研究生。也可到本校别的相关专业,如机械、电子、化学等本科班级宣传,吸引优质生源。

3研究生导师队伍的建设

目前研究生的培养是采取导师责任制。但对生物医学工程交叉学科研究生,特别是工程硕士而言,应实行由不同单位、不同研究方向组成的双导师对研究生进行指导。导师的科研水平、科研课题、科研经费都会直接影响着研究生是否有机会参与好的课题的研究,制约着硕士研究生工程能力的培养,导师在硕士研究生工程能力培养中起至关重要的作用。因此,加强研究生工程基金项目:重庆理工大学基金项目(20102013);重庆市教委基金项目(KJ120807);重庆理工大学研究项目(2009026)作者简介:王洪(1966一),男,四川乐山人,重仄理工大学药学与生物工程学院副教授,从事生物医学工程研兄;能力的培养需要应转变导师的观念,强化导师工程实践意识。导师应在工程实践方面给予研究生更多的指导,尽量给研究生提供更多的工程实践机会,例如给研究生提供参与课题的机会,提供企事业工程实践的机会等,帮助硕士研究生提高工程能力。重庆理工大学生物医学工程学科建立于2002年5月,现为重庆理工大学校级重点学科。从2006年开始本科生和研究生招生。经过10年多的学科建设,引进了一批来自国内外著名大学的生物医学工程学科学术带头人,组建了一支在教学和科研方面实力雄厚、结构搭配合理的师资队伍,具备良好软硬件条件。大多数老师具有工程背景,一些老师在公司兼职,与企业联系广泛。这就为我校的生物医学工程学科的工程教学和工程实践提供了很好的平台。

4建立更多的工程实践基地,获取更多的工程实践项目,支撑研究生的工程实践

产学研一体化的研究生培养模式是建立企业和高校之间密切合作的基础上,集研究生教学、实习、课题研究、企业的产品开发、就业于一体,随着研究生培养规模的日益扩张,特别是工程硕士的大规模招生,产学研这一非常优质的研究生培养资源可以充分利用。在生物医学工程学科研究生工程实践能力培养上可以利用企业在生产实践、资金、管理等方面的优势,通过产学研合作建立起来的实践基地,采用学校、企业双导师制加强对研究生的工程能力培养。生物医学工程学科研究生也可在这种产学研一体化培养模式的培养下,在知识结构、实践能力和科研能力上满足社会化的要求,同时更加贴近实际。产学研培养基地可以充分吸纳社会科技教育资源,为研究生工程能力的培养服务,有效地节省研究生培养的社会成本。

这方面我校也取得了一定的成果。从硬件条件看,我校的生物医学工程学科拥有各种相关的高端仪器设备和实验室,能够满足研究生实践教学和科研的需求。建有“重庆市现代中药制药工程技术研究中心”和“重庆市中英数字医疗中心”两个省部级工程中心。现有设备551件,总值1509.40万元,实验场地3600m2。建有4个产学研示范基地和2个企业联合实验室,与10余家企业建立了技术和人才培养合作关系,搭建了良好的生物医学工程学科平台;从软件条件看,本学科有生物医学工程学科学术带头人及高水平的教师队伍,在国内外核心期刊180余篇,SC工、E1收录36篇,获得专利10余项,省部级科技成果奖10项。承担国家自然科学基金、省部级项目等100余项,科研经费3000余万元。

5加强工程实践管理,完善工程能力培养体系

首先制定具体的研究生工程实践能力培养实施细则,在培养方案和制度设计上明确要求。其次,配备足够的管理人员,为研究生的工程能力培养服务,一切以研究生为中心的管理模式,建立科学、高效的研究生管理体系,保障生物医学学科研究生工程能力培养环节的落实。

结束语

第3篇：生物医学工程的研究方向范文

关键词：医学仪器；课程改革；虚拟仪器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0164-02

一、课程特点分析

生物医学工程是一门跨学科的相对较新的专业，它综合性强，在十几年的发展过程中，生物医学工程在生物、医学、工程各个领域都有了长足的发展，所涉及的领域也越来越广。但在国内外高校中，对于生物医学工程专业本科生的培养方式则一直秉持着用工程角度来审视生物/医学问题的理念。所以在生物医学工程专业的基础课程中，既有细胞生物学、人体解剖与生物学等生物医学课程，也有数字信号处理、单片机原理及应用等工程类课程。旨在用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成分、结构和功能，以及人体各种正常生理功能与病理状态之间的差异，同时探索防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备[1]，因此《医学仪器原理及设计》课程一直是生物医学工程专业重要的特色专业课之一。

作为生物医学工程系的专业必修课，《医学仪器原理及设计》课程的教学体系的建立对于本专业学生专业知识的学习起着至关重要的作用。它涉及到生物医学工程与电子信息技术及仪器两个专业的知识交叉与融合，所以该课程的特色化建设对于一个学校生物医学工程的发展尤为重要。现代医学仪器在生物医学工程学科发展和现代临床的诊断、治疗中所发挥的作用是不可或缺的。从简易的数字血压计到大型CT（X射线电子计算机断层扫描）的结构，都是与现代医学电子技术密不可分的。因此，了解并掌握它们的工作原理、电路组成和设计原则，对促进学科、教学发展，保障学生的培养质量和提高自身的市场竞争力都具有重要意义。

同时，现代医学仪器又是现代工程技术的结晶。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，现代医学仪器的设计无论是内容、方法还是成本都发生了根本的变化。计算机与传统的医学仪器仪表的结合已成为一种趋势，这项技术来自于虚拟仪器的概念[2]。现代医学仪器系统应该是一个开放式的系统，在这个系统中，可以根据当前生物医学测量技术、生物医学信息处理技术、计算机技术和集成制造技术等的发展，随时改善其系统构成，从而使其永远是一个先进的系统。而借助于近几年发展起来的虚拟仪器技术，可以方便地实现这一目标。虚拟仪器强大的功能是传统仪器所无法比拟的：虚拟仪器是在通用计算机平台上，用户根据自己的需求来定义和设计测试功能的仪器系统。也就是说虚拟仪器是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统[3]。现代医学仪器的设计过程必将和虚拟仪器产生交集，所以医学仪器相关课程的传统内容已经远远不够，我们必须教会学生在虚拟仪器的平台上进行医学仪器的设计，这样，培养出来的大学生才能紧跟时展的脚步，掌握最新的科学技术。

杭州电子科技大学近年来在《医学仪器原理及设计》课程上做了一系列的探讨，在培养目标和课程设置上基本上有了一定的科学依据。然而在实际的教学过程中，我们还是发现了一些问题：《医学仪器原理及设计》课程知识点多，而且课程内容比较抽象，学生不易理解透彻；并且实践性强，需要进行理论与实践相结合的课程训练。同时，随着计算机技术的迅猛发展，传统的医学仪器设计方法也已经跟不上发展形式。因此，改变以往单一方式的该课程教学模式，建立一个由医学仪器基本原理介绍、不同种类医学仪器简介及设计原则、医学虚拟仪器设计构成的新的教学体系，是顺应现代仪器技术发展的趋势，可以最大程度地实现教学相长。因此我们对《医学仪器原理及设计》课程教学模式进行了如下的改革，通过改革，使医学仪器系统的发展不再拘泥于传统的医学仪器系统的框架，最大限度地满足现代生物医学工程发展的要求，使学生毕业以后能够在医学仪器的设计应用上有一个质的飞跃，更能适应社会需要。

二、课程改革的主要内容

1.教学内容的优化。医学仪器的概念非常宽泛，涉及到的内容也十分繁复。要在短短的48课时内讲授完所有的医学仪器相关知识是不现实的[4]。所以对于课程内容的选择就显得尤为重要。在研究了多个高校类似课程的内容设计之后，我们结合本学院专业交叉的特点，对课程的内容进行了优化。《医学仪器原理及设计》要在内容上做到点和面的结合，既要保证知识面广，同时又要重点突出，要有体现较宽专业综合理论和较强实践特点的课程内容。在目前高校常用的教材基础上[5][6]，我们将课程内容进行整合与优化。从基本原理知识出发，了解生物医学信号的特点，通过数学建模方法的讲解，深入医学仪器的设计原则，最后详细介绍各类典型医学仪器，包括：基础生理信号（血压、心电）的检测仪器，临床监护仪器，治疗及恢复设备，医学成像设备，临床检测仪器等。此外，还涵盖了国际和国内关于医学仪器的认证和监管，电器安全评估以及现在医学仪器发展的方向等内容。

2.教学方式和教学手段的多样化。单一的教学方式无法满足这类专业特色课程的需求，所以我们在教学过程中采用以多媒体为主，板书为辅的教学方式。由于课程内容丰富，信息量大，需要借助多媒体的方式形象地展示各种图片与视频文件，充分调动学生的学习兴趣，提高学习效果[7]。而板书的融入可以提高学生对知识的理解和掌握能力，使其学懂学透，起到事半功倍的效果。

此外，为了充分调动学生的积极性，培养学生自主学习、归纳整理以及表达的能力，将学生分为5～6人一组，课外通过对任何一种医疗仪器的学习，在课堂上做一个10分钟左右的presentation，内容涉及该种医疗仪器的原理方法、使用过程、行业前景等内容。这种互动方式可以提升学生学习的积极性，同时直观地了解教学安排是否合理，效果是否明显，为教学改革提供依据。

3.实践环节的设计和加强。《医学仪器原理及设计》是一门理论性和实践性都很强的课程，单一的课堂讲授远远不够，为此，本课程采取理论教学与实验教学相结合的方式。具体来说，实践环节包括课堂实验和上机课程设计两个环节。课堂实验旨在让学生最直观地接触市场上的医疗仪器，在使用过程中体会学习过的原理知识，感受不同厂家的产品在细节处的差别，以及不同检测原理在测量同一生理参数时结果的区别。主要实验仪器包括：水银血压计，电子血压计，红外体温计，血糖仪，电子刺激器等。上机课程设计环节主要为虚拟医学仪器的设计。基于虚拟仪器的软件开发平台Labview（美国NI公司），使用图形语言，让学生4人一组，共同设计一个能够实现基本功能的医学仪器，并在全班同学前进行演示和讲解。通过这种课程设计，让学生切身体会一下虚拟仪器平台在医学仪器发展中的重要作用，同时在设计医疗仪器的时候，又把在课堂上学习的内容进行了综合运用，既扎实了知识，又锻炼了能力，为今后走向工作岗位奠定了坚实的基础。

4.建立合理全面的考核方式。以往单一的仅用期末考试成绩反映学生课程水平的方法已经不适用于《医学仪器原理及设计》这类综合性专业课。我们建立了一套多形式、多层面的教学评价方法，既检测学生对课程内容的掌握程度，又可以衡量学生的独创性、探索性和分析应用知识的能力。平时课堂表现、小组presentation的质量、课程设计程序的优劣以及期末考试成绩，均成为新考核体系中的一部分。

课程的考核方式和考核结果并不是我们追求的最终目标，在新考核体系的指导下，最大程度调动学生的积极性、巩固学习到的专业知识、锻炼学生的专业综合能力、公平评价每个学生的学习态度才是课程考核体系的不断完善的目标方向。考核不是最终的结果，但却是必不可少的一个重要手段。

三、总结

通过一个学期课程实践，我们发现，改革后的《医学仪器原理及设计》课程在多个方面都有了明显的进步与提高。新的课程安排在内容上体现了生物医学工程专业的多学科交叉，课堂内容的讲解和学生自主学习有效融合，实验课程让专业知识不仅仅局限于课本演示，虚拟仪器设计的训练紧跟现代医学仪器发展的脚步，全面提升了学生的专业知识和行业竞争力，为他们今后进入社会，从事相关行业打下坚实的基础。同时，学生对于这种新的教学模式十分喜欢，接受度很高，在实验报告上，经常可以看到他们这样写道：“喜欢这样的课程，很开心也挺有收获”；“第一次接触血压计，比课堂上讲解更直观”；“尝试了很多新东西，很有趣”，“既兴奋又倍感收获”……学生喜爱，教学效果良好，紧贴行业发展步伐，培养行业需要的人才，这正是我们高校课程改革的最终目的。

参考文献：

[1]赵佐民，周克元，冯天亮.我院生物医学工程专业设置《生物医学仪器》课程的意义和建设[J].广东医学院学报，2005，（23）.

[2]俞铁岳，林建欢，黄宜坚.虚拟仪器和LabVIEW简介[J].福建电脑，2004，（2）.

[3]季忠，秦树人.基于虚拟仪器技术的生物医学仪器系统[J].中国机械工程，2004，（15）.

[4]王芳群，和卫星，李天博.生物医学工程专业“医学仪器”课程教学方法分析[J].课程教材建设，2010，（33）.

[5]王成.医疗仪器原理[M].上海：上海交通大学出版社，2008.

[6]邓亲恺.现代医学仪器设计原理[M].北京：科学出版社，2004.

[7]吴水才，白燕萍，杨春兰.生物医学工程专业信息类课程教学内容与方法探讨[J].中国电力教育，2010，（10）.

第4篇：生物医学工程的研究方向范文

关键词：高校；独立学院；特色专业建设；人才培养

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0146-03

特色是高等学校的生命线，特别是作为民办独立学院的我校，只有走特色发展之路，才能适应社会经济发展、高等教育发展和中原经济区建设的需要。专业建设是高校最重要的教学基本建设，决定着人才培养的格局与办学水平，是提高教学质量和科研水平的关键，也是一项长期战略任务，对高校的改革与发展具有深远的影响[1，2]。特色专业是高校的一面旗帜，特色专业建设也是高校特色发展的重要组成部分[3]。高校的特色专业可以概括为：充分体现学校办学定位，在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面，具有较高的办学水平和鲜明的办学特色，获得社会认同并具有较高社会声誉的专业[4，5]。因此，在准确定位的前提下，我校特色专业建设的目标是“以质量求生存，以特色求发展”，同时坚持“科学、创新、示范”的建设原则，不断增强特色专业建设的质量和水平，并以特色专业辐射和带动其他学科专业的建设和发展，促进我校、院整体办学水平的不断提高。本文对新乡医学院三全学院生命科学技术学院特色专业建设进行了探讨，以期为我校、院专业建设提供参考。

一、我院专业设置概况

我院现有生物技术、生物工程和生物医学工程三个本科专业。生物技术是由多学科交叉形成的综合性新兴学科，具有基础性强、涵盖范围广、涉及领域宽等特点，是21世纪生命科学领域的核心科学技术，更是我国中长期科学技术发展规划纲要中优先发展的学科之一。生物医学工程是综合生命科学与工程技术的理论、方法和手段，依靠理、工、医紧密结合，促使理工学科与医学相互渗透、相互交叉的一门新兴学科，也是本世纪最具发展潜力的学科之一。生物工程是运用生物学、化学、工程学等基础学科的基本原理，并与机械、电子、材料、医学等多学科相互交叉、渗透、融合而发展起来的新兴工程技术学科。我院于2005年设置生物技术和生物医学工程，2008年又增加了生物工程专业，现有学生300余名。

二、我院特色专业建设优势

我校是河南省唯一一所西医类独立学院，医学专业已经具有了良好的社会声誉，这一特色优势为我院的生物技术、生物医学工程和生物工程三个医学相关专业医药特色建设奠定了坚实的基础。同时，我省开设生物技术和生物工程的二本及三本院校，如河南大学、河南师范大学、河南农业大学等，专业大多是涉农方向，而开设生物医学工程专业的院校还不多，这就为我院建设医学特色生物技术、生物工程和生物医学工程专业提供了宽松的外部环境。另外，新乡医学院生命科学技术学院已经积累了丰富的专业建设经验，生物技术和生物医学工程均为省级特色专业，这些经验是我院特色专业建设的有力支撑。

三、我院特色专业建设目标

特色专业建设要有明确的目标，才能保证各项建设工作的有序开展。根据发展规划和准确定位，同时兼顾科学性、创新性、前瞻性和示范性等原则[6]，我院特色专业的建设目标确定为适应社会发展对人才的需求，发挥已有的医学专业优势，办出医学特色，使我院专业建设与人才培养紧密结合中原经济区建设、高等教育发展和国家经济社会发展需要，同时为我校其他专业建设和改革起到示范和带动作用。

四、我院特色专业建设模式

1.构建具有生物基础和医药特色的人才培养方案。人才培养方案是实施人才培养的指导性文件，是开展各项教学活动的基础，是组织实施教育教学活动的依据，对人才培养质量具有重要的导向作用[4，5]。以我校人才培养方案修订工作为契机，改革课程和时间教学体系，构建了具有生物基础和医药特色的生物技术、生物医学工程和生物工程人才培养方案，为我院特色专业建设奠定了坚实基础。（1）凸显生物科学与医药融合的课程体系。结合教学实践对课程设置和教学内容进行改革，科学合理安排必修、选修课程。对于生物技术、生物工程专业，课程设置以生物科学为基础，将细胞生物学、微生物学、细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等列为专业必修课；选修课程多设置医药相关课程，如生物技术制药、医学遗传学、医学免疫学等。这样既可以保证学生的理论知识、实践能力和综合素质培养的要求，又可以充分利用我校已有的优质医学教育教学资源，体现生物科学与医学、药学的紧密结合，办出生物技术、生物工程专业的医药特色。在生物医学工程专业课程设置中，将专业基础课分成医学基础、电子学基础和医学仪器三大部分，注重教学内容的更新，打破不同学科课程间的壁垒，把理、工、医多学科的交叉与相互渗透反映到教学内容中。优化教学方法与形式，采取灵活多样的指导、启发、讨论式教学。如：充分发挥网络的作用，开展网络教育。新乡医学院和我省多数高校都已经加大了网络示范课程的建设力度，一批精品课程及优秀教育教学资源正在通过网络为广大学生服务。借此平台，学生学习的自主能动性极大提高，师生互动沟通的灵活性和及时性得到了有效保证，同时解惑答疑之余探讨科研及教学管理的积极性空前高涨，教育教学效果明显改善。因此，我校、院也于今年启动了网络示范课程建设，课程平台已搭建完成，一大批优质教学资源也已上传网络供师生共享，如细胞工程网络示范课程，有效促进了我院的教育教学效果和特色专业建设。（2）强化生物基础与医药特色的实践教学体系。实践性强是我院各专业的典型特点，为提高学生动手能力，培养出创新性应用型专业人才，突出实践性教学也是我院专业建设的主要特色。第一，强化实验室教学，整合实验教学内容，将其分为基础实验、专业实验两个层次和几个系列，避免了实验内容的交叉重复，使其更加系统和符合客观规律，知识结构更加合理。第二，以指导学生毕业设计（论文）为基础，设立科技活动小组，尝试开放实验室，让学生参加教师科研项目，同时举办实验技能竞赛等活动。第三，不断加强、扩充校外实践教学基地与实习基地建设，尤其是以双赢实习基地为平台创新生产实习教学，如：加强我院生物技术、生物工程专业的野外经济动植物实习和生物医学工程专业的金工实习及与“驼人集团”的合作等。通过强化实践教学体系，全面培养和提高了学生的观察能力、动手能力、实践能力以及思维能力、综合分析能力和解决问题能力。

2.深化改革，探索“多样化、实用型”的人才培养模式。人才培养模式是高校为学生构建的知识、能力、素质结构，以及实现这种结构的方式，它从根本上规定了人才特征，集中地体现了教育思想和专业的人才培养水平[6]。作为三本院校，我院特色专业建设始终重视人才培养模式的创新，把“厚基础、宽口径、强实践、重创新、高素质”作为人才培养的基本原则，把“满足学生考研、就业和用人单位需要”作为教育教学工作的出发点和落脚点，不断激发学生的创业精神、创造品质和创新意识，构建“多样化、实用型”的人才培养模式。

3.加强教师队伍建设。“治校兴业，人才为先；治教兴学，惟在得人”。高素质教师队伍是特色专业建设的基础和根本保障，近年来我院狠抓教师队伍建设，在人才聘任和引进方面向特色专业倾斜，在人员配备方面向特色专业靠拢，在人才培养和培训方面向特色专业侧重，收到了良好的效果。同时，我院充分利用新乡医学院的优良师资和各种有利条件，对专职教师进行理论及实践教学能力的培养，使他们不仅具备较强的专业理论素养，在实践操作技能教学方面也成为能工巧匠，切实提高教师队伍的专业素质。

培育高校专业建设的鲜明特色，不仅是全面提高人才培养工作过程中的一项必要工作，而且是打造学校核心竞争能力的重要途径[7]。面对竞争日益激烈的外部环境和人才培养工作的新形势、新要求，我校应以自身专业、资源为基础，以市场为导向，优化学科配置，构建完善的人才培养体系，打造具有三全学院特色的品牌专业，从根本上提升我校的核心竞争力！

参考文献：

[1]刘彬让.试论高等学校的特色专业建设[J].高等农业教育，2008，（03）：47-49.

[2]龙石银，曹朝晖，田英，等.生物技术省级特色专业建设的探索与实践[J].基础医学教育，2011，13（10）：903-905.

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[5]王元元.加强特色专业建设？摇提高人才培养质量[J].中国高等教育，2008，（17）：26-28.

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第5篇：生物医学工程的研究方向范文

生物材料产业概况

生物材料的定义

生物材料也叫生物医用材料，是一种植入生命系统内或与生命系统相结合而设计的物质，它与生命体不起药理反应。主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、检查及治疗疾患等医疗、保健等领域，能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能或能恢复缺陷部位，其作用药物不可替代。

生物材料的发展已经有非常长的历史，自人类认识了解材料起，就有了生物材料端倪。有学者依据生物医学材料的发展历史及材料本身的特点，将已有的材料分为三代，它们各自都有自己明显的特点和发展时期，代表了生物医学材料发展的不同水平，如图1所示。

生物材料的分类

当今社会医学水平的提高以及人类生活质量的改善，大大促进了生物材料的发展，生物材料应用广泛，品种众多，根据不同的分类标准，生物材料可以分为见表1。

Two

国内外生物材料产业发展现状

生物材料产品的研究与开发不仅具有巨大的经济效益又兼有重大的社会效益。随着人类文明进步以及经济的快速增长，人类更加注重生活品质，更加注重康复和保健，这给予生物材料产业庞大的市场。与此同时，交通工具大量涌现，生活节奏加快，这给疾病、自然灾害、意外事故的发生提供了温床。因此，发展用于人体组织和器官再生与修复的生物医用材料具有重大社会效益。

国际生物材料产业发展现状

国际社会日益重视生物材料的研究与产业发展。生物材料的研究和产业化对社会和经济的重大作用正日益受到各国政府、产业界和科学界的高度重视，其研究与开发被许多国家列入高技术关键新材料发展计划，并迅速成为国际高技术制高点之一。美国国防部将生物材料列入5 种高技术关键新材料发展规划。德国、日本、加拿大、法国、澳大利亚及韩国等国家和地区纷纷公布自己的生物材料研究计划及巨额投资来吸引人才或引导投资，以期能够在此领域内的世界性竞争中占一席之地。目前，美国、西欧、澳大利亚和日本均组建了10余个高级别多学科交叉的国家生物材料与工程中心。

生物材料产业的经济地位日益提高，有望成为本世纪世界经济新的增长点。近年来，世界生物材料市场发展势头更为迅猛，其发展态势可与信息、汽车产业在世界经济中的地位相比。全球生物材料市场规模迅猛扩张，其中1995年至2010年期间，全球生物材料市场规模增长了19倍，达到了4000亿美元。

就市场需求面而言，主要市场增长动力来自于欧、美、日等国家老年人口数目提升及慢性疾病问题逐渐增加，对于人工关节等骨科应用及心脏支架等心血管应用的需求持续攀升，预期未来市场将仍维持稳定成长趋势。同时由于全球生医材料的应用领域的扩展、产品技术的改良和人们对生物材料产品接受度的逐渐提升，也是促使生物材料市场需求和提升市场规模的主要推动力。预计在不久的将来生物医用材料及其制品产业成为本世纪经济的一个支柱性产业。

国内生物材料产业发展现状

我国生物材料产业起步于上世纪80年代初期，到现在为止，仍然属于起步阶段。我国生物医用材料研制和生产迅速发展，初具规模，已经成为一个新兴产业，总产值的增长率远高于国民经济平均发展速度。从上世纪90年代到2011年，我国生物产业年均增长均超过20%。然而，我国生物材料产业所占全球生物材料市场份额较低，最高时仅占2%左右。

我国生物材料发展起步晚，发展基础薄弱。由于我国生物材料研究和产业化起步较晚，导致我国在生物材料市场全球竞争中失去先机。目前，我国生物材料企业产品没有自己的专有产品和自主知识产权，生产的产品大都属于在国外技术非常成熟且国外厂商并不愿意生产的初级产品。同时由于生产技术装备、管理与操作工素质等因素，导致目前我国生产的生物材料质量一直处于中低档水平，鲜见有高质量的国产生物材料。由于我国生物材料质量问题，我国生物材料与制品约有70%～80%需要进口，且我国生物材料和制品所占世界市场份额不足1.5%。

我国政府日益重视生物材料产业发展。2006年国务院的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》不仅将生物技术作为科技发展的5个战略重点之一，同时在基础研究等方面也给予了高度重视。2010年9月通过的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也将生物产业列入战略性新兴产业，并明确指出要求“加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化，促进规模化发展”。在2011年7月科技部的《国家“十二五”科学和技术发展规划》中第四部分“四、大力培育和发展战略性新兴产业”也明确指出要大力发展包括生物材料在内的生物产业。

我国生物材料产业市场前景广阔。据民政部门报告，我国现有的肢体不健全患者已超过1500万个，其中肢残患者约800万个；由类风湿引发的大骨节病患者有数百万；冠心病患者已超过1000万个；白内障盲人约500万个；牙缺损和牙缺失患者高达3亿～4亿人；肝炎病毒携带者1.2亿人；心血管病患者2000万人；需计划生育的育龄妇女2000万人；伴随人口老龄化（60岁以上的老年人口已达1.39亿人，约占全国人口的10.69%） 的骨质疏松患者7000万人；每年由于疾病、交通事故和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近1000万人；需要进行颅颌面等整形的人数有数千万人。这还不包括数目庞大的各类软组织、血液和器官疾病患者人数。

上述疾病的治疗均需要生物材料，从而为生物材料产业创造了巨大的市场。据统计，仅2008年，包括生物材料在内的生物行业总产值就已经突破8000亿元人民币。在“十二五”发展热点研讨会上，中国工程院院士张兴栋表示，生物医学材料的技术和产业都处于起步阶段，并在不断变革之中，我国生物医学材料市场正处于“井喷”前夕，前景比较广阔；保守估计，到2015年，将实现销售额200亿美元，同期国际市场份额为6.2%，带动相关产业收入将达600亿美元。

Three

滨海新区生物材料产业发展现状

滨海新区生物材料产业技术研发能力不强、产业基础薄弱，尚处于起步阶段。但关联产业如生物医药、新材料均是滨海新区核心产业，有一定的产业基础；南开大学、天津大学以及生物医药联合研究院等科研实力雄厚的教学与研究机构在生物医药、新材料等领域都有很强的科研实力，这对滨海新区今后发展生物材料产业提供了可能。由此可见，虽然滨海新区发展现状不尽人意，但是具有很大的市场发展潜力。

滨海新区研发能力不强，研究领域处于空白

根据布局在滨海新区的研究院所、高等院校等创新机构的研究方向发现，滨海新区虽然拥有国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究院以及天津科技大学等生物领域的研究与教学机构，但对于生物材料或生物医学工程相关的研究基本处于空白。虽然南开大学和天津大学在生物材料领域科技成果产出较多，有较强的科研能力，但相关研发团队基本分布在市内的校区，辐射滨海新区的能力有限。

产品结构单一、企业数量偏少

滨海新区拥有生物材料领域的企业较少，产品结构单一，企业分布也较分散，没有形成完整的产业链。天津世纪康泰生物医学工程有限公司（原天津泰达生物医学工程股份有限公司）和天津国韵生物材料有限公司是滨海新区为数不多的生物材料公司。世纪康泰主要产品为人工晶体系列产品，而国韵生物材料主要产品则是可完全生物降解的生物基高分子材料聚羟基烷酸酯（PHA）及其应用产品，虽同属滨海新区但产品相关度低，再加上滨海新区相关企业稀少，无法形成有力的产业发展合力。

政策支持乏力，滨海新区相关政策处于真空状态

天津市有关支持生物材料发展的政策，仅有《天津市中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，在生物医药及工程技术领域提到“医用纳米生物材料与技术，骨科植入材料和医用塑料技术与产品；”和新材料和纳米技术领域中提到“生物医学材料重点发展可控生物降解材料，具有天然生理功能的人工器官和组织工程材料，环境响应医用材料，研究材料的生物相容性及其评价方法。”，后续具体的支持政策没有出台，仅停留在规划层面。甚至在滨海新区十二五规划中也没有体现支持生物材料产业或生物医学工程领域发展的相关内容。

Four

滨海新区应对策略

结合滨海新区生物材料产业发展所面临的起步晚、研发能力不强、产业基础薄弱等问题，提出以下建议。

加强原始创新研究，重点突破

当前，滨海新区生物材料领域原始创新能力偏低，原始创新研究成果稀少。为改变这一局面，建议一是根据“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”科技工作的指导方针，以市场需求为导向，选择具有一定基础和优势、关系国计民生的关键领域，从滨海新区企业的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。二是积极推进企业、高校、科研院所的“产、学、研”合作，结合实际形势，积极研发新产品，推动产品升级换代，提高产品附加值。

整合研究机构，协同创新

根据研究基础、领域需求，整合研究机构和共享研究资源，避免散兵游勇独立作战，既可以避免重复研究，使科研长期处于低水平，也可以促进资源共享，提高研究水平，开发出更多附加值更高的产品，共同推动研究工作健康发展；理顺、构建材料合成与选择、体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验流程，避免因好的材料由于各种试验不能按计划完成导致无法报批形成产业化而造成不必要的损失；严格、规范和简化报批程序，鼓励跨领域、跨学科的科技人员协同创新，重视基础研究和应用研究的衔接，重视技术集成。

注重科技招商，填补空白

针对滨海新区生物材料领域产业基础薄弱、技术创新能力不强的问题，滨海新区应加大科技招商工作力度，以填补产业和技术空白为目标，以国家生物医药国际创新园、天津国际生物医药联合研究院、中科院天津工业生物技术研究所、南开大学泰达学院、天津大学滨海工业研究、天津科技大学等创新机构和滨海新区生物医药科技企业孵化转化载体、科技园区、科技企业孵化器、大学科技园等招商载体为招商引智平台，有针对地吸引技术能力突出、产品竞争能力强的生物材料企业和海内外高端人才来滨海新区落户，以期可以填补滨海新区产业技术空白，加速滨海新区生物材料产业全链条的形成。

整合社会资源，推动科技成果在滨海新区转化

建议由合适的组织或机构搭设风险投、融资平台，健全、完善风险投资体系，结合生物材料产业化须经历小试、中试、工业试验、市场开拓、 垄断期生产、稳定生产期和衰退期等7个阶段的特点全程跟踪，积极促进技术创新与成果转化；加大共性技术研究与共享，尤其是重大攻关技术。重视高水平公共技术平台建设，成立生物材料技术研究、开发的国家级、市级的公共技术平台、合作研究平台和技术转化平台以及人才培养的基地。

第6篇：生物医学工程的研究方向范文

2生物材料的类型与应用生物材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的生物材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。

2.1以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。

2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉—金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4陶瓷该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。

2.1.2生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充.一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:

(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究,在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。

(2)磷酸钙生物活性材料这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA有机骨水泥.国内研究抗压强度已达60MPa以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。

(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。

(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。

2.1.3生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。

2.1.4生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。

2.2以材料的属性为分类标准

2.2.1生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。

2.2.2生物医用高分子材料医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。

2.2.3生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。

2.2.4生物医用复合材料此类材料在2.1.4中已有介绍,此处不再详述

2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材

料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织.特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.

3.生物材料的性能评价目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20世纪70年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。

4生物材料的发展趋势展望生物材料科学是20世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:

(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。

(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。

(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。

(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。

(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。

(6)如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以及纳米生物材料本身将成为研究热点之一。

第7篇：生物医学工程的研究方向范文

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0211-02

医学主题词检索法是医药文献作息检索的重要手段，即使信息技术不断发展，在医药文献信息检索领域，主题词检索法都仍在继续使用，并且与时俱进，持续发展。医学主题词表是情报检索语言（通常是主题词语言）的具体体现形式，规范的医学主题词表是二次文献标引的重要依据，根据信息检索原理，标引与检索是信息存储与获取的两个方面，标引从一定程度上决定了信息检索。因此，医学主题词表是用户与标引人员间的“指南”。在医学文献信息检索课程中，医学主题词检索法是医学文献信息的重要方法。PubMed与Embase是医药领域最常用的二次文献检索系统，都包含MEDLINE资源，且都具有医学主题词表，本文以这两个检索系统为例，对医学主题词检索法进行研究。

1 PubMed与Embase

根据2012年最新数据表明，PubMed中经过MeSH标引的MEDLINE期刊有5627种，Embase包括MEDLINE在内的期刊有7961种，这些期刊全部经过Emtree标引。PubMed是世界上使用最广泛的免费检索MEDLINE文献的检索系统，它的学科范围包括生物医学和生命科学，覆盖护理学、药学、牙科学、生化学、细胞生物学、卫生保健和兽医学等学科。Embase是全球最大最具权威性的生物医学与药理学文献数据库，包括各种药物和疾病信息，除基础医学和临床医学外，还覆盖如药物研究、药理学、配药学、药剂学、药物副作用、毒物学人体医学（临床与实验）基础生物医学、生物工艺学、生物医学工程与仪器、保健策略与管理、药物经济学、医疗公共政策管理、公共职业与环境卫生、药物依赖性及滥用、精神科学、替代与补充医学、法医学和生物医学工程等学科。

2 MeSH与Emtree

医学词表编制的质量决定了对检索系统的检索效率。PubMed系统所用词表为MeSH，Embase系统所用词表为EMTREE，因Embase工作人员参照MeSH于1988年编制了Emtree，这两个著名的医学词表有共同之处，但区别非常明显。对医学词表的比较研究，有益于深入了解检索系统，而且可以加深对情报检索语言的理论研究。

MeSH与Emtree这两个词表最大的不同是专指度的差异。专指度是指主题词与文献主题概念的切合程度，揭示主题词在表达文献主题的深度和精度方面的能力。词表的专指度直接影响检索系统的查准率，较高专指度的词表能够帮助用户获得更高查准率的检索结果。而专指度的高低与词表的主题词数量直接相关，主题词越多说明词表的专指度越高。如表1所示的收词量上来看，Emtree收录的主题词是MeSH的2.4倍，同义词也多出了七万多条，从这一角度能够反应出利用Emtree检索比利用MeSH检索会获得更高的查准率。

同一个生物学或医学概念、术语，在两个词表中的地位有较大区别。通常，Emtree使用更多的词语做主题词，而有可能这些词语被MeSH当作入口词来使用，这样MeSH的概念体系可能更加清晰，同时可以防止相关文献在彼此同义或近义的各个词下的分散。但从总词汇量方面来讲，Emtree的词汇数量远远多于MeSH词汇数量，对于用户来讲，更多的词汇意味着易用性更好。而且Emtree针对药物主题词专门设置了17 个核心的药物副主题词和47 种给药途径，如药物副作用反应、临床试验或药物分析等，增强索引的深度。针对疾病主题词专门设置了14个疾病副主题词，包括恢复、副作用、外科手术、治疗等，帮助用户精确地检索疾病的某一类或几类分支的相关文献， 提高相关性。这些在Embase数据库中的文献记录可以清晰地体现，文献被标引时使用的主题词被分成了药物、疾病和其他三种类型。

3检索效果比较

本文通过对两个检索系统中主题词扩展检索（即包括被检索词及其所有下位词的检索）进行测试，比较分析其检出量之间的差异，进而评价其检索效率，为教学过程中学员理解和掌握主题词检索法示范，最终为用户选取最佳检索平台提供理论依据和参考。

3.1常见疾病、药物或研究方向等医药概念检索

因PubMed与Em转自 base的基本检索都具有检索词自动转换或匹配主题词功能，故检索结果也同时对比给出基本检索命中文献数。

从表2中我们可以看到，常见疾病如心脏病和糖尿病的检索文献命中率Embase都好于PubMed；常见药物使用商品名芬必得，Embase能够通过商品名匹配到主题词布洛芬，命中文献，PubMed几乎不能识别芬必得，只有使用布洛芬才能命中约为Embase五分之一的文献。生物学领域的转基因动物研究，Embase的命中文献数远远少于PubMed，可以推见PubMed的生物学领域的文献较多。而2012年诺贝尔医学奖的研究领域“诱导多功能干细胞”，在Embase中收录的文献数量可观，而PubMed主题词检索的命中文献仅为它的七分之一多。

3.2专题检索

例：查找相关病毒性胃肠炎（viral gastroenteritis）的药物经济学（pharmacoeconomics）方面的文献。为查找到较为准确全面的文献，我们尽量使用主题词检索法和关键词词组相结合的方式。经分析与实际操作。PubMed中“病毒性胃肠炎”没有主题词，但上位词“胃肠炎”有主题词，且它有一个“病毒学virology”的副主题词，故检索式为（"Gastroenteritis/virology"[Mesh] OR “viral gastroenteritis”） AND pharmacoeconomics，命中文献数为3。为了扩大检索结果范围，使用“病毒性胃肠炎”的上位词“胃肠炎”，检索式为gastroenteritis AND pharmacoeconomics，命中文献数为62。Embase中“病毒性胃肠炎”这一概念有对应的主题词，故检索式非常简单：pharmacoeconomics AND 'viral gastroenteritis'，检索效率也高，命中文献数为77条。

在医药文献信息检索课程中通过对MeSH与Emtree 两个著名医学主题词表的对比分析与研究，并结合PubMed与Embase中的主题词检索途径的实例检索，帮助学员理解医学主题词掌握主题词检索法，并能够通过结合主题词表来判断检索系统优劣，最终达到选择合适的检索系统与检索方法的目的。

参考文献

[1]周晓政.EMBASE.com的检索特色[J].图书情报工作，2005，49（5）：136-139.

[2]于双成.逢大欣与李占兵， MEDLARS与EMBASE所用词表的比较研究[J].情报理论与实践， 1996，19（5）：38-40.

第8篇：生物医学工程的研究方向范文

关键词：一体化；医学仪器；实验平台；理论教学体系

作者简介：陈洪斌（1973-），男，吉林白城人，吉林医药学院副教授，研究方向为原子与分子物理学、大学生思想政治教育与管理。

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2016）11-0073-04

职业院校一体化医学仪器技能实验平台“教学体系构建”内容的相关研究课题，是在医学院校职业化转型过程中出现的历史阶段性产物，是本科专业教学体系职业化改革的必然趋势。“改”就需要“变”，改变的程度不能仍然依附于现有本科专业教学体系而进行的小修小改、修枝剪丫，改革要适应于职业化人才培养目标，要努力形成“创新、创业”双创型人才培养模式。

生物医学工程专业（Biomedical-Engineering，简称BME）是一个含电子学、医学、化学、材料学等的学科交叉型专业[1][2]。在一体化实验平台建设的过程中，加强BME理论课程设置是非常必要的[3]。目前还没有与之相配套的教学体系构建内容直接对接使用，故而课题组根据BME专业发展方向及人才培养模式特点，提出了与实验平台相配套的理论教学中课程体系建设问题。学生要有一定的基础医学和电子学知识基础，如生物医学传感技术、医学仪器原理、影像技术等课程，与之相关专业课程的学习是桥梁。通过课程模块的学习为学生形成医学仪器原理分析与构成设计能力、诊疗设备操作能力、器械故障诊断与维护等能力而奠定坚实的理论基础。

一、一体化实验平台教学体系构建

在职业院校一体化医学仪器技能实验平台构建方案中，“教学体系构建”为其重要构成部分之一。教学体系构建涵盖通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程设计工作。含教学体系构建的一体化实验平台结构示意框图，如图1所示：

二、一体化实验平台教学体系构建原则

一体化实验平台教学体系构建主要环节为：通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程合理、适当设置等设计工作；该工作中课程设计内容、形式、教学手段与方法等各教学环节不能简单的被修改或近似等同于现有的课程理论教学体系，要真正体现出BME职业化教育的特色，更加注重学生个体实践技能提升的培养。

（一）理论教学体系构建方案设计基本原则及结构框架

坚持以为指导，科学、系统地阐述课程的基本理论和基本知识，科学处理课程体系与学科体系的关系，注意课程之间的内容衔接，遵循由易到难、由简到繁、由浅入深、循序渐进的认知规律，注意吸收新知识与新成果。贯彻理论知识传授与技能培养并重的方针，在教学内容和课程结构上做出相应调整，适当地增补学科的新进展、新理论和新概念，对各学科之间重复或交叉的内容做出相应的删减或调整，力求使教学大纲更贴近现代医学课程的要求。

理论教学体系构建方案设计结构层次框图，如图2所示。

一体化实验平台理论教学体系构建中，与BME专业相关、应开出课程设置为以下内容：

通识课程：含计算机应用基础；

基础课程：含高等数学、普通物理学、机械制图、C语言程序设计、概率论与数理统计、电路分析、线性代数、模拟电子技术、复变函数与积分变换、电工学、脉冲数字电子技术、系统解剖学、生理学、工程力学；

专业课程：含数据库程序设计、软件技术基础、自动控制原理、微机原理与接口技术、机械设计基础、单片机技术与应用、生物医学电子学、数字信号处理、医用仪器原理、检验分析仪器、医用影像设备学；

限定选修课程：含数学实验、文献检索、科研设计、医学图像处理、金工实习、医学仪器实验、医用仪器管理与维护、软件综合设计、单片机综合设计。

（二）辅助教学体系构建方案设计基本原则及结构框架

平台辅助教学体系主要构建环节为：通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程等辅助实验教学设计工作；辅助实验教学设计内容，要体现出生物医学工程专业职业化教育的特色，更加注重学生个体实践技能能力的培养。实验技能即实验操作技能、实验数据处理能力、电路设计与制板能力、小型智能医学仪器的设计与实践应用能力的提高，为培养适应社会发展、适应医疗设备应用要求的复合型人才。

辅助教学层次设计结构框图，图3所示：

实验教学环节应辅助于相应课程理论教学内容，即在课程所在实验场所内进行实践活动。不同课程群对应不同实验场所，下面列举部分实验室功能与各课程群间对应关系：

通识课程实验室：计算机应用基础实验、数学实验、科研设计；

基础课程实验室：普通物理学、机械制图、C语言程序设计、电路分析、模拟电子技术、电工学、脉冲数字电子技术；

专业课程实验室：数据库程序设计、软件技术基础、微机原理与接口技术、机械设计基础、单片机技术与应用、医用仪器原理、检验分析仪器、医用影像设备学；

常规医学仪器设备实验室：金工实习、医学仪器实验、医用仪器管理与维护、软件综合设计、单片机综合设计。

三、理论教学体系构建方案设计问题研究

（一）理论教学体系构建方案设计――实践锻炼与认知过程探究

认知过程是对未知世界、未知领域的探索过程，通常以理论文献查找为前站。医学仪器技能养成的认知过程，则要通过现有理论进行相应教学设计，让医学生首先了解医学仪器设备有记录以来的发展历史，其次能够识别医学仪器设备种类与分类，使其在该领域产生浓厚的兴趣，最后再去深层次探索医学仪器设备带给人类的益处。实践过程，就是在了解与熟悉医学仪器构成、原理、使用功能等基础上，按着指导教师的引导对各种医学仪器设备进行实践应用锻炼过程，进而根据仪器设备故障外观，能够提出初步诊断等问题。理论教学体系构建方案设计中实践锻炼与认知过程是首要设计环节。

（二）理论教学体系构建方案设计――通识课程设置必要性探究

以本科课程为主，进行通识课程理论知识学习。如《医疗器械认知实践》课程应该作为BME通识课程，让学生去学习；该课程具有“广而浅”的特点，利用这种特殊性，让学生在还不懂专业知识的同时步入了医学仪器技能培养的领域内，通过逐渐接触专业领域内常识性问题，让学生知道自己将来的学习方向[4]，提升学生的学习兴趣。理论教学体系构建方案设计中通识课程的设置是必要的。

（三）理论教学体系构建方案设计――基础理论知识学习探究

以本科课程为主，进行专业基础课理论知识学习。理论教学体系构建方案中，专业基础课理论知识体系建设起到支撑作用，其促进知识体系融合，形成闭合知识链条。教材建设是前期工作，选择知识体系认知设计比较好的教程，或者课题组自行编选适用BME学生使用的教材；合理设计，增、删、减具体教学内容，提炼教材的适用度。课程群建设是基石，如普通物理学、电路分析与综合、电子学基础等，形成一个基础知识认知课程体系，支撑医学仪器技能训练计划工程的基础课理论知识学习。

（四）理论教学体系构建方案设计――深层次理论知识学习探究

以本科课程为主，进行专业课深层次理论知识学习。综合应用能力的提升，基本实验技能的养成，必然要进行诸如传感器学、集成电路、CPLD、单片机、程序设计、Matlab、医学信号采集与医学图像处理等专业课深层次理论知识的学习；否则，无法满足时展对医学仪器设备更新换代的需求。基础知识的学习是认知过程的前身，专业课深层次理论知识学习是后事之师。

（五）理论教学体系构建方案设计――先进理论与技术引入课堂教学探究

在本科课程学习基础上，将先进理论与技术引入课堂教学。BME教学体系的重要组成部分包括：电子应用技术、计算机应用技术、信号测量分析处理技术和基础医学知识等，其具有理论性、技术性和实践性都很强的特点；同时产品开发周期短、技术更新快，有必要将更为先进的、前沿技术理论引入课堂，培养学生具有一定分析问题、解决问题的能力[5]。

四、基于实验平台辅助教学系统设计研究

（一）辅助教学系统设计――基础验证性实验问题研究

基于实验平台辅助教学系统，以本科课程、基础验证性实验设计为基础。根据实验数量、名称、内容、目标要求等，进行电路实验设计与开发、电工学实验设计与开发、模拟与数字电子技术基础实验设计与开发等研究。目的明确，力求基础，养成思考问题习惯、培育实践动手能力、促进潜在开发意识、形成基本职业技能。

（二）辅助教学系统设计――虚拟仪器开发平台研究

基于实验平台辅助教学系统，开发虚拟仪器平台。实验室虚拟仪器工程平台（LabVIEW-Laboratory Virtual Instrument Engineer-ing Workbench），由美国NI公司推出，且以图形化编程语言为主的一种虚拟仪器开发平台；以LabVIEW为契机，可模拟实现常规医学电子仪器功能的基础上，并可适当开发出更多功能，应用虚拟技术来处理医学信号，使医学电子仪器模拟设计变得更加方便[6]。也可依托嵌入式医学仪器系统，充分利用该系统功能可靠、性价比高等优点[7]，开发相应产品，最后由模拟仿真到产品生产。虚拟仪器平台开发能力高低，是测试学生医学仪器实践技能的最佳手段。

（三）辅助教学系统设计――软件仿真实验问题研究

基于实验平台辅助教学系统，以本科课程为基础，进行各门课程的实验数据仿真实验设计。将实验室中的各类实验数据，进行验证性研究，对如何能够克服工作环境、人为、仪器设备等因素造成的误差问题进行探讨；在软件上是否能够跑通，如何选件，对电路设计进行可行性分析等，节省时间、节约成本，防止器件使用中的浪费，减少软硬件间调试问题。软件仿真实验设计技巧的熟练应用，是医学生对医学仪器软、硬件综合应用能力提升的体现。

（四）辅助教学系统设计――设计性实验问题研究

基于实验平台辅助教学系统，以本科课程、设计性实验为核心。根据实验设计意义、目标要求等，进行传感器学实验设计与开发、集成电路实验设计与开发、CPLD实验设计与开发、单片机实验设计与开发、程序设计实验设计与开发、软件仿真与Matlab实验设计与开发、医学信号采集与医学图像处理实验设计与开发、小型医学仪器实验设计与开发等研究。以问题设计为中心，开展探究式实验教学，促使学生第一时间了解学科最前沿科技进展，培养潜在科研意识[8]。

（五）辅助教学系统设计――医学仪器设备调试与操作水平能力提升研究

基于实验平台辅助教学系统，提升仪器设备调试与操作者应用水平。操作者必须了解、掌握其使用原理和应用方向，以虚拟仪器使用为例：虚拟仪器操作面板，与常规仪器设计具有相似性，如开关、指示灯等控制部件的图形化表示，通过操作、控制虚拟面板，从而完成对被测信号的采集、分析、存储、显示及输出等功能[9]。仪器设备基本信息、使用功能等基本知识的掌握，是医学生提高医学仪器设备调试与操作水平能力的前提。

（六）辅助教学系统设计――医学仪器设备故障诊断与维护能力养成研究

基于实验平台辅助教学系统，培养仪器设备故障诊断与维护者技能水平。维护者必须熟悉各类仪器设备结构构成、工作原理，以虚拟仪器使用为例：虚拟仪器主要由硬件和软件两大部分构成，虚拟医学电子仪器以计算机为核心，利用软件来完成生物医学信息的采集、处理、分析、显示等功能[10]。仪器设备结构构成、工作原理等知识的掌握，是医学生提高医学仪器设备故障诊断与维护能力养成的前提。

五、基于一体化实验平台推动教学方法改进

探索多种教学方法，提高学生的学习热情与效率，提高教学效果。如通过启发式教学，由原理结论教学转移到设备应用教学上来，再反作用于原理学习，调动学习积极性，提高学生解决问题的能力；采用比较教学法，让学生发现不同原理设备的共同点和各自设备自身的特点，引导学生发现医学仪器各原理及各设计方法的本质；争议讨论式教学，针对有争议的授课内容，安排学生课下查证，课上讨论，促进学生积极思考，激发学生学习的潜能；教学中要发挥网络技术优势，将教学融入网络世界中去，克服传统教学内容更新慢较慢等弊端[11]。

综上所述，为培养适应社会医疗服务发展需求，适应医疗设备辅助治疗、康复、预防、保健等应用功能要求的技能型人才，依托一体化医学仪器技能实验平台，提出教学体系构建设计方案是必要的；其为高校一体化医学仪器技能实验平台构建设计工作主体构成部分之一。

参考文献：

[1]王保华.生物医学测量与仪器（第二版）[M].上海：复旦大学出版社，2009.

[2]陈浩，李本富.用MSP430实现腕式心电检测仪的研制[J].第四军医大学学报，2004（5）：427-429.

[3]陈洪斌.高校一体化医学仪器技能实验平台建设探析[J].职业技术教育，2014（32）：53-54.

[4]胡秀枋，等.《医疗器械认知实践》教学模式剖析[J].生物医学工程学进展，2015（1）：60-62.

[5][11]吴效明，等.加强实验实践教学体系建设 培养理工科综合型人才[J].医疗卫生装备，2010（2）：115-117.

[6][9][10]刘艳，等.基于LabVIEW的医学电子仪器开发[J].医疗装备，2010（8）：5-6.

第9篇：生物医学工程的研究方向范文

关键词：睡眠呼吸暂停综合症；监护仪；鼻气流；血氧饱和度；单片机；系统分析；远程诊断

中图分类号：TP277

1 睡眠呼吸暂停概述

随着现代生活节奏的加快及生活方式的改变，各种睡眠障碍性疾患日益成为一个突出的医疗及公共卫生问题而得到人们的关注。根据2005年出版的国际睡眠疾病分类，外在或内在因素导致的睡眠疾病达90余种，睡眠呼吸暂停综合症是一种发病率高，具有潜在危险性的疾病。随着对OSAHS研究深入，发现并发症越来越多，严重影响患者生活质量及患者生命，这种病理状态不仅有睡眠打鼾和嗜睡，还由于低通气或呼吸暂停引起反复发作的低氧高碳酸血症，可导致心肺和其他重要生命器官并发症，甚至发生猝死。

2 睡眠呼吸暂停报警监护仪需求背景

国内目前专业进行睡眠呼吸暂停综合症治疗的医院屈指可数，床位也非常紧张。采用的睡眠呼吸监护仪基本都是国外进口设备，价格高，维护成本高，导致转嫁到消费者身上的医疗费用也随之增高，一部分睡眠呼吸疾病患者望而却步。目前的睡眠监测产品主要为PSG，外形较大，外接导连比较多，配带不方便，操作比较复杂，更适合重症呼吸患者在医院使用。近期国内医疗企业也陆续有睡眠监测产品推向市场，主要用于呼吸病患者的初筛检查，面向家庭和医院使用，测试指标主要为血氧和脉率参数，鼻气流检测不作为标配测量参数或者根本没有，从功能的角度上其更应该归类于血氧类产品，不能满足患者的需求。

3 产品特点

3.1 外观硬件设计方面。腕表式设计、轻巧易用、耗电量少、大屏幕彩色显示，实时监测所有数据和波形；内置存储卡可记录20小时以上数据，USB下载，数据报告轻松完成；双键操作，图形菜单，记录时间和电池电量一目了然。

3.2 软件方面。上位机软件分析更准确，呼吸气流分析算法已经申请了国家发明专利。界面操作简单（中/英可选）；自动记忆操作者的操作历史，减少重复操作的工作量；可以方便地定位所有事件发生位置，由用户修改所有分析参数；提供多种浏览数据的方式，从不同角度观察记录和分析的各个细节，对有意义的数据部分打上不同标记，便于以后快速查找。该产品适用于医院、诊所、家庭。该产品已经加入了公司远程医疗项目。

4 远程睡眠呼吸暂停报警监护仪模块介绍

4.1 产品结构。本产品由电源模块、鼻气流模块、血氧模块、LCD显示模块、TF卡存储模块、USB读卡模块、报警模块、时钟模块、PC机分析软件组成。信号采集由鼻氧管、血氧探头组成。

（1）鼻气流模块。采用压力传感器测量法，人体呼吸气流通过鼻氧管将信号传到压力传感器，信号经差分放大滤波后，送至单片机AD接口，单片机对采集数据进行处理。

（2）血氧模块。采用光电血氧检测技术结合容积脉搏描记技术，用两束不同波长的红光和红外光分别通过透视夹指式传感器照射人体指甲尖而由光敏元件获取测量信号，所获取的信息经电子电路和微处理器处理后发送主单片机进行数据的接收。

（3）TF卡存储模块。采用大容量TF卡实现多病例存储，总存储时间可长达200多个小时。病人可以保存不同时间段的病例，并分别以采集时间命名区分，便于分析比较病情发展趋势。

（4）显示模块。通过不同按键状态，控制各级菜单的显示，通过按键设置各参数值和范围，为用户的使用带来方便。

（5）USB读卡模块。通过USB方式将数据拷贝到PC机上，或通过上位机分析软件直接导入病例，分析储存的病例信息。

（6）时钟模块。采用时钟芯片计时，定时开机功能首先判定时钟设设定的有效性，如有效，则关机状态后定时时间到会自动开机，如果定时开机时间仪器已经处于手动开机状态了，则忽略定时开机，防止操作冲突。

（7）报警控制模块。呼吸暂停或低通气报警：呼吸暂停或低通气压力级别设置成多个级别，每个级别可设置持续时间范围为10^120s，根据个人呼吸强弱和呼吸暂停时间间隔进行设置，设置后再次开机默认上次设置。

血氧超限报警：该模块通过对检测到的血氧饱和度值和脉率值与用户设定的报警上下限值进行比较，当血氧或脉率值任一数据超出范围，对应数值变为黄色显示且蜂鸣器发出报警声；

（8）PC机软件开发主要包括了以下几个方面：1）病例数据库存储功能；2）上位机软件病例数据及分析结果显示功能；3）呼吸气流分析功能；4）血氧氧减事件分析功能；5）报告输出功能。

4.2 远程睡眠呼吸暂停报警监护仪主要功能

（1）睡眠呼吸暂停报警：可鼻气流监测单独报警，也可血氧超限单独报警。

（2）LCD显示，实时监测数据及波形用于日常运动及锻炼时的血氧及脉率监测。

（3）实时时钟、记录病例采集时间，并记录下发生呼吸暂停的时间。

（4）多病病例存储，便于患者了解病情趋势。

（5）人性化开关机设计：手动开关机和定时开关机两种方式。病人可采用手动开机方式进行存储操作，也可以预估自己的睡眠时间进行自动开关机设置，减小患者心理负担轻松检测，定时开机后仪器会自动保存病例。

（6）USB2.0接口，快速数据传输，可以将病例快速上传至电脑PC软件或电脑直接复制保存。

（7）PC机客户端自动分析软件，可以对采集病例进行分析以协助医生对病历进行快速诊断，并输出报告。

（8）远程终端：病人可以自己通过网络请专家对病历进行远程诊断，有利于患者在家中健康体检。

5 结束语

该仪器能可以对睡眠呼吸暂停危险状态进行监测报警，可以让患者方便快捷的进行检测，对睡眠呼吸暂停病例进行自动分析，方便医生对病情进行诊断。

参考文献：

[1]刘宝华.一种新的阻抗式呼吸检测系统的设计[J].生物医学工程学杂志，2003（03）：527-530.

[2]齐志勇，张治平，呼和牧仁.多导睡眠仪（PSG）在阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）中的临床应用价值[J].当代医学，2007（06）：6-8.

[3]中华医学会呼吸病学分会睡眠呼吸疾病学组.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南（草案）[J].中华内科杂志，2003（08）：594-597.

[4]徐圣普，边自朋，赵金城.一种检测呼吸暂停阻塞部位方法的研究[J].生物医学工程研究，2004（02）：111-113.

[5]沈建华，杨艳琴，翟晓曙.MSP430系列16位超低功耗单片机实践与系统设计[M].北京：清华大学出版社，2005.

[6]金鑫，张庆稼.简易睡眠呼吸暂停监测仪的研究[J].医疗设备信息，2002（05）：24-26.

[7]童茂荣，多导睡眠图学技术与理论[M].北京：人民军医出版社，2004.