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现代生物医学工程崛起于20世纪60年代。随着人工器官的概念正式被承认,并成为生物医学工程的主要研究方向之一,生物医学工程研究开始迅速拓展,研究方向日益增多,其研究内容正在逐渐扩展。有报告指出,生物医学工程与物理科学已在过去的近半个世纪中推动了生物医学领域的革命性进步并将继续对医学实践产生重大影响。生物医学工程作为一个充满活力和前景的学科,已经在学术方向、研究内容和人才队伍等诸多方面呈现出日渐繁荣的趋势,我国已超过100多所院校设立有生物医学工程专业。但笔者通过调研发现,生物医学工程专业的学生在专业知识的学习上丰富扎实,关于营销方面的认知却非常少,毕业后愿意从事营销工作的学生更是寥寥无几。事实上,作为现代医疗器械生产技术创新和进步主要原动力的生物医学工程非常需要营销理念的支撑,从而推动生物医学工程研究发展的科学化、市场化。
一、生物医学工程学科的研究需要营销理念
所谓营销观念要求企业一切计划与策略应以消费者为中心,正确确定目标市场的需要与欲望,比竞争者更有效地提供目标市场所要求的满足,贯彻“顾客至上”的原则,将管理重心放在善于发现和了解目标顾客的需要,并千方百计去满足它,使顾客满意。生物医学工程学科研究主要包括生物力学、生物材料、组织工程、生物医学影像、生物电子学等分支,其进步和发展对人类健康和生活质量的提高具有非常重要的意义,从根本上说是为了满足人类社会的健康发展,那么人类疾病的预防、诊断、治疗以及人体功能辅助和卫生保健都有哪些需求必须成为生物医学工程研究的重心。
(一)在专业知识的传授中增强营销理念的引导
学习本身就是一个基于真实问题情景下的探索、学习和解决实际问题的过程,选择适当、可行性强的题目促进学生的思考,因此,在传授专业知识的同时,引入营销思考模式,培养学生在已知的知识和经验基础上发现新知识,提高发掘潜在消费的意识,从而能够深入探索,找到满足潜在消费的研究途径,实现学习科研的新突破。
(二)在专业知识学习的同时多引入社会实践课程
学校知识的学习最终是为了服务社会,投入社会实践,满足社会的发展需求。作为科研型较强的学科同样也离不开科研价值的实现,那么了解当下生物医学工程发展情况应该成为学生必修的知识。例如我校生物医学工程学生成立了生物医学科学发展调研队,在假期走访附近的各个医院和医疗器械公司,考察研究了不同等级医院和市场上的医疗设备,从而对医疗设备有了全面立体的了解,认识到医疗设备对于病人的重要性。
(三)在专业知识的传授中结合市场需求培养专业性人才
高校作为人才输出的卖方,要重视市场需求研究,积极分析就业市场动态,预测社会对生物医学工程人才的具体需求,建立科学的质量评价体系,根据市场反馈信息,设计和调整生物医学工程专业人才的知识、能力和素质结构,加强实践环节的设置比例,使理论和实践教学有机结合,实现高等教育和社会的接轨,把生物医学工程职业教育贯穿于教学的全过程,从而使学生尽早树立职业发展意识,确定个人职业发展目标,主动提高自身技能,提高知识转化率。
二、培养生物医学工程专业学生就业营销理念
中国生物医学工程理事长樊瑜波在2012年世界医学物理与生物医学工程大会上说:“目前,我国医疗器械产业市场规模约4000亿元,并以每年20%的速度递增,是名符其实的朝阳产业。”目前,我国有生产类的医疗器械公司1.5万家、营销类的30多万家,产业的飞速发展对专业人才需求旺盛。但愿意到公司发展的学生却很少,愿意去从事营销类行业的学生更是少之又少。因此,转变生物医学工程专业学生的就业观念,培养和提高其营销理念非常重要。
(一)在专业授课的基础上增加国家政策信息和产业化发展现状
据介绍,未来的三年内,中央将考虑支持基层医疗机构进行基本设备配备,加强省市县三级疾控中心试验能力建设、公共卫生专业防治机构建设和职业卫生防治机构建设,并配备必要设备;基层医疗卫生机构健康教育设备配置也被列入中央考虑项目内容,医疗卫生人才培养基地的设备建设也被纳入考虑范围。生物医学工程是一门综合了生物、医学、工程学等学科的新兴交叉学科,是现代医学发展强大的推动力,小到血压计、大到手术机器人,与百姓生活关系密切。
在当代世界经济中,医疗器械是其中发展最快、最为活跃的工业门类之一。从世界医疗器械市场的分布来看,美国仍占主导地位,是世界医疗器械市场第一出口大国,也是其出口增长最快的七大产业之一。可以预计,医疗器械产业将成为21世纪世界经济的一个支柱性产业。在授课的内容上增加生物医学工程产业化发展现状,使学生多了解当下医疗器械发展现状,使同学认识到产业化发展能够不断激励生物医学工程技术本身的高速发展,从而使得生物医学工程学科能够在产业化的发展中不断提高和进步。
(二)在专业课教学中增加营销实践环节提高学生的营销兴趣度
笔者对2012年河南省医药卫生类大中专毕业生冬季双向洽谈会上招聘生物医学工程专业用人单位信息作了简要的统计,因为招聘会的医药卫生类限制,有百分之六十七以上的用人单位为医院,其次为医疗科技有限公司,医院以维修为主,医疗科技公司以营销为主,而这两种发展方向对学生的吸引力都不强。因此,作为培育生物医学工程专业人才的基地加强学生在第二课堂例如到医院实习、参与公司的营销团队进行实习学习显得尤为重要。
要开展多种模式建立与用人单位暑期实习合作等项目,使学生将所学的基础理论、基本知识和基本技能综合运用于实践,提高学生的实践能力,培养学生具有开拓精神和创造才能。加强务实教育教学,专业的教学要与企业的实际生产过程相一致,职业技能训练要适应行业企业劳动组织和技术发展需要,努力提高学生的职业素质和专业技能水平,使学生毕业时能够达到技术和管理人员需要掌握的基本要求和技术工人上岗前应有的岗位规范要求,掌握直接从事某一种专业领域所必需的专业技术知识和操作技能。
生物医学工程作为一门新兴的学科,它的产业化发展已经显现锋芒,必将为未来医学的快速发展带来动力和希望。因此培养生物医学工程专业人才刻不容缓。如何转变生物医学工程学生的就业观念和发展眼光,增强该专业学生的营销意识和营销观念必须成为我们关注的焦点之一,以培养出高素质的市场化专业化人才。
参考文献:
[1]刘昌胜.生物医学工程[M].上海:华东理工大学出版社,2012.
[2]国家自然科学基金委员会生命科学部.生物医学工程学[M].北京:科学出版社,2012.
[3][美]菲利普·科特勒,凯文·莱恩·凯勒.营销管理[M].北京:中国人民大学出版社,2012.
[4]吴健安.市场营销学[M].北京:清华大学出版社,2010.
作者简介:
关键词:学风建设;生物医学工程;本科专业
中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)08-0019-03
生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门新兴边缘学科,综合采用生物学、医学和工程学的理论和方法,运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题,为人类健康服务。
随着医疗卫生事业的迅速发展,生物医学专业的重要性突显,社会对生物医学专业从业人员的需求也迅速升温,该行业的社会地位也越来越高,前景一片光明。中国的生物医学工程专业本科教育走过了三年多的历史。目前,全国至少有117所高校开设了生物医学工程专业,其中58所高校开设了生物医学工程硕士点,92所高校招收本科生[1]。
作为一门交叉学科,生物医学工程专业的学生既要求掌握工程学(包括化学、机械、电子等)知识,还要掌握一定的生物医学知识,课程繁多、难度较大。同时这门交叉学科既需掌握理论知识,又需培养实践动手能力。因此,对于生物医学工程专业的学生而言,学风的建设显得尤为重要[2]。作者长期担任生物医学工程本科班级的班主任,对生物医学工程本科班级的学风建设有较深的心得体会。本文根据生物医学工程本科专业的特点,对该专业的学风建设进行探讨,揭示其内在的规律,提出生物医学等交叉类学科专业学生如何进行学风建设的思路。
一、生物医学工程专业学风建设面临的问题
同高校其他很多专业一样,生物医学工程专业面临一些共性的问题。例如,部分学生学习目的不明确,进取心不强,学习不够努力。主要表现为缺乏严谨的求学态度,学习上弄虚作假,投机取巧,作业抄袭,甚至考试作弊;课堂不认真听课,实验不参与操作;一些学生学习纪律松懈,上课迟到、早退,甚至出现旷课、缺课现象,还有极少数学生沉迷于电脑游戏,终日不思学习,致使学业荒废。
与其他专业相比,生物医学工程专业显现的最主要问题是学习目的不明确。不少学生对该专业仍然存在片面的认识,认为生物医学工程专业是一大杂烩的专业,所学课程繁多而没有确定的方向,就业没有明确的目标。另外,对于本校的生物医学工程专业来说,还有部分学生是从别的专业调剂到生物医学工程专业的,少数学生由于认识上的差异,对本专业不感兴趣,热情不高,甚至产生厌恶感。这样思想认识的存在,使学生学习缺乏动力,得过且过。这些问题严重影响到学生的大学本科学习。
二、生物医学工程类专业学风建设的尝试
生物医学工程专业本科生的学风建设,在与高校几乎所有专业学风建设一样,按照“科学发展观”的要求,加强思想教育、以学生为主体、严格管理、加强师资队伍建设,发挥教书育人作用等方面进行大量工作外,本专业还根据自己的特点和优势,重点开展了以下几个方面的尝试。
(一)加强学生对生物医学工程专业的认识,明确专业方向
通过入学专业教育、专业认识实习、学生教师恳谈会、研究生本科生座谈会、已毕业校友返校座谈会等形式加强学生的专业认识,特别是通过到医院、医疗仪器公司参观、座谈,让学生了解生物医学工程专业在社会上的现状及其就业前景,提高学习热情;其次,我们通过专业方向的细分,将培养方向定位于生物医用材料和医疗仪器,并在“本科生科研导师制”的活动中根据老师的研究方向进一步进行培养方向的定位,这样就让学生有了明确的专业方向和就业目标,学习目标也就更加明确。
(二)学生的学业生涯、职业生涯规划
从新生入学起,本专业就举办学业生涯、职业生涯规划大赛。教师们认真评阅每一个学生所撰写的“学业生涯、职业生涯规划书”,了解每一个同学的学业、职业目标,有针对性的在各方面加以指导,真正做到因材施教、“个性化培养”。教师每学期对照学生自己的“学业生涯、职业生涯规划书”进行检查、评估、指导以及修改。
(三)发挥本专业高学历、高素质教师多的优势
教风之于学风具有鲜明的导向性,高素质教师在学风建设中的作用是毋庸置疑的。在本专业教师队伍中,“海归”人才的比例达到58%,博士学历比例达到50%。从2002年起,本校通过重庆市“回归工程”引进了一大批高素质“海归”人才,这批人在国内外都有一定的影响,他们是学生心中的偶像,在教学、科研和对学生的引导等方面起到了巨大的作用。
在发挥高素质“海归”人才众多的优势方面,本专业老师每学期都要进行多次各类讲座,内容多种多样,从“欧美文化”到“科研,创造自己的成功”。通过这些讲座,“海归”教授以身说法,将海外高校优良的学风带进了我们的校园,学生也开拓了视野,了解到这些老师的成功是“坚强的意志、勤奋和努力”的结果;我们还开设了多门双语课称,例如“远程医疗”等,采用原版教材,进行原汁原味的英语教学,取得了很好的效果。
(四)在大二学生中实行本科生科研导师制
本校生物医学工程专业在重庆市乃至全国高校中率先实行了大二学生本科生科研导师制,重视发挥导师教书育人的作用,以教风促学风的作用。充分发挥“海归”人才和高学历人才的优势。从大二开始,学生进入老师的实验室,从文献资料的查找、英文文献的阅读与翻译基本训练着手,在教师的实验室中培养了科学研究和动手能力,增加了学习的兴趣。实践证明,参加导师科研活动的学生,无论是在就业还是继续读研究生进行深造这两方面,都较之没参加导师科研活动的学生拥有更大的优势。
(五)鼓励学生考研,促进学风建设
从新生入学教育开始,我们就提倡、鼓励生物医学工程专业的本科生为考研做准备,并在其后的一系列活动,例如研究生本科生座谈会、教师学生恳谈会、考研动员会等活动中不断宣传,影响学生。考研与就业互不矛盾。考研与就业都需要在大学本科学习期间,掌握坚实的基础知识和专业知识。考研能够提高学生的层次。在社会上,研究生与本科生的差异是非常明显的,特别是,通过考研,学生可以考上重点大学乃至名牌大学,这对其自身的发展大有裨益。考研能够激发和保持本科学生的学习热情[3],有了考研这一更高层次的人生目标,本科学生学习才会有更大的动力,使之能把握学习的最佳时期,够持之以恒地努力学习。考研有利于本科学生巩固和掌握扎实的大学所学的理论知识。数学和英语在考研中有极大的权重,因此,要求本科学生要系统学习、牢固掌握、灵活运用数学、英语等基础知识,这样才能顺利考上研究生。我校本专业长期的学风建设实践表明,一个有考研目标的本科学生,在大学学习期间能够保持较强的学习意志、好精神状态,可以从整体上促进其学习。
本专业学生考研率、上线率和研究生录取率连续多年位列学校第一,2011年的数据分别为27.8%、22.2%、19.4%,十余名学生还考上了四川大学、华中科技大学等重点大学的研究生。
三、结束语
近几年来我校生物医学工程专业的学风建设,通过践行科学发展观,以人为本,以学生为主体,以教师为主导,两者紧密联系,发挥本专业的特点和优势,取得了一定的成绩。本专业从2006~2011届毕业生中,86.2%的学生通过国家计算机二级考试,英语四、六级通过率分别为62.1%、34.5%,在全校处于前列。2006、2008班级被评为全校优秀标兵班级。总之,通过以上措施,本专业的学风建设取得了长足的进步,为学校的本科教学评估和学校升格为大学做出了突出的贡献。
参考文献:
[1]Xiaohong Weng,Undergraduate Education on Biomedical Engineering of Comprehensive University in China.Yi Peng,Xiaohong Weng(Eds.):APCMBE 2008,IFMBE Proceedings 19,pp.629-632,2008 ?Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2008.
[2]王秀华,楚同军,冯小苗.高校学风建设的实践与认识[J].江苏教育学院学报(社会科学版),2006,(11).
[3]陈富贵,龚文平,刘生国.抓学风建设是促进大学生考研的有效途径[J].江汉石油学院学报(社科版),2002,4(3).
关键词:生物医学工程;微机原理;实验教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)50-0087-02
生物医学工程主要运用工程技术手段,研究和解决生物学、医学中的有关问题,涉及生物材料、人工器官、医学仪器设计、生物医学信号处理方法、医学成像和图像处理方法等,在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面发挥着巨大的作用。南京邮电大学生物医学工程专业是近年来新发展的专业方向,在学校构建以“大信息”为主干的学科专业体系的背景下,基于信号与信息处理强势学科的支撑,通过专业课程教学改革,构建专业集成创新实验平台,凝练专业特点与优势,是提高学生专业素养,培养创新型人才,增强竞争优势的重要手段。
现代电子医疗仪器很大一部分采用了基于微机的虚拟仪器设计方法,因此微机原理课程在电子信息类生物医学工程专业的本科教育课程体系中占据着举足轻重的位置。微机原理是一门实践性很强的课程,实验是教学的重要环节。为提升实验教学的效果,体现专业特色,结合特色专业与生物医学工程集成创新实验平台的建设,我们重点对微机原理课程的实验教学进行了改革,将基础实验融入理论课学习过程中,加强综合性专业特色实验。在实验设计中注意与其他专业课程的前后衔接,并配以相关的开放实验,形成课内课外的综合实验体系,以达到同时提升理论基础与实践能力学习的效果。
一、微机原理课程与生物医学工程
微机原理课程知识点多、实践性综合性强。课程的目的和任务在于使学生能够较全面深入地了解计算机系统的组成和16/32位微机系统的原理;能够掌握汇编语言程序设计的基本方法以及微机接口的基本原理。需要配备丰富的实验内容,通过理论与实践教学的有机结合,使学生从理论到实践,再从实践到理论的认知过程中获得知识、增强能力。结合生物医学工程专业的特点,我们将微机原理课程的教学总体目标设定为掌握基于微机的虚拟医学仪器的设计方法。
一般电子专业的微机原理教学会配置与理论课时相当的独立实验课程,而由于生物医学工程专业属于交叉学科,专业课程多,总体课时的限制造成微机原理课程的实验课时配置较少,相应的实验内容也较为简单,综合性不强;另一方面,实验的设计也是沿袭传统微机原理实验的方式,没有很好地体现生物医学工程专业的特色,很难达到原定的课程教学目标。
二、课程教学改革
针对以上问题,我们主要针对生物医学工程专业的微机原理课程实验教学体系进行了系统性的改革,包括课内实验、专业实验教学体系以及开放实验体系均进行了重新规划与设计。
1.课内实验改革。针对实验课时较少,以及理论教学与实验脱节的问题,我们通过将教学场所从教室改到实验室,在每次理论课教学中都加入了短时间的随堂上机实验,针对该次教学的理论内容设计实验,将实验融入到理论课程中。微机原理的理论内容较为枯燥,单纯地讲述和教师演示的方法不能给学生留下很深的印象,而通过随堂实验的实际操作,学生可以更深刻地理解刚学习的理论知识,并且可以很大地提高学习的兴趣。
另一方面,通过随堂实验,学生在理论课中得到了基本的实验训练,掌握了基本的编程技能,在专门的实验课时中,我们即可设计一些综合性的有专业特色的实验内容,如心电信号采集系统的设计实验。该实验利用了实验室已有的微机原理实验箱,以及为《生物医学传感器》和《医学仪器原理》课程配置的医学电子教学综合实验箱,实验内容综合了汇编语言程序设计、A/D数据采集以及串口通信等课程知识点,利用随堂实验完成的软硬件功能模块,综合设计实现了一个简单但相对完整的基于微机的虚拟医学仪器,很好地体现了综合性与专业特色。
2.专业实验教学体系改革。微机原理课程作为生物医学工程集成创新实验平台建设的一个重要环节,在实验设计中还需加强前后知识体系的衔接,与之相关的专业课程包括《生物医学传感器》、《医学仪器原理》以及《医学信号处理》等。通过对这些课程实验的统一设计,建立完整的实验体系。如我们以心电图信号为线索,在《生物医学传感器》课程中设计了心电传感器实验,在《微机原理》课程中设计了前述的心电信号采集系统实验,在《医学仪器原理》课程中设计了心电放大器设计实验,在《医学信号处理》中设计了心电图分析实验。学生通过这样一系列的理论与实验课程学习,不仅能够更深刻理解各门课程的理论内容,并且能够掌握电子医疗仪器设备的较为完整的实际开发过程。
3.开放性实验体系。开放性实验教学作为一种新的实验教学手段,有助于形成适应应用型创新人才需求的合理培养模式,符合现阶段社会对人才类型、结构的需求,是培养应用型创新人才的必由之路,而培养应用型创新人才则是开放性实验教学的指导思想和目标。
作为课内实验的补充提高,以及创新性实验计划的体现,依托微机原理课程及实验平台,我们构建了一系列的具有专业特色的开放实验。开放实验课题,由指导教师结合科研工作,设计具有一定实用性、前沿性和探索性的集成创新实验课题,学生自由选择,作为课程实验的有益补充与扩展,形成课内课外的综合实验体系。
实验过程中我们开展任务驱动式实验教学,提出明确而适度的任务,激发学生学习兴趣;同时,注意难度与工作量适度,根据每个学生的不同能力差异设置不同的任务,防止因任务难度过大学生无法达成任务而造成积极性受挫、放弃任务的局面。另一方面,合理分解任务,提倡学生间的协作学习,通过小组讨论、协商,在有限的时间内以互相学习的方法进一步深化对开放实验课题的认识,同时培养学生的协作精神。
三、结论
实践证明,微机原理实验教学改革以及专业集成创新平台的建设,大大改善了教学效果,极大地激发了学生的学习热情,并使学生系统地接受科学思维方法、科学发现模式的教育和培训,提升了学生的创新实践能力,满足了行业发展对应用型人才的需求。
参考文献:
[1]艾信友,代冀阳,赵德,等.生物医学工程专业实践性教学的创新性研究[J].科技资讯,2007,(15):247~248.
[2]王俊,马千里,董育宁.生物医学工程专业医学信号处理课程实践[J].中国科教创新导刊,2008,(34):98~98.
[3]胡晓飞,曹正林,王俊.信息时代《生物医学传感器》课程教改探索[J].湖州职业技术学院学报,2011,(1):18-21.
关键词:双语教学;医学仪器;教学模式
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)05-0126-02
双语教学是培养高素质、 复合型人才的有效手段之一, 也是目前我国高校教育教学改革的重点和难点问题之一。双语教学反映了当今社会信息化和经济全球化的要求,也是我国高校教育改革与发展的必然趋势[1-2]。生物医学工程专业是一个多学科交叉的一个正在快速发展成熟的专业,不同的学校制定的培养方案和输送人才目标各不相同。我们湖北科技学院有自己的特色,我们的培养目标主要是为医疗器械行业输送具有扎实理论和强动手能力的医学仪器人才。对于生物医学工程专业重点在各医学仪器基本原理、结构、操作、保养维护及维修等,现在大型医学仪器大部分设计进口,在其使用及维修维护过程中,多为英文版手册,因此对于医学仪器的双语教学显得尤为必要。我院自2010年开始在医学仪器教学中尝试双语教学,现将课程教学设计及教学过程中的遇到的一些问题和心得做出总结。
医学仪器双语教学,主要是针对学生反映专业英语学习过程枯燥,专业知识英文翻译掌握不牢固,因此本课程主要将专业英语及医学仪器相结合,在医学仪器教学工程中,利用双语教学,一方面,激发学生的学习兴趣,通过双语教学,还能改善以往在专业英语课程的教学方法中学习英语枯燥。另一方面让学生逐步结合自己的专业知识来学习科技英语,为将来在从事本专业相关工作奠定基础。采用教学互动的方法进行教学,第一阶段由老师以双语方式教,学生评价教学效果。第二阶段,给出相应的时间由学生分组针对某一医学仪器进行划分任务式讲述,由学生和教师一起评价效果。最后,结合学生出现的问题以及突出的建议,由教师进行教学效果分析并改进教学。
1 课程教学设计
专业课程双语教学要求任教教师满足以下几个条件:一、任教教师必须有良好的英语口语表达能力,能流利专业地表达和交流;二、任教教师必须有扎实的专业知识和实践知识;三、任教教师能准确流畅的用英文进行专业知识传授,并且能带动学生互动学习,使学生既能准确有效地掌握专业知识,又能正确的掌握专业知识英文表述和应用。因此我院在选择教师的时候是自荐和测评的方式从专业课教师里面选取多名年轻的博士担任双语教学教师。多名教师任课,每个教师承担1-2类医学仪器教学工作。
上课学生选拔:教育部2001年下发《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中明确要求,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学开始,我校为二批本科院校,生物医学工程专业属于省级重点学科,因此医学仪器双语教学,我们的课程设置为专业限选课,并鼓励学生全员选修。
教学内容:我校生物医学工程专业旨在培养具备生命科学、电子技术、计算机与信息科学、医学诊疗仪器的基础知识,具有理、工、医相结合的知识结构和科研创新能力,能在医学仪器、电子技术、计算机与信息科学等领域从事产品研发、营销与推广应用、设备维护与管理、教育培训等工作的高级复合型应用工程技术人才。针对本校生物医学工程专业自身特色,和就业需要,医学仪器这门课双语教学内容分布如表1。
2 课程效果测评
在课程效果评价上我们采取三组等权值评分方法,第一组,组织学生在学期中和学期末进行教学反馈和评分,提出建议;第二组,每一个任课教师根据教学情况自我教学质量、学生上课互动情况,学生课堂表述进行评分并针对问题提出改进方法和措施;第三组,院教学小组根据随机听课并对每位上课教师的教案、讲稿、课件及教学视频进行综合评估评分。具体考评标准如表2。
3 小结
随着国家经济的快速发展,我们的人才也要走向国际,因此本科高校推广双语专业教学是未来的一个发展趋势,在推广改革的过程中,我们要通过实践发现问题,分析问题并解决问题[3]。我院生物医学工程专业学生毕业主要从事医疗仪器的生产、销售、研发以及进入医院从事设备使用和维护等工作,在工作中学习国外仪器设备的先进知识尤为重要,因此学生必须有专业的技术知识和熟练的专业英语。因此,我院根据本专业特色,以医用治疗仪器这门课为双语探索课程,首先调研了学生的英语学习水平,根据学生能力制定双语教学计划,循序渐进,采用多种教学手段, 激发学生参与教学,改变传统的以教师教为主的方法,让学生尝试在理解基本理论和原理的基础上,尝试用英语的解析和表达。定期和学生教学效果交流,及时调节教学方式。课程教学中期及结束,做问卷调研,分析教学效果。通过近几年的教学实践,学生反应良好,我院输送出去的毕业生收到用人单位的好评。
参考文献:
[1] 于利,王爱梅. 提高普通医学院校双语教学质量的几点思考[J].中国农村卫生, 2013(03):278-280.
针对目前高校“成果多、转化少、推广难”等问题,为促进高校科技、资本、产业的良性互动,我们特开设《项目点睛》栏目。本刊将邀请技术、市场、投融资等多位专家对高校有较高市场价值的科技项目进行多角度、立体化点评,重点项目安排在本栏目逐期刊登,敬请广大读者及项目投资者关注!
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组织和器官的丧失或功能衰竭是人类健康面临的主要危害之一,也是人类疾病和死亡的最主要原因。据美国的一份资料显示,每年有数以百万计的美国人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍疾病,每年有800万人次需要修复手术,年耗资超过400亿美元。我国是一个人口大国,因创伤和疾病造成的组织和器官缺损或功能障碍病例居世界之首,每年仅因烧伤需进行皮肤移植的患者就达百万之多,每年各种骨、软骨损伤患者达300万人,其中需人工关节置换术者达100万人,国外进口人工关节在国内销售额每年达2亿元人民币。
目前,对组织和器官的损伤或功能衰竭的治疗有三种方法,一是移植别人或动物同类器官 ;二是自体组织移植 ;三是人工合成代用品。但就移植而言,主要存在两个问题 :其一为组织的相容性,即所移植的组织或器官受到免疫排斥,难以永久性替代受损组织、器官的功能;其二为供体的严重不足,全世界每年有两百万患者需要进行器官移植,而可供移植的器官只有两万个,在过去的五年,有1万名美国人因等待移植器官而死亡。随着人类寿命的延长,供体不足的情况将越加严重。自体组织移植,尽管不存在免疫排斥,但必须牺牲人体正常组织来修复病损组织,在病损组织修复的同时,又形成了另一新的组织缺损,是一种以创伤修复创伤的治疗模式。自体组织移植也同样会受到供体来源有限,而不能满足大面积组织、器官缺损修复的需求。人工合成代用品尽管具有不限量的优势,但植入后易导致异物反应,继发感染而最终被排出体外。因而上述治疗方案最终仍难以修复受到损伤的组织或器官使之功能得到长期恢复。那么,如何从根本上解决组织、器官丧失和功能障碍是科学界特别是生命科学所积极努力和探索的重大课题。
本研究成果所开发的皮肤组织工程支架材料是以天然胶原作为主要研究对象,复合壳聚糖等其他天然或合成生物可降解材料,采用仿生学的方法,制备得到双层皮肤支架材料。通过理化性能测试、体内外降解实验、生物学实验以及动物实验,测试了支架材料的生物相容性、理化性能和降解性,并优化了支架材料的组成和结构,同时确定了不同形态支架的加工工艺,掌握了材料与细胞之间的作用机理。
经动物试验研究表明,本项目开发的生物材料具备以下功能 :(1)生物材料能使细胞粘附并生长 ;(2)材料及其降解产物不会引起炎症及毒副作用 ;(3) 材料能加工成三维结构 ;(4) 材料孔隙率不低于90%,保证了细胞-材料作用能大面积进行,提供了细胞外再生的足够空间 ; (5) 在完成组织再生后高分子能较好地被机体吸收 ;(6) 高分子支架的降解速率与皮肤组织细胞再生速度相匹配。另外,项目的技术制作工艺还使支架材料形成致密的表层可以防止细菌入侵及体液的快速蒸发,多孔的内层有利于组织的长入。值得一提的是,本研究采用无机纳米银颗粒增强胶原―壳聚糖复合材料的抗菌性,具有较高的抗菌效率,在7天内持续抗菌,并能减少换药过程中二次损伤给病人带来的痛苦。
项目持有者
张其清 博士,教授,博士生导师;主要从事生物材料、组织工程、生物纳米技术和控制释放药物体系研究、产品开发和指导研究生工作。
2002年12月受聘于厦门大学生物医学工程学特聘教授、博士生导师、厦门大学生物医学工程研究中心主任、医学院副院长。现任中国医学科学院、中国协和医科大学生物医学工程研究所党委班子成员、所学术委员会委员、所高级职称评审委员会委员;中国医学科学院生物医学工程研究所生物材料及人工器官研究室主任;厦门大学生物医学工程研究中心主任;福建省生物医学工程重点实验室主任;福建省生物医学工程重点学科负责人;厦门大学医学院副院长、学术委员会主任;厦门市生物医学工程技术研究中心主任等职。
技术专家点评
潘仕荣 教授,博士生导师。1966年天津大学高分子专业本科毕业,1982年华南理工大学材料研究所高分子专业研究生毕业,硕士学位,现任中山大学生物医学工程专业研究员,博士研究生导师,中国生物医学工程学会生物材料理事。1981年从事生物医学工程和生物材料的科研与教学工作,主要研究方向为抗凝血材料和生物降解材料及其医学应用。
目前,治疗烧伤、烫伤、交通意外等所致的皮肤缺损时,医生最常采用的治疗方式都是“拆东墙补西墙”的办法,主要是从被烧伤者本身的正常部位提取皮肤。当遇到皮肤烧伤面积较大的患者,自身可以用来移植的完整皮肤有限时,医生不得不采取先移植一部分植皮,然后让患者自身重新长出新皮肤后,再进行第二次、第三次……皮肤移植。这也意味着患者不但要历经数个周期的治疗,并承受着昂贵的医疗费用和数次身体疼痛的折磨,而且还要让患者在治疗创伤的同时又添新伤。但是,当遇到有些烧伤面积严重到自身无完好皮肤可以移植的患者,医生只好采取异体皮肤移植的办法,或采用亲属皮肤甚至猪皮。这种异体移植,很容易产生异体免疫排斥反应,易造成移植后的皮肤坏死,而且异体器官的来源十分困难。若采用的异种器官为猪皮,那么免疫排斥反应会非常严重,且这些治疗方法因价格十份昂贵,一般患者无力承担,最终只好放弃治疗,故寻找一种理想的皮肤替代物是临床上一大急需解决的难题。
目前,由厦门大学生物医学工程研究中心张其清教授课题组开发出的“医用复合型组织工程支架材料”成果,其利用从贝类、螃蟹壳、虾壳等海产品中提取出的壳聚糖材料,与其他天然材料复合,制成多孔且具有生物活性的新型医用组织工程支架材料,并用从人体内不同组织器官中提取出的种子细胞,一同在体外环境构建出具有生命功能的组织器官后再植入到人体内,从而可对病缺损部位进行治疗性修复。同时,该项目还系统研究了皮肤组织工程的种子细胞、体外构建技术、修复皮肤缺损、冷冻保存等一系列基本科学问题,并开展了利用组织工程皮肤替代物修复动物皮肤缺损的临床前实验研究。经动物全层皮肤缺损的修复实验表明,构建的组织工程皮肤具有创口症反应轻,抗菌性能和组织相容性良好,并能促进创面愈合等优点。该人工皮肤在组织学和功能上完全接近天然皮肤,具有分化良好的表皮层和真皮层,有一定弹性,可随意移动、剪切、缝合、移植手术操作简单,适合于较大面积移植,并且能够抵抗胶原酶消化,在体内能够自然降解。其组织相容性好,能永久性地覆盖创面,具有很强的抗感染能力,移植成功率高,减少抗生素的应用,减轻病人的经济负担,特别值得一提的是移植后换药次数少,术后护理也简单,避免了反复手术。另外,病人在移植成功后,创伤形成的疤痕很小,能够达到较好的美容效果。研究结果基本解决了组织工程皮肤产业链上一系列关键科学问题,为皮肤组织工程的产业化奠定了坚实基础。
厦门大学这项研究成果标志着我国在组织工程皮肤领域已经达到了国际先进水平,是继组织器官移植及重建手术之后,治疗病缺损组织器官的第三种手段,是一项既有理论意义又有重大应用前景的成果,适合于治疗大面积烧伤、慢性难愈合性溃疡及肿瘤切除后的皮肤缺损,其市场前景广阔。
市场专家点评
卢世璧 中国工程院院士,著名骨科专家。现为中国人民总医院主任医师、教授,骨科研究所所长。
卢世璧院士于1958年调入中国人民总医院骨科,历任骨科住院医师、主治医师、副主任医师、副教授、主任医师、教授等。现任国际生物材料科学与工程院士,华裔骨科学会理事,中国残疾人康复协会理事长,中华医院管理学会医疗技术应用管理专业委员会主任委员,中国医药生物技术协会骨组织库分会主任委员,北京生物医学工程学会理事。
如何加速伤口愈合并消除疤痕和肢体在大面积烧伤后自体皮源不足的情况下及时覆盖创面、减轻创面收缩和疤痕增生是目前临床医学亟待解决的问题。厦门大学生物医学工程研究中心张其清教授课题组开发的组织工程化人工皮肤正是解决这类问题的根本途径。
据统计,每年全世界由于炎症、溃疡、外伤、烧伤、肿瘤手术后以及先天性畸形等原因造成的皮肤缺损和异常病例不胜枚举。仅在中国,每年仅因烧伤和溃疡导致的皮肤缺损病人超过2500万人,其中每年需要皮肤移植的病人超过300万人。由于组织工程产品具有巨大的潜在市场,近年来,国际上一些大的企业和制药公司纷纷开始进行组织工程产品的研制,据调查,美国研制组织工程产品的市场销售量每年增加22.5%,而国内在此方面的研究尚处于起步阶段,目前尚无相关产品。国外同类人工皮肤的市场售价为每张2万元人民币(每张大小 :10cm X 25cm)。就国内而言,目前天津市场使用的同各异体皮 1.5元/cm2 ,北京市场使用的脱细胞异体真皮 18元/cm2,猪皮2元/ cm2。当然各种皮肤及代用品价格各地或有不同,仅以天津地区为例,一位中度烧伤病人治疗费约为3万~5万元,重度烧伤病人治疗费约为5万~10万元。按一个适应症病人每年消耗1000元组织工程化人工皮计算,一年可创产值60亿~120亿元。
另外,我国是一个人口大国,随着汽车工业的发展及体育运动的普及,由意外造成的伤害不断增加并向青年组发展,由肿瘤、感染、生理功能减退以及其他病因导致的组织缺(病)损的发病率也很高,所以该产品的市场需求量大且呈上升的趋势。
厦门大学的这项具有自主知识产权和兼具理论和实用 价值的项目成果,经试验表明,其构建人工皮肤的方法简单、技术路线成熟稳定,标志着我国在组织工程化皮肤的研究领域已经进入了国际先进行列。厦门大学研制的人工皮肤一旦产业化,其价格可在每张0.1万~0.3万元人民币范围内,只为进口产品的一半。据市场调查,美国每年的烧伤病人比例为1‰,欧洲每年的烧伤病人比例为3‰~5‰,由此可见,人工皮肤的市场需求量非常大,而我们可以凭借低廉的价格优势参与国际竞争。
投资专家点评
冯 恂 金融学博士,国联证券研发部总经理。
证券市场六年的工作经验,具备敏锐的洞察力,良好的分析判断能力,优异的团队管理能力。
目前国联证券研发拥有金融工程组、行业公司组和核心客户组三个研究服务团队,与行业监管部门、社科院金融研究所、证券时报和券商、基金等建立良好合作关系,并逐步在业内树立良好声誉。
医用复合型组织工程支架材料的开发是一项国际前沿课题,它是运用生物医学工程学等的方法和技术,将种子细胞、支架材料以及生物活性因子等结合起来,在体外构建具有生命功能的组织器官,然后再将构建的这种组织器官植入到体内,用于病缺损部位的修复治疗,目前,发达国家都投入巨资开展组织工程产品的研发。我国“十五”、“十一五”规划也将组织工程列入重点发展的领域之一,是“973”、“863”、支撑计划等资助的重要方向。
该项目的主要技术成果――复合型组织工程化人工骨和组织化人工皮肤支架材料以及在体外构建了组织工程化的组织器官,从目前的行业发展情况来看,该成果在胶原、壳聚糖材料的选择和研究方法及技术路线等方面都具有较为明显的创新,已经达到了国际先进水平。并且福建省是海洋大省,贝壳类海产品极为丰富,支架材料的来源非常广泛,这样其成本比现有的合成材料要低三分之二,发展这一项目具有得天独厚的成本优势。更为重要的是厦门大学拥有该产品的独立知识产权,为未来产业化生产奠定扎实基础。
美国已经有多个人工皮肤产品,并占据了许多国家的市场份额。日本也计划两年内实现人工皮肤技术的国产化。我国虽然在皮肤组织工程方面也取得了许多成绩,但离人工皮肤的工业化还有一段距离。从现在看来,新技术对我们产业的注入度还比较低,虽然我国的科研未落人后,但这一领域的产业体系还没有完全形成,高技术材料和制品市场90%以上都被进口产品占据。华西口腔医院每年采用的几百颗人工种植牙和近百克人工骨,均为进口产品。从先进的实验室技术,到真正有市场竞争力的产品,目前国内还是有一段距离的。现在的局面是 :研究人员不是专业经营人才,加之资本有限,产业化过程中难免小打小闹 ;而企业独立研发又难以突破技术瓶颈。
而该项目目前仅仅是部分组织在动物实验中获得成功,未来还面临着临床试验的效果考察及如何与国外产品竞争等市场开拓情况。这些问题都尚属未知,而且组织工程化器官的临床应用标准也有待建立与健全,这些都是技术推广与产业化发展所面临的巨大挑战和难题,同样都需要时间。另外在这一段时间内,也可能会面临被新技术或新工艺(例如对复合组织器官构建探索的新成果)所替代的变数。从投资的角度来说,虽然该项目的市场前景和发展方向广阔,但是需要较长的投资时间,并且伴随着一定的投资风险,真正落到产业化需要科研人员与企业家联手共同解决。
阅读完张其清教授的成果项目“医用复合型组织工程支架材料”后,我不禁将之与一个名叫夏莉女孩的经历联系在一起,这是一个曾经备受社会关注和让人感动的故事,故事的起因就是源于主人公夏莉被泄漏的天然气爆燃而致重度烧伤。据报道,当时的夏莉已经面目全非手严重变形,两个眼睛红肿得像灯笼,全身都贴着纱布。医院的鉴定是,她上身和四肢是深二度烧伤,创面正好占了全身的一半。
亲生父亲的抛弃和养父母及社会的关心暂不赘述,烧伤对其影响是我今天所联想到的。对烧伤病人来讲,每次手术不是最痛苦的,因为可以麻醉,但最痛苦的,一是怕感染,只要创面存在一天,危险就存在一天 ;二是留下永恒的创伤,由于当时的资金和技术因素,夏莉只是度过了危险期,创面复合了,脱离了生命危险,却留下了疤痕。经过自己坚强的毅力,已经拿到硕士学位的夏莉准备步入职场时,却因为容貌“吓人”而一再被拒之门外。
我在想,如果当时夏莉有足够的资金支付医药费,那么可以到国外接受组织细胞再生手术修复,也许不会留下一张“吓人”的容貌。但当时的境况是亲生父亲因不堪医疗重负偷偷溜走,是养父和社会的关心和支持才使得脱离生命危险,所以期望高额的资金支持是不现实的。我又在想,当时的医院,在得知夏莉的情况后,不但竭力治疗,而且减免医疗费。如果当时医院拥有了具有生物活性的新型医用组织工程支架材料技术,那么肯定会用于夏莉的创伤修复,也就没有因烧伤留给夏莉永恒的伤痛,夏莉可能在拿到研究生证书后走上工作岗位。办公桌前的她,嘴角挂着甜甜的微笑……
1 临床医学工程服务存在的伦理隐患与分析
1.1 来自医院内部伦理隐患
1.1.1 责任担当的错位
责任担当得当是确立正确伦理关系的基础,责任担当错位则很难维系良好的医患关系。从现行的医学伦理道德规范看,主要是规范医护人员与患者之间的关系,作用于患者的医疗器械产品的责任担当是由其使用者医护人员来实现,如在诊疗过程中由于医疗设备故障或质量缺陷导致的医疗事故,被患者追究责任的首先是医护人员。但是,医疗器械产品是基于物理学、微电子学、计算机科学等领域的知识、技术实现对患者的诊断与治疗,按照现行医护人员的知识结构,客观上无法实现医疗器械产品作用于患者的所有责任担当。特别是由于医疗设备故障或质量缺陷导致的医疗事故,单方面由医疗器械产品使用者医护人员实现其责任担当,则显得责任错位。临床医学工程服务符合医学伦理要求,医学工程技术人员具有良好的专业技能、责任意识、职业道德并完成对医疗器械产品故障、质量特性、不良事件等要素的责任担当,才能够实现正常的医患伦理关系,最终才能完成或体现医护人员对患者的责任担当。
1.1.2 医学工程技术人员的作用得不到重视
医学工程技术人员承担着医疗器械产品使用的技术支持任务,如维修、使用培训等,其作用理应得到医院管理者和医护人员的重视。但受中国传统社会文化观念影响,医者为尊、医者为上的思想根深蒂固,医院管理者和医护人员对服务于医疗工作的其他人员常常不屑一顾,医学工程技术人员的作用常常得不到应有的重视。另一方面,中国医院管理者和医护人员一般不同时具备工程技术理论知识,对医学工程技术人员发挥的作用没有予以正确理解。一些医生和医院管理人员甚至认为医学工程技术人员是低水平的维修人员,临床或辅诊专业人员也很少征求他们的意见。当医院管理者、医护人员不重视或不理解医学工程技术人员的作用,不提供实现他们作用所需要的职权支持,也就无法实现其应有的责任担当,最终还是会影响医患之间的关系。这种对医学工程技术人员工作的重要性及专长的不正确看法及对他们工作任务和作用的不理解,是导致对医学工程技术人员的待遇、继续教育、个人发展等得不到重视的一个基本诱因。当出现属于医学工程技术人员责任问题时,甚至可能就逃之夭夭而不主动承担责任。因此,医学工程技术人员在医疗工作中的作用得不到重视是一个潜在并十分危险的伦理隐患。
1.1.3 受制于卫生政策制度和行业文化机制
临床医学工程服务没有列入医学伦理责任规范,医学工程技术人员没有所需要的职权及制度上的支持,其伦理制约和责任担当可能就难以实现。从现行行业管理机制和卫生政策制度看,还仅仅把诊断、治疗的责任范围理解为医生、护士、技师等诊断、治疗直接相关的人员,不认为医疗服务的责任与医学工程技术人员密不可分;从现行医院文化价值指向上看,医学工程技术人员做出的贡献和发挥的作用,在医疗服务人员群体中的认同度较低,或不认为医学工程技术人员在医疗服务中的贡献和体现的价值是医学人文精神的体现。这种医学工程技术人员对医疗服务的责任不担当、对医疗服务的贡献和价值不认同,可能导致对他们工作的医院不负责任,进而导致对患者乃至社会不负责任。因此,落实医学工程技术人员责任担当,认同他们对医疗服务的贡献和价值,建立适用的医学工程技术人员伦理道德规范,具有同等重要的作用。
1.2 来自医院外部伦理隐患
1.2.1 医疗器械供货商方面
医院需要依靠医疗器械供应商提供临床医学工程服务,如新技术产品推广、新设备的安装与调试、使用方法的培训等。从目前医疗器械供应商销售管理看,主要为贸易性公司,当地药监管理机构办理医疗器械经营许可对其营销人员并无专业化要求。临床医疗服务需要把具有安全性、可靠性和准确性的产品用于患者,而作为供应商是推动医疗器械产品用于患者基本路径,非专业性的营销即是非伦理性因素。另一方面,追求营销成功率和市场占有率是销售管理基本方法,在现行医疗器械产品销售过程中,部分供应商或销售人员不实事求是介绍产品性能,或只讲产品可行性、不讲产品风险性,或夸大产品功能和疗效,甚至在医疗器械招标中存在虚假应标的行为,是非伦理性的。即使供应商具有对患者、对社会高度负责的态度,愿意高薪聘用医疗器械专业人员进行营销或咨询服务,但现行中国高等院校医疗器械专业毕业生主要流向还是科研教学机构或部分国际知名医疗器械企业集团,多数医疗器械销售公司难以吸纳专业人才从事其营销或相应的咨询服务[3],非专业化营销还将在一定范围内存在。从这个意义上说,医院医学工程技术人员具有专业化能力和伦理意识,对遏制来自供应商方面的非伦理性和非专业化的营销,从根本上保证社会公众健康权益和利益,具有重要作用。
1.2.2 医疗设备维修方面
医院自行进行的维修保障并不能满足需求,供应商或第三方的维修服务是维系医院医疗设备运行不可或缺的因素。现阶段供应商通常将营销和维修分开管理、分别核算,并且将公司的维修盈利能力与个人收益挂钩,这一机制促使其维修机构以营利为目的,在实施维修过程中采取各种方式或手段谋求盈利。另一方面,由于供应商对医疗器械产品的技术垄断或技术专有性,医院依赖于供应商的维修服务。供应商方面也看好医院医疗设备维修这个可以盈利的市场,当某医院CT 出现故障,患者排队等候检查,院方要求供应商尽快到现场进行维修,但他们并不是从救治患者角度考虑尽快实施维修,而是要求医院先行预付维修款项,后实施维修,从而耽误患者的诊断与治疗。如果医院采取购买保修的方式,高额的保修价格同样会抬高医疗服务成本,增加患者负担。甚至一些维修供应商或第三方维修机构认为医院用户不懂得设备原理,蓄意夸大故障原因,胁迫承担更多的维修费用,提高其盈利水平。无论哪种方式,高额的医疗设备维修服务成本最终也是转移到患者身上,损害患者的利益,背离医学目的,是道德的缺失。规范医疗器械产品的维修管理,使其获利合理,减轻患者负担,是医学工程行业需要研究解决的问题。
1.2.3 医疗器械产品研制方面
近年来,中国医疗器械产业平均增速在25%左右,医疗器械研制能力得到了加强。但是在临床医学工程服务过程中常常听到医护人员的抱怨:国产质量不如进口的、国产设备不好用。另一方面,中国每年发生医疗器械不良事件至少在4万件以上, 如此高频率的不良事件对患者健康构成了极大的威胁。医疗器械产品最终作用于人体,将存在设计质量缺陷的医疗器械产品投放市场一定是不道德的。由于医疗器械市场准入制度的要求,中国已经建立了医疗器械注册检测与临床试验机制。但是医疗器械注册与临床试验前的伦理学审查不涉及产品设计要素的质量审核,主要是安全性和有效性验证或评价,不易发现产品内在设计的质量缺陷。一个正常使用、正常运行但人体工效学设计存在缺陷的医疗器械产品用于临床,仍然可以给人体造成伤害,为此中国也建立了医疗器械不良事件报告制度,但不能够从根本上解决产品质量问题。设计质量是产品质量决定要素,医疗器械产品研制涉及的安全性和可靠性设计没有进行伦理学审查的路径或规定,是一个潜在的伦理隐患。
2 对策研究
2.1 制定临床医学工程服务伦理公约
临床医学工程服务是使用医疗器械临床诊断与治疗的依靠,其伦理缺陷的危害不但可能导致其本身的机制和功能的显性或潜性退化,还会影响医院伦理机制整体作用,给患者乃至社会造成危害。需要建立相应的伦理约束机制来规范临床医学工程服务行为。建立临床医学工程服务伦理公约是维系医疗服务整体伦理秩序的基础。一旦临床医学工程服务失去伦理性制约,特别是部分医疗器械供应商对医护人员采取的非伦理性营销方式,甚至可能扰乱医护人员的思想,最终损害患者利益和权益。制定临床医学工程伦理服务公约显得必要而又紧迫。从临床医学工程服务的学科属性看,其伦理公约可以通过医学工程全国性专业委员、省级专业委员会、军队系统专业委员会等制定并推广实施,具体做法上可以通过入职签约、集会宣誓、专题教育等方式,使得临床医学工程服务伦理公约在医学工程技术人员中入心、入脑。临床医学工程服务伦理公约的形成,需要构建相应的伦理道德标准,使得其伦理公约具有公信力。
2.2 构建临床医学工程服务伦理道德标准
依靠医疗器械产品实现对患者的诊断与治疗是现代医学的一个特点,临床医学工程服务同样在促进患者健康、追求和促进医学目的的实现,构建临床医学工程服务伦理道德标准显得十分重要。同时,临床医学工程服务伦理道德责任规范应朝着职业化的最高标准发展,并且医学工程技术人员的地位和作用也能通过建立高标准的职业道德规范而提高。因此,建立其伦理规范应首先考虑满足临床需求、维护患者健康权益和利益、实事求是、诚实守信、不留隐患、保证患者及时诊断与治疗、得利合理、突出质量与安全等方面。具体内容拟另文探讨。
2.3 强化对医疗器械产品供应商的伦理管理
2.3.1 建立医疗器械供应商专业化许可机制
医疗器械产品的应用关系到公众健康和安全,营销又有重要的引导性,非专业性的营销需要加以制止。而医疗器械新产品需要通过营销方式使得医务人员了解其临床作用机制,医疗器械供应商的专业化营销又至关重要。因此,对医疗器械供应商进行专业化许可成为一种必然要求,如核发医疗器械经营许可证时,要求医疗器械供应商具有与营销产品一致的培训记录,核查医疗器械供应商医学工程专业人员的数量能否满足经营产品的营销要求等。甚至可以探讨依据专业能力和水平建立医疗器械供应商等级制管理机制。
2.3.2 建立医疗器械产品营销人员伦理教育机制
由于医疗器械产品基于工程技术理论与知识进行设计和生产,临床医护人员并不具备分析或辨别产品的能力,十分需要相应专业营销人员的讲解与推广。营销人员实事求是并负责任地进行产品讲解与推广,对医护人员正确选择产品具有重要的引导作用。建立医疗器械产品营销人员的伦理教育机制,对营销人员进行医学伦理教育,树立对患者、对社会高度负责的态度,应成为对医疗器械供应商伦理管理基本内容。
2.4 建立医疗器械产品研制(设计)伦理审核机制
医疗器械产品设计者需要从患者角度充分考虑医疗器械的安全性和可靠性;医学工程类科研项目的立项应有伦理学专家或临床人员审核其科研项目的伦理符合性。这两者已经是医学工程领域课题研究和现代医学伦理学研究不能回避的。国家鼓励医疗器械产品创新,发展民族医疗器械产业。医疗器械产品研制人员自身应具有医学伦理意识,懂得符合法律及伦理责任的设计和测试标准,熟悉医疗器械产品研制伦理学审查的途径。特别是医疗器械产品研制(设计)人员对其产品可能出现的危险、事故及滥用应具有预见性,需要了解产品使用者的可能行为及使用产品的可能环境,并考虑如何提醒设备使用者错误使用时可能出现的危险及危害,如设计专用监测软件控制危险值的上下限并报警等。医疗器械产品研制(设计)人员需要认真设计、测试,并能预测使用危险和事故,从源头控制存在的风险性。但是,现行医学科研管理办法,尚未制定医疗器械产品研制(设计)和医学工程科研立项的伦理审查要求。笔者认为,制定医疗器械产品研制人员到医院临床实习的规定可能是个好方法,可以让他们懂得医疗器械产品设计如何更加适用于临床使用并取得好的诊断、治疗效果,如何更加具有方便性、安全性和可靠性。
2.5 树立医学工程技术人员是健康服务队伍成员的意识
不认为医学工程技术人员是健康服务队伍的重要成员是其作用得不到重视的一个原因,也使得临床医学工程服务面临很多的医学伦理方面的争端,如医学工程技术人员的伦理责任问题。但是随着大量、复杂医疗器械产品应用于临床, 特别是当新的仪器、设备及方法被选择或评价时,临床医护人员需要更多地听取医学工程技术人员的意见,以正确评价相应医疗器械产品对病情分析和治疗的适应性。还有如信息科工程师掌握有关患者技术数据,这些信息可能影响患者治疗进程或者中断一些濒临死亡的患者的治疗。其次,医学工程技术人员(含厂家工程师)还要培训医生、护士及其他专门使用仪器的人员,甚至在医疗设备配置管理方面发表意见。尽管如此,以上方面仍然难以概括医学工程技术人员所有可能的作用。这就意味着医学工程技术人员在技术应用的伦理和实践两方面需要承担重要责任。不认为医学工程技术人员是健康服务队伍的重要成员,不认同他们在患者健康服务方面发挥的重要作用,不符合现代医流。医学工程技术人员应加强自身能力建设,按照新的医疗器械使用质量监督管理办法高标准实施临床医学工程保障。更重要的是,国家有关卫生政策改革、卫生行业管理及医学工程行业自身都应该树立医学工程技术人员是健康服务队伍的成员这样一个基本意识,并明确其伦理责任。
3 结语
(1) 建立医疗器械产品伦理管理规范具有必要性:随着生物医学工程技术产业不断发展,临床使用医疗器械产品的范围更加广泛,成为实施诊断、治疗基本依靠,临床医学工程服务的内涵将不断延伸。应建立医疗器械产品应用伦理管理规范,强化临床医学工程服务的伦理管理,维护患者健康权益。
一些医院寄希望于公司售后服务的打折,通过打折降价的方式减少费用。另一些医院囿于售后服务价格高或响应速度慢等因素,选择第三方服务机构,而又担心第三方服务质量不够过关,影响到设备的应用质量和安全。
生产厂家有时也颇感无奈:医疗设备维修产生的配件采购需要购置成本,厂家还要承担养护整个售后团队的成本。售后部门很难盈利,但医院降价打折的要求又不能忽视。此外,厂家售后团队非常庞大,但分配到各个省份、城市,再到医院就少之又少,一些大型城市和VIP客户医院的维修响应速度还能保证,边远地区就不容易做到了。类似医院和厂家之间的矛盾普遍存在。如何解决,还需从医疗设备维护维修保障模式来分析。
三方维修服务之利弊
医疗设备的维护维修保障服务的提供方主要有三种来源:原厂(Original Equipment Manufacturer, OEM)、医院医学工程人员(In-house)、第三方服务机构(Independent Service Organization, ISO)。在医疗机构中,医疗设备的维修维护通常是几种模式的结合。原厂维修和第三方维修应是对医院自主维护维修的一个补充,可以帮助完成医院工程技术人员不能完成的检测与预防性维护工作(IPM)和维修工作(CM)。这些外部服务供应商应该在医院内部工程技术人员的监管下提供服务,以达到服务管理、成本控制的目的。
但是,这种以医院自主维护为主,外部服务商服务补充的模式在近些年内受到巨大挑战。由于医疗器械市场的激烈竞争,原厂维修和第三方维修与医院内部医学工程部门抢占维护维修市场。外部服务商提出了各种保修和维修的模式,要为医院提供全面的维护与维修工作。一些医院管理者或设备使用者也觉得,外部服务供应商虽然价格昂贵,但是解决问题能力强、服务效率高,如果从设备故障期间耽误的隐性收入综合考虑来看,整体费用也不算高。与此同时,院内工程技术人员的维修维护工作由于得不到相应的培训与实践,水平逐步下滑,维护维修工作在工程技术部门的比重逐步减少,很多优秀的工程技术人才流失。
那么,在新时期,医院工程技术人员的维修维护工作真的可以被取而代之了吗?
2014年,由卫生部医院管理所牵头,内蒙地区医疗设备质控中心组织开展了一个工程技术人员“能力建设”的培训项目。项目挑选了16家医院的工程技术人员,由合作单位奥林巴斯公司针对消化内镜做了80个课时的技术培训,培训内容包括消化内镜的原理、结构、清洗消毒步骤、日常检测及维护保养、故障现象以及解决方案等内容。培训后的工程技术人员可以完成消化内镜的日常检测,可以监督医护人员的日常操作与清洗消毒并进行培训和技术指导,可完成简单的维修工作,也可以配合公司的技术人员作现场分析判断,节省大故障的维修时间。
在随后开展的消化内镜质控工作中,工程技术人员严格按照质控方案,认真完成检测、维护、巡查和技术指导。经过半年的实践,整体效果非常明显,医院用于消化内镜的维修费用大幅减低。以一家医院为例,在实施质控之前,半年的维修费用为13.4万元,包括1次大修、2次中修和3次小修;实施后这6次维修变为1次中修、2次小修和3次维护保养,维修费可降低至3.4万元,直接费用节省了10万元。再分析故障减少后节约的误工费用,按这家医院常规诊疗次数和收费,节约的间接成本达到11万元,两项费用半年共为医院节约21万元。
自主预防性维护大有可为
通过预防性维护可以大幅降低费用,这样的效果验证了国外经验以及世界卫生组织(WHO)提出的建议。世界卫生组织在《Medical equipment maintenance programme overview》(《医疗设备维修方案概要》)文件中提出,发展中国家应开展检测和预防性维护(IPM),通过定期检定以及校准、部件更换、、清洁等预定活动,可以延长设备的寿命并预防故障。这种模式已在发达国家医疗机构有了较好的实践。
这种模式也同样是很多医疗设备制造商乐于见到的情景。通过培养医院工程技术人员,使他们肩负起医疗设备日常维护的任务,可以大幅降低医疗设备故障,提高设备的应用质量,也提升了产品的口碑。另一方面,医疗设备故障的降低,可以帮助生产厂家降低售后团队的成本,尤其是在地域跨度大、产品占有量少的地区,可以大量节省售后人员差旅费的支出。越来越多的生产厂家也看到这种模式在中国的发展前景,开始尝试配合医院开展技术培训和预防性维护工作。
医院医学工程技术人员是这种模式的关键环节。一个合格的医学工程师应当具备生物医学工程高等教育背景,接受过生物学、生命科学、电子学、医学以及工程物理等知识的系统学习,参加工作后还需参加专业设备技能培训,才能具备维护维修能力。按一个医院工程技术人员培养成本来计算,以CT为例,一个工程师做好CT的预防性维护工作,每年节约一个球管不是难事,而一个球管的价格可以支付这个工程师十年的工资。
1研究生教学内容和模式的创新与实践
当前教学体系存在的主要问题:口腔医学研究生课程内容或多或少存在与本科课程的交叉重复,研究生部分课程内容的高深层级性只是体现在对本科生课程内容上,难以体现不同层次人才培养在课程设置上的递进性,客观上降低了研究生的课程要求,影响了研究生培养质量。口腔研究生阶段课程设置的涵盖面较窄,课程体系相对局限于特定学科范围之内,如专业选修课的设置多数按三级学科设置,不能很好体现知识扩展的功用,导致研究生知识面的狭窄,研究视野受到很大的局限。此外,授课方式仍然以课堂讲授为主,过多强调教师在教学中的主导地位;在对学习效果的评估考核上,考核的范畴更多地限于教师讲授的内容。教学目标的改革:坚持把研究方法的学习和练习放在首要位置。熟练地掌握研究方法是科研能力的核心要素,能够直接决定一项科学研究的质量,所以应该坚持把研究方法的学习和训练作为重要的一环。作者在课程学习的早期阶段开设研究方法学课程,向研究生介绍研究的一般程序、基本原则和基本方法,学习如何提出问题、如何查阅文献、如何收集材料、如何分析数据、如何得出结论、什么是合理借鉴与引用等等。教学内容的改革:开设跨学科、跨专业课程。当前的研究生课程各个学科间的相互渗透、交叉、继承性和综合性都表现的极为突出,知识界限也日趋模糊,课程设置应多样而灵活,才能使研究生具有全面的知识结构,激发研究生的创新意识,提高其创新能力。作者在医学院公共学位课中,也开设了《诺贝尔奖论文剖析》等课程,受到研究生的广泛欢迎;在专业课方面,在我国国内较早开设了《口腔分子生物学与口腔实验动物模型》、《口腔颌面部发育生物学与再生医学》及《口腔生物材料学》等口腔医学研究生“十二五规划教材”课程,初步实现了从传授型课程向创造型课程的转变,提升了研究生科学思维和创新思维的能力和水平。教学方式和评估体系的改革:努力改变研究生被动参与教学的情况,提升其学习的主动性。在授课上主要采用专题讲座、论文和综述汇报、专题讨论、学习班等方式,着重提出“以干促学”、“以干代训”的理念,即针对研究生科研工作的实际需求,组织教学活动,促进其学习知识的主动性。如针对文献管理,组织研究生参加本校图书馆举办的《NoteExpress学习班》,针对临床研究,组织了《Cochrane-Style系统评价培训班》,针对SCI论文写作,组织了《SCI插图规范化操作研讨班》,针对基因组学、蛋白组学等前沿研究,邀请校内外专家及著名生物医学厂商举办各种学习班等等。这些工作不但提升了研究生学习的热情和效率,还促进了作者所在医院的科研产出,很多研究生也据此获得了“光华基金”、“吴世华基金”及“国家奖学金”等奖励和荣誉。
2研究生创新平台建设的创新与实践
研究生培养平台的不足:近年来,各种大型精密仪器在高校逐渐普及,然而,硬件设施具备了,相应的管理工作却没有跟上,取得的效果却并不理想。首先,某些专业性很强的仪器被不科学地安置于常规实验室中,使它们不能被充分利用,即使应用,也大大降低了其在科研中的价值。其次,研究生进入实验室做实验,由于实验技术人员的缺少及精力所限,使研究生缺乏正规的指导与培训,即便是技术人员,也存在专业水平差,对新技术、新方法掌握不熟练等问题,不能正确引导研究生分析和思考在科研实践中遇到的理论或技术难题,这些都直接地影响了研究生创新能力的提高。整合现有研究生创新平台:在西安交通大学“行动计划”的支持下,作者及所在团队整合了当时医院的3个研究所组建了统一的“口腔医学研究中心”。研究中心建设的基本原则是“三个集中和一个避免”:①集中实验区域;②集中设备和材料,将原有实验室的全部设备和材料无偿划拨给实验中心;③集中人力,采用引进、培养和调整的方针,建立了一支专职的研究和管理队伍,即中心实验室不但要有设备还要有思想;④避免重复建设,与校内其他平台建设交流,共享大型设备,节省资金用于必需设备和有特点的设备的购买。该医院实验室由专人负责日常的维护和管理,研究生进入实验室之前进行培训,并针对每个研究生开设课题方向进行实验技术指导,使其基础实验能力与理论水平相匹配;同时,要求研究生学会详细观察实验的现象、综合分析实验的结果,切实提高了其实验的操作能力。搭建校企产学研战略合作平台:实践证明,遵循“临床到实验室再回到临床的道路(bed-beach-bed)”的转化医学规律的产、学、研联合,无疑是一种非常好的研究生培养模式。咸阳西北医疗器械(集团)有限公司是目前我国规模最大、综合实力最强的口腔医疗器械专业制造厂商,经过较长时间酝酿和深入磋商,作者所在医院已与其初步搭建了一个校企产、学、研战略合作平台。目标是在口腔医疗设备器械领域开展更广泛的技术合作,旨在实质性地加强高等学校与企业间的密切合作,积极开展口腔医学工程技术和相关医疗设备的开发和应用研究,研发具有自主知识产权的、高科技含量的先进仪器技术,促进向先进产品的转化。合作除了可充分发挥该院口腔医疗特色及优势,面向区域服务地方,不断提升区域创新能力,实现自身发展和区域发展良性互动之外,还可以共同培养研究生,并为他们提供科研实践的最好基地。
3研究生交叉、开放式培养模式的创新与实践
3.1研究生传统培养模式的弊端
单一导师制:我国的研究生招生规模逐年扩大,导师少、研究生多的结构性矛盾日益突出,单一导师制带来的弊端日益凸现。首先,师生人数比例失调,严重制约了研究生培养质量的提高和研究生知识水平的发展;其次,为了满足研究生教育的需求,各个学校都降低了硕士生、博士生导师的遴选标准,导致研究生培养质量出现参差不齐的现象;最后,知识时代的学科交叉性要求研究生具有宽广的知识面,而单一导师的知识局限性会导致研究生学习范围过窄、知识结构不宽,单一导师制度已经无法适应当前科学技术多学科交叉融合发展的趋势。研究生培养模式封闭:目前的研究生教育仍然满足于传统意义的教学与科研上,医学院临床医学和基础医学的区分较为严格,造成在招生方面,由于就业容量的限制,口腔基础医学招生较为困难;而口腔临床医学专业的研究生,又对从事基础研究缺乏积极性,因此,培养出来的学生也不可避免地存在医学创新能力上的不足。在封闭的培养模式下,优秀的研究生教育资源,包括导师资源、课程资源、科学研究试验条件等无法在国内各高校之间相互开放,更缺乏国际学术交流、讲座、合作科研等培养研究生所不可或缺的国际性育人氛围和环境。
3.2以学生为主体的、多导师合作制的改革
在研究生培养教学中,导师对研究生培养质量起着举足轻重的作用,如何保持导师队伍的质量是保证研究生培养质量的关键。为提高口腔医学研究生的培养质量,充分发挥导师的指导作用,作者所在医院采用合作导师培养模式,建立合理的导师引入机制,并不断探索研究生培养的“导师负责制”、“导师组”、“合作导师”相结合的多元化的研究生培养新模式,以期全面提升学科综合力。在学科交叉的氛围和环境中,激发学生的创新思维,拓宽学生的知识面,进而提高研究生的创新和实践能力。尤其是该医院与西安交通大学的基础研究和材料学院等相关研究教师合作,共同指导研究生完成课题研究,这种校内跨学科合作导师模式,既可以让学生掌握系统化的专业理论知识,开拓了思维,又发挥学校不同学科的综合优势,并且直接推动了该医院交叉学科“口腔生物医学”的成立。西安交通大学口腔医学与生物学、基础医学、临床医学、材料科学与工程和生物医学工程等多学科共同建设“口腔生物医学”交叉学科博士点,依托该校优势学科和“医工”结合的优势,为培养具有国际视野和交叉学科思维能力、深谙生物学、材料学及生物医学工程学技术和实验研究方法,并能够从生物学理论的高度解决复杂的社会-心理-生物医学模式下的口腔医学问题的高端医、教、研人才提供了新的思路。
3.3研究生交叉、开放培养模式的改革
为提高研究生教育水准,应当全面开放研究生培养的客观环境,把加强研究生学术活动品牌建设作为提高研究生创新能力和培养质量的重要手段。研究生的培养不仅需要加强与其它高校的合作与交流,还应该通过国际合作和交流开拓学术视野,改善研究生教育的学术生态环境。近年来,作者所在医院同美国、德国、日本、挪威等国家的10余所著名大学口腔医学研究领域的国际顶级专家和知名学者建立了广泛的学术交流与课题合作,选送研究生到国外高水平实验室开展科研工作,并取得了一定的成果,为构建以创新为核心的开放式多学科交叉培养机制建设贡献了力量。同时,为推动创新人才的培养,吸引研究生优秀生源,鼓励和支持优秀研究生从事科研创新研究,学校设立“西安交通大学口腔医院科研创新基金”,各项目资助经费已经开始在研究生科研活动中发挥效应,对研究生创新能力的培养和训练起到了激励和支持的作用。此外,还广泛招收国际留学生,在国际研究生的创新性教育方面积累了相当多的经验,扩大了该医院的国际知名度。实践证明。只有通过以创新能力为核心的交叉、开放式研究生培养模式的探索和一系列创新举措的实施,才能构筑与高水平研究型大学相适应的开放式研究生培养体系,不断提升研究生培养质量和创新能力。
4结语与展望
关键词:大数据;海量存储;数据挖掘;标本库;医学生物信息;数据挖掘
随着信息技术在医学临床和科研中的应用,临床医学、生物学、信息学发生了一次交叉融合, 这种以生物大数据信息是未来生物医学研究发展的核心点。这种以海量、高维度、数据变量复杂、为特征的数据结构, 需要我们在传统的医学基础之上集数学、统计学、工程学、计算机信息科学的交叉综合、理论和实验相结合,建立新的新方法和手段。使得我们的临床医学模式从经验医学进一步向循证医学转变,无序医疗向着有序医疗发展,医学研究也会进入从发现、研究、验证、应用到再发现、再研究、再验证、再应用的迭代式良性循环过程中。
1实现大数据的大价值是医学信息建设的新目标
信息化时代各行业信息数据量呈现指数上升,医疗行业的数据信息增长更快。经研究表明,未来10年医学数据将高爆式地增长,其增长来源于医院医疗信息运行数据的积累、新的临床信息系统的嵌入(如电子病例系统)、新医疗诊疗设备接入等。随着医学的进步以生物芯片为代表的高通量生物技术的飞速发展,基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学的信息也会涌入医学生物信息领域。这种大量高速增长的数据被称之为海量数据或者大数据(big data)。大数据的特点是海量、高维度、数据变量复杂、分析处理复杂。
随着信息技术在医学临床和科研中的应用,临床医学、生物学、信息学发生了一次交叉融合,形成了生物医学信息学(Biomedical Informatics)。这种以生物大数据信息是未来生物医学研究发展的核心点。我们可以看到,生物医学领域的大数据时代正在来临,其发展将促使我们尽快构建一个实时、便捷、全方位的医学生物信息挖掘和应用系统。在医学信息研究方面,我国还主要处在对医疗流程的信息化管理、质量控制等初级阶段,尚未开展面对"大数据"挖掘的系统研究与应用,但这种研究与挖掘应用必将成为生物医药科学技术发展的趋势。大数据时代的到来,既对临床医生、研究人员、医院管理者、医疗监管机构等都提出了巨大的挑战,也为生物医学研究带来了前所未有的机遇。生物医学领域里科学研究的一个重要发展趋势就是数据驱动。以前进行实验研究的目的是获得结论或者是提出一种新的假设,大数据技术通过对海量数据的研究来探索其中的规律,可以直接提出假设或得出可靠的结论。
当前,以临床医疗信息为基础的计算机信息系统可扩展到多个相联的信息系统,包括:电子病例系统、随访信息管理系统、实验室信息管理系统、生物信息分析系统、基因组学数据库系统、药物临床试验信息系统等,在医学科研与临床应用之间架起了一道不可或缺的桥梁。收集大数据、整合大数据、处理和分析大数据,形成价值密度高、利用价值高的数据资源体系,实现"大数据"的"大价值",是医学信息建设的新目标。
2大数据挖掘将盘活医学生物信息资产
医学生物信息的大数据包括医疗对象以及与医疗对象相关的信息特征集合,生物标本以及与生物标本信息相关的特征集合,这些大数据集带有自己的、潜在的、未被揭示的规律趋势特征,这才是医学生物信息价值的核心所在。这些医学生物信息是我们进行用于人类健康研究价值的资产,研究、分析、挖掘海量医学生物信息就是盘活人类健康研究的资产。数据挖掘,也称知识发现,是盘活这些宝贵的医学生物信息资产的有力工具。
大数据的挖掘和应用不同于传统的采样分析法,它有自身的一些独特特点,如:①大数据挖掘分析与事物相关的所有数据,而非少量数据样本,研究的样本数量趋近于总体数量;②大数据挖掘追求的是效率和趋势,而非绝对的准确性;③大数据挖掘更多关注事物的相关关系而非因果关系,这种信息与信息之间的相关关系会提醒我们某件事情正在发生。
同时,从数据中发现价值的实践也由来已久。横跨数据库技术、统计学和机器学习等交叉学科和技术的数据挖掘是大数据分析的基础,传统的数据分析实践是无法适应大数据的发展的。
近年来,数据挖掘引起了信息产业界的极大关注。其主要原因是,由业务系统产生的大量数据,迫切需要将这些数据转换成有用的信息和知识,并广泛使用于业务中。获取的信息和知识可以广泛用于各种实践应用,包括商务管理、生产控制、市场分析、工程设计和科学探索等领域。数据挖掘利用了来自如下一些领域的思想和方法:统计学、人工智能、模式识别、机器学习等。数据挖掘的很多算法都采用了以上领域中的理论算法、建模技术和学习理论等。数据挖掘也迅速地接纳了来自其他领域的思想,这些领域包括最优化技术、进化计算、信息论、信号处理、可视化和信息检索技术等。数据挖掘也需要数据库系统提供有效的存储、索引和查询处理得支持。源于高性能并行计算的技术在处理海量数据集方面常常是也重要的。分布式计算技术也能有效地帮助处理海量数据,并且当数据不能集中到一起处理时更是至关重要的[2]。
医学生物信息的数据挖掘应用比较广泛,医学样本库领域的应用就是其中的一个实例。通过建立临床医学样本信息筛选和侦测交互信息平台来建立协作样本库和虚拟样本库。建立样本库协作单位的协作机制、严格的样本筛选策略(根据研究项目协议和国家地方相关标准诊断、归转标准[5-7])、应答式的标本收集机制、样本区域内(研究机构、转化中心、医院)权利共享机制,以建立全新模式、响应一致、反应迅速、整齐划一的样本收集研究管理的体系。建设样本从标筛选、采集、管理策略运转的实例,是以一个研究中心结合4~5个医院以及4~5个样本筛选医院,建立研究临床医学转化知识发现和研究验证系统信息平台和建立临床医学样本信息筛选和侦测交互信息平台的基础。
医学生物信息的数据挖掘应用的另一个实例是医学科研。生物医药领域里科学研究的一个重要发展趋势就是数据驱动。以前进行实验研究的目的是获得结论或者是提出一种新的假设,而现在通过对海量数据的研究来探索其中的规律,可以直接提出假设或得出可靠的结论[8]。另一方面,必须清楚的是,大数据作用与价值的重点在于能够引导和启发科研者的创新思维、并辅助决策。简单而言,若是处理一个问题,通常人能够想到一种方法,而大数据能够提供若干种参考方法,将解决问题的思路拓宽、拓广、拓深。当然我们需要在学科知识的结合上下内功,不能单纯依靠智能挖掘技术及工具就能解决大数据的应用问题,实际上我们还要有熟悉掌握和运用智能挖掘技术及工具的业务技术人才,才能在浩瀚的信息资源中遨游,才能真正利用好医学信息这个巨大的资产。
3挖掘和利用医学生物信息的技术方法
医学科学的第三次革命需要在传统的医学基础之上集数学、统计学、工程学、计算机信息科学的交叉综合、理论和实验相结合,建立新的新方法和手段。目前,我国医院信息系统存在着许多问题,集中体现在:医学生物信息内容缺失、信息标准化程度低以及发展目标不明确等问题上。我们建设目的①坚持医疗一线的工作需要,②坚守医学大数据信息资源的理念,③做好大数据收储分析的准备工作。 大数据时代医院该如何挖掘和利用医学生物信息?我们通过与国内外有关数据挖掘的技术专家的合作,总结了医学生物信息的挖掘和利用的一些方法。
3.1数据集成(多种数据源可以组合在一起) 把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中,从而为医院和研究机构提供局部的或全面的数据共享。
3.2数据选择(从数据库中提取与分析任务相关的数据) 根据确定的数据分析对象,抽象出在数据分析中所需要的特征信息,然后选择合适的信息收集方法,将收集到的信息存入数据库。对于海量数据,选择一个合适的数据存储和管理的数据仓库是至关重要的。
3.3数据规约 数据挖掘时往往数据量非常大,在大量数据上进行挖掘分析需要很长的时间,数据归约技术可以用来得到数据集的归约表示,它小得多但仍然接近于保持原数据的完整性,数据挖掘的结果与归约前结果相同或几乎相同。
3.4数据清理(消除噪音或不一致数据) 在数据库中的数据有一些是不完整的(有些感兴趣的属性缺少属性值)、含噪声的(包含错误的属性值),并且是不一致的(同样的信息不同的表示方式),因此需要进行数据清理,将完整、正确、一致的数据信息存入数据库中,否则会影响数据挖掘的结果。
3.5数据变换(数据变换或统一成适合挖掘的形式;如,通过汇总或聚集操作等) 通过平滑聚集、数据概化、规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。对于有些实数型数据,通过概念分层和数据的离散化来转换数据也是重要的一步。
3.6模型运算(使用智能化的算法提取数据模式) 根据数据库中的数据信息,选择合适的分析工具,应用统计方法、事例推理、决策树、规则推理、模糊集、神经网络、遗传算法等方法处理信息,得出有用的分析信息。通过对数据的挖掘,①可以发现数据的历史规律,对过去进行总结;②可以根据数据对未来进行预测,研究者可以根据预测对未来行情趋势做出预判,并作出相关决策。
3.7模型评估 根据某种兴趣度度量,识别提供知识的真正有趣的模式。
3.8知识表示。(使用可视化和知识表示技术,向用户提供挖掘的知识) 将数据挖掘所得到的分析信息以可视化的方式呈现给用户,或作为新的知识存放在知识库中,供其他应用程序使用。使用各种图表、三维地图、动态模拟以及相关的动画技术使原本枯燥乏味的数据变得生动起来。数据可视化把数据以更加直观的形态展现出来,使人们对相关数据做到一目了然。经过上面几步我们就把原先认为毫无价值的数据变成了信息,最后演变为有价值的知识。
对于医学生物信息挖掘系统的建设者(这里包括医院科研部门和信息部门)来说,数据挖掘项目不因该是一个普通的IT项目,不能依照原来信息项目模式建设,更不能理解成为是个管理工具,在项目各个阶段,数据信息每一次挖掘、演绎、分析是建设者和研究者全程参与的艺术性结合。目前对于各行业、各类典型问题的数据挖掘应用,还缺乏标杆模式作为参考。数据挖掘工作更像一个年轻医师,需要通过不断尝试来积累经验,面对如潮水般涌来的海量数据,她必将成为了生物医学研究的支柱技术之一。
综上所述,在今后的发展中计算机硬件性能的巨幅提升和数据库技术的飞速发展,使得企业级大数据量的计算成为现实,数据挖掘涉及的数据量会更大。数据挖掘工具也将越来越强大,汇合的挖掘算法越来越多,并将逐步实现算法的自动选择和参数自动调优,数据挖掘各类算法的巨大潜力将得到充分发挥。
我们设想在不久的将来,生物信息大数据的应用将会改变着医学临床实践。临床医学模式从经验医学进一步向循证医学转变,无序医疗向着有序医疗进一步发展,医学研究也会进入从发现、研究、验证、应用到再发现、再研究、再验证、再应用的迭代式良性循环过程中。古老的医学走到了今天,已经发展成为多学科、多领域结合交汇的领域,生物信息科学、计算机科学和计算应用数学的介入为大数据信息时代开创了新的前景,未来数据资源将会成为极具研究价值的医学资产,而且我国又是一个医学研究资源丰富的大国,我们有理由相信,我们的医学研究者会通过医学生物信息的挖掘和利用,在医学的研究和发展中为广大人民的健康事业做出更多贡献。
参考文献:
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[2]朱凌云,吴宝明.医学数据挖掘的技术方法及应用[J].生物医学工程学杂志,2003;20(3):559-562.
[3]卫生信息数据元.中华人民共和国卫生行业标准[S].VS 363.3-2011.
[4]科学技术部.十二五"生物技术发展规划[S].2011;11.
[5]刘淑珍,骆岩林,黄永峰.基于XML的电子病历存储管理系统的实现[J].医院数字化,2007,22(7):24-26.
[6]孙荣国,贾晓蓉.对我国临床标本库建设的建议[J].卫生软科学,2012,26(9):772.