生物医学信息技术全文(5篇)

[摘要]生物医学是一门新兴的学科，它是应用了生物学、医学和生命科学的理论和方法而发展起来。随着信息技术的高速发展，计算机科学已经深度参与和渗入到生物技术的研究之中了。生物医学应用多属于大规模计算密集型应用，而生物医学研究中也越来越频繁地涉及到大数据存储和高性能集群运算需求技术，所以需要采用大规模的计算环境支持。

[关键词]生物医学；计算平台；管理模式；运行与维护

近几年，随着生物医学应用的飞速发展，大规模生物医学应用计算平台正从传统的以计算集群为基础的网格环境向高性能计算环境快速发展，以承载和支撑大规模生物与医学为中心任务，充分利用其并行运算和大数据处理的能力，为大数据提供高效的处理和分析机制。

一、生物医学计算平台的有效管理

（一）生物计算平台发挥的作用以及工作宗旨

其作为相对独立的辅助部门存在，为教学科研提供保障，最大限度地发挥资源的利用率，提供一流的生物医学计算和存储等服务工作。因此，计算平台是否能够按需求服务，科研和教学用户对平台服务是否满意，如何通过创建和创新服务而为生物医学研究创造更多的价值等一系列问题，依然是需要关注的重点问题。

（二）生物计算平台所面临的建设、运营等主要问题

摘要：在信息化日益发达的时代，大数据也逐渐走入人们的生活中。基于大数据技术的挖掘和分析应运而生，在生物医学研究和临床诊治中广为应用，且发挥了重大作用。大数据为医学研究和诊疗带来便利的同时，也存在很多问题。在进行数据挖掘和分析过程中，一系列的信息安全问题和病患隐私泄露给生物医学发展带来了新的挑战和风险，也对生物医学研究和诊疗的社会公信产生了冲击。生物医学依托大数据、安全智能和态势感知技术，构建了一个基于大数据平台的生物医学信息安全管控系统。通过大数据技术对信息数据进行挖掘、大数据关联分析、共享和展现，实现更为有效的监督与管理。

关键词：大数据；生物医学；网络信息安全；管控平台；态势感知

0引言

大数据技术的发展基于计算机技术、信息存储方式、云计算和移动终端设备的高速发展与革新。人类社会从物质文明到精神文明的迈进，信息技术的发展功不可没。大数据技术的运用给社会发展带来了冲击，正在逐渐走进千家万户，通过改变人们的生活方式为人们带来了便利服务[1]。对于生物医学领域而言，从提出研究人类基因组的项目以来，随着基因组学、各种外科医学等知识的快速积累，逐渐研发了很多实时、定量、定性分析的测试技术，大规模临床研究日益增多，使得数据的生成和共享急剧增加。在这个大背景下，在大量数据分析和解读过程中，隐私保护和信息安全问题成为了生物医学中亟需解决的难题[2]。所以，在国家信息发展的战略形势下，亟需成立基于大数据的生物医学信息安全管控平台，建立完善的安全预警分析机制，应对新形势下的人身安全与信息安全威胁因素。

1生物医学信息安全管控平台的发展现状及需求

1.1发展现状

21世纪，生物医学迅猛发展，医学科研和实践中产生的大量医学数据需要人们进行分析。因此，必须有一套完备的服务体系作为支撑。在信息的规整过程中，促使研究人员和临床诊断医生的思维方式发生了转变，这种微妙的变化已从数据生产和数据积累转变为对数据进行深度的挖掘与分析[3]。新兴大数据技术在医学上的应用与分析，使得医学研究、发展、疾病诊断与预防以及公共卫生管理等有了长足的发展。任何事物都是一把双刃剑，人们在享受大数据为提供便利的同时，不得不重视信息安全问题，信息安全问题与生物医学研究存在诸多的矛盾[4]。在大数据应运而生的时代，患者的隐私保护问题成为了阻碍生物医学发展的最关键因素。另外，这些隐患的泄露给生物医学领域带来了严重的影响，影响了个人及团体的生物医学研究，很多患者在配合治疗时个人信息得不到很好的保护，让不法分子有了可乘之机，对社会造成了极其恶劣的影响。总的来说，大数据+医学是生物医学发展的必然趋势。大数据技术已广泛的运用到生物医学的诸多方面，逐渐影响着医学的发展。大数据技术能让纷繁复杂的数据简单，但是，必须要确保信息的安全。

1明确专业方向和目标

由于生物医学工程专业是新兴发展起来的新学科，大众缺乏对其的了解，因此实际工作中我们发现，部分考生报考专业时带有盲目性，往往对专业的名称产生误解，致使入学后发现专业与自己所期望的不符而产生迷茫和厌学的状况；另外，由于全国的生物医学工程专业毕业生比例较小，社会知名度不够高，学生入校后也容易产生消极心理，不知道学了有什么用，将来到哪里就业等等疑问，因此我们除了加大宣传力度，在招生时将学科的发展规划、课程设置、社会需求等作大力宣传，使学生真正了解专业的定位而根据自己的兴趣和特长选择报考外，更注重对入校后学生的思想教育，如定期开展一些交流活动，请一些专业领域的专家学者作学术报告，使学生了解生物医学工程领域的前沿发展方向；邀请已经毕业的生物医学工程专业的本科生、研究生以及博士生等与同学们座谈，了解他们现在从事的职业、研究的内容等，提供给学生一个发展的目标和方向；带领学生到一些与生物医学工程产业紧密相关的公司、企业、医院等参观，组织学生参加深圳每年一届的医疗器械博览会，让他们通过实地感受和了解，从而热爱生物医学工程专业，增强信心，也极大提高了学习兴趣，学习更有了动力和目标。

2合理设置专业课程

我们坚持“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养模式[1]，要求学生在学习期间能接受先进的理论和技术，培养较强的分析、解决问题能力。课程设置除学校规定的政治理论、外语等公共课程外，专业课程分为四条主线：1）医学仪器与生物医学信号处理，还包括：电子技术、电路分析、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理、医学图像处理等；2）微机原理及其应用，还包括：单片机（ARM、MCU、DSP）技术、算法语言、网络技术、计算机在生物医学中的应用等；3）医学基础知识，包括：解剖与生理学、临床医学概论等；4）生物医学工程专业课程，包括：生物医学测量、医学传感器原理及应用、生理系统建模与仿真、医学成像技术、生物力学、生物材料等，以医学仪器与信息为主轴，兼顾力学、材料等其他主干领域，满足涉及面广的生物医学工程综合人才培养的要求，让学生在接受多方面全方位专业基础教育的同时，也可以根据自己的喜好选择在感兴趣的领域继续深造。

3开展教学改革生物医学工程专业注重培养复合通用型的应用人才，这就要求我们在教学过程中必须方式多样，注重培养学生的实践能力。

3．1采取多种教学方法

改变过去单纯的“教师讲、学生听”的注入式教学方式，转变为“学为主，教为导”的方法，课堂多以启发式、讨论式教学[2]。这样可以活跃气氛，教会学生自己学习、自己思考、自己发现的能力。

一、生物医学工程学科特点

生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科[1],是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。根据研究侧重点,生物医学工程学科可分为信息技术型、材料技术型、生物技术型、生物医学研究型、医疗器械产业型、临床生物医学工程、军事生物医学工程等7类[2]。当前讨论和研究的热点领域主要有:生物医学材料、生物力学、医疗信息技术、生物芯片与传感技术、组织工程及再生医学、介入医学工程、医疗器械等7个方面[3]。

二、医科院校生物医学工程学科专业教育现状分析

高等医科院校生物医学工程学科和临床医学结合紧密,医学大背景很深厚,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

1.理工学科体系不完善。生物医学工程专业学科涵盖面非常广,广到什么程度呢?可以用四个字形容———“包罗万象”,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。目前大多数开设生物工程学的高等医科院校,物理、数学、化学等基础学科相比理工科院校比较薄弱,而且缺乏材料、自动化等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。

2.复合型师资比较缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先需建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍方阵。在高等医科院校,生物医学工程专业师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

3.创新能力培养不扎实。生物医学工程专业85%以上的基础课和专业(基础)课程都要开展实践教学,必须建设相应的实践教学平台,这些实验室建设要求高、仪器设备多、投入大,部分院校在生物医学工程专业课程实验条件建设经费投入不足,单独开设的实验课程比较少,实践教学体系不够完善;课程标准中演示性、验证性等基础性实验设置比较多,而综合性、设计性实验设置比较少[4];缺乏“大学生电子设计创新基地”等综合性实训实验硬件软件平台和组织管理经验;学生规模小,缺少其他理工科学科支撑,组队参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生挑战杯设计竞赛等活动较为困难。

1引言

生物医学工程（biomedicalengineering，BME）是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法，多层次研究人体结构、功能及其生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合，工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才，必须要改变原有培养医科学生的模式，采取适应工程技术人才培养特点的教学体系，突出工程性，强调实践性教学。改变现有实践教学模式，构建新的实践教学体系，是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。

2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验

我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是：“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展，培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识，具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力，能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程，这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科，其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此，实践教学占据着战略性地位，是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标，突出工程特性，培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务，学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养，更要通过实践教学各个环节来锻炼，以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法：

2.1注重基本实验技能训练，重组课程实验教学内容

电子技术与信息技术教学包含了一系列课程（电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等），对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造，实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合，主要目的是配合理论教学，使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能，提高教学效益，在不增加现有实验课学时的前提下，适当开设综合性实验。

2.2培养综合运用知识能力，强化综合性设计性实验