生物醫學工程國內現狀范文

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從我國生物醫學工程與醫療器械產業的發展現狀來看，由于我國在該領域的發展較國外晚，使其在實際的發展中還是存在許多需要完善與改進的地方?；谶@種現狀考慮，我們必須要提高對生物醫學工程與醫療器械產業的完善、優化與創新意識，并通過各種有效性措施的大力落實，促進生物醫學工程與醫療器械產業的健康、穩定、長效發展。

關鍵詞：生物醫學工程；醫療器械產業；發展

【中圖分類號】

R195 【文獻標識碼】B 【文章編號】1002-3763（2014）08-0294-01

1 前言

生物醫學工程（Biomedical Engineering，BME）主要是指結合了化學、物理、數學、計算機與工程學原理，從事醫學、生物學、衛生學以及行為學等方面的一種研究。生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科，其應用工程技術手段，可以有效的解決目前醫學中的一些問題，從而為各類疾病的診斷、治療與預防，保障人們的健康起到積極的作用。而醫療器械產業主要是指在疾病預防、診斷與治療中所應用的電子醫療設備、內外科器械、離體診斷設備、牙科器械、整形設備以及醫院供應品等等。生物醫學工程與醫療器械屬于醫院診治疾病中不可或缺的一部分內容，也是現代醫藥產業發展的兩大支柱?；谏镝t學工程與醫療器械產業的重要性，本文就以我國的生物醫學工程與醫療器械產業作為研究方向，論述其發展現狀，并對生物醫學工程與醫療器械產業的發展前景展開探討。

2 生物醫學工程與醫療器械產業的發展現狀

2.1 生物醫學工程的發展現狀：

生物醫學工程專業作為一項研究方向諸多、內容復雜、要求極高的專業，其在我國的發展已經經歷了36年，但是，我國生物醫學工程較國外相比，其起步還是較晚，綜合來看，其與國外的發展還是具有一定的距離。而從我國生物醫學工程的發展現狀來看，其對于人才的培養目標及研究成果，主要體現在以下幾個方面：

⑴人才的培養。其一，培養能從事醫療設備管理、醫療器械質量控制與管理、醫藥市場營銷、醫學技術服務等方面的人才；其二，將生物醫學工程專業將醫學技術與工程技術相結合，并以此為目標來培養高級臨床醫學工程技術型人才；其三，培養出綜合能力較強，能夠從事生物醫學工程研究、開發與生產的高級人才。⑵研究成果。我國生物醫學工程目前的研究成果主要有：人工關節、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；不同規格、不同種類的電磁與激光治療設備；超聲成像、磁共振成像、X射線計算機斷層掃描、生化分析儀等新型臨床診斷與監護技術、監護設備等。

2.2 醫療器械產業的發展現狀：

生物醫學工程在我國的發展，不僅促進了臨床疾病的診治效果，還推動了醫療器械產業的發展，而當前我國醫療器械產業的發展情況，主要體現在如下幾方面：⑴醫療器械工業現狀。由于國外醫療器械對國內醫療器械市場造成的沖擊，近年來，我國已開始重視對醫療器械的自主研制與創新。例如，在“十二五”規劃中，特別強調了我國自產醫療器械的應用與普及、產品創新。并在著力突破高端裝備大多引進國外的問題。力求實現高端主流裝備、醫用高值材料、核心部件等醫療器械的自主制造，以實現降低醫療費用、打破進口壟斷的問題。⑵醫療器械營銷現狀。我國的醫療器械生產銷售企業諸多，尤其是近年來，在科技的快速發展下，使得我國醫療器械的營銷勢態良好，例如嬰兒培養箱、心電圖機、高壓氧艙、磁共振成像系統、體外診斷試劑、各種敷料及衛生材料等數千種大小不一，規格不一的醫療器械在全國各醫院的應用是非常廣泛的。⑶醫療器械技術現狀。在科技的快速發展下，醫療器械的性能與質量也得到了不斷升級。而我國各大小型醫院，在先進性醫療技術的驅動下，所應用的醫療器械也在不斷升級和完善，例如，基層醫療衛生機械對采色超聲成像儀、生化分析儀、免疫分析儀、多參數監護儀、心電圖設備、耗材等醫療器械的配置與升級。一些大型、綜合性醫院對實時三維彩色超聲成像儀、全自動生化分析儀、64排螺旋CT等先進性醫療器械的應用。

3 生物醫學工程與醫療器械產業的發展前景

3.1 生物醫學工程的發展前景：

雖然生物醫學工程在我國的發展比較迅速，但其與國外的發展相比，還是存在一定的差距，基于這種現象，我國對于生物醫學工程的持續發展也十分重視。而在分析目前我國生物醫學工程的發展情況與研究成果之后，筆者認為，我國今后生物醫學工程的發展前景，將會體現在以下幾方面：⑴納米技術、介入性微創技術、激光技術以及植入型超微機器人，將是未來生物醫學工程的研究重點。⑵生物型人工器官、生物機械結合型將會有新的突破，各種高質量的人工器官將會廣泛應用于臨床。⑶藥物與材料相結合的新型給藥裝置或技術將得到有效發展。⑷所應用的各種診療儀器與裝置，將會逐漸朝著遠程醫療信息網絡化、智能化的方向轉變，其診療所用機器人會在臨床上得到廣泛的應用。

3.2 醫療器械產業的發展前景：

我國目前的醫療器械市場規模占醫藥總市場規模的14%，這也表現出我國的醫療器械產業雖然發展迅速，但與全球水平比還相差甚遠，不過，這種現象也給投資者們看到了該領域更大的發展空間。在技術的不斷升級下，國產高端醫療器械將會逐漸替代國外進口器械，隨著機械器智能與生物智能技術的發展，我國在未來必將不斷研發高科技醫療器械。此外，由于國民生活水平的不斷提高，之后的醫療器械產業還會以家庭會對象，研發生產出一系列適用于家庭自我監護、診斷的高科技醫療器械產品。

4 總結

通過以上分析可見，生物醫學工程與醫療器械產業在醫學領域占據著舉足輕重的位置，而近年來在科技的快速發展下，我國對生物醫學工程也越來越重視，且醫療器械產業也得到了長足的發展。相信在未來醫學技術的不斷完善下，我國生物醫學工程與醫療器械產業也會有更加良好的發展前景。

參考文獻

[1] 王衛東，曹德森，醫學工程保障中的質量控制的研究[J]，醫療設備信息，2007年03期.

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關鍵詞： 傳感器 課程建設 生物醫學

隨著近年來科學技術的發展進步，生命科學已經處于從定性醫學走向定量醫學的嶄新階段。生物醫學工程即結合理、工、醫等各門學科的知識和技術手段解決醫學檢測、診斷、治療和信息化管理等問題，為醫學診斷和研究提供高科技含量的現代醫療裝備?？v觀我國的生物醫學工程領域醫療器械的發展，與世界先進國家的水平相比，仍存在非常大的差距，國內有近70%的醫療器械市場被發達國家的公司瓜分；在高檔醫療設備市場，更呈現出進口產品幾乎獨霸天下的局面，其中以GE、西門子和飛利浦三大醫療集團為突出代表。因此，發展我國的生物醫學工程，提高醫療儀器的研發技術水平是機遇與挑戰并存的；根據社會發展與市場需求，努力提高我國各個院校和科研機構生物醫學工程專業的人才培養，是發展我國醫療檢測設備研發水平的基礎和保障。生物醫學傳感器作為醫療儀器的第一個環節，延伸了醫生的感覺器官，可幫助醫生進行客觀正確的定量分析；同時生物醫學傳感器的靈敏度和可靠性決定醫學測量系統的精度和有效性，因此在醫學儀器設備的研制和開發及使用中都占據重要的地位。

對于生物醫學工程專業的本科生教學來說，《傳感器與醫學工程》在生物醫學工程專業的課程體系中起到承上啟下的作用，上承模擬電路、數字電路及生物醫學電子學課程，下接醫學儀器設計課程。傳感器與醫學工程不僅是對生物醫學電子學課程的必要補充，而且是生物醫學工程設計實踐課程的重要基礎，該課程的學習能夠有效加深學生在醫學電子系統設計中對傳感器這一關鍵部件的理解。學生通過生物醫學電子學的學習，掌握信號檢測與處理的電路設計；通過嵌入式系統課程的學習，提高信號處理的硬件編程能力；再經過傳感器與醫學工程課程學習，學生具有從信號采集、檢測、分析到處理等一系列系統設計與開發的能力。因此，作為一門重要的專業基礎課程，同時是一門能直接應用于工程實踐的技術課程，該課程的教學質量和效果直接決定該專業學生對傳感器和現代醫學檢測概念的理解及新型醫療裝備的使用與設計。

一、目前在課程的教學內容和教學體系方面存在的問題

1.生物醫學工程是一個年輕的專業，與傳感器與醫學工程相關的課程資源不夠豐富，現有的傳感器與檢測原理的相關教材對醫用傳感器的特色介紹不夠突出，不能滿足傳感器與醫學工程課程的教學需求。相關的網絡資源方面，大多只是對傳統傳感器的基本原理的介紹，特別針對生物醫學類傳感器特點的內容比較欠缺；僅有的教學資源以文字講解為主，即使有的內容配備一定的圖表，也顯得單一，不利于給學生以更直觀更深刻的理解。

2.對于本課程在內的任何一門課程的教學來說，教師的教與學生的學都應當以教會和學會為目的；然而，目前衡量教會和學會的程度一般都只能通過期末考試的成績，這種教學缺乏學生的日常反饋的環節，不能使教師隨時掌握學生的學習動態和學習當中遇到的困難，以及時調整教學進度和方法，勢必影響授課質量。

3.該課程的教學方式仍以傳統的課堂講授為主，偏重理論教學，缺乏實踐，不利于充分調動學生的動手積極性；學生只能紙上談兵，不能更好地解決具體的實際問題，因此教學與社會需求有所脫節，造成學生的考試成績很好，但是不被用人單位認可。

二、解決問題的若干改革方法

1.改善教學資源，提高授課對象興趣。充實和完善傳感器與醫學工程的教學資源，具體可以從教師的課件制作及豐富的動畫補充環節加以改善。優秀的教學課件能夠使教師以多種軟件工具為載體，圍繞知識點展開形象生動的講解，開展以教師制作為主、學生為輔的課件制作方法的嘗試，既可以提高課件的多元化內容，使學生更容易理解，又可以充分調動學生的聽課積極性，深化學生對知識的記憶和應用。

2.改進教學方法，注意效果反饋。搭建網絡平臺，方便學生學習，并且將教師與學生的距離拉近，隨時隨地展開提問與討論，教師可從中獲知學生的學習動態和教學效果，并找到教學方式的改進辦法。實時的教學反饋是教學過程中非常重要的一個環節，以網絡平臺為媒介，建立學生的反饋機制有利于教師實時地調整授課內容和授課進度。

3.加強實驗環節，提高動手能力。加強實驗環節，例如動手設計試驗箱。目前市場上可購買的傳感器試驗箱很多，但大多集成度較高，不利于學生了解傳感器的測試原理和嘗試基本測量電路的搭建。因此，試驗箱的設計和搭建既是對學生動手能力的培養和鍛煉，又是彌補上文所述現狀分析中教學資源不足的一種重要手段。

三、結語

對于傳感器與醫學工程的授課過程，通過提出如上的教學改進思路，通過改善教學資源、改進教學方法、加強實驗環節等途徑保證課程的有效講授，使該課程在生物醫學工程專業建設中發揮良好的作用。在教學中要重視培養學生對人體生理信號特征和測量基礎知識的理解，解決實際問題的能力，充分調動學生的學習積極性，以增強整體教學效果。

參考文獻：

[1]張東，程正富.《傳感器原理》課程實驗教學設計[J].重慶文理學院學報（自然科學版），2006，5（1）：84-85.

[2]王平，劉清君.生物醫學傳感與檢測[M].浙江大學出版社.

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關鍵詞：生物醫學工程專業；理工院校；解剖生理學

作者簡介：李小慧（1980-），女，黑龍江鐵力人，南京郵電大學地理與生物信息學院，副研究員；吳建盛（1979-），男，江西撫州人，南京郵電大學地理與生物信息學院，講師。（江蘇 南京 210003）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0161-02

生物醫學工程（Biology Medical Engineering，簡稱BMI）是綜合生物學、醫學和工程學的理論與方法而發展起來的新興交叉學科，其主要是運用工程技術手段，在多層次上研究生物體特別是人體的結構、功能和其他生命現象，研究用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置和系統的工程原理的學科。[1]自20世紀70年代末以來，國內許多綜合或理工科大學、醫學院校及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業，涵蓋了生物信息、醫療儀器、生物材料、生物工程等多個專業方向，課程設置主要包括工程類課程和醫學類課程，旨在培養具有各方面能力的復合型人才。[2]

生物醫學工程專業作為一門為生物學和醫學服務的交叉學科，生物學和醫學知識的學習就具有非常重要的作用?，F在大多數院校的生物醫學工程專業都開設了解剖學、生理學、生物化學、分子生物學、基礎生物學等必修基礎生物學或醫學課程，旨在讓學生了解生物體的基本構造及生命現象的本質，掌握一定的醫療常識，為學習如何把工程技術應用于醫學領域打下基礎。

人體解剖生理學是研究人體各部分正常形態、結構及人體生命活動的規律或生理功能的科學。[3]作為生物醫學工程專業的一門重要專業基礎課，它包含了解剖學和生理學兩門學科的內容，并且涉及到組織學、胚胎學、細胞學和分子生物學等多個學科的知識，內容廣泛并且復雜抽象，對于缺乏生物學相關知識基礎的生物醫學工程專業的學生來說，是一個難題。南京郵電大學是以工科為主，信息科學為特色的理工科院校，生物和醫學知識的教學相對薄弱。如何揚長避短，使解剖生理學知識與學生工程類的專業知識有機融合，是擺在教師面前的一項重要任務，也是教學過程中需要不斷思考和努力解決的問題。

一、教學現狀及存在問題

1.教學基礎薄弱

南京郵電大學是以理工科為主的高校，生物醫學工程專業在南京郵電大學起步較晚，工程類課程依托南京郵電大學理工教學和科研的工作積累，具有良好的基礎。然而，生物和醫學類課程基礎較為薄弱，教學基礎和實驗條件與醫學或者綜合院校相比都有很大差距。

2.課時有限

生物醫學工程專業屬于前沿的交叉學科，專業囊括的知識面廣，專業所學課程較多，數學、電學、計算機科學相關課程占了很大比例的學時，給生物和醫學理論知識分配的學時有限，例如人體解剖生理學課程只有48個學時，但這門課程包含了解剖和生理兩門學科，教學內容豐富，學時相對不足。學生的生物和醫學類知識薄弱，也給教學帶來了一定困難。

3.學生興趣缺乏

信息科學是南京郵電大學的特色和優勢，生物醫學工程專業正是依托于南京郵電大學通信與信息工程學院的教學和科研基礎而創建的，學校通信、電子和計算機等信息領域的學習與研究氛圍濃厚，加之上述專業找工作容易，在這種環境下，學生會自覺將興趣轉移到通信、電子和計算機等方向，無法建立對人體解剖生理學的學習興趣。另外，人體解剖生理學知識多、復雜抽象的學科特點，也容易讓學生產生畏難和厭學的情緒。

二、教學體會和思考

在學時有限和學生興趣缺乏的情況下，如何利用有限的課堂講授時間，使學生更好地掌握解剖生理學知識，是擺在授課教師面前的突出問題。筆者針對在人體解剖生理學教學中遇到的實際問題，結合南京郵電大學生物醫學工程專業的培養目標，根據教學過程中的體會，提出以下幾點思考。

1.引導和培養學生興趣

解剖生理學是專講正常人體形態、結構和功能的課程，向學生強化學習解剖生理學就是認識自己、了解自己的觀念。但是如果單純講解課本上解剖和生理學的知識，學生仍然是被動接受，缺乏興趣。因為解剖生理學的一些知識與學生日常生活密切相關，在課堂教學中可以穿插講授一些衛生保健的知識或者一些學生感興趣的問題，讓學生知道課堂知識能夠在日常生活中學以致用，自然而然會產生興趣，主動去學習。例如，在講到呼吸系統時，就結合生活現狀，介紹吸煙的危害、霧霾天氣呼吸系統疾病的預防等；在講到循環系統時，可以介紹如何預防心血管疾病。對于女生感興趣的減肥和護膚的話題，在講授消化系統和皮膚章節時，適時介紹節食減肥的危害和正確保養皮膚的方法。此外，身體是解剖生理學最好、最直接的“教具”，在課堂教學中，可以增加互動，讓學生參與進來，這樣不僅可以加深學生的直觀印象，還可以活躍課堂氛圍，從而激發學生的興趣。例如，在講授解剖學知識和常用方位術語時，可以請學生到講臺上來做示范，使學生輕松掌握這些知識。

2.課程教學與專業結合

生物醫學工程專業的目的是運用工程技術手段解決醫學中的有關問題，保障人類的健康，為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。在講解解剖生理學知識的同時，一定要將生物醫學工程專業的目標和意義貫穿其中，不僅能加深學生對專業的認可度，而且有助于對解剖生理學知識的鞏固。例如，在講解運動系統的關節內容時，介紹完關節結構和功能后，可以向學生系統介紹人工關節的相關知識，包括人工關節的發展歷史、使用的材料及應用疾病等。在講解呼吸系統和循環系統時，可以介紹人工心肺裝置的構造以及在外科手術中的重要意義?？傊?，在解剖學教學中，應結合知識點介紹相應的器官是如何人工制備，如何實現相應的解剖和生理功能等內容。通過將解剖學知識與工程學知識有機結合，不僅可以拓展學生的知識面，還可以促進學生對專業方向的理解，培養學生發現問題和解決問題的能力。

3.簡化課程內容

解剖生理學課程存在學時少、實驗少、內容多等問題，在課時的安排上要符合生物醫學工程專業的需求?；谏鲜隹紤]，將課程重點放在解剖學上，有選擇地介紹生理學內容，對于未介紹的知識，建議學生自學。對于解剖學部分，對運動系統、內臟學和心血管系統重點講授，對神經系統、感覺系統和內分泌腺部分有所刪減，目的是為了加深學生對人體結構的掌握和了解。此外，我們精心鉆研教材并設計教學大綱，了解課程的教學重點、難點，在課前對學生較難理解的部分設計好教學方法和模式，力爭用簡練、易懂的語言講解課程內容，消除學生畏難、厭學的情緒。

4.充分發揮多媒體教學的優勢

解剖生理學教學需要向學生展示很多人體結構，涉及名詞非常多，很多學生反映較難記憶。制作集合聲音、文字、圖片、動畫、視頻等多種媒體信息的課件來輔助教學，可將人體結構直觀化，人體功能原理圖像化和動態化。從視聽的角度強化學生的理解和記憶，提高學生課堂的學習效率。另外，使用多媒體課件也能彌補理工科院校實驗條件的缺乏和教學標本的不足。但在使用多媒體教學方法的時候，教師不能脫離傳統的教學方式，因為多媒體教學資料雖然直觀易于理解，但知識零散且容量大，會影響學生的系統理解和記憶。教師應適時進行必要的講解， 對于重點、難點應在課堂上充分討論，并征求學生意見，控制好教學的節奏。

參考文獻：

[1]鄧玉林，李勤.生物醫學工程學[M].北京：科學出版社，2007.

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1.1教學與科研第三軍醫大學開展生物醫學工程本科教育的時間不長，主要培養應用型人才。由于生物醫學工程專業覆蓋知識面寬，目前尚未建立一套完整的教學體系，缺乏足夠的教學經驗。教學內容重理論、輕應用，不能完全滿足醫院和用人單位的需要；教學方法傳統，偏重于灌輸式的教學，研討課的開設比例較低，難以調動學生課堂的積極性和主動性；雖然已從國內外知名大學特聘了幾名專家和教授，招聘了多名博士畢業生，使得教師隊伍的整體素質得到顯著提高，但教師隊伍中年輕教師較多，同時精通工程技術和生物醫學知識的教師較少，部分教師滿足于現狀，不思進取，對教學缺乏足夠的激情和熱情。相對于理工院校，第三軍醫大學的生物醫學工程專業在科研方面與醫學結合較緊密，醫學大背景深厚，能從臨床中發現一些有實際意義的課題，但工程力量相對薄弱，科研投入不足?？蒲心壳斑€處于引進、消化、跟蹤較多而創新性研究較少，同時理論方法等應用基礎研究較多而具有自主知識產權的應用研究較少。雖然近年來青年教師的科研水平在逐年提高，但總體而言，科研整體能力和水平有限，科研項目申請的命中率較低，科研經費不足，投入產出效能低，部分教師的科研能力有限，對科學研究和指導學生進行科學研究缺乏耐性。有些教師對科研急功近利，認為對本科生精力投入多但科研產出少，不具備科研培養的價值。

1.2學生方面第三軍醫大學學生的整體素質良好、基礎扎實。進入大學后，部分學生沉浸于考上大學的喜悅之中，沒有了明確的學習目標和興趣。由于習慣了中國式的傳統教育方式并且缺乏針對新生的研究型課程設置，很多新生還在沿用高中的學習方式，機械呆板地學習，一切學習以考試為導向，缺乏正確的學習目標和動力。此時如果再加上教學方法不當，很多新生會產生厭學的情緒。由于是軍隊院校，第三軍醫大學生物醫學工程專業研究生錄取名額受限，很多學生即使非常優秀也不能順利進入研究生階段的學習；本科生畢業后將會統一參加學校的分配。隨著目前我國就業難度的加大和軍隊分配形式的日益嚴峻，很多畢業生可能被分配至條件相對艱苦的地方工作，于是部分成績較差的高年級本科生在學習方面的信心動搖，甚至有些學生產生了極強的厭學情緒，認為學習無用，從而破罐子破摔，在學生中間產生不良影響，也嚴重影響了教學質量；部分成績較好的高年級學生為了實現保送研究生的目的，更加注重考試成績，而不愿意花時間和精力參加科研實踐活動，從而忽視了實際動手能力和實踐技能的提高，阻礙了創新意識和科研能力的培養。

1.3體制方面第三軍醫大學近年來也開始重視本科生科研創新實踐能力的培養，生物醫學工程學院開始試行導師制，具體分兩個階段實施，第一階段針對低年級本科生，側重于任命教學經驗豐富的教員為導師；第二階段針對高年級本科生，側重于任命科研經驗豐富的教員為導師。學生可根據自己的興趣選擇導師，導師則應履行自己的職責，即鼓勵學員自主開展科研試驗研究，積極引導學生參與教研室科研工作等。試行導師制規定了導師每月指導學生的最低次數，對的學生和導師給予一定的獎勵，對未達標的導師和學生實施相應懲罰。目前，第三軍醫大學生物醫學工程學院的試行導師制已經初具規模，但還不夠完善，在第一階段培養方案中沒有針對教學的具體措施，因此在實際實施過程中這一階段的導師制形同虛設，導致學生的科研能力并未得到進一步提升；在第二階段培養方案中，導師將引導學生參與教研室科研工作，由于沒有具體規范措施，可能有些導師會傾向于讓學生做重復性的簡單工作，從而導致學生對科研的整體流程不熟悉。另外，目前沒有建立起專門面向本科生的科研專項資金，可能會導致科研進展緩慢。為了有效整合創新資源和創新力量，實現資源共享、優勢互補，2012年7月，第三軍醫大學與重慶大學成立了生物醫學工程聯合學院。自聯合學院成立以來，兩校共同培養生物醫學工程專業本科生，瞄準生物醫學工程發展前沿和熱點研究領域，實質性推進生物材料與創傷修復等5個研究中心建設進程［4］。

2加強生物醫學工程本科生科研能力培養的建議

2.1構建校園文化現在的本科生大都是90后，他們好奇心強，容易接受新生事物，但當今社會環境浮躁，人生觀、價值觀取向多元化，過分強化名利，而大學的人文環境應該培養出有思想、有學問、有高尚道德情操、有科研創新能力、有責任感的公民。第三軍醫大學更是肩負著培養忠誠于黨、熱愛人民、報效國家、獻身使命、崇尚榮譽的當代革命軍人的使命，因此要特別加強對本科生的思想品德教育，通過構建積極健康的校園文化，營造濃厚的學術科研氛圍，以培養學生高尚的情操和探究科學的興趣。教育和引導全體學員鑄牢軍魂意識、堅定理想信念，爭做“對黨忠誠、愛兵為民、品德高尚、敬業奉獻、追求卓越”的紅色軍醫，著力用好駐地豐富的紅色文化教育資源，積極開展當代革命軍人核心價值觀教育。有必要在本科生中強調并非考上研究生就能確保獲得較好的工作，而應注重自身人文素養、交流能力和科研能力等綜合素質的提升。因為現代社會要求人的全面發展，用人單位更多考慮的是應聘者實際解決問題的能力；隨著研究生數量的增多，研究生們找工作同樣面臨較大的壓力，只有具備更好的綜合素質，才能在以后的工作競爭中處于有利位置。另外，濃厚的學術氛圍對學生們科研興趣和科研素養的形成有著潛移默化的影響?？梢赃m當開展專題學術講座、學術交流活動和豐富多彩的科研文化活動。學生通過聽取不同研究領域學者講述各自的研究思路與成果，體會他們探求未知的執著和收獲成功的喜悅，可以激發對專業的熱愛，培養嚴謹的治學態度和踏實的研究作風，提升科學素養；學生通過參加科研文化活動，如研究生學術報告會、科技文化節系列活動、創新論壇等，可以活躍其思維，激發創新火花，開動腦筋、發揮才智、挖掘創新潛能。

2.2從教學入手古人云“授人以魚，不如授之以漁”，教學過程中應體現以學生為主體、教師為主導的教學思想，教師通過講課、傳授知識的途徑達到培養學生學習能力的目的。教學方法應多樣化，將啟發式、討論式、交互式等方法融會貫通地應用于課堂教學，引導學生主動學習、帶著問題學習，在課堂上應給學生留有一定的思考時間，盡量讓學生主動提出問題；在傳授知識的同時，還需要開拓學生的視野、拓寬知識面，并注重學生個性的發展，在這樣的過程中不斷提高學生的獨立學習和思考能力。從新生入學就開始建立年級研討班，由個人選擇自己感興趣的課題，按課題類型分小組；學生可選擇相關課程聽課，可采取各種方式獨立學習、進行社會調研等，學期末交出研究論文或研究報告；教師指導和組織學生課外查找資料以及定期進行小組討論，并給出成績，對研討課和選修課程記學分。研討課的教師應盡量選定為教授，這樣可為本科生提供多與教授接觸的機會，讓他們感受到學術魅力，初步了解科研的含義以及對某一專題進行重點研究和探索的基本方法，促進本科生科研能力的培養。科研方法是大學生科研能力培養的關鍵環節，而畢業設計是教學過程中本科生科研能力培養的關鍵途徑。本科生通過完成畢業設計的工作可以初步了解科研活動的實施過程，學生一般能夠做到在教師的指導下收集查閱資料、分步實施研究內容，但為了更好地鍛煉學生的創新思維、邏輯思維、總結分析能力，教師應該在研究設計工作和論文撰寫方面給予學生更多的指導和獨立完成的機會，傳授更多的科研方法。

2.3完善導師制本科生導師制的核心是由導師引導學生自主學習，培養學生獨立思考和解決問題的能力。本科生導師制的關鍵在于教師，教師應適應時展的需求，積極主動轉變教育理念，提高自身業務能力和綜合素質，不斷更新知識儲備，站在學科發展的前沿。為了能夠準確衡量研究型高校科研能力的培養水平，對于本科生導師制，應建立完善的本科生科研能力培養評價體系，給出量化指標，定期定量檢測。把本科生的科研能力融入評價體系，提高本科生參與科研活動的積極性，設立相應的科研學分，學生只有獲得規定的科研學分才能畢業，并對科研能力突出的學生給予相應物質和精神獎勵。在教師職稱評定過程中，除了教師個人科研成果的評定外，應將對學生科研的貢獻作為重要的參考指標。學校和學院應努力創造條件爭取促使政府、企事業單位、學術團體和個人在大學設立資助機會，形成多途徑、多形式支持學生科研發展的格局，加大對本科生導師制的資金支持，建立起專門面向本科生的科研專項資金，以使更多學生獲得獨立科研課題的機會。

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關鍵詞： 《醫學超聲儀器》原理 生物醫學工程 教學內容 教學方法

超聲在醫學上的應用始于20世紀20―30年代蘇聯科學家Sokolov的超聲熱療工作。經過幾十年的發展，目前已形成了一門年輕并蓬勃發展著的交叉學科――醫學超聲學。該學科以研究超聲波在生物組織內的傳播特性與規律、設計制造用于醫學診斷和治療的超聲設備為目的，涉及物理學、生物學、材料學、電子技術、圖像處理、計算機等多個領域，是生物醫學工程學科的重要分支之一［1］。而醫學超聲儀器則是醫學超聲學發展的載體及最終成果的體現。

溫州醫學院從2009年起對生物醫學工程專業醫學影像設備與技術方向的本科生開設《醫學超聲儀器原理》，旨在使分流到該方向的學生熟悉并掌握現代醫學超聲儀器的基本原理、結構、技術方法和設計思路，具有初步的儀器設計理念及開發新一代產品的綜合能力，為學生踏上工作崗位奠定良好的理論與實踐基礎。

1.教學內容的優化設計

目前，國內高校大多將醫學超聲作為《醫學電子儀器》或者《醫學影像物理學》的一部分進行授課。獨立開設醫學超聲儀器相關課程的僅西安交通大學、南方醫科大學、上海交通大學等少數幾個高校。此外，上述高校由于辦學優勢不同，對學生的培養目標不同，對教學內容的選擇沒有統一標準。而且，目前國內醫學超聲儀器相關的本科生教材非常少見，且出版時間大多較早，內容較為陳舊，對學科前沿知識介紹較少。因此，如何根據我校的實際情況，合理安排教學內容，做到既難易適中又能體現學科前沿發展，就成了該課程開設初期碰到的一大難題。

1.1教材與課程教學內容

我校生物醫學工程專業分流后，課程增多，課時減少?！夺t學超聲儀器原理》按教學計劃，理論36學時，實驗3學時，課時非常有限。講授內容需突出重點，去粗取精，點面結合。其次，生物醫學工程專業的主要目標是培養醫學儀器的操作人員、維護人員、銷售人員、設備管理人員和研發人員，授課過程中要既重基礎又結合實際。綜合各方面因素考慮，我們選擇西安交通大學萬明習教授主編的《生物醫學超聲學》作為教材。該書是目前國內對醫學超聲學的基礎理論、關鍵技術及超聲新技術發展介紹最為全面的一本專著，但內容較多且難，并不完全適用于3時的本科教學。因此，在教學過程中，我根據實際需要對其內容進行了相應篩選調整，并結合具體超聲儀器實例進行授課，真正做到既重基礎又結合應用實際。

具體課程內容歸結為如下8個章節［1］。（1）緒論：介紹醫學超聲儀器的分類，發展歷史、現狀及趨勢。（2）醫學超聲的物理基礎：介紹描述超聲波的重要物理參數，超聲波的傳播特性、波動方程、多普勒效應，超聲波的生物特性及安全劑量。（3）醫用超聲換能器：介紹壓電效應及壓電材料特性，醫用超聲換能器的種類與結構、聲場的形成與分布。（4）超聲成像基本原理及性能指標：介紹脈沖回波法成像原理，A、B、M型超聲診斷儀及其異同點，超聲信號形式及其特征，超聲診斷儀的基本結構及主要指標。（5）超聲波束的發射、聚焦與控制：以B型超聲診斷儀為基礎，介紹多陣元超聲換能器的組合發射方式，超聲波束的聚焦、掃描方法及控制手段。（6）超聲波束的接收、預處理與DSC數字掃描變換器：介紹B型超聲診斷儀超聲回波信號的前置放大、接收多路轉換、可變孔徑技術、相位調整技術、增益控制與動態濾波、對數放大、檢波與勾邊技術，以及DSC數字掃描變換器。（7）超聲多普勒血流測量與成像：介紹多普勒血流測量的基本原理，所需提取的主要參數，血流速度大小及方向的檢測方法，多種多普勒血流儀系統和各自距離選通的原理，彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。（8）其他醫學超聲技術及發展：介紹超聲治療技術、超聲顯微技術、超聲CT，以及醫學超聲研究的新進展。

1.2實驗設置

由于條件限制，目前本課程僅設置3個學時實驗，目的是指導學生熟悉B型超聲診斷儀的操作。在教學實踐的第一學年，我們采取的是以學生為檢測對象，指導學生完成對頸部主動脈、肝、腎的縱向和橫向掃查，并對圖像進行分析，但是教學效果不很理想。原因有兩個：一是雖然學生有一些解剖學基礎，但是實驗中讓其獨立準確找到解剖學位置仍有一定難度；二是教學資源有限，男女生同組，實驗過程中進行腹部檢測時難免尷尬，學生積極性難以調動。因此在第二學年，我們借鑒了其他高校的經驗［2］，將檢測對象由人換成熟雞蛋，不僅可以形象地顯示超聲波在不同介質中的傳播特性，而且很容易探測到熟雞蛋的蛋白與蛋黃的切面圖，避免了上述兩個問題的存在。同時還可引導學生向雞蛋內注入色拉油等物質，模擬組織內部發生病變的狀況，極大地提高了學生的學習興趣，教學效果鮮明、生動、直觀。

2.多種教學方法與手段的有機結合

多媒體為主、板書為輔的教學方式的運用。隨著計算機應用的普及，具有方便、快捷、高效特點的多媒體教學方式已成為高校教學的主要模式，并為高等教育改革帶來了新的契機。多媒體教學方式綜合利用了文字、圖片、動畫、視頻等資源，因此在講授一些抽象難懂的知識點時能更形象、直觀，在活躍學生思維、激發學生學習興趣上作用顯著［3］。但是也存在一定的弊端，比如信息量大、節奏快，學生難免跟不上進度，只能被動接受，缺乏必要的思考過程，容易疲勞甚至產生抵觸情緒。在多媒體教學的基礎上，輔以傳統的板書，則可以有效解決這些問題。特別是在講授知識重點難點的時候，學生可通過教師板書的間隙思考或者記筆記，加深對知識的理解。

針對教學內容，靈活應用多種教學方法。例如，采用啟發式教學，在每一章節授課前先根據教學內容針對性地設置幾個問題，讓學生帶著問題聽課，在課堂中尋求答案，變“填鴨式”的被動學習為主動學習。再例如，在第5―6章講授B型超聲診斷儀時采用案例教學法，引入阿洛卡SSD-256型的B超儀為例子，每當講授完基本原理后即以該機型為例引導學生對其相應部分的電路進行分析，提高學生理論聯系實際的能力。同時，為了培養學生的學習興趣，可利用介紹本學科的發展動態，國內外重大研究成果、新方法、新應用等內容來激勵學生，讓他們充分認識到這門課程的實用性和重要性。

構建網絡教學平臺，積極加強師生交流。將課程教學大綱、進度表、課件、課后練習、課程通知等教學資源及時在網頁，方便學生課后瀏覽下載；設置課后互動模塊，方便學生提問交流；設置超聲百科模塊，方便學生了解學科前沿發展動態。網絡教學平臺的使用，提高了教學的靈活性，增加了師生之間的互動，獲得了學生很高的評價。

3.存在的問題及解決思路

經過兩個學年的教學實踐，我在《醫學超聲儀器原理》課程的教學中已積累了不少經驗，也存在不足之處，其中最突出的是實驗教學內容略顯單薄。針對這一問題，我已著手解決，將在原3個學時實驗的基礎上再設置相應的開放性實驗，如生物組織超聲參數的測量與估計、單陣元圓形超聲換能器輻射聲場分布特性測試與分析、彩色超聲多普勒血流儀的操作及數據分析等［4］。所設計的實驗項目將與課程教學內容密切結合，進一步有效地增強教學效果。

4.結語

醫學超聲儀器原理涉及多個學科，內容較為抽象，且課時量有限，因此教學難度較大。我在教學過程中根據本專業的實際需求，以著重培養學生的實踐能力和創新意識為目標，結合教學體會和學生的反饋信息，從教學內容優化、教學手段、教學方法等方面入手，經過兩年多時間的實踐，取得了較好的教學效果。

參考文獻：

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篇6

關鍵詞：理工科院校 生物醫用材料學 課程教學 臨床病理性檢查 醫療器械組件材質

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0143-02

Thinking and Exploration on the Course Teaching of Biomedical Materials Science in Science and Engineering Colleges

Wang Fuping Chen Zhongmin

（College of Pharmacy and Bioengineering，Chongqing University of Technology，Chongqing，400054，China）

Abstract：Biomedical engineering is set up in science and engineering college relying on their various advantages，medical instrument is the profession feature.The main part of courses is electronic science and technology， biology and medical courses are few and neglected by most of the undergraduates.Therefore，in order to promote students learning interest，and improve the quality of this course，enhance the students’comprehensive quality， put forward a teaching method， which involve adding a few of clinical pathological examination and studying the materials of medical equipment with the knowledge of the biomedical materials.This teaching method left a deep influence on the students.

Key Words：Science and engineering college；Biomedical materials； Course teaching； Clinical patholog； Materials of medical equipment

目前，國內大約有六、七十所大學設立生物醫學工程專業，其中大多數是綜合或理工科大學，醫學院校僅十幾所，各個高校依托各自的各種辦學優勢，以創辦出有自己鮮明特色的生物醫學工程專業[1]。作為理工科高校，醫療器械成為了生物醫學工程專業的主要方向，主干課程包括電路及模擬電子技術、數字電子技術、醫用電力電子技術、單片機原理及應用、醫學圖象處理、醫學信號處理、生物醫學傳感器，基礎醫學、生物醫學化學、生物醫用材料等，該專業學生較明顯投入大量的時間和精力于電路、信號、軟件等課程，但在《生物醫用材料學》課程學習中表現出明顯不重視，更有甚者認為該課程與醫療器械方向相差甚遠，導致該課程教學中，學生興趣不高，學習效果差，為了改變此現狀，與同組老師進行了相關教學經驗探討，查閱其他老師教學經驗總結[2-3]，均是需要從教學內容、教學策略等方面著手，提出了緊跟學科發展前沿，優化課程教學內容、改善教學策略及方法、加強實驗教學、加強自主學習能力等等。這些前人總結對本課程教學過程教學起到了重要的指導意義，在此基礎上，通過對該課程教學實際情況思考，提出從教學內容上，采取增加少量臨床病理知識和用生物醫用材料學的知識解剖醫療器械組件材質兩種模式，這也符合了生物醫用材料交叉學科的特點，交叉學習[4]。并通過兩年時間，確有提高該課程教學質量。

1 增加少量臨床病理知識

醫療器械是指直接或者間接用于人體的儀器、設備、器具、體外診斷試劑及校準物、材料以及其他類似或者相關的物品，包括所需要的計算機軟件。效用主要通過物理等方式獲得，不是通過藥理學、免疫學或者代謝的方式獲得，或者雖然有這些方式參與但是只起輔助作用。目的是疾病的診斷、預防、監護、治療或者緩解；損傷的診斷、監護、治療、緩解或者功能補償；生理結構或者生理過程的檢驗、替代、調節或者支持；生命的支持或者維持；妊娠控制；通過對來自人體的樣本進行檢查，為醫療或者診斷目的提供信息。而在此過程中，涉及大量的醫用耗材，均屬于生物醫用材料的范疇，同時涉及大量的臨床病例知識，而理工院校同時具備生物，醫學，材料，醫療器械類知識的人才匱乏，相應課程設置較少，學生醫學方面知識薄弱，在講解相關知識時需要補充少量的臨床病例知識。

如：慢性腎衰竭是指各種腎臟病導致腎臟功能漸進性不可逆性減退，直至功能喪失所出現的一系列癥狀和代謝紊亂所組成的臨床綜合征，即尿毒癥。尿毒癥以代謝性酸中毒和水、電解質平衡紊亂，蛋白質、糖類、脂肪和維生素的代謝紊亂等，血液檢查以尿素氮，肌酐為主，尿素氮與二乙酰反應，縮合生成紅色的二嗪衍生物，肌酐與苦味酸反應生成紅色復合物，二者通過光電二極管在特定波長下檢查其吸光度值，即可得到相應的含量。

血管疾病主要指動脈粥樣硬化、炎癥性血管疾病、功能性血管疾病、血管的真性腫瘤性疾病等。其中以動脈粥樣硬化最為常見。動脈粥樣硬化是一組動脈硬化的血管病中常見的最重要的一種，其特點是受累動脈病變從內膜開始。一般先有脂質和復合糖類積聚、出血及血栓形成，纖維組織增生及鈣質沉著，并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化，病變常累及彈性及大中等肌性動脈，一旦發展到足以阻塞動脈腔，則該動脈所供應的組織或器官將缺血或壞死。在正常情況下，血管跟周圍軟組織密度相近，導致CT等不能清晰檢查，因此，可以通過顯影劑在X光下所顯示的影像來診斷血管病變。隨著介入放射學的發展，血管造影已經成為臨床的一種重要的診斷方法，尤其在介入治療中起著不可替代的作用。血管造影在頭頸部及中樞神經系統疾病、心臟大血管疾病、及腫瘤和外周血管疾病的診斷和治療中都發揮著重要作用。常用的造影劑有碘普羅胺注射液和含碘類造影劑，其中含碘類造影劑注入體內都有可能產生過敏反應，癥狀嚴重程度不一，重癥可致命。

原發性肝癌，是我國常見惡性腫瘤之一。死亡率高，在惡性腫瘤中排列第三位。原發性肝癌的病因和發病機制尚未確定。目前認為與肝硬化、病毒性肝炎以及黃曲霉素等化學致癌物質和環境因素有關。甲胎蛋白是診斷原發性肝癌的特異性腫瘤標志物，具有確立診斷、早期診斷、鑒別診斷的作用。目前常用化學發光法、酶標法、酶標電泳法、放射免疫法檢測。

通過臨床病理知識的學習，可以明確相關檢測儀器的檢測目標，檢測方法，檢測原理，其中涉及的相關試劑既屬于檢測試劑范疇，同時又是醫療器械必不可少的部分，可以使學生在在學習生物材料的同時，與自己學的醫療器械相關知識重組，從而提高本課程的學習質量。

2 用生物醫用材料學的知識解剖醫療器械組件材質

除了用來檢查，還有很多醫療器械屬于治療類的，如心臟起搏器，人工心臟，人工耳蝸，血液透析機等，其部分材質必須達到生物醫用材料的要求，因此可以通過用生物醫用材料的知識分析（見圖1）。

如：心臟起搏器可以有效治療嚴重的心跳慢、心臟收縮無力、心跳驟停等心臟疾病，人工心臟起搏系統主要包括兩部分：脈沖發生器和電極導線。常將脈沖發生器單獨稱為起搏器。起搏系統除了上述起搏功能外，尚具有將心臟自身心電活動回傳至脈沖發生器的感知功能。起搏器主要由電源（亦即電池，現在主要使用鋰-碘電池）和電子線路過程，能產生和輸出電脈沖。電極導線是外有絕緣層包裹的導電金屬線，其功能是將起搏器的電脈沖傳遞到心臟，并將心臟的腔內心電圖傳輸到起搏器的感知線路。導管電極需要長期起搏，因此需用生物相容性好、韌性好、抗老化、耐腐蝕的材料制成，電極導線通常采用愛爾近合金（Elgiloy）或用鎳鉻鈷鉬合金絲繞成螺旋管，導線的外層絕緣材料都選用高純硅橡膠或醫用聚氨酯，電極頭的材料以表面活化各向同性低溫熱解碳或鉑為優。

膠囊內鏡全稱為“智能膠囊消化道內鏡系統”，又稱“醫用無線內鏡”。原理是受檢者通過口服內置攝像與信號傳輸裝置的智能膠囊，借助消化道蠕動使之在消化道內運動并拍攝圖像，醫生利用體外的圖像記錄儀和影像工作站，了解受檢者的整個消化道情況，從而對其病情做出診斷。典型的膠囊內鏡由七部分組成，透明外殼、光源、成像元件、傳感器、電池、發射模塊和天線組成。其外殼材料會與人體消化道粘膜接觸，并進入胃腸，膠襄外殼采用耐腐蝕醫用高分子材料，對人體無毒、無刺激性，能夠安全排出外。

血液透析機是治療尿毒癥的一個重要儀器，血液透析是將血液抽出體外，經過血液透析機的滲透膜，清除血液中的新陳代謝廢物和雜質后，再將已凈化的血液輸送回體內。首先輸血管道必須符合生物醫用材料的安全性要求，另外血液透析膜的材質及特性直接決定了血液透析機的治療效果，要求膜材料具有擴散對流特性、血液相容性、黏附特性、穩定的物理特性等，膜孔徑在1μm以下的有機高聚物的均質膜，是一類不帶電荷的多孔膜，目前主要用于透析機的纖維素滲析膜常用的制備材料有銅氨法再生纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯晴、乙烯-乙烯醇共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚丙烯酰胺等，以及現在膜設計的非對稱結構的原理。

這種通過分析醫療器械原理，各部分材質，生物醫用材料的要求，材料特性，以及相關生物醫用材料的學習，既有利于學生掌握相關生物醫用材料的特性，生物學功能，以及應用領域，又可以將知識與醫療器械相結合，構建學生相關知識，進而提高本課程教學質量。

3 結語

針對理工院校生物醫學工程專業側重醫療器械方向，學生易忽視生物、醫學知識的現實情況，通過在生物醫用材料學課程教學內容中，增加少量臨床病理知識和用生物醫用材料學的知識解剖醫療器械組件材質，以助于學生掌握生物醫用材料相關知識，并與其所學醫療器械相關知識進行知識重構，將交叉型的生物醫用材料知識交叉性的學習，交叉性的應用，以此提高學生對本課程的興趣，及該課程教學質量，增強該專業學生的綜合素質。

參考文獻

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篇7

關鍵詞：醫學信息工程；戰略；專業教育

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）07-0011-03

醫學信息工程是一門以信息科學和生命科學為主的多學科交叉與融合的新興綜合性學科。其基本內涵是電子技術、計算機科學、醫學器械工程等學科在生物學、醫學領域中的應用與融合[1]。近幾年來，其學科建設、專業發展、人才培養、學術研究已成為我國高等教育“質量工程“項目中的七大新興信息產業之一。在國內開辦的醫學信息工程專業的24所高校中，已有7所高校分別獲準納入部級、省級、校級新興信息產業立項建設計劃。

一、醫學信息工程專業發展現狀

（一）醫學信息工程專業的產生與發展

21世紀初葉，生命科學與信息產業的勃興，引導著以信息科學和生命科學為主的多學科交叉與融合的新興信息產業，其已給醫學信息工程專業的興起帶來發展優勢與機遇。尤其是近20年來，各地高校自尋信息產業人才培養路徑，有些高校在對當時原有的電子信息與技術、電子信息工程、醫學信息學、信息管理與信息系統等相關專業調整培養目標及方向，進行課程體系調整，整合教學內容，增加特色課程內容之后，用于培養醫學信息工程專業人才；也有高校是在生物醫學工程專業開設培養方向；還有的高校是直接申報專業，經嚴格的辦學條件論證，獲準開辦新專業，這表明醫學信息工程專業的產生與發展應該是有良好的發展勢頭的。尤其是2012 年以后，在新增的本科教學目錄中，正式確認了醫學信息工程專業的代碼（080711T），這標志著我國醫學信息工程專業教育正式步入高等教育體系的軌道。

（二）醫學信息工程專業的建設現狀

2003年，四川大學申報并經論證，獲教育部首準開辦醫學信息工程專業本科教育，歷經7年建設，并于2010年成功成為第七批國家級特色專業建設點，隸屬于新一代信息產業。此后，全國多家高校相繼申辦醫學信息工程專業本科教育，據2014年統計，全國已有24所本科院校開設醫學信息工程專業，中醫藥院校所占有一定比例。目前，全國高?，F有醫學信息工程專業在校生近4000人。據資料分析：從就業形勢看，在1107個本科專業中，就業排名第268位，而在203個工學類專業中，就業排名第54位；從辦學地域看，專業需求量最多的地區是北京市，占23%；從就業行業看，需求量最多的行業是“制藥、生物工程”，共占26%，就業前景很不錯。

（三）醫學信息工程專業的研究成果

1.人才培養方案與模式。在人才培養模式創新研究上，張穎等人基于知識、能力、素質三方面，對師資隊伍結構、課程設置、實踐教學和評價體系等方面進行改革，提出培養復合型人才理論[2]。

在知識體系方面，提出了重構知識體系，劃定醫藥學基礎、醫學信息基礎、軟件基礎、硬件基礎、計算機軟件理論、計算機應用等六門課程模塊[3]。認為要調整現有的課程設置力求使學生對專業學習有清楚的目標，所學知識更加體系化。

關于專業設置創新性問題，譚強等人提出了“專業課程及制訂教學計劃中，必須要遵循全面性與專業性的有機統一、堅持由淺入深，同步推進、結合課程間的關聯性安排教學進程的原則”[4]。我們認為這一原則具有實效性、銜接性、漸進性意義。

2.課程與教學。課程與教學是人才培養目標所涉及的重要內涵，包括教學內容、教學方法的適用性問題。針對此問題，范蓉等基于醫學信息工程專業教學，“將胚胎學教學理論知識與臨床、科研鏈接；將理論教學與實驗教學鏈接（即一體化教學）；將醫學知識教育與人文修養鏈接，全面提高信息技術所需要的綜合素質”[5]。

3.實踐教學。實踐教學是提高信息工程技術實踐能力的有效路徑，解丹等人針對實踐教學問題，結合本校的實踐教學，研究了大學生實踐能力的培養，提出了“2+3+4”實踐教學體系[6]。這比較符合全程多維實踐教學體系的要求。羅悅等人針對傳統實踐教學問題，提出實踐教學特訓營模式[7]。目前，已有不少院校踐行了企業+醫院“雙軌制”實習模式，這是一項實踐教學的重大改革。

4.人才培養質量保障體系。在研究地方高校本科特色專業建設時，就有地方高校專業建設質量保障體系的五大系統的構想的提出。在其中的五大系統的構想中，也更深入地研究了以建設質量監控與評估為核心的四維監控體系[8-9]。這為專業建設質量監控與保障體系的構建和完善奠定了堅實的基礎，是醫學信息工程專業質量建設中，值得研究的參考文獻。

二、新興信息產業與專業建設的戰略目標

（一）信息產業與專業建設目標

21世紀是生命科學的世紀，生物醫藥產業和信息產業相結合的醫學信息工程這個新興產業已經步入新時代。醫學信息化將按照深化醫藥衛生體制改革的目標與要求發展，以健康檔案、電子病歷和遠程醫療系統建設為切入點，統籌推進新醫改體制下要求的公共衛生、醫療服務、新型農村合作醫療、基本藥物制度和綜合管理等信息系統的建設。到20年代末，完成構建全國衛生信息系統基本框架，基本目標是為全國30%的人口辦理健康卡、建立符合統一標準的居民電子健康檔案、電子病歷檔案。作為“新一代的信息技術”，期望它會對全國高校醫學信息工程專業的建設發展與人才培養工作起示范引領與輻射作用。

（二）信息管理與信息源課程

實現新興信息產業戰略，人才培養是關鍵，優化課程體系是基礎，調整與教學內容改革要圍繞新興信息產業需求來進行。課程體系改革的主體在于優化教學內容，有利于挖掘、明晰醫學信息源課程，使醫學信息達到大范圍的覆蓋。從信息管理角度來講：明確四大教學內容為信息源：一是醫療保障信息，面向社會、服務全民身心健康的信息來源；二是衛生事業管理信息，面向衛生系統的宏觀醫學信息來源；三是醫院管理信息，面向醫療內部機構的信息來源；四是醫療器械監督管理信息，面向醫療器械行業研發、生產與市場營銷的信息來源。就此來講，這要求改革課程內容要與高?，F有的信息管理和信息系統專業、醫學信息專業、醫學信息管理專業、生物醫學工程專業或醫藥信息專業相區別，從而達到優化課程體系、精選教學內容、差異化地服務于公共衛生與醫藥信息市場的目的。

（三）信息技術與醫藥經濟發展

21世紀是生命科學的世紀，生物醫藥產業已經步入新時代。目前，我國計算機、微電子、通信等專業人才社會需求巨大，尤其是計算機技術、通信技術、網絡通信、網絡保密研究、可視電話、圖像傳輸、軍事通信等領域的人才的需求量較大。因此，發展醫學工程技術可彌補這一專業人才缺少及其知識結構不完整的遺憾。特別是對通信網絡等技術的發展，其對信息共享和處理等方面產生重大影響。目前，我國醫學信息產業還存在醫、工結合不夠緊密，技術產品落后、創新鏈條脫節和研發能力薄弱等問題。我國醫學信息工程人才在數量、結構、素質和能力上還不能滿足經濟社會發展的需要，急需的高層次復合型人才嚴重匱乏。開辦醫學信息工程專業教育，培養信息工程技術人才都是適應時展的要求，是適應新興信息產業崗位技術發展的需要，是社會經濟發展的必然。

（四）數字技術與惠民工程戰略

在當前職業教育面向國際化、建立中國特色高等職業教育體系的大環境中，尤其是許多地方高校處在本科職業技術教育轉型期，專業教學改革應以課程結構調整與內容優化為核心，認知新一代信息產業包括下一代信息網絡、電子技術核心基礎、高端軟件和新興信息服務等產業，包括生物醫藥、生物醫學工程、生物農業、生物制造等產業。標志著數字技術的高度發展，被認為是新一代“朝陽”產業。

在信息產業上，將整合“醫產學研”優勢資源，推進醫學與信息、材料等領域新技術的交叉融合，增強新型醫學信息工程產業開發技術與能力，建立與完善數字醫療系統、醫學信息惠民工程，切實推進遠程醫療，推廣醫療信息管理和居民電子健康檔案管理系統等重大示范工程建設，創新信息產業視野下應用型人才培養模式。

三、醫學信息工程專業教育發展的戰略選擇

（一）把握專業發展優勢與機遇

新興信息產業，是21世紀新一代的陽光產業。2010年，教育部將醫學信息工程專業列為第七批國家級特色專業建設點，標志著我國新一代信息產業的興起。開辦醫學信息工程專業的24所高校中，不少高校分別獲準納入部級、省級、校級新興信息產業立項建設。這為我國地方高校向應用技術大學轉型提供了機遇，其將推動醫學信息朝專業化、特色化、產業化方向進軍。

（二）創新專業人才培養模式

針對我國各級各類院校開設醫學信息工程專業人才培養路徑、課程體系的現狀、較多的同質化現象出現，實現信息產業人才培養模式創新，倡導人才培養異質化目標，面向市場、產業部門，完善產業鏈。構建“校企結合”、“產教融合、校醫合作”的三維構架培養的模式，完善全程實踐教學體系，強化工程實踐能力和職業技能培養，培養優秀的高級技術、技能型人才。

（三）調整專業課程體系

由于各高校專業培養目標與要求、路徑、方式及其來源不同，因此我國現行的醫學信息工程專業課程體系比較傳統，這在不同程度上影響著產業發展，所以有必要對其進行調整、改革，改革的著眼點要以課程體系力求信息產業化為主要導向，縱向以國際先進學科專業觀念為導向，橫向移植并引用國外先進人才培養模式，秉承我國醫學信息工程專業及其相關、相近專業的辦學傳統與積累的經驗，力求在產學研結合上尋找創新亮點，構建符合戰略性新興信息產業需求，應對高校轉型發展需要，具有國際化視野，符合國家標準、行業標準、高校標準的專業課程體系。

（四）加強質量保障體系建設

人才培養是信息產業的基礎工程，建立“以人為本、加強“雙師型”教師隊伍建設，以證為導、推行“雙證書”制度、強化技能訓練意識與能力培養，以實踐教學為核心、加強實習基地（點）建設，培養專業實踐能力，以人才質量為目標，構建教學質量監控與評價體系”[10]。這是人才培養質量保障體系建設的支柱，也是人才培養的通用法則、向導、標準。建設性、實質性措施要依據高校現實條件制定并進行有效調整

總之，通過對醫學信息工程專業教育現狀的分析，面對地方高校轉型與信息產業的興起所面臨的挑戰和機遇，筆者探討了新興信息產業的發展戰略。這有利于促進信息工程學科的發展，以滿足中國現代化建設的需要以及與國際化接軌的需求。

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[10]王能河，鄒衛東，梅賢臣.生物醫學工程專業課程體系

篇8

【關鍵詞】現代醫院；醫療器械；維修機構；建設；管理

一、現階段醫院醫療器械設備維修機構存在的問題及原因

1.醫學工程技術人員流失嚴重

八十年代中初期國內部分醫科大學及工科院相繼開設了生物醫學工程（BME）專業，BME畢業紛紛進入醫院從事醫療器械設備的維修工作，醫院醫療器械設備維修曾一度輝煌。但是，大多數BME畢業生又先后離開醫院。其主要原因是以下幾個方面：一是醫院在人才培養、使用、晉升、生活待遇等方面存在著重醫輕工的現象，使醫學工程技術人員的人生價值得不到體現，產生了不平等感，部分醫學工程技術人員因此而另謀他業。二是九十年代初期國外醫療器械設備公司紛紛在我國設立銷售機構，不少醫學工程技術人員為了優厚條件，而到這些機構從事維修技術服務。另一方面，醫療維修機構內部管理缺限也是造成人才外流的一個重要原因，如有些醫院讓正規院校BME畢業生長期從事一般技術工人所從事的工作，BME人員感到委屈而離開醫院。

2.現行人員素質偏低

據相關資料報道，在我國醫院維修工作一線的醫學工程技術人員多數為中等學歷，其主要來源為其它待業改行者，如護理人員改行、汽車維修人員改行等。這部分人員的技術主要源于工作實踐，未經正規BME教育，技能單一，思維方式落后，缺少跟蹤先進醫學工程技術的潛能。特別是長期的“放羊式”管理導致了他們缺乏創新思維方式。即使是高學歷人員，在這種管理體制中也容易放任自由、不思進取。我們認為，造成這一現狀的根本原因是醫院管理者尚未意識到BME人員在臨床醫療中的作用，使BME人員沒有受到象醫護人員一樣的嚴格管理和繼續教育。

3.維修手段落后

應該說，我國現行醫院醫療器械設備維修機構與美國70年代十分類似，屬于維修店。盡管隨意醫療器械設備的不斷發展，部分醫院的醫療器械設備維修條件有所改善。但這種改善與現代醫療器械設備的維護要求相差甚遠，維修工具，檢測手段仍是陳舊的。其原因是醫院自身不愿意對維修機構的設備有更大的投入，因為這種投入的回報不是顯著的，難有立竿見影的經濟收益。

4.管理制度滯后

盡管目前醫院管理制度已相對完善，然而醫院醫療器械設備維修機構卻成了醫院管理的盲區，多數醫院沒有詳盡管理制度或管理制度滯后。即使是建立了醫療器械設備維修機構管理制度的醫院，其制度也難以及時修訂與補充，與現代醫療器械設備維修管理的要求不相適應，如缺少新的《醫療器械監督管理條例》的具體要求。特別是有關機構人員組成，占醫務人員總數的比例，學歷要求，準人資格等在衛生政策制度中沒有明確的規定。其主要原因：一是醫院的規劃和發展策略對醫療器械設備維修機構缺乏明確的建設與管理標準，難以形成相關管理制度。二是醫療單位對醫療器械設備的發展與管理策略、質量要求等難以準確把握，難以及時制訂或修改相關管理制度。

二、加強醫院醫療器械設備維修機構建設與管理的思考

1.建設與管理原則

應該注意到，醫療器械設備不僅僅是一種醫療服務手段，它還是醫院文化的重要標志，它的好壞直接或間接影響著醫院形象與聲譽，也影響著醫務人員情緒及行為。另一方面，醫療器械設備具有現代高科技特征，維修過程需要創新思維，維修人員需要有多層面的知識結構。為此我們認為，醫院醫療器械設備維修機構的建設與管理應把握如下原則：（1）加強機構的文化內涵建設，提高工程技術人員的醫學文化素養； （2）樹立為臨床醫療服務的思想，培養具有敬業精神的工程技術人員；（3）明確人員準入條件，重視人才培養與知識更新；（4）建立或完善目標管理制度及相應運作規則。

2.建設與管理目標

2.1基本目標

任何一項目標的實現，人員總是起決定性作用，應在建立工程技術人員引進、培養、淘汰機制的基礎上實現如下目標：（1）對工程技術人員合理分工，正確使用，嚴格管理，全方位為臨床醫療服務；（2）突出預防性維修，最大限度地提高或延長醫療器械設備的無故障時間；（3）不斷提高人員的維修技能，最大限度地提高維修質量和速度；（4）采用新技術、新方法、不斷提高維修服務水平。

2.2具體目標

參照國外醫院醫療器械設備維修保障情況，結合我國醫院現狀，現階段的具體目標應包括以下幾個方面：（1）按故障發生規律編制維修規劃，并依據規劃實施預防性維修、改進性維修、故障維修及日常維護等。（2）采用現代維修新技術，使電子類及大型設備的自維修率在85%以上，如心腦電圖機、B超診斷儀、放射線設備等。（3）實驗室精密儀器的校準與維護，自維修率在95%以上，如分析天平、色譜分析儀、多參數生化分析儀等。（4）常規醫療器械設備的維修，自維修率達到100%，如血壓計、負壓吸引設備、制冷設備、常規理療設備、常規口腔設備等。

2.3機構設置

2.3.1工作室布局。（1）維修計劃室：由設備科（處）主任直接領導，一名主管人員具體組織并負責實施。維修計劃應由全體維修人員共同參與，在預防性維修，故障維修，日常維護等方面制訂詳盡規劃。必要時，可根據維修規劃進行經費預算，并報經濟管理科（處）審核。（2）檔案資料室：應詳盡收集或記載醫療器械設備的結構、工作原理、使用與維修方法、履歷等，并科學分類，嚴格管理，確保維修有案可稽，使維修依據可靠，維修方法恰當，更換部件準確。（3）維修操作室：一般包括精密儀器維修室，電子設備維修室，其它專用設備維修室等。

2.3.2維修小組的劃分。（1）中高檔器械設備維修組：配備高級工程技術人員，配置智能故障診斷設備和其它專用設施及工具。（2）常規器械設備維修組：配備中級工程技術人員，配置專用工具。（3）基礎維修組：配備1-2名熟練技術工人，主要從事鉗工，車工等，完成一般性維修和零配件的加工。

2.4建立新型管理機制

2.4.1建立主管領導負責制。主管領導的工作職責應包括：組織制訂或督促執行醫療器械設備維修管理制度，組織審查維修機構工作規劃并監督實施，審批維修機構開支方案等。

篇9

關鍵詞：生物醫學光電檢測；交叉學科；教學模式；原理概念；創新思維

一教學體系的構建和優化

生物醫學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結合現今生物學、醫學及光學等多門學科交叉融合發展的現狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業課程。該門課程涉及的內容相當廣泛：綜合了一般醫學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現的內容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數學、生物學、醫學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業書籍、雜志和相關文章數量眾多，內容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發展迅速，相應的教學內容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生工程化能力、多學科綜合能力和創新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據擬定的教學大綱和教學內容，進行了教學體系的構建和優化，內容包括教材的選取、教學內容的調整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農業科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節選入作為補充教材。之后在教材內容的選取上，以生物醫學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內容的調整和取舍：生物醫學檢測技術的主要教學內容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結合教材內容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向學生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內相關章節內容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業、課后作業，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績為上課點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調整教學中的部分內容，根據學生感興趣的內容，查閱該領域該部分內容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質量，優化教學體系?？傊虒W體系的構建和優化涵蓋了教學活動中的所有環節，對于有效開展課堂教學非常重要。

二教學內容的選擇和系統化

在教學體系的構建和優化中，教學內容的選擇、教學內容的系統化是一個非常重要的部分。該門課程的內容廣泛，參考資料豐富，如何有側重地選取教學內容，保證教學內容的系統化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結合，注重檢測技術和儀器運用的結合，注重工程化與技術化的結合，注重理論和實踐的結合，實現教學內容完整性和系統性的統一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結構以后，顯微鏡就與生物醫學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫學光電檢測技術的基礎與核心內容，之后產生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向學生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發，分別對這幾個參數進行了理論推導；通過數學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要??；顯微鏡的分辨率與波長，與數值孔徑有何關系；為何數值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發展歷史、國內外主要顯微鏡生產廠家介紹等趣味性強和難度較低的內容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節的內容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內容的完整性和統一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。

三教學方法的實施和教學手段的運用

好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發，讓學生對這門課程的內容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向學生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業廣等特點，再將課程內容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內容間的邏輯聯系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發，將課程內容引入。向學生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向學生拋出筆者自己總結出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據透鏡成像的規律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫學檢測技術的發展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內容產生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結合在黑板上用粉筆推演公式的傳統方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調整部分教學內容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的?？傊?，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養學生的思考能力和理解能力，提高教學質量。

四總結

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生物芯片技術涉及分子生物學、生物材料學、微加工技術學、化學、物理、計算機等多學科和領域。它針對DNA、RNA、蛋白質及其他生物分子,將不連續的、離散的分析過程集成在一起,完成樣品預處理、親和結合反應以及信號檢測等過程,實現對成千上萬種生物分子的高通量檢測分析[1],在蛋白質組學及基因組學科研、疾病診斷和預警、藥物或手術療效判斷以及新藥開發、司法鑒定和食品安全等領域,均有廣闊的應用前景[2]。

1生物芯片分類

按生物芯片材料和支持物類型可分為固態生物芯片和液態生物芯片等。固態生物芯片按待測物質種類,又可分為蛋白質芯片和基因芯片。液態生物芯片技術,又稱Luminex技術[3],是以微球表面為支持物,最早的微球熒光顏色編碼液態生物芯片由美國Luminex公司生產開發。按生物芯片結構和制作特征,可分為微點陣(陣列)生物芯片、微流路生物芯片和芯片實驗室(lab-on-a-chip)。按照生物芯片編碼原理可分為固態平面坐標編碼生物芯片、微球顏色編碼液態生物芯片和微球阻抗編碼液態生物芯片。

2生物芯片研究現狀

2•1固態生物芯片研究現狀

固態生物芯片原理簡單,技術相對成熟,國內外的研究主要集中在應用領域的產品開發方面,并取得了一定的社會效益[2]。由中國博奧生物有限公司研發的多重等位基因特異性PCR通用芯片(allele-specificPCR-baseduni-versalarray,ASPUA),可在5h內完成與遺傳性耳聾相關的4種基因的檢測[4]。美國Sandia國家實驗室正在利用微流控芯片研制生化戰劑檢測儀器,已進入試驗階段[5]。

2•2液態生物芯片研究現狀

傳統液態生物芯片技術(微球熒光顏色編碼的液態生物芯片技術)將流式技術、熒光顏色編碼微球、激光、數字信號處理和傳統化學技術融合在一起,獲得了“2005年國際臨床診斷技術革新大獎”?；诖隧椉夹g平臺的美國Luminex公司制造的Luminex系列產品和由荷蘭控股QIA-GEN跨國公司生產的BioRobotLiquichip系列產品,已經通過該國的食品藥品管理局(FDA)認證。隨著近年來全世界科學家的不斷深入研究,微球熒光顏色編碼液態生物芯片技術性能越來越成熟,應用范圍越來越廣[6-7],是國內外研究的重點和熱點。2004年微球阻抗編碼液態生物芯片技術方法申請專利,2007年獲得中國發明專利[8],但其研究和開發目前幾乎是空白[9-10]。

3微球熒光顏色編碼液態生物芯片

3•1微球熒光顏色編碼液態生物芯片工作原理

微球熒光顏色編碼液態生物芯片包括診斷芯片試劑盒和芯片檢測設備兩部分[11],其工作原理為不同熒光顏色微球編碼不同待測物質,不同熒光顏色的微球表面攜帶的探針熒光強度代表不同待測物質的含量,通過顏色判讀和探針熒光強度檢測裝置以及軟件分析系統,自動分析同一份樣品中的不同待測物質含量。

3•2微球熒光顏色編碼液態生物芯片在生物醫學中的應用

3•2•1抗原類物質定量檢測各種微生物體、激素、腫瘤標記物、細胞因子等都屬于抗原類物質,Bellisario等[12]用液相芯片技術對新生兒血游離甲狀腺素4(T4)和促甲狀腺素(TSH)同時進行檢測,取得滿意效果。deJager等[13]基于液相芯片技術,檢測刺激后的人類外周血單核細胞分泌的15種細胞因子,顯示與ELISA法有較好的相關性。

3•2•2抗體類物質檢測檢測某些自身抗體對診斷自身免疫性疾病具有重要意義。Wong等[14]用液相芯片技術檢測人血清和腦積液中的抗西尼羅河病毒囊膜糖蛋白E的IgG和IgM抗體,血清和腦脊液用量明顯比ELISA法少,且測定速度明顯加快。Avaniss-Aghajani等[15]將液態生物芯片用于檢測984份標本的抗SSA、SSB、Sm、RNP、Scl270、dsDNA和抗著絲粒蛋白B(centromereproteinB,CENP-B)抗體,結果顯示與免疫熒光技術(immunofluores-cenceassay,IFA)和ELISA技術具有可比性。

3•2•3核酸類物質檢測檢測某種微生物特異的DNA或RNA,可以提示機體感染了某種微生物。此外,檢測機體某些基因(如SNP位點)改變以及這些基因的表達情況,可以對人體某種疾病進行預警和診斷。Diaz等[16]設計了16種針對馬拉色菌不同種屬的特異性捕獲DNA探針,分別共價結合在16種熒光顏色微球上,制作液態生物芯片用于馬拉色菌屬的準確鑒定。Lud等[17]將液態生物芯片技術用于不同分類癌癥的微小RNA(microRNA)表達譜檢測,結果表明在準確性、抗交叉反應性、線性范圍等方面均明顯優于固相芯片。

3•3微球熒光顏色編碼液態生物芯片的性能評價

微球熒光顏色編碼液態生物芯片具有重復性好,線性范圍寬,高通量,速度快,靈敏度高,特異性強,適用范圍廣,靈活性好等優點,其缺點包括:①檢測人血清特異性抗體時,檢測背景信號過高;②檢測通量尚無法滿足臨床診斷和科研需要;③檢測設備技術要求高;④不同熒光顏色微球不能永久保存;⑤價格昂貴。