生物医学工程论文范文

2023-09-17

生物医学工程论文范文第1篇

追梦——各具魅力的研究院校

几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。

重点名校

清华大学

作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。

清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。

清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。

上海交通大学

上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。

2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取人数 报录比

生物学 319 53 6.18∶1

化学工程与技术 43 9 4.78∶1

生物医学工程(83100) 95 30 3.17∶1

生物医学工程(430131) 8 21(含推免) 未知

生物工程 7 4 1.75∶1

西安交通大学

西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。

复旦大学

复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取国家级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。

2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 报录比

生态与进化生物学 18 6 3∶1

微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1

遗传学 90 42 2.14∶1

生理学和生物物理 8 5 1.6∶1

生物化学 128 48 2.67∶1

实力院校

浙江大学

1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。

学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。

2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取

人数 推免人数

电子信息技术及仪器 110 24 未知

生物医学工程(083100) 86 46 未知

仪器仪表工程 1 6 5

生物医学工程(430131) 6 14 8

东南大学

作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。

依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。

在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。

2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 推免人数

生物物理学 15 4 0

生物医学工程 106 61 13

华中科技大学

华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234 项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23 项,发表SCI收录论文418篇。

学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。

逐梦——与时俱进的研究分支

近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。

那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。

医学影像学

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、CT技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。

不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。

医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。

这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。

医学信息工程

医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。

该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。

医学仪器

医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。

该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。

分子生物学

分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快,并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展,现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展,市场需求的不断变化,该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品,甚至是化妆品相关的技术。

因国内各院校学科发展不同,该研究方向分支有:生物材料及人工器官、生物芯片与微纳米生物医学系统、生物纳米材料、肿瘤分子生物学等。研究生阶段的课程设置包括:《分子生物学》《纳米科学技术引论》《分子细胞生物学》《纳米药物系统》《显微分析与纳米结构物理》。从课程的设置可见,分子生物学对生物、物理、化学知识有一定的要求。作为国内新兴学科之一,其毕业生就业去向主要是一些研究所、科研机构、医疗企业。开设院校有:四川大学、大连理工大学、东南大学、上海交通大学等。

纵观生物医学工程的发展历史,生物医学在我国还处于起步阶段。但随着社会发展,人们对生活水平的高要求,各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信息网络化将被广泛应用。可见,生物医学工程发展具有很大的潜力。如果你也心怀生物医学工程发展的梦想,那就勇敢地投身到生物医学工程的研究中。

生物医学工程论文范文第2篇

关键词:生物医学工程;课程体系;课程建设;人才培养

生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关技术问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务[1],[2]。由于生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用,世界各个主要国家均将它列入高技术领域,重点投资优先发展。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高,各类医疗设备在医院中的应用越来越广泛,医疗设备的研发、操作、维修及管理人员是各大医院及公司急需的人才。多学科的交叉,使得生物医学工程不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学科。它要求我们在人才培养和专业建设中,要围绕学科发展和社会需要,密切结合生物医学、科学理论、工程技术等方面的基本内容和方法,加强课程体系建设,以培养学生工程设计和创新能力。但由于生物医学工程专业起步较晚,专业培养方向较多,不同院校的生物医学工程专业又由分别来自于不同学科和专业的师资组建,专业建设基础、人才培养目标、课程体系都各有差异,导致长期以来,该专业在人才培养中存在医工结合不紧密、工程性和创新性实践教学环节相对薄弱等问题,造成学生专业素质和创新能力与社会要求差距较大的现象[3]。这又进一步导致了该专业招生和就业难等一系列问题。针对生物医学工程课程体系的问题,我们分析了生物医学工程专业的特点、在人才培養上存在的不足,以及新的人才培养方案的总体要求,对以前的人才培养方案中的课程体系进行了较大的调整,并结合创新型社会对人才培养的需求,进行了相应的教学改革。

一、生物医学工程专业的课程体系建设

目前我国很多高校都开设了生物医学工程专业,但由于专业培养方向较多,不同院校的生物医学工程专业的专业建设基础、人才培养目标各有差异,学校自身特色和师资力量也有所不同,因此课程体系也不尽相同[3]。从我校该专业的实际情况出发,我们分别按制定人才培养方案的惯例和按照专业人才培养的要求进行了课程体系建设。

(一)按人才培养方案确定的课程体系

制定人才培养方案时,所有专业的课程都可以分为通识教育类课程、专业基础类课程、专业课程和实践教学课程等四大模块。除实践教学类课程外,每个模块又分别由课堂教学和实验教学、必修课程和选修课程组成。

1.通识教育类课程。通识教育类课程主要是教育部所规定的本科专业所必须完成的基础类课程,即公共基础课。主要包括:中国近代史纲要、马克思主义基本原理、毛泽东思想概论、邓小平理论与“三个代表”;道德修养与法律基础、军事理论、职业规划;计算机基础、高级语言与程序设计、体育、大学英语等。作为民族院校,我校还开设有民族理论与民族政策等课程。由于生物医学工程专业理工为主的特点,通识教育类课程还包括了理科所必需的公共基础课程,包括大学物理、高等数学、线性代数、概率论与数理统计等基础课程。这些课程在不同高校生物医学工程专业中均有开设,教学内容几乎一致。

2.专业基础类课程。专业基础类课程是为专业课打基础的,所以此类课程的开设应该与专业课程紧密相关。本专业开设的专业基础课程主要有:生物医学工程概论、工程制图、生物化学;人体解剖学、生理学、临床医学基础等;电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电工技术基础;微机原理及接口技术、单片机及其应用、医用传感器;信号与系统、数字信号处理;计算机图形学、计算机网络、数据库技术等。

3.专业类课程。由于各个高校人才培养的定位、目标、就业方向的不同,专业课程的开设在不同高校中有较大的差异。目前我校生物医学工程专业开设的专业课程主要有:生物医学电子学、生物医学光子学、生物医学测量与仪器;生物力学、放射生物学、生物材料学、组织工程、人工器官;医疗仪器设计原理、医学电子仪器原理与设计;生物信息学、生理系统建模、医学信息学、医学信息系统;医学影像物理基础、医学影像设备学、医学图像处理;远程医疗等。因为生物医学工程专业涉及的研究内容十分广泛,所以专业课程也十分丰富。

4.实践类课程。实践教学是生物医学工程专业教学的重要组成部分。生物医学工程是理、工、医的有机结合,对学生实践能力的培养也是人才培养的一个重要环节。除了上述课程的实验部分以外,生物医学工程专业的实践教学类课程主要有:电工实训、金工实习、电子技术课程设计、医疗仪器课程设计、专业实习、毕业设计(论文)等。

(二)按照专业人才培养要求确定的课程体系

我校生物医学工程专业人才培养以电子信息和医疗仪器为主,按照专业人才培养的要求,将专业课程分为:医学基础类课程、电子学类课程、计算机基础类课程、信号处理类课程、医学信息学类课程类、医学设备类课程等模块[4][5]。

1.医学基础类课程。生物医学工程是医学与工程的结合,因此该专业的学生必须掌握一定的医学和生命科学的基础知识。目前,我校开设的医学基础课程主要包括:生物学、人体解剖学、生理学、生物化学、分子生物学、临床医学基础、电生理技术、膜片钳原理与应用等。另外还可以根据专业发展需要开设下列课程:免疫学、生物力学、放射生物学、生物材料学、组织工程、人工器官等医学类课程。

2.电子技术类课程。大部分高校的生物医学工程专业都以生物医学电子技术类课程为重要的工程基础课程,包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术;生物医学电子学、生物医学传感器与检测技术;微机原理与接口技术、单片机原理与应用、嵌入式系统、计算机控制技术、DSP技术、EDA技术、生物医学电子技术课程设计等课程。

3.计算机基础类课程。计算机基础类课程包括计算机基础、高级语言程序设计、面向对象的程序设计、数据结构、操作系统原理、软件工程、计算机网络、多媒体技术、软件课程设计、软件工程课程设计等课程。

4.信号处理类课程。信号处理类课程包括生物医学信号检测技术、信号与系统、生物医学数字信号处理、数字图象处理、自动控制原理、医学成像原理等课程。

5.医学信息学类课程。医学信息学类课程包括数据库原理与应用、医学信息系统、医院管理系统、医学图像处理存储与传输、软件工程、软件系统课程设计、医学模式识别、医学信息系统课程设计等课程。

6.医学设备类课程。现代医疗仪器的品种和规格繁多,为了便于教学,我们将其大体分为三类进行教学[1],[2]。(1)医学诊断技术设备。这是教学的重点,包括医学成像技术与设备,超声诊断设备,电生理检测、分析与监护设备,生化分析检验设备等课程。(2)现代物理治疗技术与设备。这方面的内容很多,我们选择康复医学与设备为主要课程。(3)医用信息系统与设备。包括临床信息系统、医院管理信息系统、医院办公自动化等课程。另外,为了培养学生的工程设计能力,扩展学生视野,我们还为学生开设了智能仪器、虚拟仪器、仪器仪表课程设计等课程供学生选择。

上述分类实际上是按生物医学工程专业的学科基础来划分的。这种分类方式既有利于学生的分类培养,也便于组织教学,对师资培养和人才引进也有较好的指导作用。

二、生物医学工程专业的课程体系建设改革

新一轮人才培养方案制定工作的重点有:推进通识教学,坚持宽口径的专业教育;精简课内学时,增加实践学时;实行分类培养,发展学生个性;实行分层、分类教学;强化实践教学、探索创新创业教育。这些内容其实就体现了新时期社会和经济发展对人才培养的要求。针对上述要求,结合我校生物医学工程专业的特点,我们对原来的人才培养方案进行了系统的研究和改革。

1.按人才培养方向调整和增设相应的专业课。针对社会和用人单位对学生各方面能力的要求,我们将学生按如下发展方向进行培养(培养类型):(1)临床工程型。学生毕业后主要从事医疗仪器的使用、维护和管理。(2)工程设计型。学生毕业后主要从事医疗仪器的工程设计和开发。(3)科学研究型。学生毕业后主要从事生物医学工程学科的科研、教学和开发工作。(4)医学信息管理型。毕业后主要從事医学(院)信息系统和医院管理方面的工作。对不同的培养类型,调整和增设相应的不同类型的专业课程:(1)对按第一类方向培养的学生,主要培养其设备管理、使用、维护等能力,因而开设了临床医学概论、系统解剖学、医疗仪器原理、医疗仪器检测技术、医学影像学、医学影像检查技术、设备管理学等专业课程。(2)对按第二类方向培养的学生,主要培养他们的工程设计能力,因而开设了生物医学电子学、机械原理与设计、嵌入式系统、现代电子技术、电力电子技术、检测技术、医疗仪器设计原理等专业课程,以及不同种类的医疗仪器专门课程。(3)对按第三类方向培养的学生,主要培养他们的科研创新能力,因而开设了数字图像处理、医学成像、模式识别、电生理、膜片钳技术、生物医学系统建模与仿真、脑电信号检测与处理等专业课程。(4)对按第四类方向培养的学生,主要培养他们的信息技术使用和开发能力,因而开设了临床信息系统、医院管理信息系统、医院办公自动化、计算机网络、医院管理等专业课程。

2.加强实践教学课程体系建设和改革。实验教学改革的核心是课程结构的优化[6],[7]。在新的人才培养方案中,我们确定了“打牢基础、结合行业、注重工程、强调能力”的指导思想,形成了科学的实践教学课程体系。首先,我们确立了实践教学在本科人才培养中的中心地位,明确提出重要实验课程必须独立设课,组织专家和教师定期开展实验教学大纲的修订。其次,以“专业认知、基本技能——综合应用、工程设计——现代技术、创新能力”为认知链条,对本专业的实验教学课程体系进行了整体性设计,逐步建立起与理论教学相辅相成又相对独立、系统传授与探索研究结合的“一体化、多层次、开放式、研究型”实验教学课程体系。

以弱化和淡化单门课程实验教学,强化课程群融合,减少验证性实验,增加综合性、设计性实验为目标,我们将实验课分成4个模块:生物医学相关基础知识模块、工程相关基础知识模块、专业课程群和课程设计模块、工程设计和创新科研模块。

同时按实验教学实施过程划分为3个层次:(1)基础层次教学。包括生物医学相关基础课程实验、工程技术相关基础课程实验两个模块,主要是认知性和验证性的实验教学,其特点是对理论课内容的实验再现;教学实施过程为教师指导,学生认知和验证。(2)提高层次教学。主要是综合性、设计性的教学,其特点是独立的实验教学,实验教学内容是包括课程设计和课程群的综合性实验;教学实施过程为教师辅导,学生自主实验。(3)创新层次教学。主要是探索性的教学,其特点是强调工程设计、科研、第二课堂以及开放实验室等方面相互结合的教学;教学实施过程为教师将科研项目分解为创新课题,也可以学生自主选题,教师负责答疑,学生独立完成设计和验证。这种分模块分层次的实践教学体系见图1所示。三个层次的改革体现在:突出基础层次实验“厚”,提高层次实验“宽”,创新层次实验“深”。在原有人才培养方案的基础上,还增加了专业实习、医疗仪器课程设计、创新创业项目、电工实训等实践课程或环节,加强学生的实践动手能力、工程设计能力、创新科研能力的训练。培养学生自我学习和解决问题的能力以及团队合作精神。

这些改革,都有利于在教学过程中,利用课程体系这个重要的指挥棒,来调动每个学生的积极性,发挥特长,选择感兴趣的方向学习,提高理论水平和专业技能。这样也为学生指明了就业方向,让学生在四年的学习中明确目标,将来能更好地发挥自身价值。

三、结束语

课程体系建设和改革是人才培养模式改革的具体体现,也是教学改革的重点和难点,只有通过课程的改革和重组才能真正实现知识的整合和创新,让学生在专业知识、专业技能、综合素质等方面得到更好的提高,才能进一步提高人才培养的质量和效率。我们在生物医学工程专业课程体系建设与改革等方面进行了一些探索和实践。近3年来的教学实践证明,这些改革对提高人才培养质量和效率确有推动作用。

参考文献:

[1]邓玉林.生物医学工程学[M].北京:科学出版社,2007.

[2]John D.Enderle,等.生物医学工程学概论[M].封洲燕,译.北京:机械工业出版社,2010.

[3]詹鹤云.生物医学工程专业课程体系研究[J].临床医学工程,2011,18(9):143-148.

[4]王能河,邹卫东,梅贤臣.生物医学工程专业课程体系建设与应用型人才培养质量保障[J].咸宁学院学报,2009,4(29):104-106.

[5]周静,吴效明.生物医学工程专业建设与人才培养模式探讨[J].南方医学教育,2010,(1):10-11.

[6]贺秋丽,李如琦,陈斌,等.电气工程专业实验教学体系的改革与实践[J].高等理科教育,2012,(2):141-145.

[7]吴效明,张莉莉,劳永华,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,2010,31(02):115-117.

基金项目:湖北省教学研究项目(JYS11003)

作者简介:谢勤岚(1968-),男,湖北武汉人,教授,硕士,主要研究领域为生物医学工程、生物医学电子技术。

生物医学工程论文范文第3篇

[摘 要] 生物医学工程这一新兴学科对国家发展和经济建设具有重要的战略意义,需要培養大量的交叉复合型专业人才。本文结合生物医学工程专业的特点,详细阐述培养方案和课程体系的具体构建过程,并进行合理性分析,以期进一步推动生物医学工程专业培养体系的建设。

[关键词] 生物医学工程;学科交叉;课程体系

一、引言

生物医学工程是运用工程学的原理和方法解决生物医学问题,提高人类健康水平的综合性学科。它在生物学和医学领域融合数学、物理、化学、生物学、信息与计算机科学,从分子、细胞、组织、器官、生命系统各层面丰富生命科学的知识宝库,推动生命科学的研究进程,为疾病的预防、诊断、治疗和康复,研究新材料,制造新设备,提供新方法,实现提高人类健康、延长人类寿命的伟大使命。其在国家发展和经济建设中具有重要的战略地位,是医疗卫生事业发展的重要基础和推动力量。这一新兴领域需要培养大量的交叉复合型专业人才,各相关院校应建设科学合理的生物医学工程专业人才培养体系。

二、专业培养的特点

在生物医学工程专业培养体系的制定过程中,应认真进行调研与分析,积极探究生物医学工程教育、教学的高效方法,确立科学、全面的专业培养目标和严谨、可行的毕业要求,构建先进、系统的专业培养体系。在设计生物医学工程专业的培养体系和毕业要求中,应侧重以下几个方面的培养:(1)先进性。学习、采用国内外一流的生物医学工程专业教育体系,深化教学改革,改进培养体系。(2)标准化。参照教育部《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,对照具体的标准要求,梳理培养方案体系,制定符合标准要求的培养方案。(3)实用性。针对生物医学工程行业领域的实际需求,强化科研训练、毕业设计、工作实习等实践教学环节,强调科教融合和实践育人。(4)交叉性。融合生物科学、医学科学、信息科学等方面的知识,培养生物医学工程交叉型人才,提升学生综合能力。(5)科学性。尊重和理解生物医学工程学科发展的规律,积极学习生物医学工程学科的前沿研究成果,提早科学谋划布局,培养高素质创新人才和未来领导者。(6)全局性。紧跟国家的战略需求,注重通识教育与专业教育相结合,全面注重学生的知识、能力、素质和人格培养。

三、培养方案和课程体系的具体构建

培养方案和课程体系是人才培养体系的主要形式,也是落实毕业要求的具体载体。课程方案应紧紧围绕毕业的现实需求来设置,每一门课程都要在支撑知识、能力、素质、人格的角度上有所侧重。

在充分学习和自我完善的基础上,梳理生物医学工程的专业知识点,整合、建设专业课程体系,以“基层教学组织”建设为基点,进行深入的专业建设。围绕专业核心知识点,认真研究专业课程的教学大纲,对专业的培养方案进行认真地整合、优化与完善,构建专业的课程体系。

生物医学工程专业课程体系可由通识课程+专业基础课程+专业主干课程+专业方向模块课程+专业选修课程+实践教学课程+毕业设计+个性课程+跨专业、国际化模块+二三四课堂等部分构成,课程体系充分体现“通、专、跨、国际化”的特点,制定的过程应体现修读顺序合理、逻辑层次清晰、覆盖内容完备的特点,同时还应具备以下专业特色:

1.增加学科前沿知识

优化课程设计,强化课程特色,推进学科前沿性课程、交叉学科课程、创业创新课程等一系列学科专业课程的建设,提高学生的专业视野和综合素质。当前具有较强现实需求的“医学人工智能”“神经工程与认知科学”等课程,可以尽快地列入培养方案当中。

2.分列模块方向的课程

生物医学工程作为一个交叉学科,研究领域具有量大面广的特点,学科融合是生物医学工程类专业的特质。因此,应当根据人才培养目标和培养规格、学科的内在逻辑与知识体系的内涵,设计体现学科优势、能够满足学生未来多样化发展需要的主修、必修模块方向的课程,紧密贴合院校学科的现状和发展前沿,这是目前国内外一流生物医学工程专业培养方案的主要设置形式。

3.突出拔尖人才的培养

课程体系涵盖自然科学、工程应用、人文素养等,注重学生的个性需求和知识综合能力,形成多维度、多方向的课程体系。通过课程体系优化调整,使人才培养的目标、模式与学科发展和社会需求逐步协调一致,适时启动实施“卓越学子”拔尖人才的培养计划,致力于培养生物医学工程高素质、拔尖的交叉人才。

4.加强创新创业的引导

充分应用“创客空间”等软硬件条件,加强对学生各类创新创业类竞赛和学科竞赛的指导,提高学生的动手实践能力。院系应与合作的企事业单位建设实习基地,包括三甲医院、医疗仪器企业的实习基地等。引进知名校友担任在校生的创新创业导师,努力增强学生们的专业综合素养,提高学生们的创新创业能力和动手能力。

5.提升全球竞争力

结合院校现有的国际化交流项目,开展文化交流、科研训练、联合培养等交流活动,拓展学生们的国际视野。推进全英文课程的建设,与国外顶尖大学联合开设“生物医学工程设计”等全英文课程,接轨国际前沿课程,深化国际化培养的内涵。

6.契合社会经济发展

生物医学工程专业的办学宗旨是为国家培养具有生物医学、工程技术、信息科学的基础理论知识和交叉融合的科研开发能力,具有全球竞争力的生物医学工程领域高素质创新人才和领导者,始终强调所培养的人才、所进行的研究开发与社会经济发展紧密结合,与“健康中国”等国家战略相契合,更好地为社会经济发展服务。

四、合理性分析

在专业培养方案内,必修课学分的分布为大一、大二年级每学期均为20个学分左右,其他低年级非必修课穿插其中。大三年级必修课每学期15个学分左右,10个学分左右专业选修课可以安排在大三和大四年级上,供学生们按需选择。大四年级注重毕业设计和实习实践教育。作为强调动手能力的工科类专业,方案中实践类学分的比例可达到30%左右,实践类学时比例可达到40~50%左右。

课程安排要相对合理。大一、大二年级主要学习通识课程,为专业学习打下数学、物理学、化学、计算机等学科基础,同时完成思想政治、军体、外语、通识选修等课程的学习;大二下半学期开始逐步进入专业课程学习,完成专业主干课程后则进入模块课程+专业选修+实践教学环节的学习,以便更好地适应深造阶段的方向选择。

学分的分布要符合培养的要求。大一、大二的学分较为紧凑,有利于学生打好较强的专业基础;大三之后学分逐步降低,增加较多的实践、实验类课程的安排,预留空间的以完成专业选修课程的修读。鼓励和引导学生积极参与科研训练、科研实践等大学生创新创业活动,提高学生的创新创业能力。

五、结语

院校制定生物医学工程专业培养体系应严格对照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》的要求,通过审慎分析、认真论证,结合院校学科发展,全面合理地加以制定和完善,使其培养目标明确而有特色、培养规格具体可操作、授课师资完备充分、教学条件充足完善、质量保障体系全面有效,努力推动生物医学工程事业进一步发展。

参考文献

[1]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[S].北京:高等教育出版社,2018:495-502.

[2]林健.卓越工程师培养质量保障——基于工程教育认证的视角[M].北京:清华大学出版社,2016:33-36.

生物医学工程论文范文第4篇

关键字:学科概论、生物材料、医学影像学、生物信息学、发展与展望

生物医学工程是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。有识之士认为,在新世纪随着自然科学的不断发展,生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科,这是它最大的特点。它综合工程学、生物学和医学的理论和方法,在各层次上研究人体系统的状态变化,并运用工程技术手段去控制这类变化,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。它有一个分支是生物信息、化学生物学等方面主要攻读生物、计算机信息技术和仪器分析化学等,微流控芯片技术的发展,为医疗诊断和药物筛选,以及个性化、转化医学提供了生物医学工程新的技术前景,化学生物学、计算生物学和微流控技术生物芯片是系统生物技术,从而与系统生物工程将走向统一的未来。

生物医学工程兴起于20世纪50年代,它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系,而且发展非常迅速,成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学与其他学科一样,其发展也是由科技、社会、经济诸因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会,1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会,后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高技术之一。以1984年为例,美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元。美国科学院估计,到2000年其产值预计可达400~1000亿美元。生物医学工程学是在电子学、微电子学、现代计算机技术,化学、高分子化学、力学、近代物理学、光学、射线技术、精密机械和近代高技术发展的基础上,在与医学结合的条件下发展起来的。它的发展过程与世界高技术的发展密切相关,同时它采用了几乎所有的高技术成果,如航天技术、微电子技术等。

生物医学工程因为是一门综合学科,所以其学科内容十分的丰富。其涉及生物力学、生物控制论、生物效应、生物材料、医学影像、介入放射学和生物磁成像等方面,所以对于生物医学工程的学生来说以后就业的方向也是多种多样的。下面就接着介绍生物医学工程的学科内容。

首先,说一说生物材料。生物材料的定义很多, 归纳起来可理解为生物材料是一类用于人工器官、修复、理疗康复、诊断、检查、治疗疾病等医疗保健领域, 对人体组织、血液不致产生不良影响的功能材料。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。早在公元前3500 年, 古埃及人就利用棉花纤维、马鬃做缝合线; 16 世纪开始用黄金板修复颚骨, 陶材做齿根; 用金属固定内骨板以及用金属种植牙齿等。随着医学以及材料学的发展, 尤其是新型材料的研究开发成功, 如20 世纪40 年代高分子材料的大力发展, 为生物材料的研究与应用提供了极大的发展机会。目前可以说从人体天灵盖到脚趾骨、从内脏到皮肤, 从血液到五官, 除了脑以及大多数内分泌器官外, 都可用人工器官来代替。 医学水平的提高以及人类生活质量的改善, 也促进了生物材料的发展。根据发展水平和产业化状况, 把生物材料分为三个发展阶段:

一、惰性生物材料, 即材料与组织细胞无界面作用;

二、生物材料的生物化, 即材料与组织细胞亲和性改善, 关注界面间的相互作用;

三、组织工程支架材料, 不仅关注材料与组织细胞的亲和性, 还关注材料本身的成型、力学性能和降解能力。下面分别说说这三个阶段生物材料的研究状况和发展前景。

惰性生物材料是指对人体组织化学惰性,其物理机械和功能特性与组织匹配,使材料在应用过程中不致产生不利于功能发挥和对其它组织影响的反应, 特别是与组织接触或短( 长) 时间不产生炎症或凝血现象,无急性毒性或刺激反应,一般无补体激活产生的免疫反应的一类功能材料,这类材料的应用基于对材料本身性能的全面了解,是人类最早、最广泛应用的生物材料。随着医学水平的提高以及人们生活质量的改善,惰性生物材料的应用会向更高层次生物化或组织工程化生物材料过渡。但就目前商品化和普及应用水平看,尤其是医学的目的从治病救人转轨到预防保健过程中,需要大量常用人工器官和生物材料为主体的医疗器械,使惰性生物材料在相当长一段时间内占统治地位是研究开发的重点. 生物材料的生物化,随着材料科学、医学的发展, 以及先进仪器设备的发明, 带动了生物材料的发展。集中表现在发现新型生物材料, 以及更多关注惰性生物材料所制成的人工器官和医疗器械在使用过程中与组织或血液产生的界面反应。新型生物材料有代表性的成果是20 世纪70 年代发现的钙磷系玻璃陶瓷, 如羟基磷灰石、B- 磷酸三钙、珊瑚等。这类材料具有与人体骨组织的无机成分有类似的化学组成, 材料抗压、抗折强度与人骨接近, 植入后与组织亲和性良好, 同时有降解作用并诱导成骨细胞( 加诱导因子如BMP) 的长入, 使植入组织骨化, 一段时间后植入组织转化为正常组织等特点, 也即材料在使用过程中逐渐生物化。 组织工程支架材料,材料生物化毕竟不能改变材料的基本结构。这为材料的长期使用留下隐患,同时器官( 尤其是组织) 是一个复杂的系统,不可能用单一无活性的材料来模仿其全部或大部分功能。因此在器官( 或组织) 供体来源非常有限的情况下,如何在体外培养出正常的组织供手术使用,是医学界和生物医学工程学界追求的目标之一。组织工程的出现和发展为这一目标的实现提供了可能。组织工程是近十年发展起来的一门新兴学科,它是应用生命科学和工程的原理与方法,研究、开发用于修复、增进或改善人体各种组织或器官损伤后功能和形态的新学科,作为生物医学工程的一个重要分支,是继细胞生物学和分子生物学之后,生命科学发展史上又一个新的里程碑。组织工程的关键是构建细胞和生物材料的三维空间复合体,该结构是细胞获取营养、气体交换、废物排泄和生长代谢的场所,是新的具有形态和功能的组织、器官的基础。生物材料在组织工程中占据非常重要的地位。同时组织工程也为生物材料出了难题和提供了发展方向,那么组织工程用生物材料( 支架材料) 应具备哪些性能呢? 首先是无毒,具有良好的生物相容性和组织相容性;其次是可降解吸收,在组织形成过程中材料降解并被吸收。具有可加工性,尤其是能形成三维结构并有较大的孔隙率,以便进行营养物质传输、气体交换、废物排泄; 使细胞按一定形状生长,良好材料细胞界面,利于细胞黏附、增殖、激活细胞特异基因表达等。目前应用于组织工程研究的生物材料为可降解性天然或合成高分子材料,无机陶瓷或玻璃、珊瑚等。

其次,医学影像学也是其中非常重要的一个学科。医学影像是临床诊断疾病的主要手段之一,也是世界上开发科研的重点课题。医用影像设备主要采用 X射线、超声、放射性核素磁共振等进行成像。医学影像学的发展受益于现代计算机技术的突飞猛进,其与图像处理,计算机视觉,模式识别技术的结合产生了一个新的计算机技术分支--医学图像处理。

X射线成像装置主要有大型X射线机组、X射线数字减影(DSA)装置、电子计算机X射线断层成像装置(CT);超声成像装置有B型超声检查、彩色超声多普勒检查等装置;放射性核素成像设备主要有γ照相机、单光子发射计算机断层成像装置和正电子发射计算机断层成像装置等;磁成像设备有共振断层成像装置;此外还有红外线成像和正在兴起的阻抗成像技术等。

超声波成像是利用人体内的波散射、组织运动、流体灌注、组织弹性和人体的血液所产生的实时影像。目前在临床诊断上已得到广泛应用。但存在信号提取和处理的复杂性以及在影像空间分辨率上的局限性问题。因此, 研究者在寻找新的超声波成像方法,弹性图像造影便是一种新的方法。

过去, 磁共振成像( MRI) 在临床医学中发挥了重要作用, 对软组织成像有着明显的优势。今后, 磁共振的两个扩展方向是功能性磁共振( Funct io nal MRI ,fM RI) 和磁共振波谱学( M agnet ic ResonanceS pect roscolo y, MRS) 。fMR I 的价值主要在通过血氧含量绘制人体的脑皮层功能图, 通过这种技术, 人的神经对不同刺激, 如说话、视觉和听觉的感应图可以绘制出来。

还有就是生物信息学方面,生物医学信息学可理解为医学信息学(Medical Informatics) 和生物信息学(Bioinformatics) 的结合。医学信息学是一个利用计算机和信息技术进行医学信息交换、理解和管理的领域,其最终目的是在合适的时机和场所为医学临床决策提供支持,涵盖了所有与医学数据和知识应用相关的数据结构、算法及系统研究,包括基于生物医学信号处理、医学成像及图像处理等方法提供临床诊疗支持,面向各类医疗仪器和设备的数据采集、传输、管理和应用,以及以患者为中心的各类医疗信息系统等。当前该领域的研究重点是电子健康档案(或称电子病历) ,通过解决个体综合医疗健康数据的生成、融合、存储、传输、管理和利用,实现医疗卫生健康的高质量和低成本。目前很多国家和地区均已制定了长期的国家计划进行全民电子健康档案的建设。生物信息学伴随基因组学的研究而产生,主要研究分子级别的生物医学信息的储存、检索和利用。进入后基因组时代后,对基因型和表型关系的阐述成为其研究重点,近年来各类研究成果逐渐走入临床应用(如生物芯片等) 。生物信息学和医学信息学的边界趋于模糊,互相渗透和结合的趋势明显。广义上,生物医学信息学可定义为与医疗服务、生物医学、公共卫生等领域中信息和知识的集成、管理和利用相关的,理论与实践研究相结合的交叉性学科领域。

以上就是我对生物医学工程这个学科的一些了解,接下来就谈谈我对生物医学工程这个学科的一些认识,并且谈一下自己对这个学科的展望。

从生物医学工程崛起都现在,生物医学工程已经深入于医学, 从临床医学到医学基础, 并深刻地改变了医学本身, 而且预示着医学变革的方向。可以说, 没有生物医学工程就没有医学的今天。另一方面, 生物医学工程的兴起和发展不仅推动了医疗器械产业的发展, 而且使它发生了质的改变, 最根本的是, 把人和医疗装置看作是一个系统整体, 强调其间的相互作用, 进而用系统工程的观念研究发展所需要的医疗装置, 实现预定的医疗目的。作为一门工程科学, 生物医学工程学科的发展不能单纯追求科学技术先进性, 更不能盲目地以市场为导向。因为, 市场是少数利益集团利用社会心理定势, 扭曲、放大实际需求的炒作、操作结果。生物医学工程的发展应当也必须以医疗费用控制、医学可持续发展为前提。因而, 作为社会健康保障体系的技术支撑, 21 世纪的生物医学工程学科必然是科学技术和人文的有机结合体。

纵观医学新技术诞生和发展的 历史,从伦琴发现X线到今天X射线诊疗技术的发展,从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的 广泛应用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世,从赫斯费尔德发明CT到今天CT成像系统的应用,都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术 。循着20世纪医学发展的轨迹,我们有理由预测21世纪新的医学诊疗技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新:

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化,远程医疗信 息网络化,诊疗用机器人将被广泛应用。

(2)介入性微创,无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术,纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着PET的问世和应 用,形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破,人工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展,植入型药物长效缓释材料,药 物贴覆透入材料,促上皮、组织生长可降解材料,可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有 新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此,用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器,康复保健装置,以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外,对精神、心理、社会源性疾病的防治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发,研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型创伤防护装置、生命急救系统是未来生 物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代,有关分子生物学的诊疗新技术将快速发展,遗传 、疾病基因诊疗技术,生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康,研究和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

综上,我想说的就是生物医学工程涉及十分的广泛,将来我们出来也会有很多的选择,但是我们想要找到好的工作还得靠自己好好的努力学习,争取学好、学精自己的专业,并且有能力的还可以考研去更加深入的学习自己的专业。

参考文献:

[1] 杨玉星 生物医学工程的研究与应用 [2] 《生物医学工程概论》

[3] 悟进. 医学图像处理:从基础理论到解决实际问题[J ] . 中国

卫生画报,2006 , (106) :28100. [8] 袁力,赵遵强,袁聿德,等. 高等医学影像教育课程设置改革[J ]. 医学影像

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疗卫生装备,2004(6) [13] 汤顺清, 周长忍, 邹 翰 生物材料的发展现状与展望( 综述) 2000(10) [14] 973 项目综合与交叉领域重要临床医学信息处理的关键科 学问题研究(2003CB716100 [15] 生物医学材料现状和发展对策研讨会论文集. 1997 [16] 杨子彬。发展中的生物医学工程[J]北京工业大学 学报1988年12月

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[18] 陶祖莱. 生物医学工程学科发展报告(2006 - 2007) [M] . 北

京:中国科学技术出版社,2007. [19] C M E 2 0 0 7 第二届国际复合医学工程学术大会报告

生物医学工程论文范文第5篇

——生医1202班熊缘缘

摘要: 这篇文章主要是写了通过自己这学期上的生物医学工程导论课和平时自己了解的关于生物医学工程的相关知识,文章介绍了生物医学工程的概况和学科特点,同时阐述了该学科的研究领域,并且着重写了生物医学工程这门学科的现状和发展趋势,在最后写了我对本学科的认识和学习方法,同时激励自己努力学好本学科。

关键字:生物医学工程研究领域现状发展趋势

一、生物医学工程简介

1.学科概况

生物医学工程是一门新兴的边缘学科,它综合工程学、生物学和医学的理论和方法,在各层次上研究人体系统的状态变化,并运用工程技术手段去控制这类变化,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

2.学科特点

(1)交叉性:它是各种学科知识的高水平交叉、新时代结合的产物;是生命科学(生物学与医学)现代化的迫切需求;是现代科学技术迅速发展的必然结果。

(2)依赖性:它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系(与传统学科不同),融合各交叉学科知识为自己的基础 ;缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标,随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。

(3)复杂性:它知识覆盖面非常广,几乎涉及所有自然科学与技术的基础理论与知识体系;相关的研究机构、专业教育、企业厂家和市场营销只能涉足其部分,而不能包揽全局。

(4)服务性:它以应用基础或直接应用性研究为中心,以最终在生物医学领域应用为目的;为生命科学的创新性发展提供现代化工具,为医疗卫生事业现代化发展提供新装备(支撑生物医学工程产业)。

二、研究领域

生物医学工程学是工程学与生物学、医学结合的产物,任何工程学科与生物学和医学的结合均属于生物医学工程的范畴,因此生物医学工程的研究领域十分广泛,并在不断的发展,目前较成熟的领域有如下八个:

1. 生物力学

2. 生物材料

3. 生物系统建模与仿真

4. 物理因子在治疗中的应用及其生物效应

5. 生物医学信号检测与传感器

6. 生物医学信号处理

7. 医学图像技术

8. 人工器官

三、生物医学工程的现状及发展

1、发达国家生物医学工程的现状

在美国以及欧洲等经济发达国家,早在上世纪50年代就指出生物医学工程的重要性,基于其强大的经济、科技实力,经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今,这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势,他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国,许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来,生物医学工程在这一有利条件下迅速发展,朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升,又为逐步形成新专业创造了条件。

另外,美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性,急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面,美国第106届国会于2000 年1 月24 日通过立法,在国立卫生研究院(NIH)内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所,规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理,促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。

2、 国内生物医学工程的现状

我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪70 年代以来,经过30 多年的发展,目前全国已有很多所高校内设有此专业,在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响,且大都设有国家级重点学科,他们开展起来十分方便,这些院校均是以科研性学科设置的。此外,还有一些医学院校则是以医学作为基底学科,置入某些工程学科的知识,并以医学应用为目的建立相关的课程体系,而对于生物学中所涉及到的细胞及分子生物学、发育生物学及生物技术,对于工程技术中的控制技术、材料学均较少涉及,这些院校培养的目标就是将生物医学工程运用于实际。因为生物医学工程是以理、工、医为基础,医学中的许多问题只有在这些学科相互结合的前提下才能得以解决。要将基础研究转化为工业化产品,将美好的前景分析变为卫生保健的实际行动而服务于广大人民,就离不开生物医学工程师。这就是这些生物医学工程工作者的工作理念。 但是,从总体上说我国的生物医学工程学科的发展仍不平衡。30 多年以来,我们在研究方面引进、消化、跟踪研究多,创造性研究较少;理论方法等应用基础研究多,取得自主知识产权的应用研究少。处于理工科院校的生物医学工程学科其工程力量雄厚,但是由于缺少医学背景,在真正用于临床、解决医学实际问题方面还较落后。而处于医学院校的生物医学工程学科其研究的主要特点是和医学结合紧密,医学大背景深厚,但是工程力量相对落后,科研投入不足。这就是我们国家目前生物医学工程的现状。

3、新世纪生物医学工程的发展趋势

纵观生物医学工程的历史和目前人类对其的要求可以看出,生物医学工程

作为学科整体的发展趋势十分广泛。

(1)纳米材料的出现将使20世纪初期奠定的物理、化学理论基础面临重大的挑战。

与此同时,纳米材料本身也将进而取得突飞猛进的发展和应用;此外,材料科学中的分子设计可望实现,与生物组织相结合的组织工程学研究将进入实用阶段。而且,将会有更多的人工器官研制成功并将在临床上投入使用。比如:采用组织工程学方法研制人工胰和人工肝。

(2)电子技术与生物技术的融合可望研制更多、更为新颖的传感器。比如:目前硅半导体集成度可达109,而人工合成蛋白质的分子器件可使存储器集成度高达1012位。

(3)随着计算机网络和通讯的发展,生物医学工程将使临床医学从住院治疗向着门诊治疗、乃至家庭医疗保健方向发展。

(4)虚拟现实技术的发展将为医学基础研究与临床医疗提供更为先进的技术手段。

(5)光子技术将取得突破性进展,如各种激光器件的开发及光参量放大、光纤、非线性光学、光数据存储、集成光等技术的发展,半导体激光器在生物医学中的应用将有更为诱人的前景。

(6)各种物理因子生物效应的深入研究,如生物磁、低强度毫米波的研究,将使人们对人体生命现象有进一步的认识,开发出新的技术装置。

(7)中医工程及各种高技术的应用,将使传统医学在现代科技基础上更加光大。

四、认识与总结

生物医学工程学是医疗保健性产业的重要基础和动力,医疗器械和医药工业同生物医学工程学的研究与应用有着最直接的联系,它所带动的产业在国民经济中占有重要比例,例如美国每年生物医学工程学带动的产业就达数百亿美元。各国在生物医学工程方面的投入,随着生活水平的提高而逐年增加。这门学科面临着众多的新课题,许多成果又有着极好的产业化前景,因此生物医学工程学被称为朝阳学科。

综上,我想说的就是生物医学工程涉及十分的广泛,因此在学习过程中我们要开阔学习视野,活学活用,在不断总结、质疑的基础上创新。关于毕业后就业我认为会有很多的选择,但是我们想要找到好的工作还得靠自己好好的努力学习,争取学好、学精自己的专业,并且要尽力去考研更加深入的学习自己的专业。

五、参考文献

[1] “Designing a Career in Biomedical Engineering”—— IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine

[2]朱丹,生物医学工程导论,2011

[3]生物医学工程,百度百科,2011

[4] 陈兴新,新世纪对生物医学工程的认识与思考, 2007.11.1

[5] 生物医学材料现状和发展对策研讨会论文集. 1997学报1988年12月

[6] 杨子彬。发展中程[J]北京的生物医学工工业大学

[7] 胡兴斌。浅谈生物医学工程的现状及前景[J]2004年第9期

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