時間:2023-09-20 18:22:21
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追夢――各具魅力的研究院校
幾十年來,為了人類醫療水平的提高,生物醫學工程的追夢人堅定地做項目、搞科研,研發出一個個新的醫療技術,更培養了一代代的生物醫學人才。國內生物醫學工程院校就是這樣一個群體,從最初建立院系學科到分專業發展科研,再到如今培育人才做實際項目,每一步都走得精彩。
重點名校
清華大學
作為國內首屈一指的理工科高校,清華大學的教學科研資源得天獨厚,生物醫學工程系也不例外。該系強大的師資力量不可小覷,教授就包括院士、“長江學者”特聘教授、美國電氣和電子工程師協會院士、美國醫學和生物工程研究院院士。另一方面,清華大學生物醫學工程系硬件設施優越。院系所在的醫學科學樓擁有7個科研實驗室和4個教學實驗室,各實驗室設施齊全,更引進了世界最先進的設備供師生研究所用。
清華大學生物醫學工程學科自創立以來,在醫學信號處理、生理系統建模仿真、超聲成像等領域進行了長期系統地研究,在生物芯片、生物信息學、神經工程、分子影像等新興方向有明顯特色。畢業生中既有國際知名大學的教授,也有國內醫療儀器產業的領軍人物,更多的是國內教學、科研、國防及產業方面的優秀人才。
清華大學生物醫學工程專業每年的碩士研究生總數在30人以內,具體到校內校外是1∶1的比例,考研招生的人數大概在15人左右。
上海交通大學
上海交通大學生物醫學工程專業創建于1979 年,同樣是我國最早建立生物醫學工程學科的院校之一。正如“早起的鳥兒有蟲吃”,上海交通大學生物醫學工程起步早,發展也較為成熟。2011年,上海交通大學生物醫學工程學院成立,旨在對接國家重大需求及臨床醫學發展需要,重點建設生物醫學儀器、神經科學工程、醫學影像信息、生物納米材料4個學科領域,致力于培養具有國際競爭力的生物醫學工程領域高端研發人才。生物醫學工程學院實施精英式教育,從一年級開始就實行導師制,進行全方位的導航。學生入校后,一、二年級夯實數理生基礎及專業基礎;三、四年級根據領域方向興趣,在導師的指導下,拓展知識,提升創新能力和實踐能力。這一教育方式讓該學科的畢業生更出類拔萃。
2010年上海交通大學生物醫學工程各專業研究生報考錄取表
專業名稱 報名
人數 錄取人數 報錄比
生物學 319 53 6.18∶1
化學工程與技術 43 9 4.78∶1
生物醫學工程(83100) 95 30 3.17∶1
生物醫學工程(430131) 8 21(含推免) 未知
生物工程 7 4 1.75∶1
西安交通大學
西安交通大學的生物醫學工程在業內聲名遠揚。2000年,在原西安交通大學、西安醫科大學、陜西財經學院三校合并及學科交叉融合的基礎上,生命科學與技術學院成立。該院下設生物醫學工程系、生物科學與工程系兩個系,設有生物醫學工程研究所、生物醫學分析技術與儀器研究所、分子遺傳學研究所、癌癥研究所、生物醫學工程與儀器研究所、線粒體生物醫學研究所六個研究所。依托學校的整體實力,學院還設有現代醫學電子技術及儀器國家專業實驗室、生物醫學信息工程教育部重點實驗室、生物醫學工程陜西省重點實驗室三個重點實驗室。2011年西安交通大學生命科學與技術學院生物醫學工程招收學術型碩士研究生50人,全日制專業學位研究生20人。
復旦大學
復旦大學生命科學學院創立于1986年,是我國最早在大學中成立的生命科學學院,也是國家生命科學和生物技術人才培養基地。生命科學學院由生態與進化生物學系、微生物學和微生物工程系、遺傳學和遺傳工程系、生理學和生物物理學系、生物化學系五個系級單位組成,擁有遺傳工程國家重點實驗室、生物多樣性與生態工程教育部重點實驗室、現代人類學教育部重點實驗室三個國家和教育部重點實驗室,以及遺傳學研究所、發育生物學研究所、植物科學研究所、生物多樣性科學研究所、進化生物學研究中心等七個研究機構。學院以科學研究為主導,以爭取國家級重大項目為抓手,力爭在科研成果、科技產業化等方面實現快速發展。
2010年復旦大學生物醫學工程各專業研究生報考錄取表
專業名稱 報名人數 錄取人數 報錄比
生態與進化生物學 18 6 3∶1
微生物學和微生物工程 49 11 4.45∶1
遺傳學 90 42 2.14∶1
生理學和生物物理 8 5 1.6∶1
生物化學 128 48 2.67∶1
實力院校
浙江大學
1977年浙江大學科儀系設立國內第一個生物醫學工程專業,并相繼建成我國生物醫學工程第一個碩士學位授予點、第一個博士學位授予點和第一個博士后科研流動站,現隸屬浙江大學信息學部生物醫學工程與儀器科學學院。其生物工程系在我國生物醫學工程業內享有“黃埔軍校”的美譽。學院建有生物傳感技術國家專業實驗室、生物醫學工程教育部重點實驗室等學術研究機構。學院與國際一流大學及科研機構的交流和合作廣泛,多次舉辦高質量的國際學術會議。作為實力派院校之一,學院辦學條件優越,科研實力強勁,現有科研實驗用房6千多平方米,歷年來先后獲得國家級和省部級科技進步獎30余項,多項科研成果居國內外領先地位。
學院碩士招生按生物醫學信息處理、醫學成像與圖像處理、醫學儀器、生物傳感技術、定量與系統生理等方向進行,按下表中的小專業錄取。其中免試研究生比例約50%。
2010年浙江大學生物醫學工程各專業研究生報考錄取表
專業名稱 報名
人數 錄取
人數 推免人數
電子信息技術及儀器 110 24 未知
生物醫學工程(083100) 86 46 未知
儀器儀表工程 1 6 5
生物醫學工程(430131) 6 14 8
東南大學
作為國內生物醫學行業的佼佼者,東南大學生物科學與醫學工程學院以強大的實驗平臺和嚴謹的治學態度見長。該學科設有生物電子學國家重點實驗室、江蘇省生物材料與器件重點實驗室。另外,在蘇州、無錫等地開設科研基地,給學生提供了優良的實踐平臺,更方便學院與校外公司合作。在教學治學方面,全院師生在韋鈺院士的帶領下,在追求知識和理想中求實進取,勇于創新,創造了很多卓越的科研成果。
依托強大的學科優勢,生物科學與醫學工程學院學生學術思想活躍,專業基礎扎實,具有較強的創新意識,大受用人單位歡迎。畢業生可到生物醫學工程和電子信息工程領域的企業、高校、科研院所、醫院等單位從事研究、設計、管理等方面的工作。
在考研招生時,學科分兩個方向來錄取。對于初試,考卷一般都不會設置太難,主要是對基礎知識部分的考查。
2010年東南大學生物醫學工程各專業研究生報考錄取表
專業名稱 報名人數 錄取人數 推免人數
生物物理學 15 4 0
生物醫學工程 106 61 13
華中科技大學
華中科技大學生命科學與技術學院擁有生物醫學工程和生物物理學兩個國家重點學科。學院科研實力雄厚,依托學院建立的科研基地包括:國家納米藥物工程技術中心、科技部基因工程“國際科技合作基地”、武漢國家生物產業基地、生物醫學光子學教育部重點實驗室、中英基因工程和基因組學聯合實驗室、中德馬普生物物理與生物化學合作實驗室等。近三年承擔國家和省(市)研究課題234 項,其中國家自然科學基金108項,獲得省部級以上獎勵5項,獲得授權發明專利23 項,發表SCI收錄論文418篇。
學院研究方向包括醫學圖像處理與分析、醫學成像技術與應用、生物醫學信號檢測與處理、納米生物光子學與生物傳感技術、人工器官等。近兩年的考研報錄情況未公開,但歷年報考人數一直在全國高校內居多。
逐夢――與時俱進的研究分支
近年來,隨著生物醫學工程學科的發展,生物醫學工程技術也日趨成熟,各分支方向的發展也日益明晰。那么,經過幾十年的科學探索與研究,生物醫學工程的發展現狀如何?生物醫學工程研究包括生物力學、人工器官、生物醫學信號檢測處理、生物醫學儀器、生物醫學成像、生物醫學超聲、生物材料與微納米生物技術、分子電子學以及遠程醫療與社區保健工程等分支。現今,各分支的發展與研究進行得如火如荼,研制出一系列輔助醫療儀器與關鍵技術,并在人類醫療診斷中發揮了很大作用。一般來說,我們可以將這些分支簡分為四個方向:醫學影像學、醫學信息工程、醫學儀器和分子生物學。
那么,對生物醫學工程懷有憧憬的你,應該如何選擇自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百戰不殆。”我們需要了解生物醫學工程,明白自己對哪方面感興趣。
醫學影像學
影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要、發展最快的領域之一。20世紀50年代x光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法,而由于X線、CT技術的出現和應用,影像學診斷水平發生了飛躍,極大提高了臨床診斷水平。核磁共振計算機斷層成像系統,不僅可分辨病理解剖結構形態的變化,還能做到早期識別組織生化功能變化的信息,有利于臨床早期診斷。醫學影像學由此而生。
不同于醫學專業的影像學注重使用影像來診斷病情,生物醫學工程醫學影像學注重研究如何給醫生提供更好的圖像信息,如何將人體成像的信息更加可視化。近年來,各相關研究機構研發了許多新型的醫學影像技術,包括人體各大臟器、血液乃至皮膚的成像技術,提取出更加有效的醫學特征輔助醫生治療。
醫學影像的研究對于研究人員的計算機水平有很高的要求,如在本科階段學習的matlab/c++等軟件是較為常用的編程軟件。該方向研究生階段的學習科目有《醫學影像學》《多維信號處理與分析》《信號處理的小波變換》等,主要介紹醫學成像的基本原理與關鍵技術,是本科階段《大學物理》《高等數學》《數字信號處理》等課程的深度延續。
這一方向的研究在生物醫學工程專業中較為普遍,很多大學都開設相應的課程或實驗室。由于各院校發展情況不同,研究方向的名稱也略有不同,感興趣的考生可以利用網絡資源加深了解。典型的院校有:清華大學、上海交通大學、華中科技大學、東南大學等。
醫學信息工程
醫學信息工程研究方向包括神經功能工程、生物醫學信號的檢測與處理、生物信息獲取以及傳感生物信息系統和應用等分支。其主要工作目標一方面是為神經科學研究建立交叉的技術平臺,另一方面是為臨床神經疾病的診斷和治療提供新的解決方案。生物醫學信號是人體生命信息的集中體現,是窺視生命現象的一個窗口。通過檢測心電、腦電、肌電和細胞電活動、體溫、血壓、呼吸、心音、肌肉收縮等生物信號,提供給醫生最好的診療信息。
該方向研究生階段的課程設置主要包括《電路》《信號與系統》《數字信號處理》《數據結構》《生物系統及建模》《生物醫學模式識別》等。各院校的課程設置基本相同,或者是相關課程的拓展。同樣,該方向對學生的計算機編程能力有一定要求,在學習或實驗中需要熟練應用計算機處理實驗數據。畢業生的就業去向主要是電子信息和醫學信息類的科研院所、醫藥衛生單位、生物醫學電子信息企業等,從事科研、開發、應用設計制造及設備管理等方面的工作。國內開設該方向的院校有:四川大學、電子科技大學、西安交通大學、浙江大學、東南大學等。
醫學儀器
醫學電子儀器是生物醫學工程學科的一個重要分支。19世紀末20世紀初,人類研制成功的各種治療儀器大量進入臨床,最具代表意義的有可植入式心臟起搏器、高頻電刀、激光刀等。伴隨微電子技術和計算機技術的發展,各種物理治療類儀器發揮了越來越顯著的作用。目前的研究課題包括:面向腫瘤診斷治療的新型設備的研究開發、基于物理方法的熱治療技術、大功率驅動技術及醫學儀器的設計與制造、面向家庭和社區醫療的數字化儀器的研發等方面。
該方向研究生階段的課程主要有《智能儀器設計》《高級醫療儀器》《醫學儀器原理》等,是本科階段《微機原理與接口技術》《傳感器技術》《信號處理技術》等課程的延續。國內開設該方向的院校有:上海交通大學、清華大學、浙江大學、四川大學等。
分子生物學
分子生物學是以分子水平研究生命本質的一門新興邊緣學科,它以核酸和蛋白質等生物大分子的結構及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象,是當前生命科學中發展最快,并正在與其他學科廣泛交叉和滲透的重要前沿領域。由于分子生物學的不斷發展,現代生物醫學工程中人工關節、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床上得到應用,使千千萬萬的患者恢復了健康。隨著社會多樣性發展,市場需求的不斷變化,該方向也會研發出新的生物能源、保健、護理產品,甚至是化妝品相關的技術。
【關鍵詞】現代生物醫學工程;發展現狀
0.前言
一旦提及醫學,讓人第一時間想到的就是疾病,醫院,健康,病人等等。現代生物醫學工程也不例外,作為一個多學科交叉的綜合性學科,現代生物醫學工程也在為人類的健康事業默默地奉獻著。
隨著社會水平的極大提高,人們把視角從生存轉移到生活上來,進而就是思考如何更好的生活。不言而喻,一個健康的身體是一切生活活動的前提和保證。如何健康的生活,如何準確及時地檢查出病人的疾病,如何將現有的醫療設備改進,如何開發出更具使用價值的醫療器械等等,都成為生物醫學工程所要考慮的問題。
生物醫學工程學是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的邊緣性學科,其基本任務是運用工程技術手段,研究和解決生物學和醫學中的有關問題。生物醫學工程學的研究是以應用基礎性研究為主,其領域十分廣泛,并在不斷擴展之中。就現階段而言,生物醫學工程學的研究主要涉及生物力學、生物材料學、人工器官、生物系統的建模與控制、物理因子的生物效應、生物系統的質量和能量傳遞、生物醫學信號的檢測與傳感器原理、生物醫學信號處理方法、醫學成像和圖像處理方法、治療與康復的工程方法等。
1.國內發展現狀
1.1發展還不完善
中國的現代生物醫學工程學科發展較晚,相對于國外一些發展較早的國家來說,我們對它的認識還很淺顯,跟國外一些技術先進國家的距離還很遠,很多人包括一些從事其研究的人對它都有或多或少負面的評價,他們普遍認為現代生物醫學工程是一個生物、醫學、工程學的交叉學科,但實際的培養計劃中生物、醫學學的很少,電子學得多些,學科廣而不專,就業不好。它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系,以融合各交叉學科知識為自己的基礎 ,缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標,隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。很多學習現代生物醫學工程的人對自己的專業抱有消極的態度,對自己的前途感到渺茫,就業形勢不是很樂觀,這也反映了現代生物醫學工程發展不完善,沒有形成很好的體系,沒有在國內高校中產生普遍影響力。
1.2發展方向不夠全面
現代生物醫學工程就目前的情況來看,還主要將目光著眼于醫療器械的研發和使用,發展方向比較單一。僅僅著眼于醫療器械而不是全面的發展,就會產生很大的局限性。這也深深影響著在這一領域學習的學生,不能使他們從一開始就形成一種將自己的研究全面化的思想,使學生的學習變得保守,進而失去學習的動力,這樣就不利于生物醫學工程更好的發展。
1.3包含的學科多雜
我們知道,現代生物醫學工程是綜合了生命科學和工程技術,理、工、醫相結合的新興交叉學科,是一門多學科交融的邊緣學科,其中工程學又包括電子學,計算機科學,力學,材料科學,機械制造學等。生物醫學包括生物學,神經科學,內科學,外科學,矯形科學等。現代生物醫學工程學習的重點是生物醫學,但是在解決一些生物醫學問題的時候往往要借助于工程學的知識,掌握工程學的知識對于更好的掌握生物醫學又起著至關重要的指導意義。
1.4發展前景廣闊
正因為現代生物醫學工程在我國起步較晚,發展還不完善,他本身就有很多空白領域可以開拓。
21世紀是生命科學大發展的時代,工程技術與生命科學進一步地互相滲透結合,必將推動醫學跨入一個嶄新的時代。大家都知道看病治病離不開醫療器械,現在是,將來也是,但如何將未來的診療儀器實現智能化,檢查結果,治療程序均可實行人機對話都是我們所要研究的問題。另外中國目前大部分醫院設備陳舊,而且高端醫療設備更是幾乎全部進口,所以說市場是龐大的。更好地提高國內在生物醫學工程方面的研究水平和深度,增強人們尤其是大學生對生物醫學工程的了解程度,培養出一批在這方面的專業人才,具體來說就是能夠研發制造出屬于我們自己的高科技醫療器械也是有待發展的。
由于現代生物醫學工程是一門多學科交叉的學科,我們就很容易理解,各個學科的發展都將影響到生物醫學工程的發展。因此生物醫學工程并不是一個學科在發展,其他學科,其他領域的發展,產生得一些成果都可以為生物醫學工程服務。這就好比各個學科,各個分支都在無形中為生物醫學工程的發展默默貢獻力量。由此可見,生物醫學工程匯集了各個領域的尖端技術,這也就為生物醫學工程更好更快的發展奠定了良好的基礎。
現代生物醫學工程在生物醫學研究、知識產生、轉化研究和衛生保健中扮演了許多重要角色,對提高醫學水平,促進醫學科學的現代化發揮著關鍵性的作用我們期待著我國能夠培養出一批生物醫學工程方面的人才,為我國的生物醫學工程事業貢獻力量,也期待著我國生物醫學工程的快速發展,在不久的將來展現出嶄新的面貌。■
第一學期課程:基礎化學,有機化學,系統解剖學,細胞生物學,思想道德修養和法律基礎,物理,高等數學,大學英語1,體育。
第二學期課程:組織學與胚胎學,大學英語2,中國近現代史,體育,生物化學,病理學,遺傳學。
現今醫學分為傳統醫學、基于生物醫學模式近展起來的西醫,20世紀西醫又發展到社會、心理、生物醫學或綜合醫學模式,后基因組時代系統生物學的興起,形成了系統醫學在全球的迅速發展,成為繼傳統醫學、西醫學之后中、西醫學匯通的未來醫學。
(來源:文章屋網 )
生物醫學光子學是作為生命科學和醫學研究的輔助手段而發展起來的,它以生物或醫學樣品為研究對象,以醫學、生物學和光學工程等學科的基礎知識的充分融合為基礎,通過工程技術手段為生物醫學研究或臨床應用提供檢測或監控儀器和方法,所以生物醫學光子學的發展和成功應用除了對生物或醫學學科本身的發展具有促進作用外,對工程學、物理學、化學、材料學等學科也提出了新的要求,并客觀上推動和促進了這些學科的交叉和技術的融合[4]。生物醫學光子學可分為生物光子學和醫學光子學兩個部分,分屬于生物學和醫學領域,但二者的研究內容并無嚴格界限。也可以根據應用目的的不同,將生物醫學光子學劃分為光子診斷醫學技術和光子治療醫學技術兩個領域[5]。由于生物醫學光子學的學科跨度大,不能明確界定在某一單一學科領域內,所以并無生物醫學光子學專業,而是根據導師隸屬單位情況和科研項目需要,在光學工程、電子工程、生物醫學工程、生物技術、臨床醫學等一級學科下設置該研究方向,招收并培養研究生。
2當前生物醫學光子學研究生培養面臨的困難和問題
生物醫學光子學的研究需要生物醫學和工程技術兩方面多學科知識的交融,需要生物學、醫學、藥理學、病理學、腦科學、光學、電子學、圖形圖像學、信號處理等多學科專家學者的參與,因而具有復雜性和綜合性的特色。這種特點促使我們在生物醫學光子學專業研究生培養時需要特殊的學術環境,需要觀念上的轉變和政策上的支持,更需要高水平的導師隊伍和先進的培養模式來保證。目前,生物醫學光子學方向的研究生培養還面臨以下問題。
2.1缺乏新技術和新知識的傳授,知識培養體系亟需完善
生物醫學光子學的理論知識和技術更新都很快,不斷有新的應用領域和市場需求出現,國家和社會要求我們培養具有更強創新意識和應用實踐能力的研究生,可以在某一行業領域擔當領頭人。但當前的研究生培養,對新技術和新知識的傳授不足,教材內容嚴重滯后,缺乏讓學生開拓視野、跟隨學科領域發展前沿的綜合交叉性課程。
2.2研究生培養環節缺乏規范性
從事生物醫學光子學交叉學科的研究生,其本身的專業背景多屬于傳統的單一學科范圍,攻讀的研究生學位也多屬于此范圍等。由于生物醫學光子學這門交叉學科涉及的知識內容非常廣博,而導師的科研課題又非常具體,使這種以導師科研課題作為研究生培養載體的方式,具有較大的不確定性和隨意性,無法兼顧研究生的專業背景、科研興趣和科研課題幾方面的因素,常常是為了完成課題而進行相應的學習,未能在研究生對知識的綜合—消化—應用方面下足功夫,在研究生的科研培訓和能力培養環節缺乏系統性和規范性。
2.3研究生的培養質量受限于導師的研究課題
當前生物醫學光子學的研究生培養大多依托于導師現有科研項目,因此在培養過程中存在一系列問題,如:以完成特定生物醫學光子學研究課題為目標的研究生培養,對培養目標以及培養過程等沒有清晰明確的認識,無法讓學生既具備合理的知識結構,又具備綜合多學科知識的素質和能力;有的導師的研究課題僅是借用了其它學科的名詞和概念,而未真正開展跨學科領域的研究內容,結果是研究生的理解、認識混亂,甚至出現概念錯誤等現象;還有研究課題僅僅是生物醫學和光學內容的簡單疊加,缺乏真正的融合和借鑒,研究生在課題研究中無法深入下去。以上種種,不但不能產生創新成果,反而影響了研究生培養質量,阻礙了研究生的學術水平提高。
2.4現行的教學管理體制難以滿足學科交叉研究和研究生培養的需要世界各國對交叉學科研究極為重視。英、美等發達國家都相繼成立了生物醫學相關的交叉研究中心,便于來自不同學科背景的科研人員相互交流和溝通,為前沿學科建設開辟道路。反觀國內,只有少數幾所重點大學或中科院的研究所設立了專門從事生物醫學相關領域的交叉學科研究院或研究中心,如,北京大學的前沿交叉學科研究院建立的生物醫學跨學科研究中心,而大部分學校院、系劃分都是長時間不變的。從事生物醫學光子學研究方向的教師要有確定的學科“歸屬”才具有所在學科的資源(包括經費和科研設施等)使用權,而研究生也是通過某一特定學科的入學考試內容,遵循其培養方案和培養目標進行學習和科研培訓[6]。嚴格的學科界限使生物醫學光子學研究方向的導師無法合理整合校內資源為交叉學科研究服務,是開展交叉學科研究生培養的直接障礙。
3生物醫學光子學研究生培養模式的探索和建議
完善培養和管理工作是生物醫學光子學方向研究生培養順利進行的保證,我們需要在人才輸入(招生)—人才培養—人才輸出(學位授予)這三個方面都留有足夠的空間,給予適當的政策傾斜,并完善配套的管理運行機制。
3.1采取靈活的招生政策,鼓勵跨學科招生
招生機制是人才培養機制三步曲中的第一步,高質量的生源是高水平人才培養的第一關。我們的目標是選擇合適的人,創造適合的環境,讓通過適當的機制選拔進來的人能在這樣的環境中成為優秀的交叉學科人才[7]。因此,為發展生物醫學光子學交叉學科研究,調動導師在交叉學科培養研究生的積極性,調動學生從事交叉學科研究的熱情和興趣,學校對交叉學科研究生的招生工作應采取特殊的政策:首先,對交叉學科的招生名額分配有傾斜政策,以支持交叉學科的學科發展和人才培養;第二,鼓勵跨學科招生和報考,例如,光學工程專業生物醫學光子學方向招生,即可以招生簡章中列出歡迎生物、醫學相關學科研究生報考,并增加相應的入學考試可選科目;第三,學校保留部分名額優先錄取優秀的跨學科學生或接收跨學科推免生等。
3.2規范研究生培養和管理環節
(1)設立跨學科聯合指導教師小組。目前的研究生培養主要采取導師責任制,是一對一的責任關系。但對生物醫學光子學研究生而言,應結合科研需要、本單位研究特色以及研究生的專業背景,合理配置跨學科聯合指導老師小組,整合本校內的優勢力量,實行多對一或多對多的師生關系,如,以生物顯微成像為特色的單位,應配備細胞生物學、光學工程和圖像處理技術方面的導師隊伍,以光學醫療儀器為特色的單位,應配備光學、測控技術和臨床醫學方面的導師組。來自相關學科的高水平教師共同培養交叉學科的人才,對研究生相關學科知識結構的建構和高水平研究課題的選定都具有重要作用,同時,研究生也可以在導師組的指導下以補修和自學等方式學習欠缺的跨學科知識。
(2)嚴把培養環節質量關。導師指導小組要對研究生從入學、選課、選題、科研實踐、、畢業答辯各個培養環節全面負責,將知識傳授和能力培養相結合。首先,入學之初,指導小組即對每個研究生的學科背景和能力進行評估,針對學生的背景和興趣初步確定科研方向,并制訂課程學習計劃,為學生完成生物醫學光子學交叉學科研究課題儲備必要的專業知識,同時鼓勵學生選修具有“新興、前沿和交叉”特點的課程;其次,安排跨學科的學生補修部分相關學科的本科生課程,以補充知識上的欠缺;第三,指導小組要為學生提供參與科研實踐的平臺,在未正式進入課題之前,指導學生參與短期(2~3個月)科研輪訓,使學生對本學科方向正在進行的科研內容有所了解,進而因勢利導明確研究課題;第四,導師指導組應隨時跟進研究生的科研進度,在研究生論文選題和中期檢查時對所開展科研工作進行正確的引導和調整,保證培養過程的順利進行。
(3)構建科研大平臺,引導研究生學術成長。良好的科研環境是個人學術成長的關鍵因素。構建生物醫學光子學科研大平臺,吸引更多相關學科優秀的科研人員加入到導師隊伍中來,是提高研究生培養質量的重要舉措,不同學科學術思想的熏陶,不同思維方式的影響以及多學科導師在科學研究方面的通力合作和團隊精神也會對研究生產生潛移默化的影響,有利于其學術成長;此外,導師要充分調動研究生的積極性,保護研究生跨學科研究的科研熱情,重視研究生個人的主觀能動性和興趣,只要使用正確、合理的引導方式,不同專業背景的研究生與導師之間可以碰撞出很多新的思想火花,獲得意想不到的收獲。
(4)多途徑培養創新人才,完善知識體系。在當今這個多元化的時代,人才培養的途徑也是多種多樣的。為了適應生物醫學光子學領域對創新型人才的需求,學校應設立專項基金,支持和鼓勵研究生從事學術交流,如吸引學生參加國際會議、科技競賽、制作大賽等活動,激發學生主動學習的興趣,引導學生掌握正確、科學的學習方法,尤其是適應自身特點的學習方法及獲取知識的能力,引導學生學會用所學的知識創造性地解決實際問題,提升學生實踐能力與創新精神。此外,針對課程設置方面存在的問題,建議在專業培養目標指導下,從師資隊伍、課程內容、實驗教學資源全方位的整合。鼓勵老師多開設前沿性課程,邀請本領域國外專家為研究生開設講座類課程;通過汲取國內外相關領域的先進經驗,結合科研和實驗教學資源,建設生物醫學光子學交叉學科系統、完善的知識體系,重視課程內容的系統性、前沿性及與本單位研究特色的相關性,重視學生集成—融合—應用能力的培養。
3.3正確把握學位內涵,嚴格學位授予工作
學位是評價個人學術水平的一種尺度,是表明個人學術水平的資格證書,是在某一學科、專業上達到一定標準的憑證。具體到生物醫學光子學方向,完成研究生教學環節,達到生物醫學光子學方向研究生學位授予要求的研究生,是表明該研究生在生物醫學光子學領域達到一定學術水平標志,應具備以下特點:了解本學科的研究現狀和前沿問題,能夠在相應的學術背景之中提出和確定具體的研究課題,能夠論證該課題的學術意義和社會意義;明確自己研究問題的難度和解決問題的關鍵之所在,能夠在導師指導下提出可行的研究方案和周密的實施計劃;能夠在導師的指導下獨立研究問題、解決問題,獨立完成實驗,能夠做到理論與實踐的有機結合,并將結果整理成規范的學術論文。因此,研究生培養單位、尤其是研究生導師組,除在入學之初對學生進行必要的引導外,更應加強對研究生培養過程中各環節的檢查與監督,嚴格課程教學、論文選題、答辯等方面的工作,嚴審研究生畢業資格,扭轉學生重結果輕過程的心態,真正為社會輸送合格的、具有革新和創造力的生物醫學光子學人才。
1.國外生物醫學工程產業現狀概述
生物醫學工程產業是目前全球發展最快、貿易往來最活躍的產業之一。20世紀80年代以來,全球生物醫學工程產業(醫療器械)銷售額年增長率一直保持在水平。BME產品的國際貿易額每年以25%的速度增長,銷售利潤可達50%以上。因此,美國、日本、德國和法國等發達國家投入了大量人力和財力,發展BME高科技產業,搶占國際市場。全球范圍內,BME產業的主要產地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。
2.我國生物醫學工程產業現狀
隨著電子技術、計算機技術與生物材料科學的發展及生物醫學工程學科的興起,我國BME工業獲得了進一步發展的理論基礎和技術源泉,從而帶動了整個產業的技術進步和新發展,走上了 BME科技產業的道路,但與國際先進水平的差距依然非常明顯,主要表現為民族產業不強,高、精、尖的BME產品依賴進口現象嚴重,加快了醫療費用的高速膨脹;由于我國BME產品檔次低可靠性不高、缺乏創新能力等原因,難與國外產品抗衡;BME產業雖然數量眾多、但組織規模不大和產品檔次低,難于參與國際競爭。但我國人口眾多,BME產品需求量又相當大。所以,發展中國的生物醫學工程產業,改革中國的生物醫學工程高等教育,已經刻不容緩。
3.生物醫學工程產業化與生物醫學工程學科教育
工程學突飛發展的今天,生命科學也在迅猛發展,尤其是近年來迅速興起的生物技術給BME以極大的推動。生物醫學工程作為典型的交叉、融合、邊緣性的學科,其含義更深更廣:不僅是工程學與生命科學、醫學的交叉結合,也包括所有其他學科和生命科學、醫學的交叉結合;不僅是工程技術的相應理論方法與生物醫學中人體結構功能的交叉結合,而且要考慮工程技術的相應理論方法與生物技術的交叉結合。正是由于上述諸學科的相互結合和滲透,BME的研究已經深入到分子醫學水平。
可以說有多少理工科分支,就會有多少BME領域,這種多學科的交叉融合涉及到幾乎所有的理工學科和所有的生物學和醫學分支,沒有那一個學者、那一個科研結構可以涉足其全部。而且,BME所指的學科交叉,不是生物醫學同那一個工程學科分支的簡單結合,而是多學科、廣范圍、高層次上的融合。隨著科學的進一步發展,各類學科都有了迅猛的發展,不斷有新技術出現,而且專業基礎也在變化,這些發展變化給生物醫學工程學帶來了新的挑戰。我們有必要站在新的高度對生物醫學工程學科和教育的一些問題做進一步的探討和思考。
4.對我國生物醫學工程高等教育思考
我國已有的BME專業大致可以分為兩類:一類是理工科大學的BME專業,另一類是醫學院校的BME專業。理工科大學的BME專業側重點在于工科,以培養能從事BME研究、開發和生產的高級BME技術人才為主要目標,而醫學院校的BME專業則培養能將工程技術與醫學密切結合,能為醫療和醫學研究部門進行工程技術服務,能從事醫院醫療儀器設備的管理與質量保證工作的高級醫學工程技術人員為主要培養目標。
生物醫學工程學科在我國僅設一級學科,不設二級學科。我國生物醫學工程高等教育始于20世紀70年代后期,20多年來,我國生物醫學工程學科研究和高等教育已經取得了相當可觀的進步,但從總體水平上看,與國外相比仍有相當大的差距。與我國國情和經濟發展的需要很不適應,BME專業畢業生的社會需求缺口較大。
4.1 我國生物醫學工程高等教育存在的問題
我國生物醫學工程學科發展不平衡在研究方面,引進、消化、跟蹤研究多,創新性研究較少;理論方法等應用性基礎研究多,取得自主知識產權的應用研究較少。在學科建設和發展方面,主要集中在信息技術型生物醫學工程學科,對材料技術型生物醫學工程學科、生物技術型生物醫學工程學科和醫療器械型生物醫學工程等學科幾乎沒有涉足。
專業設置偏、少目前的生物醫學工程本科教育的專業設置面比較集中在信息技術型生物醫學工程專業,只有個別學校在培養目標中增加生物材料和人工器官方面的內容;各院校的研究生培養(科研方向)基本以生物醫學信號的檢測處理、醫學成像、醫學圖像處理、醫學儀器研究為主,部分涉及到分子電子學、分子光子學、生物力學、生物醫學材料、人工器官、組織工程等方向,只有少數大學比較集中在納米材料、生物醫學材料以及人工器官和生物醫學圖像處理。研究生培養的專業面相比本科生的專業面寬廣。
醫工結合不突出由于受到認識和理論上的因素、文化心理上的因素、管理體制上的因素以及國家政策上的因素等方面的限制,工程與醫學的有機結合在教學上體現的還很不夠,綜合院校往往具備更深的理工基礎而缺乏醫學背景,醫學院校與臨床結合緊密,但工程力量又顯得薄弱。雖然近年來,不少醫科院校與綜合性大學合并,為生物醫學工程專業工程背景的教育和研究提供了條件,但由于體制和教育模式的限制,學科的交叉和融合并沒有得到根本解決。
專業層次不合理目前我國舉辦生物醫學工程專業教育的各高校,生物醫學工程高等教育基本執行以本科教育為主體積極發展研究生教育的方針。然而,由于生物醫學工程學科自身的特殊性和學科自身的高度交叉、融合的特點,可以設想,四年制的本科教育又怎能實現真正意義上的醫工的交叉融合呢?生物醫學工程研究是其產業化的基礎,而研究必須通過產業化才能實現為醫學服務的目的,但是當前辦有生物醫學工程專業的大學,很多在基礎研究方面并不具備實力,所以對于本科教育而言,其研究和產業化的任務也很難實現。
4.2 我國生物醫學工程高等教育改革思考
學科發展與專業設置在歐美一些發達國家,無論本科和研究生教育的學科發展、專業設置以及培養目標都以社會需求為導向,緊密結合生產和科技發展變化的需要,及時調整學科發展方向和專業設置內容。在我國開設生物醫學工程專業經驗比較成熟的大學往往存在著偏重于理科或醫科的現象,沒有體現出生物醫學工程多學科交叉的特點。所以我國的BME高等教育首先要從社會需求的角度出發,拓展學科建設方向,逐步建立起適合于多學科合作發展的運行模式。其次要充分利用高等院校的科研優勢設置課程體系。美國生物醫學工程課程特別是專業課程既能體現學科本身涉及面廣的特點,又具有相當的靈活性,又能結合科研優勢,突出重點,是很值得我們借鑒的。
醫工結合與交叉復合型人才培養BME是多學科的交叉學科,專業人員需要同時具備醫學和工程技術兩類知識和經驗靠以往的醫生+工程師來組成專業技術人員隊伍是無法適應學科發展需要的。所以必須從現在起,特別重視BME教育工作,加強現有專業點的建設,提高教學質量,改革現有教材,制定科學的人才培養計劃。首先,各學科的交叉和融合是我們必須牢牢記住的關鍵點。以醫、工、理為基礎,為實現多學科的交叉和融合奠定堅實的基礎。其次,構建科學的教育體系結構。根據專業設置和學科研究方向確定知識結構的主干,同時注重拓寬知識范圍,使學生既能有相應的生物醫學工程專業知識又具備在其他領域中發展的基礎,從而實現真正意義上的理、工、生物醫學的交叉和融合。
積極擴大研究生教育,控制本科生招生數量 目前的生物醫學工程本科教育的專業設置主要集中在信息技術型生物醫學工程,然而依據生物醫學大市場的發展狀況來看,雖然信息技術型生物醫學工程已經在我國形成規模,但其就業市場還是相對較小,另一方面,由于學校幾乎沒有針對生物醫學工程產業化過程的知識能力進行培養教育,學生個人很難把生物醫學工程技術從教室或實驗室直接向市場和產業轉化。所以,生物醫學工程教育的發展應該積極擴大研究生教育,控制本科生招生數量和規模,學制可以考慮為五年,限制或減少專科層次以下的學生在校人數,生物醫學工程本科教育的重心應該是為研究生教育打好理工科、生物學和醫學基礎。
[關鍵詞]生物醫學工程;介入超聲學;微創技術
生物醫學工程學是生物學、自然科學與工程學、醫學等多專業結合的典型的交叉性學科,研究內容涉及:探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機理,并通過相關技術手段對疾病提供診斷、治療、預防的有效方法。不久的將來,各種技術相互融合、現有技術的不斷演變、改進,新技術的發明、醫療整合及精準醫療的出現會更好的為人民的健康事業服務。未來醫學對于操作的微創性、精準性的要求會越來越高,生物醫學工程在醫學中的應用也越來越廣、越來越精,生物醫學的發展無疑會對醫學的發展展現其巨大的創造力和推動力。
1生物醫學工程在臨床中的應用及發展
1.1微創技術
“微創技術”始終貫穿于整個醫學發展,是醫學技術未來發展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創操作”的概念[1]。而“微創外科”的概念是在微創概念的基礎上出現的,其本質是腔鏡技術。相對于傳統開放手術,實則就是對患者采用最小創傷達到最佳治療效果的方法都歸“微創技術”,如介入超聲、介入放射、內鏡、腔鏡及微創化手術等。而這些微創技術創造、發明,都是在生物學、工程學及醫學等多學科的融合下完成的。
1.2內鏡技術
我國內鏡技術起步較晚,但發展較快,目前國內臨床工作中常用的是纖維內鏡。伴隨科學技術及醫學技術的不斷發展,內鏡和腔鏡技術都不同程度的得到進一步發展及完善,診療過程也越來簡便、微創化,是微創技術發展中最為全面和成熟的,如目前有更輕便的膠囊內鏡等,無處不體現生物醫學工程的重要性。
1.3腔鏡技術
腔鏡技術的發展在過去的20世紀80年代后期才有了質的飛躍,其中最為突出的是腹腔鏡技術的發展,自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術之后,腔鏡技術在國內發展迅猛,直到今天腔鏡技術廣泛應用于各個外科領域[2],目前國際及國內更流行的有3D腹腔鏡及達芬奇機器人手術系統。
2生物醫學工程在影像及介入醫學的應用
2.1影像介入技術
隨著醫學技術的進步,影像學科也在不斷發展,尤其是透視引導下的微創技術更是發展迅猛。根據透視設備的不同,透視微創技術主要包括在X光/CT引導、超聲引導和MRI引導下開展的透視微創治療技術。而介入超聲因其設備輕便、操作簡便、無輻射等優點深受廣大醫務人員及患者的青睞。
2.2介入放射學
介入放射學技術是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應用的,此技術出現后就引起了世界醫學界的廣泛關注,從此,世界范圍內掀起了研究和應用的熱潮。其應用范圍也在不斷擴展。介入放射學因其創傷小、效果好等特點,世界范圍內絕大部分醫療機構都成立有不同規模的、單獨的介入科,介入治療在國內外已成為部分疾病的常規診治措施,甚至取代了外科手術。
2.3CT引導下的微創-數字技術與醫學的融合
生物醫學不僅在診療設備、三圍圖像重建及數字醫學等方面取得跨越式的進步,而且在診療模式也發生了根本性的改變,這些成果的取得恰恰是在計算機輔助下完成的[3]。主要體現為CT輔助的立體定位技術,例如CT定位引導下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。
2.4超聲引導微創技術
我國在半個多世紀前超聲學已應用于醫學臨床診斷,相對于其他醫學影像學,超聲有其諸多優勢(如無放射性、無創傷、費用低廉、設備簡單、報告迅速、便于多次隨訪等),而且還可以動態觀察機體或臟器情況,對體內病理改變比較直觀,故在超聲引導下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進行微創治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視,尤其在小腫瘤的治療優勢更明顯,其不僅代表了21世紀現代醫學發展的方向,而且還展現了其定位精準、療效顯著、微創安全的醫學發展模式。介入超聲學在臨床的應用使其成為最具發展潛力和學術活力的醫學科學體系。近10余年,由超聲科、醫學工程學科專家創立和發展起來的這門新型學科技術,正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫師所應用,這不僅使得介入超聲學得到更迅速的傳播和承認、在腫瘤及多種技術的綜合應用等方面取得重要進展,同時也體現了生物醫學工程在臨床中的重要地位。超聲引導下腫瘤的射頻消融術對探針的要求比較高,而目前對金納米材料的研究成了科學研究領域的一大熱點,并取得了很大進展。大量的研究結果表明,金納米材料具有獨特的光學、電學、熱學、化學等性質,在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機物的選擇性催化反應等領域有著巨大的優勢和廣闊的應用前景[4~7]。面對學科發展之迅速。要求我們必須努力發展新技術、開展新業務,同時也要求我們技術操作更科學、合理、規范、個體化[8],而這些恰恰需要有生物醫學工程的參與,才能創造出更多、更精、更無創的醫療設備。
3生物醫學工程展望
3.1生物醫學工程學與其他學科的多學科合作
微創技術需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”,“會治病”更重要,這就要求我們必要要培養一種臨床思維模式,這正如我們需要通過“微創”在客觀上建立另一種臨床思維模式,即微創技術的創新-微創醫學的長遠發展[9];在微觀上,借國家醫改大好政策,展望未來5~10年微創技術將會進一步發展及普及,如現有各種微創技術的全面、系統提升,以及不同技術間的融合及新技術的創新發展。但是,微創醫學發展到今天仍挑戰巨大,特別是學科之間競爭激烈,這些可以在醫療資源及專業主導地位的分配反映出來,故使我們不僅要更進一步加快學科建設、人才培養,而且要促使基礎、臨床及預防醫學和其他多個學科之間的合作,更進一步加快生物醫學工程在醫學中創造新方法、制造新設備的步伐,最終使各個學科受益,各個患者、醫生受益。
3.2醫療整合
近些年臨床各亞專科、亞專業的進一步細化,國內醫學的發展模式也是以“能分則分、能細則細”為主,這雖然在一定程度上提高了診療水平,同時伴隨的是醫學知識及診療實踐出現碎片化、機械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫頭,腳痛醫腳’的狀況以及未來醫學到底該如何發展?樊代明、郎景和等多名院士及著名醫學專家在2016年中國整合醫學大會的發言稱:實現醫學模式轉變不僅要進行醫學整合,而且未來醫學發展的方向,更需要我們為保障人類健康而具備新的臨床思維模式和新的醫學觀念,而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫學,前提必須是以人的整體為基礎,根據生物、心理、社會、環境的現實將各醫學專業目前國際最先進的知識和各專科最有效的治療加以有機整合,使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫學體系,醫療服務不僅使得心身并舉、防治結合,而且要達到醫養共進、人病同治的目的。國民全面健康,醫學發展必須要靠基礎醫學、臨床醫學、生物工程學及預防醫學等多學科整合,醫學又是自然科學、社會科學和人文科學等多學科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關的學科或科學都應該用來更好的為醫學服務,為人類健康服務。而生物醫學工程正是這樣一門學科。同時把各種先進知識、有效實踐經驗進行合理、不同程度的整合,使其更好的為人類健康服務,形成生命醫學高度融合的乘法效應。
3.3精準醫療
美國總統奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講,宣布美國正式啟動“精準醫學”研究計劃[10]。早在2011年,由美國科學院、工程院、國立衛生研究院及美國科學委員會就共同發出了“精準醫學”的倡議[11~13]。其最高規模4大研究機構的聯手倡議,為未來的醫學指明方向,代表精準醫學就是未來的醫學發展方向。醫學發展史上發展的3個里程碑分別是經驗醫學、實驗醫學和循證醫學。而過去的研究模式以試驗為主導的[14,15],這不僅和臨床距離大,而且根本無法達到臨床需求。而以臨床為主導的新研究模式恰恰是目前所提出的精準醫學,精準醫療的發展必然要應用更精準的醫療儀器及設備,而精準設備及儀器的研發恰恰需要生物醫學工程與其他學科的融合[16]。展望未來,所有疾病的治療最終都將走向精準醫學,醫學的發展一定和生物醫學工程的“同呼吸、共命運”。
參考文獻:
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也稱中國期刊全文數據庫由清華同方股份有限公司出版。收錄1994年以來國內6 600種期刊,包括了學術期刊于非學術期刊,涵蓋理工、農業、醫藥衛生、文史哲、政治軍事與法律、教育與社會科學綜合、電子技術與信息科學、經濟與管理。收錄的學術期刊同時作為“中國學術期刊綜合評價數據庫統計源期刊”。但是收錄的期刊不很全面,一些重要期刊未能收錄。
二、中國生物醫學文獻數據庫(CBMDISC)
由數據庫是中國醫學科學院信息研究所開發研制,收錄了自1978年以來1 600余種中國生物醫學期刊。范圍涉及基礎醫學、臨床醫學、預防醫學、藥學、中醫學及中藥學等生物醫學的各個領域。
三、中文生物醫學期刊數據庫(CMCC)
由中國人民醫學圖書館數據庫研究部研制開發。收錄了1994年以來國內正式出版發行的生物醫學期刊和一些自辦發行的生物醫學刊物1 000余種的文獻題錄和文摘。涉及的主要學科領域有:基礎醫學、臨床醫學、預防醫學、藥學、醫學生物學、中醫學、中藥學、醫院管理及醫學信息等生物醫學的各個領域。并具有成果查新功能。
四、萬方數據資源系統(China Info)
由中國科技信息研究所,萬方數據股份有限公司研制。該數據庫收錄的期刊學科范圍廣,包括了學術期刊于非學術期刊,提供約2 000種的電子期刊的全文檢索。被收錄的學術期刊都獲得了“中國核心期刊(遴選)數據庫來源期刊”的收錄證書。個別期刊甚至將“遴選”改成“精選”,或者干脆去掉。很多作者因此誤以為這就是核心期刊。
五、維普數據庫