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關鍵詞： 聚乙烯醇水凝膠；制備；改性；應用

中圖分類號：R318.08文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2012）0410005-02

0 前言

聚乙烯醇（PVA）是由醋酸乙烯酯經過醇解，水解或氨解而得到的水溶性高聚物。PVA水凝膠是線性高分子通過交聯形成三維網狀結構，再經過大量溶劑溶脹形成的一種膠態物質。PVA水凝膠由于具有低毒性，吸水量高，機械性能優良（高彈性模量和高機械強度）以及生物相容性[1]好等優點，在生物醫藥，食品工業，漁林業等方面備受矚目。本文簡述了PVA水凝膠的制備方法、改性研究及應用，同時詳細介紹了PVA水凝膠“反復冷凍解凍法”的機制、特點，與生物大分子明膠的共混改性及在生物醫藥方面的應用[2-7]。

1 PVA水凝膠的制備

PVA水凝膠的合成根據交聯機制可以分為物理交聯法，化學交聯法和輻射交聯法三種。物理交聯目前報導中使用最多的是“反復冷凍解凍法”[8-9]和“凍結部分脫水法”[10-11]通過物理交聯得到的水凝膠物理機械性能有很大的改善，交聯過程可逆，但是透光性不好。可通過改變溶劑類型或使用混合溶劑等方法來改善。日本Hyon[12]等人用水和DMSO有機溶劑，通過冷凍處理得到透光率高的PVA水凝膠。化學交聯主要采用化學交聯劑，通過共價鍵或配位鍵的作用使PVA分子鏈之間形成凝膠。通過化學交聯制得的水凝膠，保水性和某些力學強度有一定提高，但是透明性不好且含水量不高。輻射交聯主要是利用γ射線、電子束、X光及紫外線等直接輻射PVA水溶液，或輻射用物理交聯法制成的PVA水凝膠。經輻射制得的水凝膠因不需要添加任何添加劑，所以PVA純度高，光學透明性好，但力學強度不高，抗蠕變性差，同時強烈的反應條件常常造成某些優異性能的損失。將輻射交聯制得的PVA水凝膠經一定的物理處理過程可以使凝膠部分結晶化，從而提高了機械強度[13]。

2 “反復冷凍解凍法”PVA水凝膠成膠機制及性能特點

2.1 “反復冷凍解凍法”PVA水凝膠成膠機制

此法是將一定濃度的PVA水溶液澆鑄于模具中，在-10℃～-40℃的條件下冷凍成型。時間為一天左右。然后將試樣在室溫下放置1～2小時融化，上述冷凍，解凍過程反復數次（一般為三到五次），可以得到彈性好，具有一定的機械強度、不透明的水凝膠。

此法的成膠機制目前比較成熟的有以下兩點[14]：1）凝膠化是網絡形成的結果且在凝膠化初始階段形成高分子聚集區和非聚集區。2）凝膠在水溶液中形成首先是高分子氫鍵的作用。

這種物理交聯所制備的水凝膠是分子鏈間通過氫鍵和微晶區等物理交聯點形成的三維網絡結構。當PVA溶液冷凍處理時，分子鏈運動減弱，鏈之間的接觸時間變長，鏈之間的距離縮短，有利于分子鏈上的羥基間形成氫鍵締合，同時PVA在低溫下結晶作用，促使了物理網絡交聯點的形成，使形成了完善程度不一的結晶結構。柳明珠等認為當在室溫下解凍時，由于交聯點仍然穩定，所以該凝膠不會溶解。當反復冷凍處理后，少量可以活動的鏈段及未交聯的分子鏈進一步交聯，使得結晶結構不斷完善，進而形成不溶于水的凝膠。Willcox研究表明：鏈段中微晶的形成，多數由第一次的冷凍解凍中決定。編排鏈段成3～8納米的間距，被分隔與平均距離為30納米的不規則的網格中。

2.2 “反復冷凍解凍法”PVA水凝膠成型條件及特點

“反復冷凍解凍”法制備的水凝膠具有高強度高彈性，含水率也較高。凝膠的成型條件取決于PVA的分子量，濃度，冷凍條件、解凍條件及循環次數。潘育松等人研究表明：此方法制備的PVA水凝膠的拉伸強度和拉伸模量隨凝膠的濃度和冷凍解凍次數的增加而增大。最高拉伸強度可達2.27MPa。但當濃度大于20%時，溶液粘度較大，分子量較大時影響微晶的形成顯著。所以常用濃度在7%～15%之間。冷凍溫度不僅影響冷凍動力學而且影響界面間相平衡。冷凍溫度一般在低于-10℃下進行。我們實驗發現，15%的PVA溶液在-20℃下具有好的物理及力學性能，所以-20℃是常用的冷凍溫度。此方法制備的PVA水凝膠不使用有毒性的有機交聯劑，保持了良好的生物相容性，屬于可逆性水凝膠，隨著環境參數的變化，可以使物理交聯點改變，還可以被溶解。因為方法簡單，所制水凝膠與化學交聯無明顯差別，因此近年來備受親睞，在許多領域，極具開發潛力。

3 PVA水凝膠的改性方法及與明膠復合的研究

3.1 PVA水凝膠常用的改性方法

PVA水凝膠常用的改性方法有：1）化學改性法：通過接枝等化學方法，改變PVA分子鏈的化學結構，或把水凝膠接枝到具有一定強度的載體上。如將利用苯酐或琥珀酸酐與PVA酯化，可得到側鏈含有羧基的PVA。這種PVA還可以與雙官能團的化合物如芳香族二環氧甘油醚反應，得到交聯的PVA。這種立體網絡結構使PVA薄膜的化學穩定性和選擇性提高[19]。2）物理共混法：利用高分子鏈間分子間作用力形成分子聚集體，從而制備出性能優良的復合體系。但復合的材料要有良好的互溶性。例如董彥博[20]等以丙三醇為增塑劑，加入一定量的淀粉，對PVA膜進行了改性，研究表明，加入淀粉后薄膜的水溶性得到很大改善。3）與無機填料或有機小分子復合：其中無機填料包括生物活性陶瓷顆粒，如磷酸三鈣，生物活性玻璃等。不僅保持了生物活性，同時提高了力學性能。有機小分子經常用復合劑，來降低PVA水凝膠的摩擦系數，改善摩擦性能。4）與生物活性分子的復合：一般通過生物活性分子的水溶液或懸浮液同PVA溶液共混，制得成型凝膠或用生物活性分子的溶液淋洗水凝膠，讓生物活性分子擴散進去。常用的生物活性分子有膠原質，透明質酸鹽、纖維素、殼聚糖，海藻酸鹽等。

3.2 PVA水凝膠與明膠復合研究

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關鍵詞：工科院校;生物醫學工程專業;生物實踐教學;教學改革

中圖分類號：G6421 423;Q 95-33 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）07-0075-02

生物醫學工程（Biology Medical Engineering，BMI）是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的，其主要是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科，多學科的高度綜合交叉是生物醫學工程的特點[1]。自上世紀70年代末以來，國內許多醫學院校、綜合性大學、理工科大學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]。

在生物醫學工程專業的培養體系中，實踐教學是培養大學生的創新意識、創新思維和創新精神、提高整體教學質量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學生物醫學工程專業是在學校原來的信號與信息處理等優勢學科的支撐下發展起來的，因此在醫學信號處理、醫學圖像處理、生物傳感和生物信息學等領域積累了雄厚的師資和科研力量，上述領域的實踐教學體系完善、教學平備。比較而言，學校在生物醫學領域的教學和科研上相對薄弱，特別是在生物醫學方面的實踐教學有明顯的不足，存在著師資力量缺乏、教學平臺薄弱、課時有限等問題。針對上述問題，我們從師資隊伍建設、資源優化配置、教學內容改革和教學方式更新等方面入手，對生物醫學工程專業的生物學實踐教學提出一系列改革措施，取得一定的效果。

一、生物學實踐教學存在的問題

南京郵電大學是傳統的工科院校，信息學科是學校的辦學特色。在工學為主體，以及“大信息”的背景下，學校的通信、電子、圖像和計算機等學科的科研氛圍濃厚、師資力量較強，相關課程的教學體系成熟、教學特點鮮明。上述相關學科的實踐教學已經構建了包括課內實驗、專題實驗、綜合訓練和生產實習一系列完善的實踐教學體系結構。但隨著我國生物醫學工程學科建設工作的開展，以及生物醫學領域研究和應用的快速發展，迫切的需要將更多的生物醫學知識融入到工程學知識中。為了擴展生物醫學工程專業學生在生物醫學領域的知識，激發學生的學習興趣，在生物學教學方面，我校目前開設了幾門生物學領域的課程，包括現代生物學、定量生理學和解剖生理學等。

由于學校在生物醫學相關學科的科研和教學缺乏基礎，因此這些課程的師資力量較為缺乏，實驗教學平臺也比較薄弱。此外，生物醫學課程多屬于理論加上實驗的課程，要求課時較多。以解剖與生理為例，理論課要講51個學時，實驗課也需要51個學時[4，5]。但我校生物醫學工程專業大綱，對解剖與生理課程只設置了36個學時的理論課以及4個學時的實驗課。因此，在這些課程的理論課教學上，需要大幅的調整以適應本專業學生的培養要求[4，5]。在實驗教學上，由于課時的限制，大多為演示實驗或參觀，學生缺乏動手實踐機會[6]。

筆者在調研學生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時，有68.1%的同學表示對這門課程感興趣或非常感興趣（表1），并且有30%的同學希望能有動手實踐的機會（表2）。但我校目前現有的師資力量、實驗教學平臺和課時設置都不能滿足學生的這一要求，因此，必須采取有效的改進措施提高教學平水，滿足學生的學習要求。

二、生物醫學實驗教學改進辦法

1.培養專任教師隊伍。為了提高我校生物醫學領域的教學和科研水平，近幾年來，已引進多個生物醫學相關專業的博士和高級人才，構建了一個高學歷的教師隊伍。教師的專業和研究方向包括了分子生物學、蛋白質工程以及納米材料毒理等，這些教師的專業背景和知識體系完全滿足了現有的生物課程教學和實驗教學的需要。

2.完善實驗教學條件。為了提高實驗教學水平，同時為了滿足學校科研項目發展的需要，我校已于近幾年建設完成了生物醫學實驗室。實驗室的建設目標是建立一個以生物技術為核心，結合醫學診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實驗基地，使學生系統化地學習和掌握全面的生命科學綜合實驗技能，以培養生物醫學工程領域創新性人才，同時為生物醫學工程專業的師生提供一個高水平的細胞、分子生物學實驗研究平臺，以加強不同學科間的合作交流，做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學、細胞生物學操作平臺和蛋白結構測試和信息處理的表征平臺。在此平臺上，我們為學生設立了核酸分離和檢測，核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標測定等一系列的實驗。讓學生走進實驗室，觀看并親自動手操作，極大激發了學生的對生物學課程的學習興趣。

3.改革實驗教學內容和方法。除了加強教師隊伍和實驗平臺的建設，我們還通過多種教學方法和途徑改革實驗教學內容。針對生物類課程實驗課時不足的問題，許多教師針對生物領域的熱點方向開設了一系列的開放實驗項目，通過開放性實驗，讓學生走進實驗室和動物房，讓學生跟著老師學習一些基本的生物學實驗以及動物實驗的操作技能和方法[7-9]。

在教學中，教師積極鼓勵對生物醫學相關實驗有興趣并且有能力的本科生申報創新項目，鼓勵教師和學生并將畢業設計與創新項目相結合，以教師的科研項目為載體，讓學生在實踐中創新[10]。實踐以學生為主體，讓學生獨立查閱中外文獻，了解項目最新的國內外研究進展，設計實驗方案，學習各種新的實驗技術，掌握科學研究方法，這不僅有利于學生自主學習、解決問題的能力，培養創新思維，同時還加深例如學生對各種專業課程的理解以及對生物工程專業的認識。實踐證明，上述教學方法激發了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力和操作能力，并培養了學生的團隊精神，取得了良好的教學效果。

同時學校還積極與南京大學、南京中醫藥大學、江蘇省中醫院等單位建立合作關系，帶領學生參觀實驗室，讓學生對生物醫學各領域的實驗室構成、具體運作有更直觀的認識。通過在大學和醫院等實習基地的參觀和關系，讓學生充分認識到生物醫學工程專業的學習目的和專業知識的應用價值。

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，生物學實驗課對生物醫學知識的學習和理解掌握領域非常重要。針對我校生物醫學工程專業的生物學實驗教學中存在的問題，我們開展一系列的教學改革與實踐，取得了很好的效果。極大地激發了學生的學習興趣，調動了學生的參與熱情，提高學生的實踐能力，并且為學生今后的工作和科研奠定了堅實的基礎。希望能在此基礎上，繼續完善現有的生物學實驗教學體系和教學方法，從而更好地促進生物學實驗課程建設和發展。

參考文獻：

[1]章浩偉，秦翥，劉穎，等.創新實踐模式在生物醫學工程教學中的探索[J].實驗室研究與探索，2013，32（4）：117-120.

[2]李天鋼，馬春排，李自毅，等.生物醫學工程創新實驗室建設和實踐教學改革[J].實驗室研究與探索，2008，27（7）：21-22，46.

[3]馬春排，李天鋼，李自毅，等.生物醫學工程實踐教學體系的建設[J].實驗定研究與探索，2010，29（4）：103-105，122.

[4]李小慧，吳建盛.理工院校生物醫學工程專業解剖生理學教學的思考[J].中國電力教育，2013，（10）：161-163.

[5]嚴振國，施雪筠.解剖生理學[M].2版.中國中醫藥出版社，2004.

[6]路宏朝，王楊科，陳文強，等.基于能力培養的人體解剖生理學實驗教學改革[J].實驗室科學，2011，11（3）：35-37，40.

[7]孫文彬.開放性創新實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2006，25（2）：148-151.

[8]馮波，翁杰，黃楠，等.結合學科特點和自身優勢建立生物醫學工程本科專業實驗教學體系[J].實驗技術與管理，2006，23（10）：15-17.

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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。科研目前還處于引進、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。可以適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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【摘要】工程院校中，與醫學相關的專業發展迅速，相關課程在工程專業院校逐漸開設。人體解剖學是一門重要的醫學基礎課程，雖然在醫科院普遍開設，在工程院校確是作為新課程面貌出現，因此在教學過程中存在了教材不合適，課程設置不合理，教學手段缺乏等一系列問題。筆者對自己多年教學經驗進行總結，從明確教學理念，制定教學大綱，改革教學方式和教材，提高教師隊伍等方面提出了論點。

【關鍵詞】人體解剖學；教育；工程專業

隨著生命科學的發展，在許多工程院校中也開設了人體解剖學這門課程，如生物醫學工程專業、生命學院等[1]。這些專業多是醫學的交叉學科。人體解剖學是了解人體正常形態結構的課程，是最為重要的醫學基礎課程之一[2]。但由于這些專業在工程院校設立時間往往不長，人體解剖學在工程專業開設時間也不長，所以仍處在一個發展時期，在教學過程中存在很多問題。本文結合幾年來的教學實踐，對比醫學院校開展本課程的情況，對工程專業人體解剖學的教學現狀、存在的問題進行分析，并提出一些建設思路。

1工程專業人體解剖學教學現狀及存在的問題

1.1無針對工程專業的人體解剖學教材:目前并無明確的針對工程專業的人體解剖學教材。我們目前使用的教材是為臨床醫學生開設的教材，人民衛生出版社第七版出版的《系統解剖學》。這些教材是針對將來要從醫人員，因此醫學術語繁多，課時也相對多。如人體解剖學在醫學院針對大一學生在第一學期開設，一般包括理論學習和實驗課，總學時約300學時，并且以動手解剖尸體為主。而在我校對理工類學生開設的人體解剖學課程，教學設置包括理論學習（40學時）和實驗課（16學時）。與醫學院比較，教材相同的情況下，課時確壓縮了將近1/4。學生在學習的時候常感覺內容多，重點不突出。

1.2課程教育理念不清晰:目前工程專業人體解剖學的教學目的，主要是使這部分學生在較短的時間里，更好地理解和掌握醫學基本理論、基本知識和基本研究方法，為學生從事生物醫學工程類相關事業及相關工作打下必要的基礎。但在實際工作中，由于受到授課時間短、教學內容多而雜、教學習慣等因素的影響，教師很容易從臨床醫學授課角度出發，忽略了這部分學生并非想成為醫生，人體解剖學對工程專業只是支撐課程而非主學科的事實。在這樣一種潛在觀念的引導下，很可能導致兩方面不良后果：一是教師對工程專業人體解剖學的失望，覺得不夠被重視；二是學生在有限時間突然接受大量醫學專業詞匯，記憶感到枯燥乏味，對人體解剖學失去興趣，甚至反感。

1.3教學手段缺乏:目前理工院校人體解剖學教學以理論課為主輔以實驗課，由于學生課程多，期間經過幾次教學改革，人體解剖學課時有所壓縮，在有限的時間內完成較多的教學任務，教學形式欠豐富。雖然配有實驗課，但工程專業學生人體解剖學課多以觀摩模型為主，動手操作少，而模型又比較有限，學生很容易失去興趣。教師顧著要在有限的時間內完成大綱規定內容，因此難以講的很深恨透，更談不上教學形式的多樣性了。

1.4教師隊伍有待提高:工程專業人體解剖學的教學對教師的要求高，要求教師不僅熟悉人體解剖學的教學內容，最好是有一定的臨床實踐經驗，更為重要的是，而且還要求教師了解與學生相關專業的臨床進展[3]。如生物醫學工程專業的學生，要講授介入醫學在臨床上的應用進展。

而目前現狀是講授人體解剖學的教師多是從事科研為主，長期脫離臨床工作，而如果請臨床大夫來講授人體解剖學，又不太現實，且缺乏連貫性。這些因素都對教學有一定影響。

2工程專業人體解剖學的建設和發展思路

人體解剖學作為醫藥院校的重要專業課程之一，普遍存在且廣泛設置，盡管在工程專業作為選修課程，但它對生物醫學工程相關交叉學科，邊緣學科的形成、促進醫學基礎知識的普及起了十分關鍵的作用。從工程專業人體解剖學的教育來看，無論是課程理念，教學方式，教師隊伍，教材選擇等方面，都還缺乏統一規范，需要相關教育工作者進一步完善。有以下幾點可以考慮。

2.1明確工程專業人體解剖學教學理念:明確工程專業人體解剖學的定位是非常重要的。人體解剖學在工程類院校中屬于非專業課程，教授的是工程類學生，是為工程專業學生成才作支撐及服務。因此要發揮人體解剖學在其他學科中的協同作用，以助于工程學生從事交叉學科，邊緣學科的相關工作。因此應立足在“以學生為本”的服務理念，提高工程類院校工程類學生醫學基礎素養為目的，從而發揮人體解剖學在交叉學科中的作用。

2.2制定新的教學大綱，規范課程設置:根據生物醫學工程專業的特色和這部分學生的特點，結合他們今后可能從事的工作方向，制定適合他們學習的新的教學大綱。人體解剖學是幫助學生開啟一扇通曉生命科學知識的窗口。因此要在有限的課堂及短時間的教學中抓住要點，提高學生學習興趣。生物醫學工程專業學生多是從事醫療器械、醫藥工程設備等相關企業的管理和技術工作，因此應將與相關行業有關的人體解剖學知識作為掌握重點。教學內容不在求全而在求精，既要求注重相關人體解剖學知識點間的連貫性，同時要求內容精煉、重點突出，把醫學最基礎最根本的思想和理論，在有限的教學課時中著重體現出來。我認為，最為重要的是讓學生理解醫學的思維方式，研究手段，而醫學術語名詞的記憶應放在其次。

2.3改革生物醫學工程專業人體解剖學教材:根據醫學生使用的人體解剖學教材，適當降低醫學術語的難度。教材內容可以涉及人體解剖學及生物工程應用等。注意內容的選擇及相互之間的銜接，做到既完整、連貫、全面，又能夠突出重點，同時還要形象生動，突出與相關學科的聯系。

2.4進一步改革教學形式和方法:現在教學宜多采用多媒體課件，可增加一些教學視頻，手術錄像等，增強教學效果，提高學生學習興趣和主動學習的能力。并且人體解剖學要注重理論與實踐的結合，在教學計劃中適當安排觀察臨床手術，解剖動物等實踐性內容，采取多樣化教學模式，增強學生的感性認識，提高學習效果。

2.5加強教師隊伍建設，不斷提高專業教師的水平:教師是靈魂的工程師，教師本身的學術水平對課程的教學效果有著十分重要的影響[3]。一個教師的專業水平和個人魅力也可影響學生對本課程的喜愛程度。讓生物醫學工程專業的學生在較短時間內得到相對專業的人體解剖學教育，對教師不啻為一種挑戰。這不僅要求教師有全面而精神的專業素養，同時要有通俗易懂的講解能力。因此要根據教學實際，建設一支素質優良的工程專業人體解剖學教師團隊，定期開展業務培訓，增強教學能力。

參考文獻

[1]北京大學醫藥衛生分析中心. “北京大學醫學部——島津生命科學共建實驗室”正式成立.2003，35(6):628

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1.1定量生理學課程簡介

定量生理學是生物醫學工程專業的核心專業課程。該課程以物理學原理和數學方法學為基礎，從工程技術討論人體的生理過程，學習并掌握生物膜與生物膜電位原理和方法，進一步學習并掌握基于電生理測量技術的原理以及相關技術，使學生建立起從基礎理論學習到實際生物醫學工程中有關生物電信號測量以及應用之間的橋梁;并且能夠運用物理學和數學的觀點和方法論進行多個層次和水平上探索生命現象及其規律性，培養學生對生理系統進行定量分析的基本方法，培養跨越生命科學、計算科學、數理科學等不同領域的“大科學”素質和意識，為今后選擇新興交叉學科領域進行深造和工作奠定基礎。因此，該課程的實驗教學任務不僅重要而且要求極高。

1.2實驗教學方式改革

長期以來，許多高等院校對實驗教學重視不夠，重理論輕實驗的傳統觀念依然存在。由于不重視實驗教學的重要性，資金投入相對不足，有些陳舊或損壞的儀器設備沒有及時更新，這無形中就影響了學生的實驗興趣;而且傳統的實驗教學過分強調教師的中心地位，學生的主動性、探索性受到一定限制。許多實驗項目與當今飛速發展的前沿科學新理論、新技術嚴重脫節，使得實驗教學存在很多問題。而且傳統實驗教學的最大弊病就是開設的實驗往往只是一個“裝配”實驗，培養的也只是一個裝配工，不能鍛煉和培養學生解決問題的能力，創新更無從談起。實際上實驗技術人員的工作是實驗教學順利完成的重要保障。實驗技術人員的日常工作繁雜、瑣事多、重復性強，每天除了要為即將進行的實驗教學完成大量的準備工作外，還要做好實驗所用儀器設備的維護保養、修理、保管等工作。這些工作看似簡單，但對實驗技術人員的要求也比較高，然而目前實驗技術人員在職稱評定、進修以及工作量待遇等方面明顯處于弱勢，不利于發揮實驗技術人員的主觀能動性。這兩方面因素嚴重影響了目前高等實驗教學的質量及效果，因此現有實驗教學急需改革。為了解決上述傳統實驗存在的兩個主要問題，我們提出將科研創新引入到實驗教學中，結合科研進展不斷更新完善實驗教學內容，使實驗教學與科研創新相結合，使其更具有前瞻性和可持續發展性。一方面，我校的科研創新生物醫學實驗室注重開放和創新實驗的建設，徹底改變“照方取藥”的被動實驗方式，采取“引、點、撥”的實驗教學方式，讓學生自己提出需要解決的問題、達到的目標，自己設計實驗方案，引導學生獨立思考、大膽動手，充分發揮學生的主動性和創造性，給學生充分施展個性的余地，從而達到彌補現有實驗教學的不足。另一方面，以教學科研型教師為實驗教學主要人員，構建教學科研互動基地，使其成為培養學生實踐能力、研究能力和創新能力的新型教學實驗平臺，讓學生在本科基礎學習階段能較早地開展帶有課題研究性質的實驗活動，更多地接觸科研實踐，提高工作能力和科學素養，培養學生的科研創新能力。

1.3將科研創新引入實驗教學

隨著知識經濟和技術經濟的飛速發展，創新已成為時展的要求和社會進步的動力，而科研創新是創新的一個極為重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作為高等教育的主陣地，在本科生教學中將科研創新引入實驗教學，有利于培養本科生的創新意識和科學精神;有利于培養本科生將理論與實踐相結合的意識和能力;有利于促進師生的共同發展;有利于促進地方本科院校加快學科和專業的建設;有利于為地方培養大量的創新型人才，因而具有重要的現實意義。借助于生物醫學高水平實驗室，我們通過開展綜合性實驗、科研訓練計劃、學科競賽、課外科技活動等方式，激發了學生學習知識的熱情，引導學生參與科研創新過程，為學生科研創新能力的培養提供了一個重要平臺。

1.4開放實驗教學

在增加理論課綜合性實驗的同時，由于課程實驗學時的限制，學生能夠親自動手的實驗遠遠不能滿足人才培養的要求，因此，我們開設了“開放性實驗”，這樣就起到了很好的補充作用。例如，“數字腦電圖儀的使用與EEG采集”“蛋白質－核酸復合物氫鍵與范德華力作用位點分析”“腦電信號的Hurst指數研究”等多項開放實驗。此外，我們一般從大二學生中選取有科研潛力的學生，開展“本科生科學研究訓練計劃”教學，如國家級“基于GIS的移動生理信號監測管理平臺的設計與實現”“基于JSD的注意力腦電研究”“基于超臨界新技術的石墨烯功能化及生物傳感器應用研究”。本科生在確定課題，進入實驗室后，將由指導教師對其直接負責。在指導教師指導下，會學習很多課堂上不教的東西，提高學生學習、科研的興趣、具備一定的科學思維和分析能力、激發對所學專業的興趣、堅定從事相關工作的信心和決心，一些本科生發表或錄用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源雜志論文多篇。在此基礎上，鼓勵學生參加各種學科競賽、科技創新等活動。因為有了開放實驗及本科生科學研究訓練計劃教學的推動，我們學院的科研氛圍濃厚了許多。因此很多本科生有了要進實驗室的要求，這樣本科生的日常學習變得充實，許多學生一有時間就去實驗室看文獻做實驗，并在實驗中體會了科學研究的樂趣和魅力，培養學生動手、創新、協作能力，對學習能力的提高、團隊精神的培養、心理素質的鍛煉有著不可替代的作用。這些都說明依托科研創新生物醫學實驗室的開放實驗教學對學生創新能力有較大的貢獻，對新時期的大學生培養意義重大。

2結束語

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一、生物專業分類

生物學專業是有著較長歷史的專業之一，人們在生物學的基礎上，通過不斷與其他學科相交又而誕生了很多新的專業，比如生物科學、生物技術、生物工程、生物化學、生物信息學、生物醫學、食品科學與工程、海洋生物科學、海洋生物工程、畜牧生物等。

為了便于對這些專業進行區分，大致把他們劃分成如下六類：

第一類生物科學專業

生物科學專業旨在培養具有扎實的生物科學理論基礎，掌握本學科的基本理論和基本技能，具有一定的科學研究能力和創新精神的生物學專門人才。

第二類生物工程專業(相近專業：生物技術專業、生物工藝專業)

生物工程也叫生物工藝、生物技術，是以生物科學為基礎，運用先進的科學原理和工程技術手段來加工或改造生物材料。例如，基因重組技術、DNA和蛋白質序列分析技術、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、染色體工程等工程的誕生和發展，已在工業、農業和醫療衛生等方面得到了廣泛應用，并取得許多突破性進展。

第三類生物信息學專業(相近專業：基因信息學專業)

生物信息學是近年來發展并完善起來的熱門交叉學科，最初常被稱為基因組信息學。生物學是生物信息學的核心和靈魂，數學與計算機技術則是它的基本工具。廣義地說，生物信息學是用數理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現象、組織和分析呈現指數增長的生物學數據的一門學科。

第四類生物食品專業(相近專業：食品科學與工程專業)

生物食品專業是培養具有化學、生物學、食品工程和食品技術知識，能在食品領域內從事食品生產技術管理、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作的高級科學技術人才的學科。

主要專業課程：生物學、生物化學、分子生物學、生物統計學、數據庫、計算機軟件基礎、生物信息學、蛋白質組學、基因芯片技術、生命系統建模等。

第五類生物醫學工程專業(相近專業：醫學生物技術專業)

生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程技術學的交叉學科，也是運用自然科學和工程技術的原理與方法，研究與揭示人體的生命現象，并從工程角度解決人體醫療問題的一門綜合性高技術學科。生物醫學工程專業是目前國際上發展極為迅速的交叉學科和邊緣學科，旨在利用現代工程技術的手段解決生物醫學上的檢測、診斷、治療、管理等問題以及進一步探索生命系統的各種運動形式及其規律性，是21世紀生命科學的重要支柱，共有21所高校開設了生物醫學工程專業。

主要專業課程：模擬與數字電子技術、微機原理、數字信號與處理、工程生理學、醫學成像與圖象處理、生物傳感技術、細胞生物學、生物化學、遺傳分子生物學等。

第六類海洋生物技術專業(相近專業：海洋漁業科學與技術專業、水產養殖專業等)

這類專業培養具有堅實的現代海洋生物科學和現代生物技術基礎知識和基本技能的人才。他們能在科研、生產及教學等部門從事海洋生物基礎理論研究、高新技術研究和生物制品開發及相關管理。

主要專業課程：細胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白質工程、生物工程下游技術、生物技術大實驗、生物信息學、發育生物學、發酵工程設備等。

二、專業學習的苦與樂生物學是一門涉獵多種基礎學科的專業，在大學期間需要學生學習多種基礎型學科，如：高等數學、無機化學、有機化學、生物化學、物理、英語、計算機等等，幾乎涵蓋了理工科的全部基礎學科。

不過，大家不要被以上這些艱澀的數理化英課程嚇到，當你接觸到生物專業課時，一個色彩斑斕的趣味世界就此向你敞開。通過動物學的課程，你會感嘆造物主的神奇，從最低等的原生動物到最高級的哺乳動物，每個物種都有其獨特的適應自然界的特點。學了微生物，你便了解了冬蟲夏草為何又是蟲又是草，也學會了如何在沒有冰箱的情況下保存食物。在遺傳學課堂上，你可以跟同學們熱烈探討轉基因食物到底是好是壞，先有雞還是先有蛋。等你了解了分子和細胞學之后，你便可以和朋友們侃侃而談，人為什么會生老病死。

作為一門實驗學科，除了理論知識的學習，生物學還要求很強的動手能力。化學是生物的基礎，在一開始的各種化學試驗中，要求大家能夠精確地配置試劑，調節pH值，在茶葉中提取咖啡因，在雜質中提煉萃取某種純凈物……當然，最讓其他專業同學羨慕也最受同學歡迎的是各種生物大實驗。比如動物學實驗：同學們總是一邊內心默默為那些為科學獻身的小動物們垂淚哀悼，一邊又摩拳擦掌躍躍欲試：“庖丁解牛”一般地解剖蝗蟲并臨摹它的各種器官；親手淹死了一只白鴿，然后再給鴿子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用電流刺激破壞了腦神經的青蛙尸體觀察反應……植物學實驗，制作豌豆根尖的壓片標本，再在顯微鏡給它們畫一幅寫真。除此之外，生物學專業還有為期一周左右的野外實習，同學們會進入某一個自然保護區，在與大自然親密接觸的同時，也不忘了利用自己的專業知識，分析當地的生態狀況和資源，采集制作各種動植物標本，最后匯總成一份圖文并茂的實踐報告。

一個生物學家，一定是一個兼具動手動腦能力的博物學家。作為小小的生物學子，經過幾年的科學訓練，你rE--定成為了朋友圈中的Mr，Knowall。

三、就業與發展

據調查了解，生物學畢業的同學大致上可以有幾個方向去發展。

1.讀研與出國

生物學快速發展的特點決定了對它的研究在大學四年期間的學習是遠遠不夠的。因此，生物專業畢業生選擇繼續深造的比例比其他專業要高出很多，這也是生物學本科就業率低的部分原因。在很多“985”院校的生命學院，保送研究生甚至保送碩博連讀的比例也相對較高。另外，生物專業也一直是最容易出國的熱門專業，拿獎學金也相對容易。

2.公務員或者事業單位

在報考公務員和事業單位時，生物學專業的選擇面確實相對比較窄，但仍然有一些不錯的選擇。比如待遇較好的藥檢所和疾控中心，這兩個單位一個與藥廠發展息息相關，一個主管公共衛生事業，都是國家非常重視的單位。

另外，高校和中學也是屬于事業單位，畢業后留校發展或到中學任教也是不錯的選擇。高校內有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、組織免疫所、生殖中心之類，一些中小學的自然或生物老師，本

科生便可以勝任。

3.投身科學研究行業

生物專業可以到各大企業從事與生物技術有關的應用研究和技術開發，大致有三個方向。

外企：在中國設立了研發中心的知名外企，一般是醫藥企業和日化企業，比如拜耳、寶潔、高露潔等。他們的職位多是進行高端研究的，設備精良，待遇豐厚。

國企：中糧基團下屬的中糧研究院，有涉及轉基因研究、微生物發酵、生物能源研究這幾類：中煙工業，評價煙和研究煙產品。中國生物技術公司。是我國歷史最為悠久的從事疫苗和血液制品研究及生產的專業機構，據說里面的研究掌握著中國的生物產業發展方向。

私企：有人說，一個碩士拿著一疊自己的簡歷去廣州科學城轉一天，肯定能找到工作。這里的私人生物企業或者是合資企業數不勝數，一般選擇專業對口的畢業生。其中發展迅速和規范較大的要屬華大基因，它是中國最大最先進的基因測序公司，也為很多高校學生提供獎學金和各種實習就業機會。

4.非研發的技術支持崗位

如果你不愿意做實驗，還有很多生物技術公司的非研發崗位可供選擇。生物技術公司是專門為生物學研究服務的企業，他們提供科研所需的各種高科技儀器、試劑以及其他的專業實驗。這類公司的非研發崗位包括銷售代表、技術支持、市場專員、客服代表、工程師等。這些崗位要求從業者具備生物專業背景知識以及良好的溝通能力。

四、報考指南

開設生物類專業的院校有兩百多所，大致可以按綜合性大學、師范類院校和特色專業院校分類。

作為理學的一個重要門類，生物學在綜合性院校往往能得到較好的發展。國內頂尖水平的國家重點學科數量，被當作衡量高校科學研究實力的最關鍵參數之一。而雄厚的財力是與科研實力成正比的，所以我國首批評選的生物學一級重點學科，就包括清華大學、北京大學、復旦大學、武漢大學這幾所著名高校。另外。四川大學，中山大學，浙江大學，上海交通大學等老牌高校也有生物學二級重點學科。

作為理學類的基礎性學科，生物學專業在師范類院校的開設比較普遍。在全國217所招收生物學碩士研究生的大學中，師范類院校占了36所。師范院校一般以培養生物學教師為主要目的，但隨著大學生就業市場的開放，一些實力較強的師范院校開始培養科研技術人才，其中優勢學科單位有5所，分別是東北師范大學、北京師范大學、華東師范大學、湖南師范大學和南京師范大學。

由于主要學科與生物學的聯系緊密，一些農林、醫科、海洋等專業院校也會招收生物學專業的碩士研究生。這些院校的生物學專業極具特色，在與主要學科的交叉中獲得了良好的發展。比如中國農業大學、西北農林科技大學、首都醫科大學和中國海洋大學，就是其中的佼佼者。

另外，國家在一些重點高校中還設立了生物學基地班，全國只有19個，屬于國家理科基礎科學研究和教學人才培養基地。基地班實行“本―碩―博分流連讀制”，經費方面有專門撥款，在實驗條件、導師設置和保研名額上都有政策的傾向性，所以門檻也相對較高。

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組織工程基質材料研究進展 閆玉華，周文娟，李世普，萬濤

組織工程用高度多孔生物可降解支架的制備 羅丙紅，盧澤儉

人工血管基因修飾的研究進展 王繼亮，王國斌

組織工程骨修復中的局部基因療法 易靜，湯雪明

血液密度測量及其在基礎醫學和臨床中的應用 呂霞付，蔡紹皙

微囊化細胞移植的研究進展 周薇，王正榮

α穩定分布噪聲下誘發電位潛伏期變化的自適應檢測 邱天爽，王宏禹，李小兵，張旭秀，鮑海平，張楊

腦電逆問題的研究進展 鄭旭嬡，萬柏坤

聯合療法與放療的比較 高悅，楊國勝，王健琪，范曉宇，王華

常用蛋白交聯方法及其對膠原的影響 曹正國，李成章

訓練特倫德倫伯格癥步態的微處理器步態分析系統

由心磁圖信號的ST段偏移計算的總電流矢量檢查心肌異常的方法

在慢性聲刺激期間心率變異性的24小時節律變化

由運動心磁圖計算的電流比分布圖檢查心肌異常的方法

小型的經腹胎兒和母體心電圖長時間記錄器

連續心輸出量監護系統

磁共振圖像中非均勻場的校正 李音

微電極技術與腦運動性信息傳導的研究 宋毅軍，田心

信息融合技術及其在醫療監護系統中的應用 陳鵬慧，吳寶明

隱馬爾可夫模型的原理與實現 劉河生，高小榕，楊福生

肝臟組織工程學中的胚胎干細胞 胡安斌，鄭啟昌

骨組織工程種子細胞的研究進展 郭宗科

骨組織工程材料的表面修飾和細胞粘附 劉剛，胡蘊玉

聚氨酯的血液相容性評價 胡國棟

聚乳酸制備研究進展 李曹，王遠亮

基因納米粒子在血管再狹窄的基因治療中的應用 李大偉，冷希崗

人工神經網絡在基因組信息學中的應用 陳志宏，嚴壯志

胚胎干細胞向神經細胞誘導分化的研究 沈干，叢笑倩，劉曉音，汪錚，曹誼林

植入式裝置與體外程控裝置數據交換技術的進展 曹妮妮，金捷，孫衛新，狄亮

磁感應斷層成像及其實驗室設計 李世俊，秦明新，董秀珍

生物芯片及其在生物醫學工程中的應用 劉偉庭，郭希山，王鐘，陳裕泉，王立人

電磁場對骨組織和成骨細胞的作用 趙云山，張西正，郭勇

載藥納米微粒的臨床應用研究進展 肖延齡，李伯

組織工程中生物材料表面修飾的研究 郝杰，鄭啟新

骨髓間充質干細胞分離培養的研究進展 王運濤

脂肪組織工程研究進展 梁偉中

高強度聚焦超聲"切除"腫瘤過程中的空化效應 顧惠瓊

睡眠監護技術的發展 葉志前，鄭濤，裘利堅

軟骨組織工程種子細胞及預防其老化的研究進展 何黎升，高瞻，陳富林

Platelet-rich Plasma(PRP)在骨組織再生中的應用 劉興文

獨立分量分析及其在腦電逆問題中的應用 高諾，朱善安

哺乳類動物心室肌細胞的Luo-Rudy模型及計算機仿真研究的進展 金印彬，楊琳，闊永紅，張虹，黃詒焯，蔣大宗

3D-EIT圖像重建的研究進展 王妍，任超世

血漿蛋白對生物材料細菌粘附影響研究進展 李艷星，黃云超，熊素華

生物人工肝的臨床應用及其生物成分研究中的幾個熱點問題 舒桂明

共同培養在生物人工肝中的應用 黃艷欣，劉晨

有限元分析法研究脊柱生物力學的新進展 高允海

磁共振譜成像(MRSI)技術的研究進展 錢勇先，黃敏，林家瑞

生物電流檢測和組織功能成像的新技術 劉軍，李光，陳裕泉

心臟建模仿真研究進展 霍梅梅，夏靈

基于突變理論的心臟運動數學描述 劉，李迪，孫堯

骨組織力學信號轉導的研究 王昊，張西正，張永亮，郭勇

心室輔助裝置的內皮化 李暉

基因工程的下游技術 周思翔，華慧，王正榮

軟骨組織工程種子細胞的來源、培養和評價 孫安科，裴國獻

角朊細胞培養技術最新進展 李政

異種煅燒骨材料的研究進展 趙銘，鄭啟新

腦磁源成像技術的研究進展 胡凈，胡潔，汪元美

數據挖掘技術在生物醫學領域的應用 余輝，呂揚生

誘發電位的非線性動態提取方法 耿新玲，田心

用于組織工程化培養生物反應器的研究進展 吳金輝，張西正，郭勇，武繼民，李瑞欣

一種新型醫用成像技術--微波激勵熱聲CT 吳石增，于陽，宋濤

上皮干細胞發育調控與臨床應用的研究進展 平浩

組織工程化人工皮膚的構建與應用 劉德伍，劉德明

生物人工肝研究進展 李津榮

肝細胞的低溫保存及應用研究進展 劉鴻凌，王英杰

體外循環中的肝素涂層技術 楊劍，易定華

人工髖關節翻修術中骨缺損的修復與重建 肖聯平

光纖納米生物傳感器的研究進展 李逸塵，潘愛英，姜信誠

納米控釋系統的應用 劉源崗，王士斌，翁連進

磷酸鈣骨水泥藥物緩釋載體研究進展 楊莽，張彩霞，陳德敏

BMPs載體及緩釋系統研究新進展 尹紹雅，常祥平

軟骨組織工程種子細胞的基礎和應用研究進展 張艷，崔磊，曹誼林

破骨細胞細胞骨架的研究進展 李青南，陳槐卿

由豬肝細胞組成的人工肝支持系統的安全性問題 劉青，段鐘平

用于生物人工肝的肝細胞組織化培養 吳宇澄，趙衛紅，余多慰

生物人工肝中肝細胞來源及培養的新進展 胡安斌，田源

癌熱療中超聲無創測溫方法的研究 吳水才，白燕萍，南群，夏雅琴

腫瘤熱療的熱劑量學應用研究 王偉，李迎新

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【關鍵詞】醫學圖形圖像處理；信息學；大專；醫學院校

一、引言

1999年6月9日，經紐約中華醫學基金會（China Medical Board of New York，CMB）理事會批準資助，成立了國際醫學教育專門委員會（1nstitute for Interna-

tional Medical Education，IIME）。該委員會的任務是為制定醫學教育“基本要求”提供指導。在該機構制定的培養要求當中，生物醫學工程相關知識，特別是“醫學圖形圖像處理”被作為基礎知識要求被提出。[5][8]

當前我國數字化醫院建設的重點是醫院內部的數字化建設。為實現無膠片化，需要建立覆蓋全院醫療和辦公區域的網絡和pacs系統，實現ct、核磁、x線、病理、彩超、電子胃鏡等圖像的網上數字化采集、傳輸、存儲、調閱等功能。而這些方面，都需要從業者具備相關的專業知識。但是醫學圖形圖像處理教學在專科層次教學當中處于盲區。經過調查國內各省的40多所相關大專院校，其中開展了醫學信息教育的學校目前的有12所。[1]授課內容基本是信息檢索，少數涉及到了一些醫療管理軟件的應用，至于醫學圖形圖像方面的課程，高專的醫學信息學教育中沒有涉及，因此在目前大專層次的醫學信息學教育體系的現狀是：醫學信息教育停留在信息素養的培養的階段，沒有進一步的考慮醫學信息的處理，也就是說沒有提升到技能的層面上。

二、國內外關于醫學信息學教育的現狀分析

醫學信息學是交叉學科，起源于美國。現今美國的醫學信息涵蓋面，已經不僅僅局限于醫學情報，信息資源建設、檢索，其內涵已經擴展到了轉化研究信息學、醫學圖像信息學。[3][4]

德國是國際醫學信息學會（IMIA）的官方國家成員，其醫學信息學、生物測量和流行病學協會（GMDS）提出醫學信息學（Medizinische Informatik，MI）內涵：應該包括醫療信息的收集、加工與提煉過程。具體研究內容包括：生物信息學，醫學圖像處理，信息檢索、決策支持等。[9]國外一些發達國家，醫學信息學已經從信息素養教育上升到了信息技術教育的程度，并形成了專科-研究生-博士研究生的完整培養體系。

20多年來，醫學影像已成為醫學技術中發展最快的領域之一，其結果使臨床醫生對人體內部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。20世紀70年代初，X-CT的發明曾引發了醫學影像領域的一場革命，與此同時，核磁共振成像象（MRI：Magnetic Resonance Imaging）、超聲成像、數字射線照相術、發射型計算機成像和核素成像等也逐步發展。計算機和醫學圖像處理技術作為這些成像技術的發展基礎，帶動著現代醫學診斷正產生著深刻的變革。各種新的醫學成像方法的臨床應用，使醫學診斷和治療技術取得了很大的進展，同時將各種成像技術得到的信息進行互補，也為臨床診斷及生物醫學研究提供了有力的科學依據。而醫學圖形圖像作為一門交叉學科，成為了一般醫學本科院校臨床專業與生物醫學工程專業的主要的學科。

三、國內政策對于醫學信息教育的扶持與指導方向

衛醫研教發[2007]01號文件指出：衛生部醫院管理研究所在相關部委的支持下，決定在全國開展“醫療衛生信息技術普及教育”工作，旨在建立和完善我國“醫療衛生行業信息技術教育體系”，并使之成為指導我國醫療衛生行業信息化建設對各類IT人才需求的重要依據；成為我國醫療衛生信息技術人員和醫學院校學生走出國門與國際接軌的橋梁和紐帶；成為我國全體醫務人員和醫學院校在校生必須掌握的一門現代化工具，從而提高醫療衛生行業的整體服務水平，為更多的患者提供更加優質的服務。

衛醫研教發[2007]02號文件指出：加速推進信息技術在醫療服務、預防保健、衛生監督、科研教育等領域的廣泛應用，普及醫療信息化知識，充分利用現代遠程教育手段為廣大醫務人員提供繼續教育機會，快速培養符合我國醫療衛生行業信息化建設急需的專業人才，滿足人民群眾日益增長醫療衛生服務需求。

衛醫研教發[2007]03號文件指出：隨著信息技術在醫療衛生領域的廣泛應用，對“醫信”復合型人才的需求已成為各級醫療機構在醫療信息化建設、應用和管理中急需解決的首要問題。

作為國內的大專院校，其教學的宗旨與目的是為基層輸送大量的實用型醫學人才，同時兼顧了向更高層次醫學教育輸送可持續培養的醫學生。無論是從實用出發還是從可持續的培養出發，醫學生在醫學信息學上的教育都不容缺失。

四、目前醫學信息教育環節當中的拓展方向

醫學信息學是醫學和計算機學科的結合，是醫學發展的必經階段。[2]該學科的發展需要大批掌握相關計算機技術和醫學只是的高素質符合人才。

當前社會對于醫學信息處理方面的人才需求量大，通過課程建設能夠培養出符合社會要求的懂得醫學信息處理應用類人才。使學生掌握醫學圖像的相關概念與圖像處理中的圖像變換，增強，恢復，壓縮，圖像的分割及特征提取等基本理論；掌握醫學圖像處理的基本理論、技術、方法、應用和進展；了解醫學信息三維可視化的技術和基本實現方法；并在此基礎上掌握醫學圖像處理的整體結構框架，逐漸形成觀察、思考、分析和解決有關理論和實踐問題的能力，并通過圖像處理算法的編程來提高學生的動手能力。這樣的才能使學生在數字化醫院建設的大背景下適應需求，提高競爭力。[7]

五、專科層次開展醫學圖形圖像教學的必要性和可行性

醫學圖像處理是當今各醫學領域應用和需求廣泛的一門學科，是生物醫學工程專業的必修課程，也是計算機科學與技術（醫學應用和醫學智能信息處理方法）的專業主要課程。設置本課程的目的是：（1）使學生掌握數字圖像的相關概念與圖像處理中的圖像變換，增強，恢復，壓縮，圖像的分割及特征提取等基本理論；（2）掌握醫學圖像處理的基本理論、技術、方法、應用和進展，并在此基礎上掌握醫學圖像處理的整體結構框架；（3）掌握數字圖像與醫學圖像處理的基本方法，逐漸形成觀察、思考、分析和解決有關理論和實踐問題的能力，并通過圖像處理算法的編程來提高學生的動手能力。[7][8]

目前國內的專科院校鮮有開展這門學科的基礎教育，主要原因是相關的教學條件要求較高（師資，設備）。但是做為專科院校，無論是從向基層輸送基層的醫療服務人才這個方向來看，還是從為本科醫療院校輸送繼續教育人才方面來看，我們都有必要把這門重要的學科，在醫學類專科層次進行普及性的基礎教學。最為恰當的方式就是在醫學信息學的教學內容中補充豐富醫學圖形圖像內容。

專科層次的學生有他們的特點：基礎和自學能力有待強化，而且在校學習時間比較短，他們需要和能夠掌握的是跟專業相關的簡易并實用的醫學信息概念和技術，而不是高深的理論。根據專科學校的特點和學生基礎情況，以及各用人單位（基層醫院）對醫學信息技術的需求情況，查閱國內外各醫學院校醫學信息專業教學資料，在現有計算機課程內容基礎上，引入一定課時的醫學數字圖形圖像處理，通過實踐教學進行論證之后，完善出一套適合專科層次的教學大綱和實驗大綱。

通過對大專醫藥各專業學生進行實用的醫學信息技術與醫學圖形圖像學教育，其目的是使學生更能適應各專業崗位的需求，從而提高專科層次畢業生就業競爭力；提高基層醫療衛生行業的整體服務水平，為更多的患者提供更加優質的服務。

參考文獻

[1]任洪琴.關于開設醫學信息學課程的探討[J].數理醫藥學,2006,4:443-444.

[2]鄒賽德,練偉,盧初瑋等.在醫學生中開設“醫學信息學”課程[J].醫學信息,2003,12:673-674.

[3]Bemmel,(美國)M.A.Musen.nology,1999,22(1):81-90.(荷蘭)J.H.Vail.

[4]呂婷,姜友好.中美醫學信息學教育比較研究[J].醫學信息學,2009,30:12.

[5]van Bemmel JH,Musen M A.Handbook of medical informatics MNew York:Springer,2006.

[6]葉春峰.中日兩國醫學信息課教學比較研究[J].西北醫學教育,2001,12:213-214.

[7]Baldo M,A ggleton P,slutk in G.Does sex educat ionlead to ear lier o r increased sexual act ivity in youth?Wo r ld Health o rganizat ion Global P rograme on A IDS.2005.

篇9

關鍵詞：一體化；醫學儀器；實驗平臺；理論教學體系

作者簡介：陳洪斌（1973-），男，吉林白城人，吉林醫藥學院副教授，研究方向為原子與分子物理學、大學生思想政治教育與管理。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1001-7518（2016）11-0073-04

職業院校一體化醫學儀器技能實驗平臺“教學體系構建”內容的相關研究課題，是在醫學院校職業化轉型過程中出現的歷史階段性產物，是本科專業教學體系職業化改革的必然趨勢。“改”就需要“變”，改變的程度不能仍然依附于現有本科專業教學體系而進行的小修小改、修枝剪丫，改革要適應于職業化人才培養目標，要努力形成“創新、創業”雙創型人才培養模式。

生物醫學工程專業（Biomedical-Engineering，簡稱BME）是一個含電子學、醫學、化學、材料學等的學科交叉型專業[1][2]。在一體化實驗平臺建設的過程中，加強BME理論課程設置是非常必要的[3]。目前還沒有與之相配套的教學體系構建內容直接對接使用，故而課題組根據BME專業發展方向及人才培養模式特點，提出了與實驗平臺相配套的理論教學中課程體系建設問題。學生要有一定的基礎醫學和電子學知識基礎，如生物醫學傳感技術、醫學儀器原理、影像技術等課程，與之相關專業課程的學習是橋梁。通過課程模塊的學習為學生形成醫學儀器原理分析與構成設計能力、診療設備操作能力、器械故障診斷與維護等能力而奠定堅實的理論基礎。

一、一體化實驗平臺教學體系構建

在職業院校一體化醫學儀器技能實驗平臺構建方案中，“教學體系構建”為其重要構成部分之一。教學體系構建涵蓋通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程設計工作。含教學體系構建的一體化實驗平臺結構示意框圖，如圖1所示：

二、一體化實驗平臺教學體系構建原則

一體化實驗平臺教學體系構建主要環節為：通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程合理、適當設置等設計工作；該工作中課程設計內容、形式、教學手段與方法等各教學環節不能簡單的被修改或近似等同于現有的課程理論教學體系，要真正體現出BME職業化教育的特色，更加注重學生個體實踐技能提升的培養。

（一）理論教學體系構建方案設計基本原則及結構框架

堅持以為指導，科學、系統地闡述課程的基本理論和基本知識，科學處理課程體系與學科體系的關系，注意課程之間的內容銜接，遵循由易到難、由簡到繁、由淺入深、循序漸進的認知規律，注意吸收新知識與新成果。貫徹理論知識傳授與技能培養并重的方針，在教學內容和課程結構上做出相應調整，適當地增補學科的新進展、新理論和新概念，對各學科之間重復或交叉的內容做出相應的刪減或調整，力求使教學大綱更貼近現代醫學課程的要求。

理論教學體系構建方案設計結構層次框圖，如圖2所示。

一體化實驗平臺理論教學體系構建中，與BME專業相關、應開出課程設置為以下內容：

通識課程：含計算機應用基礎；

基礎課程：含高等數學、普通物理學、機械制圖、C語言程序設計、概率論與數理統計、電路分析、線性代數、模擬電子技術、復變函數與積分變換、電工學、脈沖數字電子技術、系統解剖學、生理學、工程力學；

專業課程：含數據庫程序設計、軟件技術基礎、自動控制原理、微機原理與接口技術、機械設計基礎、單片機技術與應用、生物醫學電子學、數字信號處理、醫用儀器原理、檢驗分析儀器、醫用影像設備學；

限定選修課程：含數學實驗、文獻檢索、科研設計、醫學圖像處理、金工實習、醫學儀器實驗、醫用儀器管理與維護、軟件綜合設計、單片機綜合設計。

（二）輔助教學體系構建方案設計基本原則及結構框架

平臺輔助教學體系主要構建環節為：通識課程、基礎課程、專業課程、限定選修及其它課程等輔助實驗教學設計工作；輔助實驗教學設計內容，要體現出生物醫學工程專業職業化教育的特色，更加注重學生個體實踐技能能力的培養。實驗技能即實驗操作技能、實驗數據處理能力、電路設計與制板能力、小型智能醫學儀器的設計與實踐應用能力的提高，為培養適應社會發展、適應醫療設備應用要求的復合型人才。

輔助教學層次設計結構框圖，圖3所示：

實驗教學環節應輔助于相應課程理論教學內容，即在課程所在實驗場所內進行實踐活動。不同課程群對應不同實驗場所，下面列舉部分實驗室功能與各課程群間對應關系：

通識課程實驗室：計算機應用基礎實驗、數學實驗、科研設計；

基礎課程實驗室：普通物理學、機械制圖、C語言程序設計、電路分析、模擬電子技術、電工學、脈沖數字電子技術；

專業課程實驗室：數據庫程序設計、軟件技術基礎、微機原理與接口技術、機械設計基礎、單片機技術與應用、醫用儀器原理、檢驗分析儀器、醫用影像設備學；

常規醫學儀器設備實驗室：金工實習、醫學儀器實驗、醫用儀器管理與維護、軟件綜合設計、單片機綜合設計。

三、理論教學體系構建方案設計問題研究

（一）理論教學體系構建方案設計――實踐鍛煉與認知過程探究

認知過程是對未知世界、未知領域的探索過程，通常以理論文獻查找為前站。醫學儀器技能養成的認知過程，則要通過現有理論進行相應教學設計，讓醫學生首先了解醫學儀器設備有記錄以來的發展歷史，其次能夠識別醫學儀器設備種類與分類，使其在該領域產生濃厚的興趣，最后再去深層次探索醫學儀器設備帶給人類的益處。實踐過程，就是在了解與熟悉醫學儀器構成、原理、使用功能等基礎上，按著指導教師的引導對各種醫學儀器設備進行實踐應用鍛煉過程，進而根據儀器設備故障外觀，能夠提出初步診斷等問題。理論教學體系構建方案設計中實踐鍛煉與認知過程是首要設計環節。

（二）理論教學體系構建方案設計――通識課程設置必要性探究

以本科課程為主，進行通識課程理論知識學習。如《醫療器械認知實踐》課程應該作為BME通識課程，讓學生去學習；該課程具有“廣而淺”的特點，利用這種特殊性，讓學生在還不懂專業知識的同時步入了醫學儀器技能培養的領域內，通過逐漸接觸專業領域內常識性問題，讓學生知道自己將來的學習方向[4]，提升學生的學習興趣。理論教學體系構建方案設計中通識課程的設置是必要的。

（三）理論教學體系構建方案設計――基礎理論知識學習探究

以本科課程為主，進行專業基礎課理論知識學習。理論教學體系構建方案中，專業基礎課理論知識體系建設起到支撐作用，其促進知識體系融合，形成閉合知識鏈條。教材建設是前期工作，選擇知識體系認知設計比較好的教程，或者課題組自行編選適用BME學生使用的教材；合理設計，增、刪、減具體教學內容，提煉教材的適用度。課程群建設是基石，如普通物理學、電路分析與綜合、電子學基礎等，形成一個基礎知識認知課程體系，支撐醫學儀器技能訓練計劃工程的基礎課理論知識學習。

（四）理論教學體系構建方案設計――深層次理論知識學習探究

以本科課程為主，進行專業課深層次理論知識學習。綜合應用能力的提升，基本實驗技能的養成，必然要進行諸如傳感器學、集成電路、CPLD、單片機、程序設計、Matlab、醫學信號采集與醫學圖像處理等專業課深層次理論知識的學習；否則，無法滿足時展對醫學儀器設備更新換代的需求。基礎知識的學習是認知過程的前身，專業課深層次理論知識學習是后事之師。

（五）理論教學體系構建方案設計――先進理論與技術引入課堂教學探究

在本科課程學習基礎上，將先進理論與技術引入課堂教學。BME教學體系的重要組成部分包括：電子應用技術、計算機應用技術、信號測量分析處理技術和基礎醫學知識等，其具有理論性、技術性和實踐性都很強的特點；同時產品開發周期短、技術更新快，有必要將更為先進的、前沿技術理論引入課堂，培養學生具有一定分析問題、解決問題的能力[5]。

四、基于實驗平臺輔助教學系統設計研究

（一）輔助教學系統設計――基礎驗證性實驗問題研究

基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程、基礎驗證性實驗設計為基礎。根據實驗數量、名稱、內容、目標要求等，進行電路實驗設計與開發、電工學實驗設計與開發、模擬與數字電子技術基礎實驗設計與開發等研究。目的明確，力求基礎，養成思考問題習慣、培育實踐動手能力、促進潛在開發意識、形成基本職業技能。

（二）輔助教學系統設計――虛擬儀器開發平臺研究

基于實驗平臺輔助教學系統，開發虛擬儀器平臺。實驗室虛擬儀器工程平臺（LabVIEW-Laboratory Virtual Instrument Engineer-ing Workbench），由美國NI公司推出，且以圖形化編程語言為主的一種虛擬儀器開發平臺；以LabVIEW為契機，可模擬實現常規醫學電子儀器功能的基礎上，并可適當開發出更多功能，應用虛擬技術來處理醫學信號，使醫學電子儀器模擬設計變得更加方便[6]。也可依托嵌入式醫學儀器系統，充分利用該系統功能可靠、性價比高等優點[7]，開發相應產品，最后由模擬仿真到產品生產。虛擬儀器平臺開發能力高低，是測試學生醫學儀器實踐技能的最佳手段。

（三）輔助教學系統設計――軟件仿真實驗問題研究

基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程為基礎，進行各門課程的實驗數據仿真實驗設計。將實驗室中的各類實驗數據，進行驗證性研究，對如何能夠克服工作環境、人為、儀器設備等因素造成的誤差問題進行探討；在軟件上是否能夠跑通，如何選件，對電路設計進行可行性分析等，節省時間、節約成本，防止器件使用中的浪費，減少軟硬件間調試問題。軟件仿真實驗設計技巧的熟練應用，是醫學生對醫學儀器軟、硬件綜合應用能力提升的體現。

（四）輔助教學系統設計――設計性實驗問題研究

基于實驗平臺輔助教學系統，以本科課程、設計性實驗為核心。根據實驗設計意義、目標要求等，進行傳感器學實驗設計與開發、集成電路實驗設計與開發、CPLD實驗設計與開發、單片機實驗設計與開發、程序設計實驗設計與開發、軟件仿真與Matlab實驗設計與開發、醫學信號采集與醫學圖像處理實驗設計與開發、小型醫學儀器實驗設計與開發等研究。以問題設計為中心，開展探究式實驗教學，促使學生第一時間了解學科最前沿科技進展，培養潛在科研意識[8]。

（五）輔助教學系統設計――醫學儀器設備調試與操作水平能力提升研究

基于實驗平臺輔助教學系統，提升儀器設備調試與操作者應用水平。操作者必須了解、掌握其使用原理和應用方向，以虛擬儀器使用為例：虛擬儀器操作面板，與常規儀器設計具有相似性，如開關、指示燈等控制部件的圖形化表示，通過操作、控制虛擬面板，從而完成對被測信號的采集、分析、存儲、顯示及輸出等功能[9]。儀器設備基本信息、使用功能等基本知識的掌握，是醫學生提高醫學儀器設備調試與操作水平能力的前提。

（六）輔助教學系統設計――醫學儀器設備故障診斷與維護能力養成研究

基于實驗平臺輔助教學系統，培養儀器設備故障診斷與維護者技能水平。維護者必須熟悉各類儀器設備結構構成、工作原理，以虛擬儀器使用為例：虛擬儀器主要由硬件和軟件兩大部分構成，虛擬醫學電子儀器以計算機為核心，利用軟件來完成生物醫學信息的采集、處理、分析、顯示等功能[10]。儀器設備結構構成、工作原理等知識的掌握，是醫學生提高醫學儀器設備故障診斷與維護能力養成的前提。

五、基于一體化實驗平臺推動教學方法改進

探索多種教學方法，提高學生的學習熱情與效率，提高教學效果。如通過啟發式教學，由原理結論教學轉移到設備應用教學上來，再反作用于原理學習，調動學習積極性，提高學生解決問題的能力；采用比較教學法，讓學生發現不同原理設備的共同點和各自設備自身的特點，引導學生發現醫學儀器各原理及各設計方法的本質；爭議討論式教學，針對有爭議的授課內容，安排學生課下查證，課上討論，促進學生積極思考，激發學生學習的潛能；教學中要發揮網絡技術優勢，將教學融入網絡世界中去，克服傳統教學內容更新慢較慢等弊端[11]。

綜上所述，為培養適應社會醫療服務發展需求，適應醫療設備輔助治療、康復、預防、保健等應用功能要求的技能型人才，依托一體化醫學儀器技能實驗平臺，提出教學體系構建設計方案是必要的；其為高校一體化醫學儀器技能實驗平臺構建設計工作主體構成部分之一。

參考文獻：

[1]王保華.生物醫學測量與儀器（第二版）[M].上海：復旦大學出版社，2009.

[2]陳浩，李本富.用MSP430實現腕式心電檢測儀的研制[J].第四軍醫大學學報，2004（5）：427-429.

[3]陳洪斌.高校一體化醫學儀器技能實驗平臺建設探析[J].職業技術教育，2014（32）：53-54.

[4]胡秀枋，等.《醫療器械認知實踐》教學模式剖析[J].生物醫學工程學進展，2015（1）：60-62.

[5][11]吳效明，等.加強實驗實踐教學體系建設 培養理工科綜合型人才[J].醫療衛生裝備，2010（2）：115-117.

[6][9][10]劉艷，等.基于LabVIEW的醫學電子儀器開發[J].醫療裝備，2010（8）：5-6.

篇10

前言

全面部骨折(Panfacialfractures)是指面中1/3與面下1/3骨骼同時發生的骨折，骨折涉及顱領面部上下領骨區、顴眶區、鼻眶篩區和(或)額區等多個部位，傷情常較兇險，造成比較復雜的面部畸形，咬合關系紊亂和張口受限，并常伴有全身多器官損傷。在治療上，不是將相關部位骨折的治療方式簡單匯總，全面部骨折類型多種多樣，治療難度大，處理不當可造成復位不準確，致術后咬合紊亂及面部外觀畸形，嚴重的可能危及患者的生命體征。常規的診斷方法為普通X線攝片和常規CT掃描，它們對于全面部骨折往往顯示欠滿意，漏診率較高，無法滿足臨床實際需要。近年來，隨著計算機及圖像技術的迅猛發展，通過計算機輔助生物醫學治療方式取得了飛速的發展，在領面部創傷整形也取得了可喜的研究成果。筆者通過我院治療全面部骨折的臨床經驗，并結合近年來計算機輔助生物醫學技術對全面部骨折的術前設計、診斷及手術治療模式及進展作一綜述。

1全面部骨折的定義

口腔領面部由上領骨、下領骨、顴骨、鼻骨、穎骨、愕骨、蝶骨等共同組成，在交通事故、墜落、體育比賽等意外事故中經常發生領面部撞擊性損傷，故領面部骨折呈逐年遞增趨勢。由于組成領面部的骨形態不規則、骨質薄弱、外形突出等特點。在遭受外力擊打后，患者常常出現嚴重移位的多發性骨折，并波及毗鄰的組織和器官的損傷。研究顯示90%的患者合并有不同程度的眼損傷眼球，4.4%的患者合并顱骨骨折，17.5%的患者合并閉合性顱腦損傷，22%的患者合并頸椎骨折，4.5%的患者伴有嚴重的出血川。如診斷和處理不當，常造成多種難以糾正的并發證和畸形，它一直是領面外科治療中一個比較棘手的問題。但以前并沒有對這類多發性骨折進行明確的定義，其診斷依據、治療原則也缺乏統一的認識。近年來隨著研究人員對面部骨折特點的認識和診斷技術的不斷發展，領面部多發性骨折才逐漸被重視，并認識到在治療上它并不是將相關部位骨折的治療方式簡單的匯總，必須按照一定順序，通過術前精確的設計，有組織、有步驟地達到功能與形態并舉的治療效果岡。2003年在口腔領面創傷暨修復重建會議上正式將這類骨折命名為全面部骨折(panfacialfiacn叮e)。并指出全面部骨折的治療一方面以恢復正常咬合關系作為解剖復位的金標準;另一方面要恢復面部的對稱和勻稱、張閉口功能、眼球位置和運動功能。并認識到現代生物醫學技術對全面部骨折的發展產生了積極的推動作用。折的常規診斷手段(圖l)。

2三維重建顯示技術

領面部骨骼血運豐富、空間結構復雜。下領骨有升領和降領肌群附著，骨折時常因肌群的拉力而發生斷端錯位，臨床表現為張口困難、咬合關系紊亂。軟硬組織在領面部共同形成了一些生理性腔隙，還存在一些具有特殊功能的組織如唾液腺、面神經、穎下領關節，既往常規采用X線攝片進行診斷和輔助治療，這些影像檢查在評估全面部骨折的空間關系和移位程度時常感到棘手，誤診和漏診率比較高;很多患者只有在手術過程中才能了解骨折的實際情況，為手術方案的制定帶來了一定的困難。20世紀70年代，電子計算機X線體層攝影機CT的發明，為顱領面骨折的診斷，提供了更加準確有效的手段。由于該技術的不斷發展和革新，已由最初單純的以橫斷面為主的形態學診斷工具，轉變為可以多平面重建的影像診斷技術。人體三維重建顯示技術實現了二維圖像對應點與三維空間位置和解剖結構上的一致，從而準確重建出人體的三維結構采用該技術能夠直接地、從任意角度顯示人體的各種組織器官及病變部位的三維形態，并可對病變進行定性定量分析，使圖像不再損失其原有的結構信息，極大地提高了診斷的準確性。得到的信息，影像形態逼真，直觀，易于理解和評估病情;三維重建顯示技術是通過多排螺旋CT，把頭顱水平位、矢狀位及冠狀位掃描的圖像重組起來，獲得領面骨折解剖定位的三維圖像[3]。根據三維重建的方式不同又可分為表面遮蓋法(shadedsu到觸eedis-p一ay，ssD)、容積再現(volumerendering，VR)和多平面重建(Multi一planereconstruction，MPR)，其中ssD和VR可逼真的顯示顱面骨的立體表現，對于顱面骨較大、移位較明顯的骨折顯示尤佳，并直觀的顯示骨折的部位、空間移位的方向和程度，有利于臨床醫師理解和評估損害情況。MpR對于顱面骨骨折的顯示率高，可以顯示常規CT的二維圖像難以顯示的與掃描平面平行或近似平行的骨折線，并能評估軟組織的改變情況，為了精確定位領面骨的整體圖像，可根據實際需要進行選擇lno我院對于全面部骨折采用三維重建進行臨床診斷的研究表明采用三維重建有利于觀察空間領面部結構復雜的骨折立體結構、形態和骨折的空間移位;對于分析受力方向，了解力量大小以及骨折損害也有重要的幫助，便于手術方案的制定術后療效的評價提供可靠的依據，目前二維重建技術已經成為領面部骨折的常規診斷手段(圖l)。快速成形和反求工程技術的應用上世紀90年代以前，在對這類病人的手術方案的設定時，醫生只能通過間接方法或有創性檢測手段獲得診斷信息;如觀察CT斷層圖像、B超、手術探查等。而后隨著技術的發展與進步，快速成形和反求工程在人體三維重建的基礎上、電子計算機和影像學快速發展起來的一項理工醫結合的新技術。

3快速成形和反求工程技術的應用

該技術在上世紀90年代在國外開始用于臨床，它是基于CT圖像、逆向工程(reverseengneering，RE)和計算機輔助設計技術(computerassis加叮tdesign，cAD)的人工三維活化結構數字化設計方法!習。也就是將實物變為計算機輔助設計CAD模型相關的數字化技術、幾何模型重建技術和產品制造技術的總稱，其基本方法是首先對患者健側進行CT掃描，獲得其三維圖像基本數據，利用圖像處理技術及RE(逆向工程)技術實現個性化人工替代骨表面復雜曲面數字化三維模型重建，然后再結合三維建模技術分別設計骨骼外形結構和內部結構組裝得到需進行骨修復的設計模型問。它的優點是患者通過臨床CT掃描即可在工作臺即刻得到三維立體的頭模快速原型;并在此基礎上根據患者實際情況制作各種移植物以及設計手術方案。該技術可使修復手術后的外形獲得最佳的輪廓外形。這種技術不僅能有效的對患者全面部的骨折及缺失情況作出有效的診斷，還可用于臨床治療前的手術設計和臨床療效預測。完全符合“個體化”醫療的現念并促進了“個體化”修復外科的發展。2000年以后國內一些單位也先后開始應用。上海第二醫科大學及第四軍醫大學通過人體三維重建技術對患者面部進行數據采集，經反求工程軟件處理，依據健側組織數據設計出缺損處修復體表面數據，并利用模具軟件設計出修復體模型的三維數據，最后通過快速成型方法制作出修復體的骨折固位模型，并結合銘骨移植和即刻種植技術成功對下領骨缺損患者進行了臨床修復m。

4計算機導航外科手術技術

以前骨折手術主要依賴于人體的骨骼解剖特點、術前患者的影像學資料(X線片、CT、MRI)進行定位。但是骨折移位或解剖標志的喪失等往往會導致術中的定位偏差。為提高手術的精確度、準確度和安全性，縮短了手術時間和減小了手術創傷。1986年，日本、美國和瑞士幾乎同時開發了由交互式二維CT機組成的導航設備，這就是最初的技術的應用;1992年，使用紅外線跟蹤技術的影像導航系統在美國開始應用于臨床。計算機輔助導航外科手術(comPutedtomograp妙baseds也，cai~•gation)是利用現代數字影像技術如CT、MRI、PET所得到的多模式圖像數據，通過計算機處理和分析，精確設計手術方案，模擬手術操作;并借助空間定位導航系統，實現術中實時三維可視定位。從而進行手術導航，使外科手術更趨于精確和微創，為外科技術的發展開辟了嶄新的領域閣。新技術新型的計算機輔助導航系統可將患者的術前薄層CT掃描(可達0.8~)或MR掃描數據進行處理，使患者的骨骼掃描數據變成三維立體虛擬圖像儲存在計算機中岡。醫生可在術前利用該計算機系統進行詳盡的手術設計。術中應用光學定位系統，跟蹤測量手術器械上的發光二極管或被動反射球的位置。由計算機測算手術器械與作的骨結構之間的位置關系，可以動態的顯示手術器械的正確位置、前進方向和推進距離等，較虛擬透視系統更準確。這種新型系統已經廣泛用于臨床。該技術從診斷、手術模擬、術中導航等全方位支撐整個外科領域深人發展。與傳統的手術模式相比，其優勢在于:①精確定位術區解剖結構及病理組織，便于術前診斷;②術前仿真模擬，制定手術計劃，提前了解手術療效;③術中三維可視實時導航，指導手術步驟;④控制切除范圍和手術人路，保護重要組織結構;⑤可虛擬手術便于教學及遠程醫療。對口腔領面外科而言，通過虛擬三維空間設計方案，切割移位骨折斷端并定量移動或旋轉游離骨塊(圖略)。通過導航手術截骨器械，模擬畸形矯治和骨折復位;Hoffinalma等采用該技術治療顴骨及上領骨骨折后認為，采用計算機導航外科手術治療面中份骨折有利于制定精確的術前計劃和即時術后療效評估。