分析“醫(yī)工結(jié)合”對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實意義

高小濤，劉艷麗，谷俊改

（承德醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，河北 承德 067000）

0 引言

生 物 醫(yī) 學(xué) 工 程（Biomedical Engineering， 簡 稱BME），就是將化學(xué)、數(shù)學(xué)、物力、計算機等學(xué)科與工程學(xué)結(jié)合在一起，對生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生學(xué)和行為學(xué)進行研究，開拓醫(yī)藥生物制品的制造方法，從而用于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)和疾病預(yù)防診斷等工作[1]?，F(xiàn)代BME 自世界第一例人工器官移植手術(shù)的成功作為發(fā)展起始，經(jīng)過多年的研究，其內(nèi)容正朝著生物力學(xué)、生物電子學(xué)、生物影像學(xué)、放射醫(yī)學(xué)、生理建模、人工智能等多個領(lǐng)域滲透，其從業(yè)人員缺口也在逐步加劇，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展前景是十分廣闊的，且正逐漸被應(yīng)用到各行各業(yè)中，服務(wù)于社會和經(jīng)濟發(fā)展。

1 生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的基本模式

早在2007 年，美國國家級衛(wèi)生研究院下屬的生物醫(yī)學(xué)工程研究所年向世界公布了一份有關(guān)BME 的發(fā)展戰(zhàn)略報告，報告曾表明，BME 以及物理學(xué)在很長一段時間內(nèi)影響、甚至推動著生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識面與實踐能力的拓寬與增長。例如：醫(yī)學(xué)成像技術(shù)已經(jīng)逐步取代了較為傳統(tǒng)的探查術(shù)；對于心臟、神經(jīng)、關(guān)節(jié)等方面的疾病可以采用植入性器件作為最新型的治療方式。這些在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域跨越式的進步帶動了醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療器械等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展；在醫(yī)療器械產(chǎn)值超2000 億美元的同時，又有約7%的產(chǎn)值收入作為醫(yī)學(xué)研究重新投入市場和研發(fā)，從而使得醫(yī)學(xué)技術(shù)和診療技術(shù)在多年來突飛猛進。

以美國的發(fā)展為例，BME 當(dāng)前在美國大學(xué)中已經(jīng)逐漸應(yīng)用和普及，甚至已經(jīng)建立了約65 個相關(guān)的學(xué)科，工程學(xué)科與物理學(xué)科也逐漸向生物醫(yī)學(xué)靠近，在推動化學(xué)、電學(xué)以及力學(xué)與BME、醫(yī)學(xué)影像等學(xué)科進行交叉融合的過程中，工程師與科學(xué)家發(fā)揮了巨大的貢獻力。實際上，醫(yī)學(xué)影響在當(dāng)前的應(yīng)用主要是針對疾病診斷方面，在經(jīng)過30 多年的技術(shù)改進下成像技術(shù)得到了長足發(fā)展，傳統(tǒng)的X 射線治療技術(shù)已經(jīng)被超聲、光學(xué)成像、磁共振等技術(shù)代替，成像技術(shù)已經(jīng)能跨越組織、器官和細(xì)胞等，實現(xiàn)對分子、乃至原子的透視[2]。BME 和成像技術(shù)的發(fā)展給醫(yī)療領(lǐng)域帶來了極大的影響，同時也推動了科學(xué)技術(shù)的成熟。在未來的發(fā)展中，BME 的探索重點是要提升醫(yī)療技術(shù)的可適應(yīng)性，同時，通過醫(yī)學(xué)、工科以及物理等技術(shù)的提升，突破癌癥篩查、糖尿病、心血管疾病、艾滋病等疾病的預(yù)防、診斷和治療。

2 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的發(fā)展模式變革

以BME 作為當(dāng)前新興的發(fā)展領(lǐng)域，全國各醫(yī)科大學(xué)應(yīng)當(dāng)加大生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)在軟件與硬件方面的建設(shè)投入，與各地區(qū)的附屬醫(yī)院、生物醫(yī)學(xué)研究院等機構(gòu)進行合作，以“醫(yī)工結(jié)合”為導(dǎo)向，實現(xiàn)BME 專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展與變革。

2.1 搭建科研平臺。針對醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，為了更好地實現(xiàn)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的收集、分析與應(yīng)用，各高校應(yīng)當(dāng)與影像實驗中心、附屬醫(yī)院影像中心以及其他臨床醫(yī)學(xué)研究等機構(gòu)之間搭建有效的溝通平臺，用于多模態(tài)影像信號的處理與儲存等。同時，高校還要利用現(xiàn)有的電子實驗中心，在生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的支持下建立一個共有平臺，用于研究生命體的電磁現(xiàn)象，并處理生物醫(yī)學(xué)信息等；其次，依據(jù)高校的網(wǎng)絡(luò)試驗平臺，搭建醫(yī)療信息共享系統(tǒng)，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療服務(wù)中，在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)的傳輸系統(tǒng)導(dǎo)向下，可以通過設(shè)備來采集和傳輸偏遠(yuǎn)區(qū)域的生化信息，實現(xiàn)健康數(shù)據(jù)共享；最后，將大學(xué)生自行創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)計劃與外部企業(yè)緊密聯(lián)系，尤其是一些醫(yī)學(xué)工程或電子類企業(yè)，形成高校與企業(yè)的合作，共同參與醫(yī)學(xué)方面的課題研究，為學(xué)生建立一個應(yīng)用理論知識的實踐平臺，并在每一年度都設(shè)立高校創(chuàng)新項目實踐，從而豐富學(xué)生的經(jīng)驗積累，為科學(xué)研究提供完備的人才。總的來說，高校要積極建設(shè)科研平臺與信息共享系統(tǒng)，充分利用科研項目基金來為科研項目創(chuàng)造良好的環(huán)境基礎(chǔ)[3]。

2.2 組建科研團隊。為BME 專業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)建科研隊伍，往往需要依托當(dāng)?shù)氐母咝熧Y力量，如：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院以及相關(guān)的附屬醫(yī)院等，組建一個集醫(yī)學(xué)影像、生物醫(yī)學(xué)傳感、臨床工程、大數(shù)據(jù)處理等專業(yè)方向較為優(yōu)秀的團隊，實現(xiàn)醫(yī)工結(jié)合，更好地投入科研事業(yè)中；其次，與BME 相關(guān)的技術(shù)、設(shè)備等研究與該產(chǎn)業(yè)和行業(yè)有著密切的聯(lián)系。因此，以國家課題任務(wù)為依據(jù)，加強對優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，鼓勵青年后備人才能夠積極參與到國外技術(shù)交流中，并通過一定的激勵方式培養(yǎng)他們的研究信心，例如：設(shè)立交叉學(xué)科人才基金，鼓勵各專業(yè)人才能夠打破學(xué)科壁壘，將醫(yī)學(xué)、工程、物力等多個學(xué)科進行交叉融合、縱向發(fā)展，從而促進BME 專業(yè)領(lǐng)域人才的快速聚集；最后，人才隊伍的建設(shè)還離不開科研實踐與創(chuàng)新，即：不僅要拓展相關(guān)人員的知識儲備，還要激發(fā)他們對BME學(xué)科的興趣。例如：某生物醫(yī)學(xué)工程研究學(xué)院與外部機構(gòu)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，形成大學(xué)生定向培養(yǎng)方針，由本科學(xué)生與碩士生組建成專業(yè)的科研團隊，與外部的一些醫(yī)工協(xié)會進行聯(lián)合，共同完成科研項目，為BME 技術(shù)的發(fā)生儲備優(yōu)秀的人才；針對BME 研究團隊規(guī)模較小、人才不夠集中的問題，該學(xué)院還組建在校學(xué)生跨單位組建交叉學(xué)術(shù)隊伍，將醫(yī)科大學(xué)與附屬醫(yī)院的同一研究方向的人才隊伍進行合理調(diào)整，依據(jù)不同的研究方向建立團隊的優(yōu)勢與特色，并加強與臨床醫(yī)學(xué)研究團隊的合作，針對人類健康、疾病防治等問題進行研究，并攻克醫(yī)療器械、醫(yī)藥制造等行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面的疑難點，從而實現(xiàn)BME 技術(shù)和現(xiàn)實的聯(lián)系與發(fā)展[4-5]。

2.3 創(chuàng)造環(huán)境基礎(chǔ)。從學(xué)科到產(chǎn)業(yè)，再到研究等環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)化之路，需要良好的環(huán)境基礎(chǔ)，如：政策支持、外部醫(yī)療機構(gòu)的合作等。尤其是BME 這樣的新型學(xué)科發(fā)展，對于政府、高校、醫(yī)院以及社會科研機構(gòu)的依賴性比較大，建立有效的人才團隊、創(chuàng)造良好的環(huán)境基礎(chǔ)，是推動新興技術(shù)發(fā)展與變革的重要舉措。在這一過程中，高校要加強與各大醫(yī)院的交流與合作，以臨床需求為依據(jù)，創(chuàng)建有針對性的研究項目，提出創(chuàng)新性的研究問題，有效利用高校各交叉學(xué)科人才聚集效應(yīng)來開展項目研究，并從制度上鼓勵項目申請的人才最好來源于兩個以上的專業(yè)學(xué)科，確保每一個研究人員都擁有同等的權(quán)限和義務(wù)，以及每一個參與項目的外部單位或機構(gòu)都能夠享受到應(yīng)得的利益，從而吸引更多專業(yè)的學(xué)生以及外部組織機構(gòu)能夠參與進來，借助內(nèi)外部力量的融合，推動BME 產(chǎn)學(xué)研的成果轉(zhuǎn)化；其次，當(dāng)前國內(nèi)很多的BME 專業(yè)領(lǐng)域的人才在學(xué)術(shù)背景上要么更偏重于單一的化學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等工程學(xué)科，要么就專注于醫(yī)學(xué)或生物學(xué)的研究，為了實現(xiàn)復(fù)合型人才的轉(zhuǎn)化，這就需要整合各交叉學(xué)科的學(xué)生，在高校、醫(yī)院以及臨床研究機構(gòu)之間建立長效的培訓(xùn)機制，以生物醫(yī)學(xué)人才為基礎(chǔ)，不斷提升相關(guān)人員的知識儲備和研究能力；最后，加強高校、以預(yù)算與臨床研究機構(gòu)之間的三方合作，共享科研資源，例如：CT 技術(shù)、MRI 技術(shù)、超聲成像、腦電圖成像、腦波電磁圖等，建立數(shù)字化的科研平臺，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)共享，充分滿足臨床醫(yī)學(xué)研究的需要，促進社會與經(jīng)濟共同發(fā)展。

3 結(jié)論

綜上所述，生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展對于人類健康、疾病預(yù)防、科學(xué)研究等多個方面具有重大的意義。因此，對于一些培養(yǎng)BME 領(lǐng)域儲備人才的醫(yī)學(xué)院來說，加強與外部社會組織機構(gòu)的合作，創(chuàng)造良好的研究環(huán)境、搭建科研平臺、組建科研團隊，培養(yǎng)學(xué)生的知識理論應(yīng)用能力，實現(xiàn)醫(yī)學(xué)與工程學(xué)融合，為我國的社會進步提供助推力。