高校一體化醫學儀器技能實驗平臺建設探析

陳洪斌

摘 要 隨著現代電子工程技術在醫學診療儀器與設備研發中的應用，社會對醫學高校培養相關設備研發、維護、操作技能型人才提出更高要求。利用Labview開發一體化醫學儀器技能實驗平臺是解決醫學高校實驗條件薄弱的重要措施。在建立該平臺的同時，應加強專業理論課程設置，合理設計實驗課程。

關鍵詞 醫學儀器；實驗平臺；課程設置

中圖分類號 G648.4 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）32-0053-02

先進精準的醫學檢查及診療儀器已經服務于人們的生活，為使學生盡早進入醫學儀器技師角色，熟練使用各種儀器，成為合格的應用型醫用人才，有必要建設一個成熟先進、安全可靠、易擴展、可管理的教學科研一體化醫學儀器技能實驗平臺。以吉林醫藥學院為例，探討醫學儀器技能實驗平臺建設的相關問題。

一、學校相關專業實驗室建設現狀及問題

吉林醫藥學院于2004年開設了生物醫學工程（Biomedical-Engineering，簡稱BME）專業和影像學專業。專業開設初期，學校成立了電工電子學等實驗室，在本科專業教學過程中設置了各種實驗實踐環節，包括電路分析實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、醫學儀器實驗、單片機實驗、金工實習等。依托各實驗室開展電子設計大賽、本科生畢業設計、小型診療儀器研制、醫學生物信號采集等實驗項目。但學校實驗平臺實驗室面積僅為100平方米，對實驗的準備、開出率、實驗效果、學生課后輔導及各種實驗設備器件的管理維護造成了很多不便。一是生物醫學信號采集分析環境差，實驗環境無法提供恒定的溫度壓力及無磁干擾的要求。二是實驗室缺乏虛擬仿真實驗環境。虛擬仿真實驗環境能夠為學習者提供逼真的虛擬實驗場景，讓學習者任意操作虛擬實驗場景中的儀器設備，對實驗過程、實驗現象進行實時模擬和再現，具有與實驗教學要求相適應的輔助功能。如明確實驗目的的功能、掌握實驗原理的功能、實驗指導和演示的功能、練習測試的功能以及填寫實驗報告的功能等。三是學生創新設計小型診療儀器條件需要提升。心電檢測技術是生物醫學工程領域最具有代表性的技術[1]，相關的檢測系統隨著電子信息技術的發展已從模擬化向數字化發展、從大型化向小型化發展[2][3][4]，小型檢測、診療儀器在醫療臨床、診斷、衛生領域得以應用，如血糖儀、疼痛測試儀、便攜式超聲波眼軸測距儀等。因小型儀器價格低，同時具有無創傷和實時獲得人體數據、實施診療的優勢，如能夠開發、研制成功，不僅會解除患者的痛苦，而且有著廣闊的市場前景和經濟效益。

二、一體化醫學儀器技能實驗平臺建設方案

加強BME專業的專業理論課程設置。根據BME專業發展方向及特點設置相應的專業課程，要求學生在掌握一定的基礎醫學和電子學知識的基礎上，還要學習相關專業課程，如學科領域內生物醫學信號處理、生物醫學傳感技術、醫學儀器原理、系統建模與控制、醫學測量技術、生物材料、醫學影像技術等。通過這些課程為學生真正掌握理論分析、醫學診療設備操作等能力奠定堅實的理論基礎。

合理設置醫學儀器實驗課程。醫學儀器實驗課程是為了加強學生的動手能力而專門設置的。BME專業的實驗課程應包括電子學相關課程實驗、醫學影像學實驗、醫學儀器實驗、單片機實驗和計算機輔助設計實驗等。每門實驗課程都是一個完整的實驗體系，目的在于培養學生的實驗操作能力以及嚴謹的科學研究態度。要創造條件，安排學生到醫療單位的相關部門或醫療設備生產企業實習，確立個人的未來職業發展方向。學生參與實習醫生和住院醫生的崗位實習，將重點放在BME的應用和相關效益上，使學生獲得臨床應用經驗，達到培養學生實踐能力的目的。

利用Labview開發醫學儀器技能實驗平臺。虛擬儀器是儀器技術與計算機技術深層次結合的產物。充分利用現有計算機資源，并配以獨特設計的儀器硬件和專用軟件，能實現普通儀器的全部功能以及一些在普通儀器上無法實現的特殊功能，常被稱作“軟件儀器”。虛擬儀器技術的發展為醫療設備的開發提供了一種新的思路。由于醫療儀器在研發、生產及改造過程中需要反復地做大量的實驗，而傳統儀器的許多功能又是通過硬件來實現的，難度大、周期長、成本高。利用虛擬儀器技術，可充分利用計算機資源，將儀器硬件通用或軟件化，大大促進醫療儀器的開發應用。學生掌握虛擬儀器的技術對于今后從事醫學儀器的開發和應用有很大的幫助。利用Labview開發平臺來實現的儀器設計、應用教學在國內暫時還沒開展。因此，醫學儀器使用開發平臺的建設具有重要的前瞻性。

參考文獻：

[1]王保華.生物醫學測量與儀器[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]張華，和衛星，徐棟君，等.基于S3C44B0X的新型便攜式心電監測儀的研制[J].電子測量技術，2006（5）：30-34.

[4]楊永明，韋建敏，劉俊剛，等.基于FPGA的實時心電監護系統設計[J].電子技術應用，2007（7）：78-80.