分析“醫工結合”對生物醫學工程專業發展的現實意義

高小濤，劉艷麗，谷俊改

（承德醫學院生物醫學工程系，河北 承德 067000）

0 引言

生 物 醫 學 工 程（Biomedical Engineering， 簡 稱BME），就是將化學、數學、物力、計算機等學科與工程學結合在一起，對生物醫學、衛生學和行為學進行研究，開拓醫藥生物制品的制造方法，從而用于醫療衛生事業和疾病預防診斷等工作[1]。現代BME 自世界第一例人工器官移植手術的成功作為發展起始，經過多年的研究，其內容正朝著生物力學、生物電子學、生物影像學、放射醫學、生理建模、人工智能等多個領域滲透，其從業人員缺口也在逐步加劇，生物醫學工程專業的發展前景是十分廣闊的，且正逐漸被應用到各行各業中，服務于社會和經濟發展。

1 生物醫學工程發展的基本模式

早在2007 年，美國國家級衛生研究院下屬的生物醫學工程研究所年向世界公布了一份有關BME 的發展戰略報告，報告曾表明，BME 以及物理學在很長一段時間內影響、甚至推動著生物醫學領域知識面與實踐能力的拓寬與增長。例如：醫學成像技術已經逐步取代了較為傳統的探查術；對于心臟、神經、關節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。這些在醫學領域跨越式的進步帶動了醫學研究和醫療器械等相關行業的發展；在醫療器械產值超2000 億美元的同時，又有約7%的產值收入作為醫學研究重新投入市場和研發，從而使得醫學技術和診療技術在多年來突飛猛進。

以美國的發展為例，BME 當前在美國大學中已經逐漸應用和普及，甚至已經建立了約65 個相關的學科，工程學科與物理學科也逐漸向生物醫學靠近，在推動化學、電學以及力學與BME、醫學影像等學科進行交叉融合的過程中，工程師與科學家發揮了巨大的貢獻力。實際上，醫學影響在當前的應用主要是針對疾病診斷方面，在經過30 多年的技術改進下成像技術得到了長足發展，傳統的X 射線治療技術已經被超聲、光學成像、磁共振等技術代替，成像技術已經能跨越組織、器官和細胞等，實現對分子、乃至原子的透視[2]。BME 和成像技術的發展給醫療領域帶來了極大的影響，同時也推動了科學技術的成熟。在未來的發展中，BME 的探索重點是要提升醫療技術的可適應性，同時，通過醫學、工科以及物理等技術的提升，突破癌癥篩查、糖尿病、心血管疾病、艾滋病等疾病的預防、診斷和治療。

2 生物醫學工程專業的發展模式變革

以BME 作為當前新興的發展領域，全國各醫科大學應當加大生物醫學工程專業在軟件與硬件方面的建設投入，與各地區的附屬醫院、生物醫學研究院等機構進行合作，以“醫工結合”為導向，實現BME 專業領域的發展與變革。

2.1 搭建科研平臺。針對醫學影像技術發展現狀，為了更好地實現醫學數據的收集、分析與應用，各高校應當與影像實驗中心、附屬醫院影像中心以及其他臨床醫學研究等機構之間搭建有效的溝通平臺，用于多模態影像信號的處理與儲存等。同時，高校還要利用現有的電子實驗中心，在生物醫學傳感技術的支持下建立一個共有平臺，用于研究生命體的電磁現象，并處理生物醫學信息等；其次，依據高校的網絡試驗平臺，搭建醫療信息共享系統，將互聯網技術應用到醫療服務中，在遠程醫學的傳輸系統導向下，可以通過設備來采集和傳輸偏遠區域的生化信息，實現健康數據共享；最后，將大學生自行創業培養計劃與外部企業緊密聯系，尤其是一些醫學工程或電子類企業，形成高校與企業的合作，共同參與醫學方面的課題研究，為學生建立一個應用理論知識的實踐平臺，并在每一年度都設立高校創新項目實踐，從而豐富學生的經驗積累，為科學研究提供完備的人才。總的來說，高校要積極建設科研平臺與信息共享系統，充分利用科研項目基金來為科研項目創造良好的環境基礎[3]。

2.2 組建科研團隊。為BME 專業領域創建科研隊伍，往往需要依托當地的高校師資力量，如：生物醫學工程學院以及相關的附屬醫院等，組建一個集醫學影像、生物醫學傳感、臨床工程、大數據處理等專業方向較為優秀的團隊，實現醫工結合，更好地投入科研事業中；其次，與BME 相關的技術、設備等研究與該產業和行業有著密切的聯系。因此，以國家課題任務為依據，加強對優秀人才的培養，鼓勵青年后備人才能夠積極參與到國外技術交流中，并通過一定的激勵方式培養他們的研究信心，例如：設立交叉學科人才基金，鼓勵各專業人才能夠打破學科壁壘，將醫學、工程、物力等多個學科進行交叉融合、縱向發展，從而促進BME 專業領域人才的快速聚集；最后，人才隊伍的建設還離不開科研實踐與創新，即：不僅要拓展相關人員的知識儲備，還要激發他們對BME學科的興趣。例如：某生物醫學工程研究學院與外部機構建立了戰略合作關系，形成大學生定向培養方針，由本科學生與碩士生組建成專業的科研團隊，與外部的一些醫工協會進行聯合，共同完成科研項目，為BME 技術的發生儲備優秀的人才；針對BME 研究團隊規模較小、人才不夠集中的問題，該學院還組建在校學生跨單位組建交叉學術隊伍，將醫科大學與附屬醫院的同一研究方向的人才隊伍進行合理調整，依據不同的研究方向建立團隊的優勢與特色，并加強與臨床醫學研究團隊的合作，針對人類健康、疾病防治等問題進行研究，并攻克醫療器械、醫藥制造等行業在技術創新方面的疑難點，從而實現BME 技術和現實的聯系與發展[4-5]。

2.3 創造環境基礎。從學科到產業，再到研究等環節的轉化之路，需要良好的環境基礎，如：政策支持、外部醫療機構的合作等。尤其是BME 這樣的新型學科發展，對于政府、高校、醫院以及社會科研機構的依賴性比較大，建立有效的人才團隊、創造良好的環境基礎，是推動新興技術發展與變革的重要舉措。在這一過程中，高校要加強與各大醫院的交流與合作，以臨床需求為依據，創建有針對性的研究項目，提出創新性的研究問題，有效利用高校各交叉學科人才聚集效應來開展項目研究，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學科，確保每一個研究人員都擁有同等的權限和義務，以及每一個參與項目的外部單位或機構都能夠享受到應得的利益，從而吸引更多專業的學生以及外部組織機構能夠參與進來，借助內外部力量的融合，推動BME 產學研的成果轉化；其次，當前國內很多的BME 專業領域的人才在學術背景上要么更偏重于單一的化學、光學、電學等工程學科，要么就專注于醫學或生物學的研究，為了實現復合型人才的轉化，這就需要整合各交叉學科的學生，在高校、醫院以及臨床研究機構之間建立長效的培訓機制，以生物醫學人才為基礎，不斷提升相關人員的知識儲備和研究能力；最后，加強高校、以預算與臨床研究機構之間的三方合作，共享科研資源，例如：CT 技術、MRI 技術、超聲成像、腦電圖成像、腦波電磁圖等，建立數字化的科研平臺，實現醫療數據共享，充分滿足臨床醫學研究的需要，促進社會與經濟共同發展。

3 結論

綜上所述，生物醫學工程技術的發展對于人類健康、疾病預防、科學研究等多個方面具有重大的意義。因此，對于一些培養BME 領域儲備人才的醫學院來說，加強與外部社會組織機構的合作，創造良好的研究環境、搭建科研平臺、組建科研團隊，培養學生的知識理論應用能力，實現醫學與工程學融合，為我國的社會進步提供助推力。