分析“医工结合”对生物医学工程专业发展的现实意义

高小涛，刘艳丽，谷俊改

（承德医学院生物医学工程系，河北 承德 067000）

0 引言

生 物 医 学 工 程（Biomedical Engineering， 简 称BME），就是将化学、数学、物力、计算机等学科与工程学结合在一起，对生物医学、卫生学和行为学进行研究，开拓医药生物制品的制造方法，从而用于医疗卫生事业和疾病预防诊断等工作[1]。现代BME 自世界第一例人工器官移植手术的成功作为发展起始，经过多年的研究，其内容正朝着生物力学、生物电子学、生物影像学、放射医学、生理建模、人工智能等多个领域渗透，其从业人员缺口也在逐步加剧，生物医学工程专业的发展前景是十分广阔的，且正逐渐被应用到各行各业中，服务于社会和经济发展。

1 生物医学工程发展的基本模式

早在2007 年，美国国家级卫生研究院下属的生物医学工程研究所年向世界公布了一份有关BME 的发展战略报告，报告曾表明，BME 以及物理学在很长一段时间内影响、甚至推动着生物医学领域知识面与实践能力的拓宽与增长。例如：医学成像技术已经逐步取代了较为传统的探查术；对于心脏、神经、关节等方面的疾病可以采用植入性器件作为最新型的治疗方式。这些在医学领域跨越式的进步带动了医学研究和医疗器械等相关行业的发展；在医疗器械产值超2000 亿美元的同时，又有约7%的产值收入作为医学研究重新投入市场和研发，从而使得医学技术和诊疗技术在多年来突飞猛进。

以美国的发展为例，BME 当前在美国大学中已经逐渐应用和普及，甚至已经建立了约65 个相关的学科，工程学科与物理学科也逐渐向生物医学靠近，在推动化学、电学以及力学与BME、医学影像等学科进行交叉融合的过程中，工程师与科学家发挥了巨大的贡献力。实际上，医学影响在当前的应用主要是针对疾病诊断方面，在经过30 多年的技术改进下成像技术得到了长足发展，传统的X 射线治疗技术已经被超声、光学成像、磁共振等技术代替，成像技术已经能跨越组织、器官和细胞等，实现对分子、乃至原子的透视[2]。BME 和成像技术的发展给医疗领域带来了极大的影响，同时也推动了科学技术的成熟。在未来的发展中，BME 的探索重点是要提升医疗技术的可适应性，同时，通过医学、工科以及物理等技术的提升，突破癌症筛查、糖尿病、心血管疾病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗。

2 生物医学工程专业的发展模式变革

以BME 作为当前新兴的发展领域，全国各医科大学应当加大生物医学工程专业在软件与硬件方面的建设投入，与各地区的附属医院、生物医学研究院等机构进行合作，以“医工结合”为导向，实现BME 专业领域的发展与变革。

2.1 搭建科研平台。针对医学影像技术发展现状，为了更好地实现医学数据的收集、分析与应用，各高校应当与影像实验中心、附属医院影像中心以及其他临床医学研究等机构之间搭建有效的沟通平台，用于多模态影像信号的处理与储存等。同时，高校还要利用现有的电子实验中心，在生物医学传感技术的支持下建立一个共有平台，用于研究生命体的电磁现象，并处理生物医学信息等；其次，依据高校的网络试验平台，搭建医疗信息共享系统，将互联网技术应用到医疗服务中，在远程医学的传输系统导向下，可以通过设备来采集和传输偏远区域的生化信息，实现健康数据共享；最后，将大学生自行创业培养计划与外部企业紧密联系，尤其是一些医学工程或电子类企业，形成高校与企业的合作，共同参与医学方面的课题研究，为学生建立一个应用理论知识的实践平台，并在每一年度都设立高校创新项目实践，从而丰富学生的经验积累，为科学研究提供完备的人才。总的来说，高校要积极建设科研平台与信息共享系统，充分利用科研项目基金来为科研项目创造良好的环境基础[3]。

2.2 组建科研团队。为BME 专业领域创建科研队伍，往往需要依托当地的高校师资力量，如：生物医学工程学院以及相关的附属医院等，组建一个集医学影像、生物医学传感、临床工程、大数据处理等专业方向较为优秀的团队，实现医工结合，更好地投入科研事业中；其次，与BME 相关的技术、设备等研究与该产业和行业有着密切的联系。因此，以国家课题任务为依据，加强对优秀人才的培养，鼓励青年后备人才能够积极参与到国外技术交流中，并通过一定的激励方式培养他们的研究信心，例如：设立交叉学科人才基金，鼓励各专业人才能够打破学科壁垒，将医学、工程、物力等多个学科进行交叉融合、纵向发展，从而促进BME 专业领域人才的快速聚集；最后，人才队伍的建设还离不开科研实践与创新，即：不仅要拓展相关人员的知识储备，还要激发他们对BME学科的兴趣。例如：某生物医学工程研究学院与外部机构建立了战略合作关系，形成大学生定向培养方针，由本科学生与硕士生组建成专业的科研团队，与外部的一些医工协会进行联合，共同完成科研项目，为BME 技术的发生储备优秀的人才；针对BME 研究团队规模较小、人才不够集中的问题，该学院还组建在校学生跨单位组建交叉学术队伍，将医科大学与附属医院的同一研究方向的人才队伍进行合理调整，依据不同的研究方向建立团队的优势与特色，并加强与临床医学研究团队的合作，针对人类健康、疾病防治等问题进行研究，并攻克医疗器械、医药制造等行业在技术创新方面的疑难点，从而实现BME 技术和现实的联系与发展[4-5]。

2.3 创造环境基础。从学科到产业，再到研究等环节的转化之路，需要良好的环境基础，如：政策支持、外部医疗机构的合作等。尤其是BME 这样的新型学科发展，对于政府、高校、医院以及社会科研机构的依赖性比较大，建立有效的人才团队、创造良好的环境基础，是推动新兴技术发展与变革的重要举措。在这一过程中，高校要加强与各大医院的交流与合作，以临床需求为依据，创建有针对性的研究项目，提出创新性的研究问题，有效利用高校各交叉学科人才聚集效应来开展项目研究，并从制度上鼓励项目申请的人才最好来源于两个以上的专业学科，确保每一个研究人员都拥有同等的权限和义务，以及每一个参与项目的外部单位或机构都能够享受到应得的利益，从而吸引更多专业的学生以及外部组织机构能够参与进来，借助内外部力量的融合，推动BME 产学研的成果转化；其次，当前国内很多的BME 专业领域的人才在学术背景上要么更偏重于单一的化学、光学、电学等工程学科，要么就专注于医学或生物学的研究，为了实现复合型人才的转化，这就需要整合各交叉学科的学生，在高校、医院以及临床研究机构之间建立长效的培训机制，以生物医学人才为基础，不断提升相关人员的知识储备和研究能力；最后，加强高校、以预算与临床研究机构之间的三方合作，共享科研资源，例如：CT 技术、MRI 技术、超声成像、脑电图成像、脑波电磁图等，建立数字化的科研平台，实现医疗数据共享，充分满足临床医学研究的需要，促进社会与经济共同发展。

3 结论

综上所述，生物医学工程技术的发展对于人类健康、疾病预防、科学研究等多个方面具有重大的意义。因此，对于一些培养BME 领域储备人才的医学院来说，加强与外部社会组织机构的合作，创造良好的研究环境、搭建科研平台、组建科研团队，培养学生的知识理论应用能力，实现医学与工程学融合，为我国的社会进步提供助推力。