發(fā)布時間：2022-07-20 09:14:23
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：現(xiàn)代醫(yī)學(xué)本質(zhì)上是生物醫(yī)學(xué)。工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，認(rèn)識生命運(yùn)動的規(guī)律，并用以維持、促進(jìn)人的健康。生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)深入于醫(yī)學(xué)，從臨床醫(yī)學(xué)到醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，并深刻地改變了醫(yī)學(xué)本身，而且預(yù)示著醫(yī)學(xué)變革的方向。本文通過對于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后將現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展做了介紹。
關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展現(xiàn)狀
1生物醫(yī)學(xué)工程簡述
1.1生物醫(yī)學(xué)工程。生物醫(yī)學(xué)工程是一門新興的邊緣學(xué)科，它綜合了工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法，并運(yùn)用工程技術(shù)手段去控制這類變化。其目的是解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題。
生物醫(yī)學(xué)工程興起于20世紀(jì)中葉，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與其他學(xué)科一樣，其發(fā)展也是由科技、社會、經(jīng)濟(jì)諸多因素所決定的。生物醫(yī)學(xué)工程與醫(yī)學(xué)工程和生物技術(shù)有著十分密切的關(guān)系，成為世界各國競爭的主要領(lǐng)域之一。生物醫(yī)學(xué)工程是因醫(yī)學(xué)進(jìn)步的需要而興起的一個學(xué)科，其內(nèi)涵是將工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，認(rèn)識生命運(yùn)動的規(guī)律，以維持和提高人類的健康水平。
1.2生物醫(yī)學(xué)工程的貢獻(xiàn)。在過去的五十年中，生物醫(yī)學(xué)工程為醫(yī)學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步做出了很大的貢獻(xiàn)，可概括為以下兩點(diǎn)：第一、發(fā)展了一系列以疾病的診斷和治療為目標(biāo)的醫(yī)學(xué)儀器和裝備；第二、從技術(shù)科學(xué)角度出發(fā)，追求技術(shù)的先進(jìn)性，但總體來說忽略了療效價(jià)格比。
2生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域簡述
2.1生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域。當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程研究的重要領(lǐng)域包括結(jié)合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生理學(xué)來研究生物體，特別是人體的生長、運(yùn)動及消亡規(guī)律。第一、人工器官，主要研究模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能；第二、生物系統(tǒng)建模與仿真，并用計(jì)算機(jī)求解該模型以分析和預(yù)測各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制和狀態(tài)；第三、生物醫(yī)學(xué)信號檢測與傳感技術(shù)，對生物體中含有的生命現(xiàn)象等信息的信號進(jìn)行檢測和量化，從中獲取各種生物信息；第四、生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù)，研究如何從被湮沒在干擾和噪聲背景里的生物醫(yī)學(xué)信號中提取有用信息的方法；第五、醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù)，研究如何將人體有關(guān)生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式。
2.2領(lǐng)域拓展。醫(yī)學(xué)的變革必然導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展方向的重大轉(zhuǎn)變，并大大拓展學(xué)科的領(lǐng)域范圍。據(jù)相關(guān)研究顯示，對人類健康、生命威脅最大的那些疾病的致病因素中，生物學(xué)因素并不占主導(dǎo)地位。即使是癌癥，包括基因組在內(nèi)的全部生物學(xué)因素亦僅占29%；而生活方式和行為卻占主導(dǎo)地位；環(huán)境因素亦起重要作用。通過研究，進(jìn)而使得生物醫(yī)學(xué)工程形成一個以提高人的健康和功能水平，增進(jìn)人際和諧，強(qiáng)化群體效能為目標(biāo)的多個學(xué)科領(lǐng)域――人類健康工程。這需要全新的理念、方法、技術(shù)和技術(shù)裝備。
3我國生物醫(yī)學(xué)工程存在的問題與不足
生物醫(yī)學(xué)工程是當(dāng)代最受重視、最具吸引力的高科技領(lǐng)域之一。我國的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平相比尚存在著很大差距，我國生物醫(yī)學(xué)工程與其他國家相比還存在以下幾點(diǎn)問題與不足之處。
3.1我國生物醫(yī)學(xué)工程國內(nèi)市場處于被西方發(fā)達(dá)國家壟斷的狀態(tài)，我國生物醫(yī)學(xué)工程在發(fā)達(dá)國家跨國公司的強(qiáng)力沖擊下，生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品貿(mào)易逆差巨大。
3.2當(dāng)前，我國國內(nèi)在生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)口稅收等方面的滯后政策，很大程度上制約了我國生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
3.3我國生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)是知識密集、多學(xué)科交叉、競爭挑戰(zhàn)激烈的高科技領(lǐng)域，在當(dāng)今國際經(jīng)濟(jì)競爭嚴(yán)重激烈的大背景下生物醫(yī)學(xué)工程也不例外。
3.4我國的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平相比存在著非常大的差距，主要產(chǎn)品的技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平相差近20年。在中國，生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品總產(chǎn)值僅占世界總銷售額的2%左右。
3.5我國國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域缺乏自主創(chuàng)新，存在著對引進(jìn)國外產(chǎn)品全力仿制的行為。我國大多生物醫(yī)學(xué)工程是因循已有知識和技術(shù)，技術(shù)儲備匱乏；我國大多生物醫(yī)學(xué)工程往往寄希望于以市場換技術(shù)，結(jié)果丟了市場而未換到技術(shù)。
3.6我國國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量雖多，但規(guī)模小、協(xié)作性差。加上市場信息滯后，出現(xiàn)了嚴(yán)重的低水平重復(fù)現(xiàn)象。
4解決我國生物醫(yī)學(xué)工程存在問題的對策建議
4.1調(diào)整進(jìn)口稅收方面政策。調(diào)整進(jìn)口稅收方面的工作，適當(dāng)進(jìn)口元部件研發(fā)的國產(chǎn)CT機(jī)制造成本。使本應(yīng)以低成本為競爭優(yōu)勢的國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的優(yōu)勢幾近喪失，而成了高價(jià)貨。因此，一定要加快調(diào)整生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品進(jìn)口關(guān)稅結(jié)構(gòu)，促進(jìn)民族醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
4.2提高生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后，就技術(shù)貿(mào)易壁壘而言，在生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品領(lǐng)域我國幾乎處于不設(shè)防狀態(tài)。因而，要提高生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減緩并制約國外產(chǎn)品甚至二手設(shè)備的長驅(qū)直入。
4.3加緊實(shí)施生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略。在積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)的同時，建立以行業(yè)管理為基礎(chǔ)的進(jìn)口產(chǎn)品監(jiān)管體系。進(jìn)一步加快建立我國生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。
4.4加大財(cái)政投入，優(yōu)化科研成果轉(zhuǎn)化體系。一方面，在國家“973計(jì)劃”、“863計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金中增加生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)立項(xiàng)和投入；另一方面，可以將生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)列入國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)管理范疇并放在突出地位，享受國家高新科技產(chǎn)業(yè)政策；此外，可以建立國家生物醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金。
5對于生物醫(yī)學(xué)工程未來發(fā)展的預(yù)測
（1）生物醫(yī)學(xué)工程介入性微創(chuàng)，將來激光技術(shù)，納米技術(shù)和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。
（2）各種生物醫(yī)學(xué)工程診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向智能化，遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化。
（3）生物醫(yī)學(xué)工程解決了不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著PET的問世和應(yīng)用，形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診查系統(tǒng)將被應(yīng)用。
（4）生物醫(yī)學(xué)工程材料和藥物相結(jié)合的新發(fā)展，植入型藥物長效緩釋材料，可逆抗生育絕育材料、組織生長可降解材料、生物止血材料將有新突破。
（5）生物材料和組織工程將有較大發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)工程中的生物機(jī)械結(jié)合型、人工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。
［摘要］隨著越來越多的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到疾病的診治中，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展正經(jīng)歷著顛覆性的變革，人們對疾病的診治技術(shù)也提出了越來越高的要求，也愈發(fā)的苛求完美的治療效果，正是基于這樣的背景生物醫(yī)學(xué)工程被更多的臨床醫(yī)師和研究者們所重視，而在生物學(xué)、工程學(xué)及醫(yī)學(xué)的完美結(jié)合下誕生的介入超聲學(xué)技術(shù)則近乎完美的實(shí)現(xiàn)了人們對微創(chuàng)的追求，這些高端的微創(chuàng)診療設(shè)備是結(jié)合物理、工程、技術(shù)的綜合發(fā)展。本文首先簡要介紹生物醫(yī)學(xué)工程在醫(yī)學(xué)中的運(yùn)用情況，然后結(jié)合我們的實(shí)際工作回顧生物醫(yī)學(xué)工程在臨床及介入超聲醫(yī)學(xué)中的研究進(jìn)展和醫(yī)學(xué)生物工程在臨床工作中未來的發(fā)展前景。
［關(guān)鍵詞］生物醫(yī)學(xué)工程；介入超聲學(xué)；微創(chuàng)技術(shù)
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是生物學(xué)、自然科學(xué)與工程學(xué)、醫(yī)學(xué)等多專業(yè)結(jié)合的典型的交叉性學(xué)科，研究內(nèi)容涉及：探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機(jī)理，并通過相關(guān)技術(shù)手段對疾病提供診斷、治療、預(yù)防的有效方法。不久的將來，各種技術(shù)相互融合、現(xiàn)有技術(shù)的不斷演變、改進(jìn)，新技術(shù)的發(fā)明、醫(yī)療整合及精準(zhǔn)醫(yī)療的出現(xiàn)會更好的為人民的健康事業(yè)服務(wù)。未來醫(yī)學(xué)對于操作的微創(chuàng)性、精準(zhǔn)性的要求會越來越高，生物醫(yī)學(xué)工程在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣、越來越精，生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展無疑會對醫(yī)學(xué)的發(fā)展展現(xiàn)其巨大的創(chuàng)造力和推動力。
1生物醫(yī)學(xué)工程在臨床中的應(yīng)用及發(fā)展
1．1微創(chuàng)技術(shù)
“微創(chuàng)技術(shù)”始終貫穿于整個醫(yī)學(xué)發(fā)展，是醫(yī)學(xué)技術(shù)未來發(fā)展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創(chuàng)操作”的概念［1］。而“微創(chuàng)外科”的概念是在微創(chuàng)概念的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，其本質(zhì)是腔鏡技術(shù)。相對于傳統(tǒng)開放手術(shù)，實(shí)則就是對患者采用最小創(chuàng)傷達(dá)到最佳治療效果的方法都?xì)w“微創(chuàng)技術(shù)”，如介入超聲、介入放射、內(nèi)鏡、腔鏡及微創(chuàng)化手術(shù)等。而這些微創(chuàng)技術(shù)創(chuàng)造、發(fā)明，都是在生物學(xué)、工程學(xué)及醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的融合下完成的。
1．2內(nèi)鏡技術(shù)
我國內(nèi)鏡技術(shù)起步較晚，但發(fā)展較快，目前國內(nèi)臨床工作中常用的是纖維內(nèi)鏡。伴隨科學(xué)技術(shù)及醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，內(nèi)鏡和腔鏡技術(shù)都不同程度的得到進(jìn)一步發(fā)展及完善，診療過程也越來簡便、微創(chuàng)化，是微創(chuàng)技術(shù)發(fā)展中最為全面和成熟的，如目前有更輕便的膠囊內(nèi)鏡等，無處不體現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)工程的重要性。
1．3腔鏡技術(shù)
腔鏡技術(shù)的發(fā)展在過去的20世紀(jì)80年代后期才有了質(zhì)的飛躍，其中最為突出的是腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展，自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術(shù)之后，腔鏡技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅猛，直到今天腔鏡技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個外科領(lǐng)域［2］，目前國際及國內(nèi)更流行的有3D腹腔鏡及達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。
2生物醫(yī)學(xué)工程在影像及介入醫(yī)學(xué)的應(yīng)用
2．1影像介入技術(shù)
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，影像學(xué)科也在不斷發(fā)展，尤其是透視引導(dǎo)下的微創(chuàng)技術(shù)更是發(fā)展迅猛。根據(jù)透視設(shè)備的不同，透視微創(chuàng)技術(shù)主要包括在X光／CT引導(dǎo)、超聲引導(dǎo)和MRI引導(dǎo)下開展的透視微創(chuàng)治療技術(shù)。而介入超聲因其設(shè)備輕便、操作簡便、無輻射等優(yōu)點(diǎn)深受廣大醫(yī)務(wù)人員及患者的青睞。
2．2介入放射學(xué)
介入放射學(xué)技術(shù)是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應(yīng)用的，此技術(shù)出現(xiàn)后就引起了世界醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注，從此，世界范圍內(nèi)掀起了研究和應(yīng)用的熱潮。其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。介入放射學(xué)因其創(chuàng)傷小、效果好等特點(diǎn)，世界范圍內(nèi)絕大部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)都成立有不同規(guī)模的、單獨(dú)的介入科，介入治療在國內(nèi)外已成為部分疾病的常規(guī)診治措施，甚至取代了外科手術(shù)。
2．3CT引導(dǎo)下的微創(chuàng)－數(shù)字技術(shù)與醫(yī)學(xué)的融合
生物醫(yī)學(xué)不僅在診療設(shè)備、三圍圖像重建及數(shù)字醫(yī)學(xué)等方面取得跨越式的進(jìn)步，而且在診療模式也發(fā)生了根本性的改變，這些成果的取得恰恰是在計(jì)算機(jī)輔助下完成的［3］。主要體現(xiàn)為CT輔助的立體定位技術(shù)，例如CT定位引導(dǎo)下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。
2．4超聲引導(dǎo)微創(chuàng)技術(shù)
我國在半個多世紀(jì)前超聲學(xué)已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床診斷，相對于其他醫(yī)學(xué)影像學(xué)，超聲有其諸多優(yōu)勢（如無放射性、無創(chuàng)傷、費(fèi)用低廉、設(shè)備簡單、報(bào)告迅速、便于多次隨訪等），而且還可以動態(tài)觀察機(jī)體或臟器情況，對體內(nèi)病理改變比較直觀，故在超聲引導(dǎo)下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進(jìn)行微創(chuàng)治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視，尤其在小腫瘤的治療優(yōu)勢更明顯，其不僅代表了21世紀(jì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的方向，而且還展現(xiàn)了其定位精準(zhǔn)、療效顯著、微創(chuàng)安全的醫(yī)學(xué)發(fā)展模式。介入超聲學(xué)在臨床的應(yīng)用使其成為最具發(fā)展?jié)摿蛯W(xué)術(shù)活力的醫(yī)學(xué)科學(xué)體系。近10余年，由超聲科、醫(yī)學(xué)工程學(xué)科專家創(chuàng)立和發(fā)展起來的這門新型學(xué)科技術(shù)，正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫(yī)師所應(yīng)用，這不僅使得介入超聲學(xué)得到更迅速的傳播和承認(rèn)、在腫瘤及多種技術(shù)的綜合應(yīng)用等方面取得重要進(jìn)展，同時也體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)工程在臨床中的重要地位。超聲引導(dǎo)下腫瘤的射頻消融術(shù)對探針的要求比較高，而目前對金納米材料的研究成了科學(xué)研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，并取得了很大進(jìn)展。大量的研究結(jié)果表明，金納米材料具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)等性質(zhì)，在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機(jī)物的選擇性催化反應(yīng)等領(lǐng)域有著巨大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景［4～7］。面對學(xué)科發(fā)展之迅速。要求我們必須努力發(fā)展新技術(shù)、開展新業(yè)務(wù)，同時也要求我們技術(shù)操作更科學(xué)、合理、規(guī)范、個體化［8］，而這些恰恰需要有生物醫(yī)學(xué)工程的參與，才能創(chuàng)造出更多、更精、更無創(chuàng)的醫(yī)療設(shè)備。
3生物醫(yī)學(xué)工程展望
3．1生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與其他學(xué)科的多學(xué)科合作
微創(chuàng)技術(shù)需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”，“會治病”更重要，這就要求我們必要要培養(yǎng)一種臨床思維模式，這正如我們需要通過“微創(chuàng)”在客觀上建立另一種臨床思維模式，即微創(chuàng)技術(shù)的創(chuàng)新－微創(chuàng)醫(yī)學(xué)的長遠(yuǎn)發(fā)展［9］；在微觀上，借國家醫(yī)改大好政策，展望未來5～10年微創(chuàng)技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展及普及，如現(xiàn)有各種微創(chuàng)技術(shù)的全面、系統(tǒng)提升，以及不同技術(shù)間的融合及新技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。但是，微創(chuàng)醫(yī)學(xué)發(fā)展到今天仍挑戰(zhàn)巨大，特別是學(xué)科之間競爭激烈，這些可以在醫(yī)療資源及專業(yè)主導(dǎo)地位的分配反映出來，故使我們不僅要更進(jìn)一步加快學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)，而且要促使基礎(chǔ)、臨床及預(yù)防醫(yī)學(xué)和其他多個學(xué)科之間的合作，更進(jìn)一步加快生物醫(yī)學(xué)工程在醫(yī)學(xué)中創(chuàng)造新方法、制造新設(shè)備的步伐，最終使各個學(xué)科受益，各個患者、醫(yī)生受益。
3．2醫(yī)療整合
近些年臨床各亞?？啤唽I(yè)的進(jìn)一步細(xì)化，國內(nèi)醫(yī)學(xué)的發(fā)展模式也是以“能分則分、能細(xì)則細(xì)”為主，這雖然在一定程度上提高了診療水平，同時伴隨的是醫(yī)學(xué)知識及診療實(shí)踐出現(xiàn)碎片化、機(jī)械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳’的狀況以及未來醫(yī)學(xué)到底該如何發(fā)展？樊代明、郎景和等多名院士及著名醫(yī)學(xué)專家在2016年中國整合醫(yī)學(xué)大會的發(fā)言稱：實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變不僅要進(jìn)行醫(yī)學(xué)整合，而且未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的方向，更需要我們?yōu)楸Ｕ先祟惤】刀邆湫碌呐R床思維模式和新的醫(yī)學(xué)觀念，而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫(yī)學(xué)，前提必須是以人的整體為基礎(chǔ)，根據(jù)生物、心理、社會、環(huán)境的現(xiàn)實(shí)將各醫(yī)學(xué)專業(yè)目前國際最先進(jìn)的知識和各?？谱钣行У闹委熂右杂袡C(jī)整合，使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫(yī)學(xué)體系，醫(yī)療服務(wù)不僅使得心身并舉、防治結(jié)合，而且要達(dá)到醫(yī)養(yǎng)共進(jìn)、人病同治的目的。國民全面健康，醫(yī)學(xué)發(fā)展必須要靠基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、生物工程學(xué)及預(yù)防醫(yī)學(xué)等多學(xué)科整合，醫(yī)學(xué)又是自然科學(xué)、社會科學(xué)和人文科學(xué)等多學(xué)科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關(guān)的學(xué)科或科學(xué)都應(yīng)該用來更好的為醫(yī)學(xué)服務(wù)，為人類健康服務(wù)。而生物醫(yī)學(xué)工程正是這樣一門學(xué)科。同時把各種先進(jìn)知識、有效實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理、不同程度的整合，使其更好的為人類健康服務(wù)，形成生命醫(yī)學(xué)高度融合的乘法效應(yīng)。
3．3精準(zhǔn)醫(yī)療
美國總統(tǒng)奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講，宣布美國正式啟動“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”研究計(jì)劃［10］。早在2011年，由美國科學(xué)院、工程院、國立衛(wèi)生研究院及美國科學(xué)委員會就共同發(fā)出了“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的倡議［11～13］。其最高規(guī)模4大研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)手倡議，為未來的醫(yī)學(xué)指明方向，代表精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是未來的醫(yī)學(xué)發(fā)展方向。醫(yī)學(xué)發(fā)展史上發(fā)展的3個里程碑分別是經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)和循證醫(yī)學(xué)。而過去的研究模式以試驗(yàn)為主導(dǎo)的［14，15］，這不僅和臨床距離大，而且根本無法達(dá)到臨床需求。而以臨床為主導(dǎo)的新研究模式恰恰是目前所提出的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展必然要應(yīng)用更精準(zhǔn)的醫(yī)療儀器及設(shè)備，而精準(zhǔn)設(shè)備及儀器的研發(fā)恰恰需要生物醫(yī)學(xué)工程與其他學(xué)科的融合［16］。展望未來，所有疾病的治療最終都將走向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，醫(yī)學(xué)的發(fā)展一定和生物醫(yī)學(xué)工程的“同呼吸、共命運(yùn)”。
作者：張瑞敏 單位：包頭市第四醫(yī)院
論文關(guān)鍵詞:生物工程 生物醫(yī)學(xué)工程 發(fā)展 趨勢
論文摘要:生物醫(yī)學(xué)工程(biomedical engineering,bme)是一門生物、醫(yī)學(xué)和工程多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué)，它是用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法，研究新材料、新技術(shù)、新儀器設(shè)備 ，用于防病、治病、保護(hù)人民健康，提高醫(yī)學(xué)水平的一門新興學(xué)科。
本文就其目前發(fā)展情況進(jìn)行分析討論。
生物醫(yī)學(xué)工程在國際上做為一個學(xué)科出現(xiàn)，始于20世紀(jì)50年代，特別是隨著宇航技術(shù)的進(jìn)步、人類實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來，生物醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。在我國，生物醫(yī)學(xué)工程做為一個專門學(xué)科起步于20世紀(jì)70年代，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長、我國著名的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科最早的倡導(dǎo)者。1977年中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生物 醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的創(chuàng)建、1980年中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會的成立，有力地推進(jìn)了我國生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展。目前，我國許多高?？蒲袉挝痪O(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu)，從事著生物醫(yī)學(xué)的科研 教學(xué)工作，在我國生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
一、顯微鏡的發(fā)明
“解剖”一詞由希臘語“anatomia”轉(zhuǎn)譯而來，其意思是用刀剖割，肉眼觀察研究人體結(jié)構(gòu)。17世紀(jì)lee wenhock發(fā)明了光學(xué)顯微鏡，推動了解剖學(xué)向微觀層次發(fā)展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進(jìn)一步觀察研究其細(xì)胞 形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。隨著光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相繼誕生了細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞病理 學(xué)，從而將醫(yī)學(xué)研究提高到細(xì)胞形態(tài)學(xué)水平。
普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力只能達(dá)到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細(xì)胞的超微細(xì)結(jié)構(gòu)、核結(jié)構(gòu)、dna等大分子結(jié)構(gòu)。而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡，使人們能觀察到納米(nm)級的微小個體，研究細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的發(fā)明都是醫(yī)學(xué)工程研究的成果，它們對推動醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了重要作用。
二、影像學(xué)診斷飛躍進(jìn)步
影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。
50年代x光透視和攝片是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法，而今天由于x線ct技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使影像學(xué)診斷水平發(fā)生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計(jì)算機(jī)體斷層 攝影(computed tomography ct),即是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理人體組織器官的切面顯像。x線ct片提供給醫(yī)生的信息量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通x線照片觀察所得的信息。目前，螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已經(jīng)問世，能快速掃描和重建圖像，在臨床應(yīng)用中取代了多數(shù)傳統(tǒng)的ct，提高了診斷準(zhǔn)確率。
醫(yī)學(xué)工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(mri)，它不僅 可分辨病理解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾病在早期價(jià)段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認(rèn)為mri工程的進(jìn)步，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診斷學(xué)向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展，向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時動態(tài)mri、mra、fmri、mrs發(fā)展。根據(jù)核醫(yī)學(xué)示蹤，利用正電子發(fā)射核素(18f，11c，13n)的原理，創(chuàng)造 的正電子發(fā)射體層攝影(pet)，是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。美國新聞媒體把pet列為十大醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的榜首。pet問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫瘤學(xué)、心臟病學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、器官移植，新藥開發(fā)等研究領(lǐng)域的重要價(jià)值。影像學(xué)診斷水平的不斷提高，與20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
三、介入醫(yī)學(xué)問世
介入醫(yī)學(xué)是一種微創(chuàng)傷的診療技術(shù)。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技術(shù)治療疾病的創(chuàng)始人，他們用導(dǎo)管對下肢動脈阻塞性病變進(jìn)行擴(kuò)張治療取得成功。1967年margulis首先使用過介入放射學(xué)，這是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載。1977年 gruenzing成功地進(jìn)行了首例冠狀動脈球囊擴(kuò)張術(shù)獲得成功以后，介入性診療技術(shù)由于其創(chuàng)傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀(jì)80年代隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造 影(dsa)、射頻消融技術(shù)以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相繼問世，使介入性診療技術(shù)發(fā)生了飛速進(jìn)步，臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應(yīng)證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術(shù)之苦。有人把介入診療技術(shù)視為與藥物診療、手術(shù)診療并列的臨床三大診療技術(shù)之一，也有人把介入診療技術(shù)稱之為20世紀(jì)發(fā)展起來的臨床醫(yī)學(xué)新領(lǐng)域--介入醫(yī)學(xué)。
四、人工器官的應(yīng)用
當(dāng)人體器官因病傷已不能用常規(guī)方法救治時，現(xiàn)代臨床醫(yī)療技術(shù)有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補(bǔ)償其生理功能，人們稱這種裝置為人工器官(artificial organ)。如20世紀(jì)50年代以前，風(fēng)濕性心臟瓣膜病的治療，除了應(yīng)用抗風(fēng)濕藥物、強(qiáng)心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難修復(fù)改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應(yīng)用人工心肺機(jī)體外循環(huán)技術(shù)，在心臟停跳狀態(tài)下切開心臟，進(jìn)行更換人工瓣膜或進(jìn)行房、室間隔缺損的修補(bǔ)，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復(fù)健康。心外科之所以能達(dá)到今天這樣的水平，主要是由于人工心肺機(jī)的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材料、新技術(shù)的結(jié)果。
腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術(shù)已挽救了大量腎病晚期患者的生命，腎病治療學(xué)也因此有了很大進(jìn)步。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程中人工器官的發(fā)展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關(guān)節(jié)、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應(yīng)用，使千千萬萬的患者恢復(fù)了健康。可以說，人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外，放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)等先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)和儀器設(shè)備都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程研究開發(fā)的成果，綜上可見，20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，顯著提高了醫(yī)學(xué)診斷和治療水平，有力地推動著醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步。
五、生物醫(yī)學(xué)工程展望
縱觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的 歷史，從倫琴發(fā)現(xiàn)x線到今天x射線診療技術(shù)的發(fā)展，從朗茲萬發(fā)現(xiàn)超聲波到今天b超診斷的廣泛應(yīng)用，從布洛赫和伯塞爾發(fā)現(xiàn)核磁共振到今天mri的問世，從赫斯費(fèi)爾德發(fā)明ct到今天ct成像系統(tǒng)的應(yīng)用，都是以物理學(xué)工程技術(shù)為基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)需求為前提發(fā)展起來的醫(yī)學(xué)新技術(shù)。
（一）各種診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向計(jì)算機(jī)化、智能化，遠(yuǎn)程醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化，診療用機(jī)器人將被廣泛應(yīng)用。
（二）介入性微創(chuàng)，無創(chuàng)診療技術(shù)在臨床醫(yī)療中占有越來越重要的地位。激光技術(shù)，納米技術(shù)和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。
（三）醫(yī)療實(shí)踐發(fā)現(xiàn)單一形態(tài)影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著pet的問世和應(yīng)用，形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診查系統(tǒng)將在21世紀(jì)問世。
（四）生物材料和組織工程將有較大發(fā)展，生物機(jī)械結(jié)合型、生物型人工器官將有新突破，人工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。
（五）材料和藥物相結(jié)合的新型給藥技術(shù)和裝置將有很大發(fā)展，植入型藥物長效緩釋材料，藥物貼覆透入材料，促上皮、組織生長可降解材料，可逆抗生育絕育材料、生物止血材料將有新突破。
（六）未來醫(yī)療將由治療型為主向預(yù)防保健型醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。為此，用于社區(qū)、家庭、個人醫(yī)療保健診療儀器，康復(fù)保健裝置，以及微型健康自我監(jiān)測醫(yī)療器械和用品將有廣泛需求和應(yīng)用。
20世紀(jì)人類與疾病做斗爭，在醫(yī)學(xué)診療技術(shù)上取得了重大成就；但面向21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn)，我們要動員起來，調(diào)整政策，制定規(guī)劃，改革醫(yī)學(xué)研究教學(xué)的舊模式，發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)多學(xué)科交叉合作的優(yōu)勢，創(chuàng)建全新的生物醫(yī)學(xué)，為人民造福。
【摘要】現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，它作為一門獨(dú)立學(xué)科發(fā)展的歷史尚不足50年，但由于它在保障人類健康和為疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)服務(wù)等方面所起的巨大作用?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療保健性產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)和支柱。本文主要介紹了國內(nèi)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程；發(fā)展現(xiàn)狀
0.前言
一旦提及醫(yī)學(xué)，讓人第一時間想到的就是疾病，醫(yī)院，健康，病人等等?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程也不例外，作為一個多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程也在為人類的健康事業(yè)默默地奉獻(xiàn)著。
隨著社會水平的極大提高，人們把視角從生存轉(zhuǎn)移到生活上來，進(jìn)而就是思考如何更好的生活。不言而喻，一個健康的身體是一切生活活動的前提和保證。如何健康的生活，如何準(zhǔn)確及時地檢查出病人的疾病，如何將現(xiàn)有的醫(yī)療設(shè)備改進(jìn)，如何開發(fā)出更具使用價(jià)值的醫(yī)療器械等等，都成為生物醫(yī)學(xué)工程所要考慮的問題。
生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的邊緣性學(xué)科，其基本任務(wù)是運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究是以應(yīng)用基礎(chǔ)性研究為主，其領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷擴(kuò)展之中。就現(xiàn)階段而言，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的研究主要涉及生物力學(xué)、生物材料學(xué)、人工器官、生物系統(tǒng)的建模與控制、物理因子的生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞、生物醫(yī)學(xué)信號的檢測與傳感器原理、生物醫(yī)學(xué)信號處理方法、醫(yī)學(xué)成像和圖像處理方法、治療與康復(fù)的工程方法等。
1.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1發(fā)展還不完善
中國的現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展較晚，相對于國外一些發(fā)展較早的國家來說，我們對它的認(rèn)識還很淺顯，跟國外一些技術(shù)先進(jìn)國家的距離還很遠(yuǎn)，很多人包括一些從事其研究的人對它都有或多或少負(fù)面的評價(jià)，他們普遍認(rèn)為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一個生物、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)的交叉學(xué)科，但實(shí)際的培養(yǎng)計(jì)劃中生物、醫(yī)學(xué)學(xué)的很少，電子學(xué)得多些，學(xué)科廣而不專，就業(yè)不好。它尚未形成自己的獨(dú)立基礎(chǔ)理論與知識體系，以融合各交叉學(xué)科知識為自己的基礎(chǔ) ，缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標(biāo)，隨交叉學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用對象的需求而變化。很多學(xué)習(xí)現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的人對自己的專業(yè)抱有消極的態(tài)度，對自己的前途感到渺茫，就業(yè)形勢不是很樂觀，這也反映了現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展不完善，沒有形成很好的體系，沒有在國內(nèi)高校中產(chǎn)生普遍影響力。
1.2發(fā)展方向不夠全面
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程就目前的情況來看，還主要將目光著眼于醫(yī)療器械的研發(fā)和使用，發(fā)展方向比較單一。僅僅著眼于醫(yī)療器械而不是全面的發(fā)展，就會產(chǎn)生很大的局限性。這也深深影響著在這一領(lǐng)域?qū)W習(xí)的學(xué)生，不能使他們從一開始就形成一種將自己的研究全面化的思想，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得保守，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的動力，這樣就不利于生物醫(yī)學(xué)工程更好的發(fā)展。
1.3包含的學(xué)科多雜
我們知道，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是綜合了生命科學(xué)和工程技術(shù)，理、工、醫(yī)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科，是一門多學(xué)科交融的邊緣學(xué)科，其中工程學(xué)又包括電子學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，力學(xué)，材料科學(xué)，機(jī)械制造學(xué)等。生物醫(yī)學(xué)包括生物學(xué)，神經(jīng)科學(xué)，內(nèi)科學(xué)，外科學(xué)，矯形科學(xué)等?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是生物醫(yī)學(xué)，但是在解決一些生物醫(yī)學(xué)問題的時候往往要借助于工程學(xué)的知識，掌握工程學(xué)的知識對于更好的掌握生物醫(yī)學(xué)又起著至關(guān)重要的指導(dǎo)意義。
1.4發(fā)展前景廣闊
正因?yàn)楝F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程在我國起步較晚，發(fā)展還不完善，他本身就有很多空白領(lǐng)域可以開拓。
21世紀(jì)是生命科學(xué)大發(fā)展的時代，工程技術(shù)與生命科學(xué)進(jìn)一步地互相滲透結(jié)合，必將推動醫(yī)學(xué)跨入一個嶄新的時代。大家都知道看病治病離不開醫(yī)療器械，現(xiàn)在是，將來也是，但如何將未來的診療儀器實(shí)現(xiàn)智能化，檢查結(jié)果，治療程序均可實(shí)行人機(jī)對話都是我們所要研究的問題。另外中國目前大部分醫(yī)院設(shè)備陳舊，而且高端醫(yī)療設(shè)備更是幾乎全部進(jìn)口，所以說市場是龐大的。更好地提高國內(nèi)在生物醫(yī)學(xué)工程方面的研究水平和深度，增強(qiáng)人們尤其是大學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)工程的了解程度，培養(yǎng)出一批在這方面的專業(yè)人才，具體來說就是能夠研發(fā)制造出屬于我們自己的高科技醫(yī)療器械也是有待發(fā)展的。
由于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，我們就很容易理解，各個學(xué)科的發(fā)展都將影響到生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展。因此生物醫(yī)學(xué)工程并不是一個學(xué)科在發(fā)展，其他學(xué)科，其他領(lǐng)域的發(fā)展，產(chǎn)生得一些成果都可以為生物醫(yī)學(xué)工程服務(wù)。這就好比各個學(xué)科，各個分支都在無形中為生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展默默貢獻(xiàn)力量。由此可見，生物醫(yī)學(xué)工程匯集了各個領(lǐng)域的尖端技術(shù)，這也就為生物醫(yī)學(xué)工程更好更快的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程在生物醫(yī)學(xué)研究、知識產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化研究和衛(wèi)生保健中扮演了許多重要角色，對提高醫(yī)學(xué)水平，促進(jìn)醫(yī)學(xué)科學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用我們期待著我國能夠培養(yǎng)出一批生物醫(yī)學(xué)工程方面的人才，為我國的生物醫(yī)學(xué)工程事業(yè)貢獻(xiàn)力量，也期待著我國生物醫(yī)學(xué)工程的快速發(fā)展，在不久的將來展現(xiàn)出嶄新的面貌。
