生物医学工程进展范文
时间：2024-04-02 18:04:27
导语：如何才能写好一篇生物医学工程进展，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
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关键词： 聚乙烯醇水凝胶；制备；改性；应用
中图分类号：R318.08文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）0410005-02
0 前言
聚乙烯醇（PVA）是由醋酸乙烯酯经过醇解，水解或氨解而得到的水溶性高聚物。PVA水凝胶是线性高分子通过交联形成三维网状结构，再经过大量溶剂溶胀形成的一种胶态物质。PVA水凝胶由于具有低毒性，吸水量高，机械性能优良（高弹性模量和高机械强度）以及生物相容性[1]好等优点，在生物医药，食品工业，渔林业等方面备受瞩目。本文简述了PVA水凝胶的制备方法、改性研究及应用，同时详细介绍了PVA水凝胶“反复冷冻解冻法”的机制、特点，与生物大分子明胶的共混改性及在生物医药方面的应用[2-7]。
1 PVA水凝胶的制备
PVA水凝胶的合成根据交联机制可以分为物理交联法，化学交联法和辐射交联法三种。物理交联目前报导中使用最多的是“反复冷冻解冻法”[8-9]和“冻结部分脱水法”[10-11]通过物理交联得到的水凝胶物理机械性能有很大的改善，交联过程可逆，但是透光性不好。可通过改变溶剂类型或使用混合溶剂等方法来改善。日本Hyon[12]等人用水和DMSO有机溶剂，通过冷冻处理得到透光率高的PVA水凝胶。化学交联主要采用化学交联剂，通过共价键或配位键的作用使PVA分子链之间形成凝胶。通过化学交联制得的水凝胶，保水性和某些力学强度有一定提高，但是透明性不好且含水量不高。辐射交联主要是利用γ射线、电子束、X光及紫外线等直接辐射PVA水溶液，或辐射用物理交联法制成的PVA水凝胶。经辐射制得的水凝胶因不需要添加任何添加剂，所以PVA纯度高，光学透明性好，但力学强度不高，抗蠕变性差，同时强烈的反应条件常常造成某些优异性能的损失。将辐射交联制得的PVA水凝胶经一定的物理处理过程可以使凝胶部分结晶化，从而提高了机械强度[13]。
2 “反复冷冻解冻法”PVA水凝胶成胶机制及性能特点
2.1 “反复冷冻解冻法”PVA水凝胶成胶机制
此法是将一定浓度的PVA水溶液浇铸于模具中，在-10℃～-40℃的条件下冷冻成型。时间为一天左右。然后将试样在室温下放置1～2小时融化，上述冷冻，解冻过程反复数次（一般为三到五次），可以得到弹性好，具有一定的机械强度、不透明的水凝胶。
此法的成胶机制目前比较成熟的有以下两点[14]：1）凝胶化是网络形成的结果且在凝胶化初始阶段形成高分子聚集区和非聚集区。2）凝胶在水溶液中形成首先是高分子氢键的作用。
这种物理交联所制备的水凝胶是分子链间通过氢键和微晶区等物理交联点形成的三维网络结构。当PVA溶液冷冻处理时，分子链运动减弱，链之间的接触时间变长，链之间的距离缩短，有利于分子链上的羟基间形成氢键缔合，同时PVA在低温下结晶作用，促使了物理网络交联点的形成，使形成了完善程度不一的结晶结构。柳明珠等认为当在室温下解冻时，由于交联点仍然稳定，所以该凝胶不会溶解。当反复冷冻处理后，少量可以活动的链段及未交联的分子链进一步交联，使得结晶结构不断完善，进而形成不溶于水的凝胶。Willcox研究表明：链段中微晶的形成，多数由第一次的冷冻解冻中决定。编排链段成3～8纳米的间距，被分隔与平均距离为30纳米的不规则的网格中。
2.2 “反复冷冻解冻法”PVA水凝胶成型条件及特点
“反复冷冻解冻”法制备的水凝胶具有高强度高弹性，含水率也较高。凝胶的成型条件取决于PVA的分子量，浓度，冷冻条件、解冻条件及循环次数。潘育松等人研究表明：此方法制备的PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可达2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分子量较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15%之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相平衡。冷冻温度一般在低于-10℃下进行。我们实验发现，15%的PVA溶液在-20℃下具有好的物理及力学性能，所以-20℃是常用的冷冻温度。此方法制备的PVA水凝胶不使用有毒性的有机交联剂，保持了良好的生物相容性，属于可逆性水凝胶，随着环境参数的变化，可以使物理交联点改变，还可以被溶解。因为方法简单，所制水凝胶与化学交联无明显差别，因此近年来备受亲睐，在许多领域，极具开发潜力。
3 PVA水凝胶的改性方法及与明胶复合的研究
3.1 PVA水凝胶常用的改性方法
PVA水凝胶常用的改性方法有：1）化学改性法：通过接枝等化学方法，改变PVA分子链的化学结构，或把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。如将利用苯酐或琥珀酸酐与PVA酯化，可得到侧链含有羧基的PVA。这种PVA还可以与双官能团的化合物如芳香族二环氧甘油醚反应，得到交联的PVA。这种立体网络结构使PVA薄膜的化学稳定性和选择性提高[19]。2）物理共混法：利用高分子链间分子间作用力形成分子聚集体，从而制备出性能优良的复合体系。但复合的材料要有良好的互溶性。例如董彦博[20]等以丙三醇为增塑剂，加入一定量的淀粉，对PVA膜进行了改性，研究表明，加入淀粉后薄膜的水溶性得到很大改善。3）与无机填料或有机小分子复合：其中无机填料包括生物活性陶瓷颗粒，如磷酸三钙，生物活性玻璃等。不仅保持了生物活性，同时提高了力学性能。有机小分子经常用复合剂，来降低PVA水凝胶的摩擦系数，改善摩擦性能。4）与生物活性分子的复合：一般通过生物活性分子的水溶液或悬浮液同PVA溶液共混，制得成型凝胶或用生物活性分子的溶液淋洗水凝胶，让生物活性分子扩散进去。常用的生物活性分子有胶原质，透明质酸盐、纤维素、壳聚糖，海藻酸盐等。
3.2 PVA水凝胶与明胶复合研究
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关键词：工科院校;生物医学工程专业;生物实践教学;教学改革
中图分类号：G6421 423;Q 95-33 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）07-0075-02
生物医学工程（Biology Medical Engineering，BMI）是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的，其主要是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科，多学科的高度综合交叉是生物医学工程的特点[1]。自上世纪70年代末以来，国内许多医学院校、综合性大学、理工科大学及相关科研机构都设立了生物医学工程专业，涵盖了生物信息、医疗仪器、生物材料、生物工程等多个专业方向，课程设置主要包括工程类课程和医学类课程，旨在培养具有各方面能力的复合型人才[2]。
在生物医学工程专业的培养体系中，实践教学是培养大学生的创新意识、创新思维和创新精神、提高整体教学质量的根本保证和有效途径[3]。南京邮电大学生物医学工程专业是在学校原来的信号与信息处理等优势学科的支撑下发展起来的，因此在医学信号处理、医学图像处理、生物传感和生物信息学等领域积累了雄厚的师资和科研力量，上述领域的实践教学体系完善、教学平备。比较而言，学校在生物医学领域的教学和科研上相对薄弱，特别是在生物医学方面的实践教学有明显的不足，存在着师资力量缺乏、教学平台薄弱、课时有限等问题。针对上述问题，我们从师资队伍建设、资源优化配置、教学内容改革和教学方式更新等方面入手，对生物医学工程专业的生物学实践教学提出一系列改革措施，取得一定的效果。
一、生物学实践教学存在的问题
南京邮电大学是传统的工科院校，信息学科是学校的办学特色。在工学为主体，以及“大信息”的背景下，学校的通信、电子、图像和计算机等学科的科研氛围浓厚、师资力量较强，相关课程的教学体系成熟、教学特点鲜明。上述相关学科的实践教学已经构建了包括课内实验、专题实验、综合训练和生产实习一系列完善的实践教学体系结构。但随着我国生物医学工程学科建设工作的开展，以及生物医学领域研究和应用的快速发展，迫切的需要将更多的生物医学知识融入到工程学知识中。为了扩展生物医学工程专业学生在生物医学领域的知识，激发学生的学习兴趣，在生物学教学方面，我校目前开设了几门生物学领域的课程，包括现代生物学、定量生理学和解剖生理学等。
由于学校在生物医学相关学科的科研和教学缺乏基础，因此这些课程的师资力量较为缺乏，实验教学平台也比较薄弱。此外，生物医学课程多属于理论加上实验的课程，要求课时较多。以解剖与生理为例，理论课要讲51个学时，实验课也需要51个学时[4，5]。但我校生物医学工程专业大纲，对解剖与生理课程只设置了36个学时的理论课以及4个学时的实验课。因此，在这些课程的理论课教学上，需要大幅的调整以适应本专业学生的培养要求[4，5]。在实验教学上，由于课时的限制，大多为演示实验或参观，学生缺乏动手实践机会[6]。
笔者在调研学生对解剖与生理课程兴趣、期望和要求时，有68.1%的同学表示对这门课程感兴趣或非常感兴趣（表1），并且有30%的同学希望能有动手实践的机会（表2）。但我校目前现有的师资力量、实验教学平台和课时设置都不能满足学生的这一要求，因此，必须采取有效的改进措施提高教学平水，满足学生的学习要求。
二、生物医学实验教学改进办法
1.培养专任教师队伍。为了提高我校生物医学领域的教学和科研水平，近几年来，已引进多个生物医学相关专业的博士和高级人才，构建了一个高学历的教师队伍。教师的专业和研究方向包括了分子生物学、蛋白质工程以及纳米材料毒理等，这些教师的专业背景和知识体系完全满足了现有的生物课程教学和实验教学的需要。
2.完善实验教学条件。为了提高实验教学水平，同时为了满足学校科研项目发展的需要，我校已于近几年建设完成了生物医学实验室。实验室的建设目标是建立一个以生物技术为核心，结合医学诊断以及生物信息处理的多层次性和综合性实验基地，使学生系统化地学习和掌握全面的生命科学综合实验技能，以培养生物医学工程领域创新性人才，同时为生物医学工程专业的师生提供一个高水平的细胞、分子生物学实验研究平台，以加强不同学科间的合作交流，做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物学、细胞生物学操作平台和蛋白结构测试和信息处理的表征平台。在此平台上，我们为学生设立了核酸分离和检测，核黄素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指标测定等一系列的实验。让学生走进实验室，观看并亲自动手操作，极大激发了学生的对生物学课程的学习兴趣。
3.改革实验教学内容和方法。除了加强教师队伍和实验平台的建设，我们还通过多种教学方法和途径改革实验教学内容。针对生物类课程实验课时不足的问题，许多教师针对生物领域的热点方向开设了一系列的开放实验项目，通过开放性实验，让学生走进实验室和动物房，让学生跟着老师学习一些基本的生物学实验以及动物实验的操作技能和方法[7-9]。
在教学中，教师积极鼓励对生物医学相关实验有兴趣并且有能力的本科生申报创新项目，鼓励教师和学生并将毕业设计与创新项目相结合，以教师的科研项目为载体，让学生在实践中创新[10]。实践以学生为主体，让学生独立查阅中外文献，了解项目最新的国内外研究进展，设计实验方案，学习各种新的实验技术，掌握科学研究方法，这不仅有利于学生自主学习、解决问题的能力，培养创新思维，同时还加深例如学生对各种专业课程的理解以及对生物工程专业的认识。实践证明，上述教学方法激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力和操作能力，并培养了学生的团队精神，取得了良好的教学效果。
同时学校还积极与南京大学、南京中医药大学、江苏省中医院等单位建立合作关系，带领学生参观实验室，让学生对生物医学各领域的实验室构成、具体运作有更直观的认识。通过在大学和医院等实习基地的参观和关系，让学生充分认识到生物医学工程专业的学习目的和专业知识的应用价值。
生物医学工程专业作为一门为生物学和医学服务的交叉学科，生物学实验课对生物医学知识的学习和理解掌握领域非常重要。针对我校生物医学工程专业的生物学实验教学中存在的问题，我们开展一系列的教学改革与实践，取得了很好的效果。极大地激发了学生的学习兴趣，调动了学生的参与热情，提高学生的实践能力，并且为学生今后的工作和科研奠定了坚实的基础。希望能在此基础上，继续完善现有的生物学实验教学体系和教学方法，从而更好地促进生物学实验课程建设和发展。
参考文献：
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1.1教学与科研第三军医大学开展生物医学工程本科教育的时间不长，主要培养应用型人才。由于生物医学工程专业覆盖知识面宽，目前尚未建立一套完整的教学体系，缺乏足够的教学经验。教学内容重理论、轻应用，不能完全满足医院和用人单位的需要；教学方法传统，偏重于灌输式的教学，研讨课的开设比例较低，难以调动学生课堂的积极性和主动性；虽然已从国内外知名大学特聘了几名专家和教授，招聘了多名博士毕业生，使得教师队伍的整体素质得到显著提高，但教师队伍中年轻教师较多，同时精通工程技术和生物医学知识的教师较少，部分教师满足于现状，不思进取，对教学缺乏足够的激情和热情。相对于理工院校，第三军医大学的生物医学工程专业在科研方面与医学结合较紧密，医学大背景深厚，能从临床中发现一些有实际意义的课题，但工程力量相对薄弱，科研投入不足。科研目前还处于引进、消化、跟踪较多而创新性研究较少，同时理论方法等应用基础研究较多而具有自主知识产权的应用研究较少。虽然近年来青年教师的科研水平在逐年提高，但总体而言，科研整体能力和水平有限，科研项目申请的命中率较低，科研经费不足，投入产出效能低，部分教师的科研能力有限，对科学研究和指导学生进行科学研究缺乏耐性。有些教师对科研急功近利，认为对本科生精力投入多但科研产出少，不具备科研培养的价值。
1.2学生方面第三军医大学学生的整体素质良好、基础扎实。进入大学后，部分学生沉浸于考上大学的喜悦之中，没有了明确的学习目标和兴趣。由于习惯了中国式的传统教育方式并且缺乏针对新生的研究型课程设置，很多新生还在沿用高中的学习方式，机械呆板地学习，一切学习以考试为导向，缺乏正确的学习目标和动力。此时如果再加上教学方法不当，很多新生会产生厌学的情绪。由于是军队院校，第三军医大学生物医学工程专业研究生录取名额受限，很多学生即使非常优秀也不能顺利进入研究生阶段的学习；本科生毕业后将会统一参加学校的分配。随着目前我国就业难度的加大和军队分配形式的日益严峻，很多毕业生可能被分配至条件相对艰苦的地方工作，于是部分成绩较差的高年级本科生在学习方面的信心动摇，甚至有些学生产生了极强的厌学情绪，认为学习无用，从而破罐子破摔，在学生中间产生不良影响，也严重影响了教学质量；部分成绩较好的高年级学生为了实现保送研究生的目的，更加注重考试成绩，而不愿意花时间和精力参加科研实践活动，从而忽视了实际动手能力和实践技能的提高，阻碍了创新意识和科研能力的培养。
1.3体制方面第三军医大学近年来也开始重视本科生科研创新实践能力的培养，生物医学工程学院开始试行导师制，具体分两个阶段实施，第一阶段针对低年级本科生，侧重于任命教学经验丰富的教员为导师；第二阶段针对高年级本科生，侧重于任命科研经验丰富的教员为导师。学生可根据自己的兴趣选择导师，导师则应履行自己的职责，即鼓励学员自主开展科研试验研究，积极引导学生参与教研室科研工作等。试行导师制规定了导师每月指导学生的最低次数，对的学生和导师给予一定的奖励，对未达标的导师和学生实施相应惩罚。目前，第三军医大学生物医学工程学院的试行导师制已经初具规模，但还不够完善，在第一阶段培养方案中没有针对教学的具体措施，因此在实际实施过程中这一阶段的导师制形同虚设，导致学生的科研能力并未得到进一步提升；在第二阶段培养方案中，导师将引导学生参与教研室科研工作，由于没有具体规范措施，可能有些导师会倾向于让学生做重复性的简单工作，从而导致学生对科研的整体流程不熟悉。另外，目前没有建立起专门面向本科生的科研专项资金，可能会导致科研进展缓慢。为了有效整合创新资源和创新力量，实现资源共享、优势互补，2012年7月，第三军医大学与重庆大学成立了生物医学工程联合学院。自联合学院成立以来，两校共同培养生物医学工程专业本科生，瞄准生物医学工程发展前沿和热点研究领域，实质性推进生物材料与创伤修复等5个研究中心建设进程［4］。
2加强生物医学工程本科生科研能力培养的建议
2.1构建校园文化现在的本科生大都是90后，他们好奇心强，容易接受新生事物，但当今社会环境浮躁，人生观、价值观取向多元化，过分强化名利，而大学的人文环境应该培养出有思想、有学问、有高尚道德情操、有科研创新能力、有责任感的公民。第三军医大学更是肩负着培养忠诚于党、热爱人民、报效国家、献身使命、崇尚荣誉的当代革命军人的使命，因此要特别加强对本科生的思想品德教育，通过构建积极健康的校园文化，营造浓厚的学术科研氛围，以培养学生高尚的情操和探究科学的兴趣。教育和引导全体学员铸牢军魂意识、坚定理想信念，争做“对党忠诚、爱兵为民、品德高尚、敬业奉献、追求卓越”的红色军医，着力用好驻地丰富的红色文化教育资源，积极开展当代革命军人核心价值观教育。有必要在本科生中强调并非考上研究生就能确保获得较好的工作，而应注重自身人文素养、交流能力和科研能力等综合素质的提升。因为现代社会要求人的全面发展，用人单位更多考虑的是应聘者实际解决问题的能力；随着研究生数量的增多，研究生们找工作同样面临较大的压力，只有具备更好的综合素质，才能在以后的工作竞争中处于有利位置。另外，浓厚的学术氛围对学生们科研兴趣和科研素养的形成有着潜移默化的影响。可以适当开展专题学术讲座、学术交流活动和丰富多彩的科研文化活动。学生通过听取不同研究领域学者讲述各自的研究思路与成果，体会他们探求未知的执着和收获成功的喜悦，可以激发对专业的热爱，培养严谨的治学态度和踏实的研究作风，提升科学素养；学生通过参加科研文化活动，如研究生学术报告会、科技文化节系列活动、创新论坛等，可以活跃其思维，激发创新火花，开动脑筋、发挥才智、挖掘创新潜能。
2.2从教学入手古人云“授人以鱼，不如授之以渔”，教学过程中应体现以学生为主体、教师为主导的教学思想，教师通过讲课、传授知识的途径达到培养学生学习能力的目的。教学方法应多样化，将启发式、讨论式、交互式等方法融会贯通地应用于课堂教学，引导学生主动学习、带着问题学习，在课堂上应给学生留有一定的思考时间，尽量让学生主动提出问题；在传授知识的同时，还需要开拓学生的视野、拓宽知识面，并注重学生个性的发展，在这样的过程中不断提高学生的独立学习和思考能力。从新生入学就开始建立年级研讨班，由个人选择自己感兴趣的课题，按课题类型分小组；学生可选择相关课程听课，可采取各种方式独立学习、进行社会调研等，学期末交出研究论文或研究报告；教师指导和组织学生课外查找资料以及定期进行小组讨论，并给出成绩，对研讨课和选修课程记学分。研讨课的教师应尽量选定为教授，这样可为本科生提供多与教授接触的机会，让他们感受到学术魅力，初步了解科研的含义以及对某一专题进行重点研究和探索的基本方法，促进本科生科研能力的培养。科研方法是大学生科研能力培养的关键环节，而毕业设计是教学过程中本科生科研能力培养的关键途径。本科生通过完成毕业设计的工作可以初步了解科研活动的实施过程，学生一般能够做到在教师的指导下收集查阅资料、分步实施研究内容，但为了更好地锻炼学生的创新思维、逻辑思维、总结分析能力，教师应该在研究设计工作和论文撰写方面给予学生更多的指导和独立完成的机会，传授更多的科研方法。
2.3完善导师制本科生导师制的核心是由导师引导学生自主学习，培养学生独立思考和解决问题的能力。本科生导师制的关键在于教师，教师应适应时展的需求，积极主动转变教育理念，提高自身业务能力和综合素质，不断更新知识储备，站在学科发展的前沿。为了能够准确衡量研究型高校科研能力的培养水平，对于本科生导师制，应建立完善的本科生科研能力培养评价体系，给出量化指标，定期定量检测。把本科生的科研能力融入评价体系，提高本科生参与科研活动的积极性，设立相应的科研学分，学生只有获得规定的科研学分才能毕业，并对科研能力突出的学生给予相应物质和精神奖励。在教师职称评定过程中，除了教师个人科研成果的评定外，应将对学生科研的贡献作为重要的参考指标。学校和学院应努力创造条件争取促使政府、企事业单位、学术团体和个人在大学设立资助机会，形成多途径、多形式支持学生科研发展的格局，加大对本科生导师制的资金支持，建立起专门面向本科生的科研专项资金，以使更多学生获得独立科研课题的机会。
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【摘要】工程院校中，与医学相关的专业发展迅速，相关课程在工程专业院校逐渐开设。人体解剖学是一门重要的医学基础课程，虽然在医科院普遍开设，在工程院校确是作为新课程面貌出现，因此在教学过程中存在了教材不合适，课程设置不合理，教学手段缺乏等一系列问题。笔者对自己多年教学经验进行总结，从明确教学理念，制定教学大纲，改革教学方式和教材，提高教师队伍等方面提出了论点。
【关键词】人体解剖学；教育；工程专业
随着生命科学的发展，在许多工程院校中也开设了人体解剖学这门课程，如生物医学工程专业、生命学院等[1]。这些专业多是医学的交叉学科。人体解剖学是了解人体正常形态结构的课程，是最为重要的医学基础课程之一[2]。但由于这些专业在工程院校设立时间往往不长，人体解剖学在工程专业开设时间也不长，所以仍处在一个发展时期，在教学过程中存在很多问题。本文结合几年来的教学实践，对比医学院校开展本课程的情况，对工程专业人体解剖学的教学现状、存在的问题进行分析，并提出一些建设思路。
1工程专业人体解剖学教学现状及存在的问题
1.1无针对工程专业的人体解剖学教材:目前并无明确的针对工程专业的人体解剖学教材。我们目前使用的教材是为临床医学生开设的教材，人民卫生出版社第七版出版的《系统解剖学》。这些教材是针对将来要从医人员，因此医学术语繁多，课时也相对多。如人体解剖学在医学院针对大一学生在第一学期开设，一般包括理论学习和实验课，总学时约300学时，并且以动手解剖尸体为主。而在我校对理工类学生开设的人体解剖学课程，教学设置包括理论学习（40学时）和实验课（16学时）。与医学院比较，教材相同的情况下，课时确压缩了将近1/4。学生在学习的时候常感觉内容多，重点不突出。
1.2课程教育理念不清晰:目前工程专业人体解剖学的教学目的，主要是使这部分学生在较短的时间里，更好地理解和掌握医学基本理论、基本知识和基本研究方法，为学生从事生物医学工程类相关事业及相关工作打下必要的基础。但在实际工作中，由于受到授课时间短、教学内容多而杂、教学习惯等因素的影响，教师很容易从临床医学授课角度出发，忽略了这部分学生并非想成为医生，人体解剖学对工程专业只是支撑课程而非主学科的事实。在这样一种潜在观念的引导下，很可能导致两方面不良后果：一是教师对工程专业人体解剖学的失望，觉得不够被重视；二是学生在有限时间突然接受大量医学专业词汇，记忆感到枯燥乏味，对人体解剖学失去兴趣，甚至反感。
1.3教学手段缺乏:目前理工院校人体解剖学教学以理论课为主辅以实验课，由于学生课程多，期间经过几次教学改革，人体解剖学课时有所压缩，在有限的时间内完成较多的教学任务，教学形式欠丰富。虽然配有实验课，但工程专业学生人体解剖学课多以观摩模型为主，动手操作少，而模型又比较有限，学生很容易失去兴趣。教师顾着要在有限的时间内完成大纲规定内容，因此难以讲的很深恨透，更谈不上教学形式的多样性了。
1.4教师队伍有待提高:工程专业人体解剖学的教学对教师的要求高，要求教师不仅熟悉人体解剖学的教学内容，最好是有一定的临床实践经验，更为重要的是，而且还要求教师了解与学生相关专业的临床进展[3]。如生物医学工程专业的学生，要讲授介入医学在临床上的应用进展。
而目前现状是讲授人体解剖学的教师多是从事科研为主，长期脱离临床工作，而如果请临床大夫来讲授人体解剖学，又不太现实，且缺乏连贯性。这些因素都对教学有一定影响。
2工程专业人体解剖学的建设和发展思路
人体解剖学作为医药院校的重要专业课程之一，普遍存在且广泛设置，尽管在工程专业作为选修课程，但它对生物医学工程相关交叉学科，边缘学科的形成、促进医学基础知识的普及起了十分关键的作用。从工程专业人体解剖学的教育来看，无论是课程理念，教学方式，教师队伍，教材选择等方面，都还缺乏统一规范，需要相关教育工作者进一步完善。有以下几点可以考虑。
2.1明确工程专业人体解剖学教学理念:明确工程专业人体解剖学的定位是非常重要的。人体解剖学在工程类院校中属于非专业课程，教授的是工程类学生，是为工程专业学生成才作支撑及服务。因此要发挥人体解剖学在其他学科中的协同作用，以助于工程学生从事交叉学科，边缘学科的相关工作。因此应立足在“以学生为本”的服务理念，提高工程类院校工程类学生医学基础素养为目的，从而发挥人体解剖学在交叉学科中的作用。
2.2制定新的教学大纲，规范课程设置:根据生物医学工程专业的特色和这部分学生的特点，结合他们今后可能从事的工作方向，制定适合他们学习的新的教学大纲。人体解剖学是帮助学生开启一扇通晓生命科学知识的窗口。因此要在有限的课堂及短时间的教学中抓住要点，提高学生学习兴趣。生物医学工程专业学生多是从事医疗器械、医药工程设备等相关企业的管理和技术工作，因此应将与相关行业有关的人体解剖学知识作为掌握重点。教学内容不在求全而在求精，既要求注重相关人体解剖学知识点间的连贯性，同时要求内容精炼、重点突出，把医学最基础最根本的思想和理论，在有限的教学课时中着重体现出来。我认为，最为重要的是让学生理解医学的思维方式，研究手段，而医学术语名词的记忆应放在其次。
2.3改革生物医学工程专业人体解剖学教材:根据医学生使用的人体解剖学教材，适当降低医学术语的难度。教材内容可以涉及人体解剖学及生物工程应用等。注意内容的选择及相互之间的衔接，做到既完整、连贯、全面，又能够突出重点，同时还要形象生动，突出与相关学科的联系。
2.4进一步改革教学形式和方法:现在教学宜多采用多媒体课件，可增加一些教学视频，手术录像等，增强教学效果，提高学生学习兴趣和主动学习的能力。并且人体解剖学要注重理论与实践的结合，在教学计划中适当安排观察临床手术，解剖动物等实践性内容，采取多样化教学模式，增强学生的感性认识，提高学习效果。
2.5加强教师队伍建设，不断提高专业教师的水平:教师是灵魂的工程师，教师本身的学术水平对课程的教学效果有着十分重要的影响[3]。一个教师的专业水平和个人魅力也可影响学生对本课程的喜爱程度。让生物医学工程专业的学生在较短时间内得到相对专业的人体解剖学教育，对教师不啻为一种挑战。这不仅要求教师有全面而精神的专业素养，同时要有通俗易懂的讲解能力。因此要根据教学实际，建设一支素质优良的工程专业人体解剖学教师团队，定期开展业务培训，增强教学能力。
参考文献
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1.1定量生理学课程简介
定量生理学是生物医学工程专业的核心专业课程。该课程以物理学原理和数学方法学为基础，从工程技术讨论人体的生理过程，学习并掌握生物膜与生物膜电位原理和方法，进一步学习并掌握基于电生理测量技术的原理以及相关技术，使学生建立起从基础理论学习到实际生物医学工程中有关生物电信号测量以及应用之间的桥梁;并且能够运用物理学和数学的观点和方法论进行多个层次和水平上探索生命现象及其规律性，培养学生对生理系统进行定量分析的基本方法，培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的“大科学”素质和意识，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造和工作奠定基础。因此，该课程的实验教学任务不仅重要而且要求极高。
1.2实验教学方式改革
长期以来，许多高等院校对实验教学重视不够，重理论轻实验的传统观念依然存在。由于不重视实验教学的重要性，资金投入相对不足，有些陈旧或损坏的仪器设备没有及时更新，这无形中就影响了学生的实验兴趣;而且传统的实验教学过分强调教师的中心地位，学生的主动性、探索性受到一定限制。许多实验项目与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节，使得实验教学存在很多问题。而且传统实验教学的最大弊病就是开设的实验往往只是一个“装配”实验，培养的也只是一个装配工，不能锻炼和培养学生解决问题的能力，创新更无从谈起。实际上实验技术人员的工作是实验教学顺利完成的重要保障。实验技术人员的日常工作繁杂、琐事多、重复性强，每天除了要为即将进行的实验教学完成大量的准备工作外，还要做好实验所用仪器设备的维护保养、修理、保管等工作。这些工作看似简单，但对实验技术人员的要求也比较高，然而目前实验技术人员在职称评定、进修以及工作量待遇等方面明显处于弱势，不利于发挥实验技术人员的主观能动性。这两方面因素严重影响了目前高等实验教学的质量及效果，因此现有实验教学急需改革。为了解决上述传统实验存在的两个主要问题，我们提出将科研创新引入到实验教学中，结合科研进展不断更新完善实验教学内容，使实验教学与科研创新相结合，使其更具有前瞻性和可持续发展性。一方面，我校的科研创新生物医学实验室注重开放和创新实验的建设，彻底改变“照方取药”的被动实验方式，采取“引、点、拨”的实验教学方式，让学生自己提出需要解决的问题、达到的目标，自己设计实验方案，引导学生独立思考、大胆动手，充分发挥学生的主动性和创造性，给学生充分施展个性的余地，从而达到弥补现有实验教学的不足。另一方面，以教学科研型教师为实验教学主要人员，构建教学科研互动基地，使其成为培养学生实践能力、研究能力和创新能力的新型教学实验平台，让学生在本科基础学习阶段能较早地开展带有课题研究性质的实验活动，更多地接触科研实践，提高工作能力和科学素养，培养学生的科研创新能力。
1.3将科研创新引入实验教学
随着知识经济和技术经济的飞速发展，创新已成为时展的要求和社会进步的动力，而科研创新是创新的一个极为重要的方面。高校尤其是大量地方本科院校作为高等教育的主阵地，在本科生教学中将科研创新引入实验教学，有利于培养本科生的创新意识和科学精神;有利于培养本科生将理论与实践相结合的意识和能力;有利于促进师生的共同发展;有利于促进地方本科院校加快学科和专业的建设;有利于为地方培养大量的创新型人才，因而具有重要的现实意义。借助于生物医学高水平实验室，我们通过开展综合性实验、科研训练计划、学科竞赛、课外科技活动等方式，激发了学生学习知识的热情，引导学生参与科研创新过程，为学生科研创新能力的培养提供了一个重要平台。
1.4开放实验教学
在增加理论课综合性实验的同时，由于课程实验学时的限制，学生能够亲自动手的实验远远不能满足人才培养的要求，因此，我们开设了“开放性实验”，这样就起到了很好的补充作用。例如，“数字脑电图仪的使用与EEG采集”“蛋白质－核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析”“脑电信号的Hurst指数研究”等多项开放实验。此外，我们一般从大二学生中选取有科研潜力的学生，开展“本科生科学研究训练计划”教学，如国家级“基于GIS的移动生理信号监测管理平台的设计与实现”“基于JSD的注意力脑电研究”“基于超临界新技术的石墨烯功能化及生物传感器应用研究”。本科生在确定课题，进入实验室后，将由指导教师对其直接负责。在指导教师指导下，会学习很多课堂上不教的东西，提高学生学习、科研的兴趣、具备一定的科学思维和分析能力、激发对所学专业的兴趣、坚定从事相关工作的信心和决心，一些本科生发表或录用了第一作者或并列第一作者SCI/EI刊源杂志论文多篇。在此基础上，鼓励学生参加各种学科竞赛、科技创新等活动。因为有了开放实验及本科生科学研究训练计划教学的推动，我们学院的科研氛围浓厚了许多。因此很多本科生有了要进实验室的要求，这样本科生的日常学习变得充实，许多学生一有时间就去实验室看文献做实验，并在实验中体会了科学研究的乐趣和魅力，培养学生动手、创新、协作能力，对学习能力的提高、团队精神的培养、心理素质的锻炼有着不可替代的作用。这些都说明依托科研创新生物医学实验室的开放实验教学对学生创新能力有较大的贡献，对新时期的大学生培养意义重大。
2结束语
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一、生物专业分类
生物学专业是有着较长历史的专业之一，人们在生物学的基础上，通过不断与其他学科相交又而诞生了很多新的专业，比如生物科学、生物技术、生物工程、生物化学、生物信息学、生物医学、食品科学与工程、海洋生物科学、海洋生物工程、畜牧生物等。
为了便于对这些专业进行区分，大致把他们划分成如下六类：
第一类生物科学专业
生物科学专业旨在培养具有扎实的生物科学理论基础，掌握本学科的基本理论和基本技能，具有一定的科学研究能力和创新精神的生物学专门人才。
第二类生物工程专业(相近专业：生物技术专业、生物工艺专业)
生物工程也叫生物工艺、生物技术，是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料。例如，基因重组技术、DNA和蛋白质序列分析技术、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、染色体工程等工程的诞生和发展，已在工业、农业和医疗卫生等方面得到了广泛应用，并取得许多突破性进展。
第三类生物信息学专业(相近专业：基因信息学专业)
生物信息学是近年来发展并完善起来的热门交叉学科，最初常被称为基因组信息学。生物学是生物信息学的核心和灵魂，数学与计算机技术则是它的基本工具。广义地说，生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物学数据的一门学科。
第四类生物食品专业(相近专业：食品科学与工程专业)
生物食品专业是培养具有化学、生物学、食品工程和食品技术知识，能在食品领域内从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的高级科学技术人才的学科。
主要专业课程：生物学、生物化学、分子生物学、生物统计学、数据库、计算机软件基础、生物信息学、蛋白质组学、基因芯片技术、生命系统建模等。
第五类生物医学工程专业(相近专业：医学生物技术专业)
生物医学工程是综合生物学、医学和工程技术学的交叉学科，也是运用自然科学和工程技术的原理与方法，研究与揭示人体的生命现象，并从工程角度解决人体医疗问题的一门综合性高技术学科。生物医学工程专业是目前国际上发展极为迅速的交叉学科和边缘学科，旨在利用现代工程技术的手段解决生物医学上的检测、诊断、治疗、管理等问题以及进一步探索生命系统的各种运动形式及其规律性，是21世纪生命科学的重要支柱，共有21所高校开设了生物医学工程专业。
主要专业课程：模拟与数字电子技术、微机原理、数字信号与处理、工程生理学、医学成像与图象处理、生物传感技术、细胞生物学、生物化学、遗传分子生物学等。
第六类海洋生物技术专业(相近专业：海洋渔业科学与技术专业、水产养殖专业等)
这类专业培养具有坚实的现代海洋生物科学和现代生物技术基础知识和基本技能的人才。他们能在科研、生产及教学等部门从事海洋生物基础理论研究、高新技术研究和生物制品开发及相关管理。
主要专业课程：细胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、生物技术大实验、生物信息学、发育生物学、发酵工程设备等。
二、专业学习的苦与乐生物学是一门涉猎多种基础学科的专业，在大学期间需要学生学习多种基础型学科，如：高等数学、无机化学、有机化学、生物化学、物理、英语、计算机等等，几乎涵盖了理工科的全部基础学科。
不过，大家不要被以上这些艰涩的数理化英课程吓到，当你接触到生物专业课时，一个色彩斑斓的趣味世界就此向你敞开。通过动物学的课程，你会感叹造物主的神奇，从最低等的原生动物到最高级的哺乳动物，每个物种都有其独特的适应自然界的特点。学了微生物，你便了解了冬虫夏草为何又是虫又是草，也学会了如何在没有冰箱的情况下保存食物。在遗传学课堂上，你可以跟同学们热烈探讨转基因食物到底是好是坏，先有鸡还是先有蛋。等你了解了分子和细胞学之后，你便可以和朋友们侃侃而谈，人为什么会生老病死。
作为一门实验学科，除了理论知识的学习，生物学还要求很强的动手能力。化学是生物的基础，在一开始的各种化学试验中，要求大家能够精确地配置试剂，调节pH值，在茶叶中提取咖啡因，在杂质中提炼萃取某种纯净物……当然，最让其他专业同学羡慕也最受同学欢迎的是各种生物大实验。比如动物学实验：同学们总是一边内心默默为那些为科学献身的小动物们垂泪哀悼，一边又摩拳擦掌跃跃欲试：“庖丁解牛”一般地解剖蝗虫并临摹它的各种器官；亲手淹死了一只白鸽，然后再给鸽子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用电流刺激破坏了脑神经的青蛙尸体观察反应……植物学实验，制作豌豆根尖的压片标本，再在显微镜给它们画一幅写真。除此之外，生物学专业还有为期一周左右的野外实习，同学们会进入某一个自然保护区，在与大自然亲密接触的同时，也不忘了利用自己的专业知识，分析当地的生态状况和资源，采集制作各种动植物标本，最后汇总成一份图文并茂的实践报告。
一个生物学家，一定是一个兼具动手动脑能力的博物学家。作为小小的生物学子，经过几年的科学训练，你rE--定成为了朋友圈中的Mr，Knowall。
三、就业与发展
据调查了解，生物学毕业的同学大致上可以有几个方向去发展。
1.读研与出国
生物学快速发展的特点决定了对它的研究在大学四年期间的学习是远远不够的。因此，生物专业毕业生选择继续深造的比例比其他专业要高出很多，这也是生物学本科就业率低的部分原因。在很多“985”院校的生命学院，保送研究生甚至保送硕博连读的比例也相对较高。另外，生物专业也一直是最容易出国的热门专业，拿奖学金也相对容易。
2.公务员或者事业单位
在报考公务员和事业单位时，生物学专业的选择面确实相对比较窄，但仍然有一些不错的选择。比如待遇较好的药检所和疾控中心，这两个单位一个与药厂发展息息相关，一个主管公共卫生事业，都是国家非常重视的单位。
另外，高校和中学也是属于事业单位，毕业后留校发展或到中学任教也是不错的选择。高校内有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、组织免疫所、生殖中心之类，一些中小学的自然或生物老师，本
科生便可以胜任。
3.投身科学研究行业
生物专业可以到各大企业从事与生物技术有关的应用研究和技术开发，大致有三个方向。
外企：在中国设立了研发中心的知名外企，一般是医药企业和日化企业，比如拜耳、宝洁、高露洁等。他们的职位多是进行高端研究的，设备精良，待遇丰厚。
国企：中粮基团下属的中粮研究院，有涉及转基因研究、微生物发酵、生物能源研究这几类：中烟工业，评价烟和研究烟产品。中国生物技术公司。是我国历史最为悠久的从事疫苗和血液制品研究及生产的专业机构，据说里面的研究掌握着中国的生物产业发展方向。
私企：有人说，一个硕士拿着一叠自己的简历去广州科学城转一天，肯定能找到工作。这里的私人生物企业或者是合资企业数不胜数，一般选择专业对口的毕业生。其中发展迅速和规范较大的要属华大基因，它是中国最大最先进的基因测序公司，也为很多高校学生提供奖学金和各种实习就业机会。
4.非研发的技术支持岗位
如果你不愿意做实验，还有很多生物技术公司的非研发岗位可供选择。生物技术公司是专门为生物学研究服务的企业，他们提供科研所需的各种高科技仪器、试剂以及其他的专业实验。这类公司的非研发岗位包括销售代表、技术支持、市场专员、客服代表、工程师等。这些岗位要求从业者具备生物专业背景知识以及良好的沟通能力。
四、报考指南
开设生物类专业的院校有两百多所，大致可以按综合性大学、师范类院校和特色专业院校分类。
作为理学的一个重要门类，生物学在综合性院校往往能得到较好的发展。国内顶尖水平的国家重点学科数量，被当作衡量高校科学研究实力的最关键参数之一。而雄厚的财力是与科研实力成正比的，所以我国首批评选的生物学一级重点学科，就包括清华大学、北京大学、复旦大学、武汉大学这几所著名高校。另外。四川大学，中山大学，浙江大学，上海交通大学等老牌高校也有生物学二级重点学科。
作为理学类的基础性学科，生物学专业在师范类院校的开设比较普遍。在全国217所招收生物学硕士研究生的大学中，师范类院校占了36所。师范院校一般以培养生物学教师为主要目的，但随着大学生就业市场的开放，一些实力较强的师范院校开始培养科研技术人才，其中优势学科单位有5所，分别是东北师范大学、北京师范大学、华东师范大学、湖南师范大学和南京师范大学。
由于主要学科与生物学的联系紧密，一些农林、医科、海洋等专业院校也会招收生物学专业的硕士研究生。这些院校的生物学专业极具特色，在与主要学科的交叉中获得了良好的发展。比如中国农业大学、西北农林科技大学、首都医科大学和中国海洋大学，就是其中的佼佼者。
另外，国家在一些重点高校中还设立了生物学基地班，全国只有19个，属于国家理科基础科学研究和教学人才培养基地。基地班实行“本―硕―博分流连读制”，经费方面有专门拨款，在实验条件、导师设置和保研名额上都有政策的倾向性，所以门槛也相对较高。
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组织工程基质材料研究进展 闫玉华，周文娟，李世普，万涛
组织工程用高度多孔生物可降解支架的制备 罗丙红，卢泽俭
人工血管基因修饰的研究进展 王继亮，王国斌
组织工程骨修复中的局部基因疗法 易静，汤雪明
血液密度测量及其在基础医学和临床中的应用 吕霞付，蔡绍皙
微囊化细胞移植的研究进展 周薇，王正荣
α稳定分布噪声下诱发电位潜伏期变化的自适应检测 邱天爽，王宏禹，李小兵，张旭秀，鲍海平，张杨
脑电逆问题的研究进展 郑旭嫒，万柏坤
联合疗法与放疗的比较 高悦，杨国胜，王健琪，范晓宇，王华
常用蛋白交联方法及其对胶原的影响 曹正国，李成章
训练特伦德伦伯格症步态的微处理器步态分析系统
由心磁图信号的ST段偏移计算的总电流矢量检查心肌异常的方法
在慢性声刺激期间心率变异性的24小时节律变化
由运动心磁图计算的电流比分布图检查心肌异常的方法
小型的经腹胎儿和母体心电图长时间记录器
连续心输出量监护系统
磁共振图像中非均匀场的校正 李音
微电极技术与脑运动性信息传导的研究 宋毅军，田心
信息融合技术及其在医疗监护系统中的应用 陈鹏慧，吴宝明
隐马尔可夫模型的原理与实现 刘河生，高小榕，杨福生
肝脏组织工程学中的胚胎干细胞 胡安斌，郑启昌
骨组织工程种子细胞的研究进展 郭宗科
骨组织工程材料的表面修饰和细胞粘附 刘刚，胡蕴玉
聚氨酯的血液相容性评价 胡国栋
聚乳酸制备研究进展 李曹，王远亮
基因纳米粒子在血管再狭窄的基因治疗中的应用 李大伟，冷希岗
人工神经网络在基因组信息学中的应用 陈志宏，严壮志
胚胎干细胞向神经细胞诱导分化的研究 沈干，丛笑倩，刘晓音，汪铮，曹谊林
植入式装置与体外程控装置数据交换技术的进展 曹妮妮，金捷，孙卫新，狄亮
磁感应断层成像及其实验室设计 李世俊，秦明新，董秀珍
生物芯片及其在生物医学工程中的应用 刘伟庭，郭希山，王钟，陈裕泉，王立人
电磁场对骨组织和成骨细胞的作用 赵云山，张西正，郭勇
载药纳米微粒的临床应用研究进展 肖延龄，李伯
组织工程中生物材料表面修饰的研究 郝杰，郑启新
骨髓间充质干细胞分离培养的研究进展 王运涛
脂肪组织工程研究进展 梁伟中
高强度聚焦超声"切除"肿瘤过程中的空化效应 顾惠琼
睡眠监护技术的发展 叶志前，郑涛，裘利坚
软骨组织工程种子细胞及预防其老化的研究进展 何黎升，高瞻，陈富林
Platelet-rich Plasma(PRP)在骨组织再生中的应用 刘兴文
独立分量分析及其在脑电逆问题中的应用 高诺，朱善安
哺乳类动物心室肌细胞的Luo-Rudy模型及计算机仿真研究的进展 金印彬，杨琳，阔永红，张虹，黄诒焯，蒋大宗
3D-EIT图像重建的研究进展 王妍，任超世
血浆蛋白对生物材料细菌粘附影响研究进展 李艳星，黄云超，熊素华
生物人工肝的临床应用及其生物成分研究中的几个热点问题 舒桂明
共同培养在生物人工肝中的应用 黄艳欣，刘晨
有限元分析法研究脊柱生物力学的新进展 高允海
磁共振谱成像(MRSI)技术的研究进展 钱勇先，黄敏，林家瑞
生物电流检测和组织功能成像的新技术 刘军，李光，陈裕泉
心脏建模仿真研究进展 霍梅梅，夏灵
基于突变理论的心脏运动数学描述 刘，李迪，孙尧
骨组织力学信号转导的研究 王昊，张西正，张永亮，郭勇
心室辅助装置的内皮化 李晖
基因工程的下游技术 周思翔，华慧，王正荣
软骨组织工程种子细胞的来源、培养和评价 孙安科，裴国献
角朊细胞培养技术最新进展 李政
异种煅烧骨材料的研究进展 赵铭，郑启新
脑磁源成像技术的研究进展 胡净，胡洁，汪元美
数据挖掘技术在生物医学领域的应用 余辉，吕扬生
诱发电位的非线性动态提取方法 耿新玲，田心
用于组织工程化培养生物反应器的研究进展 吴金辉，张西正，郭勇，武继民，李瑞欣
一种新型医用成像技术--微波激励热声CT 吴石增，于阳，宋涛
上皮干细胞发育调控与临床应用的研究进展 平浩
组织工程化人工皮肤的构建与应用 刘德伍，刘德明
生物人工肝研究进展 李津荣
肝细胞的低温保存及应用研究进展 刘鸿凌，王英杰
体外循环中的肝素涂层技术 杨剑，易定华
人工髋关节翻修术中骨缺损的修复与重建 肖联平
光纤纳米生物传感器的研究进展 李逸尘，潘爱英，姜信诚
纳米控释系统的应用 刘源岗，王士斌，翁连进
磷酸钙骨水泥药物缓释载体研究进展 杨莽，张彩霞，陈德敏
BMPs载体及缓释系统研究新进展 尹绍雅，常祥平
软骨组织工程种子细胞的基础和应用研究进展 张艳，崔磊，曹谊林
破骨细胞细胞骨架的研究进展 李青南，陈槐卿
由猪肝细胞组成的人工肝支持系统的安全性问题 刘青，段钟平
用于生物人工肝的肝细胞组织化培养 吴宇澄，赵卫红，余多慰
生物人工肝中肝细胞来源及培养的新进展 胡安斌，田源
癌热疗中超声无创测温方法的研究 吴水才，白燕萍，南群，夏雅琴
肿瘤热疗的热剂量学应用研究 王伟，李迎新
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【关键词】医学图形图像处理；信息学；大专；医学院校
一、引言
1999年6月9日，经纽约中华医学基金会（China Medical Board of New York，CMB）理事会批准资助，成立了国际医学教育专门委员会（1nstitute for Interna-
tional Medical Education，IIME）。该委员会的任务是为制定医学教育“基本要求”提供指导。在该机构制定的培养要求当中，生物医学工程相关知识，特别是“医学图形图像处理”被作为基础知识要求被提出。[5][8]
当前我国数字化医院建设的重点是医院内部的数字化建设。为实现无胶片化，需要建立覆盖全院医疗和办公区域的网络和pacs系统，实现ct、核磁、x线、病理、彩超、电子胃镜等图像的网上数字化采集、传输、存储、调阅等功能。而这些方面，都需要从业者具备相关的专业知识。但是医学图形图像处理教学在专科层次教学当中处于盲区。经过调查国内各省的40多所相关大专院校，其中开展了医学信息教育的学校目前的有12所。[1]授课内容基本是信息检索，少数涉及到了一些医疗管理软件的应用，至于医学图形图像方面的课程，高专的医学信息学教育中没有涉及，因此在目前大专层次的医学信息学教育体系的现状是：医学信息教育停留在信息素养的培养的阶段，没有进一步的考虑医学信息的处理，也就是说没有提升到技能的层面上。
二、国内外关于医学信息学教育的现状分析
医学信息学是交叉学科，起源于美国。现今美国的医学信息涵盖面，已经不仅仅局限于医学情报，信息资源建设、检索，其内涵已经扩展到了转化研究信息学、医学图像信息学。[3][4]
德国是国际医学信息学会（IMIA）的官方国家成员，其医学信息学、生物测量和流行病学协会（GMDS）提出医学信息学（Medizinische Informatik，MI）内涵：应该包括医疗信息的收集、加工与提炼过程。具体研究内容包括：生物信息学，医学图像处理，信息检索、决策支持等。[9]国外一些发达国家，医学信息学已经从信息素养教育上升到了信息技术教育的程度，并形成了专科-研究生-博士研究生的完整培养体系。
20多年来，医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一，其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率也更高。20世纪70年代初，X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命，与此同时，核磁共振成像象（MRI：Magnetic Resonance Imaging）、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础，带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用，使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展，同时将各种成像技术得到的信息进行互补，也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。而医学图形图像作为一门交叉学科，成为了一般医学本科院校临床专业与生物医学工程专业的主要的学科。
三、国内政策对于医学信息教育的扶持与指导方向
卫医研教发[2007]01号文件指出：卫生部医院管理研究所在相关部委的支持下，决定在全国开展“医疗卫生信息技术普及教育”工作，旨在建立和完善我国“医疗卫生行业信息技术教育体系”，并使之成为指导我国医疗卫生行业信息化建设对各类IT人才需求的重要依据；成为我国医疗卫生信息技术人员和医学院校学生走出国门与国际接轨的桥梁和纽带；成为我国全体医务人员和医学院校在校生必须掌握的一门现代化工具，从而提高医疗卫生行业的整体服务水平，为更多的患者提供更加优质的服务。
卫医研教发[2007]02号文件指出：加速推进信息技术在医疗服务、预防保健、卫生监督、科研教育等领域的广泛应用，普及医疗信息化知识，充分利用现代远程教育手段为广大医务人员提供继续教育机会，快速培养符合我国医疗卫生行业信息化建设急需的专业人才，满足人民群众日益增长医疗卫生服务需求。
卫医研教发[2007]03号文件指出：随着信息技术在医疗卫生领域的广泛应用，对“医信”复合型人才的需求已成为各级医疗机构在医疗信息化建设、应用和管理中急需解决的首要问题。
作为国内的大专院校，其教学的宗旨与目的是为基层输送大量的实用型医学人才，同时兼顾了向更高层次医学教育输送可持续培养的医学生。无论是从实用出发还是从可持续的培养出发，医学生在医学信息学上的教育都不容缺失。
四、目前医学信息教育环节当中的拓展方向
医学信息学是医学和计算机学科的结合，是医学发展的必经阶段。[2]该学科的发展需要大批掌握相关计算机技术和医学只是的高素质符合人才。
当前社会对于医学信息处理方面的人才需求量大，通过课程建设能够培养出符合社会要求的懂得医学信息处理应用类人才。使学生掌握医学图像的相关概念与图像处理中的图像变换，增强，恢复，压缩，图像的分割及特征提取等基本理论；掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展；了解医学信息三维可视化的技术和基本实现方法；并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架，逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力，并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。这样的才能使学生在数字化医院建设的大背景下适应需求，提高竞争力。[7]
五、专科层次开展医学图形图像教学的必要性和可行性
医学图像处理是当今各医学领域应用和需求广泛的一门学科，是生物医学工程专业的必修课程，也是计算机科学与技术（医学应用和医学智能信息处理方法）的专业主要课程。设置本课程的目的是：（1）使学生掌握数字图像的相关概念与图像处理中的图像变换，增强，恢复，压缩，图像的分割及特征提取等基本理论；（2）掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展，并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架；（3）掌握数字图像与医学图像处理的基本方法，逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力，并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。[7][8]
目前国内的专科院校鲜有开展这门学科的基础教育，主要原因是相关的教学条件要求较高（师资，设备）。但是做为专科院校，无论是从向基层输送基层的医疗服务人才这个方向来看，还是从为本科医疗院校输送继续教育人才方面来看，我们都有必要把这门重要的学科，在医学类专科层次进行普及性的基础教学。最为恰当的方式就是在医学信息学的教学内容中补充丰富医学图形图像内容。
专科层次的学生有他们的特点：基础和自学能力有待强化，而且在校学习时间比较短，他们需要和能够掌握的是跟专业相关的简易并实用的医学信息概念和技术，而不是高深的理论。根据专科学校的特点和学生基础情况，以及各用人单位（基层医院）对医学信息技术的需求情况，查阅国内外各医学院校医学信息专业教学资料，在现有计算机课程内容基础上，引入一定课时的医学数字图形图像处理，通过实践教学进行论证之后，完善出一套适合专科层次的教学大纲和实验大纲。
通过对大专医药各专业学生进行实用的医学信息技术与医学图形图像学教育，其目的是使学生更能适应各专业岗位的需求，从而提高专科层次毕业生就业竞争力；提高基层医疗卫生行业的整体服务水平，为更多的患者提供更加优质的服务。
参考文献
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篇9
关键词：一体化；医学仪器；实验平台；理论教学体系
作者简介：陈洪斌（1973-），男，吉林白城人，吉林医药学院副教授，研究方向为原子与分子物理学、大学生思想政治教育与管理。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2016）11-0073-04
职业院校一体化医学仪器技能实验平台“教学体系构建”内容的相关研究课题，是在医学院校职业化转型过程中出现的历史阶段性产物，是本科专业教学体系职业化改革的必然趋势。“改”就需要“变”，改变的程度不能仍然依附于现有本科专业教学体系而进行的小修小改、修枝剪丫，改革要适应于职业化人才培养目标，要努力形成“创新、创业”双创型人才培养模式。
生物医学工程专业（Biomedical-Engineering，简称BME）是一个含电子学、医学、化学、材料学等的学科交叉型专业[1][2]。在一体化实验平台建设的过程中，加强BME理论课程设置是非常必要的[3]。目前还没有与之相配套的教学体系构建内容直接对接使用，故而课题组根据BME专业发展方向及人才培养模式特点，提出了与实验平台相配套的理论教学中课程体系建设问题。学生要有一定的基础医学和电子学知识基础，如生物医学传感技术、医学仪器原理、影像技术等课程，与之相关专业课程的学习是桥梁。通过课程模块的学习为学生形成医学仪器原理分析与构成设计能力、诊疗设备操作能力、器械故障诊断与维护等能力而奠定坚实的理论基础。
一、一体化实验平台教学体系构建
在职业院校一体化医学仪器技能实验平台构建方案中，“教学体系构建”为其重要构成部分之一。教学体系构建涵盖通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程设计工作。含教学体系构建的一体化实验平台结构示意框图，如图1所示：
二、一体化实验平台教学体系构建原则
一体化实验平台教学体系构建主要环节为：通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程合理、适当设置等设计工作；该工作中课程设计内容、形式、教学手段与方法等各教学环节不能简单的被修改或近似等同于现有的课程理论教学体系，要真正体现出BME职业化教育的特色，更加注重学生个体实践技能提升的培养。
（一）理论教学体系构建方案设计基本原则及结构框架
坚持以为指导，科学、系统地阐述课程的基本理论和基本知识，科学处理课程体系与学科体系的关系，注意课程之间的内容衔接，遵循由易到难、由简到繁、由浅入深、循序渐进的认知规律，注意吸收新知识与新成果。贯彻理论知识传授与技能培养并重的方针，在教学内容和课程结构上做出相应调整，适当地增补学科的新进展、新理论和新概念，对各学科之间重复或交叉的内容做出相应的删减或调整，力求使教学大纲更贴近现代医学课程的要求。
理论教学体系构建方案设计结构层次框图，如图2所示。
一体化实验平台理论教学体系构建中，与BME专业相关、应开出课程设置为以下内容：
通识课程：含计算机应用基础；
基础课程：含高等数学、普通物理学、机械制图、C语言程序设计、概率论与数理统计、电路分析、线性代数、模拟电子技术、复变函数与积分变换、电工学、脉冲数字电子技术、系统解剖学、生理学、工程力学；
专业课程：含数据库程序设计、软件技术基础、自动控制原理、微机原理与接口技术、机械设计基础、单片机技术与应用、生物医学电子学、数字信号处理、医用仪器原理、检验分析仪器、医用影像设备学；
限定选修课程：含数学实验、文献检索、科研设计、医学图像处理、金工实习、医学仪器实验、医用仪器管理与维护、软件综合设计、单片机综合设计。
（二）辅助教学体系构建方案设计基本原则及结构框架
平台辅助教学体系主要构建环节为：通识课程、基础课程、专业课程、限定选修及其它课程等辅助实验教学设计工作；辅助实验教学设计内容，要体现出生物医学工程专业职业化教育的特色，更加注重学生个体实践技能能力的培养。实验技能即实验操作技能、实验数据处理能力、电路设计与制板能力、小型智能医学仪器的设计与实践应用能力的提高，为培养适应社会发展、适应医疗设备应用要求的复合型人才。
辅助教学层次设计结构框图，图3所示：
实验教学环节应辅助于相应课程理论教学内容，即在课程所在实验场所内进行实践活动。不同课程群对应不同实验场所，下面列举部分实验室功能与各课程群间对应关系：
通识课程实验室：计算机应用基础实验、数学实验、科研设计；
基础课程实验室：普通物理学、机械制图、C语言程序设计、电路分析、模拟电子技术、电工学、脉冲数字电子技术；
专业课程实验室：数据库程序设计、软件技术基础、微机原理与接口技术、机械设计基础、单片机技术与应用、医用仪器原理、检验分析仪器、医用影像设备学；
常规医学仪器设备实验室：金工实习、医学仪器实验、医用仪器管理与维护、软件综合设计、单片机综合设计。
三、理论教学体系构建方案设计问题研究
（一）理论教学体系构建方案设计――实践锻炼与认知过程探究
认知过程是对未知世界、未知领域的探索过程，通常以理论文献查找为前站。医学仪器技能养成的认知过程，则要通过现有理论进行相应教学设计，让医学生首先了解医学仪器设备有记录以来的发展历史，其次能够识别医学仪器设备种类与分类，使其在该领域产生浓厚的兴趣，最后再去深层次探索医学仪器设备带给人类的益处。实践过程，就是在了解与熟悉医学仪器构成、原理、使用功能等基础上，按着指导教师的引导对各种医学仪器设备进行实践应用锻炼过程，进而根据仪器设备故障外观，能够提出初步诊断等问题。理论教学体系构建方案设计中实践锻炼与认知过程是首要设计环节。
（二）理论教学体系构建方案设计――通识课程设置必要性探究
以本科课程为主，进行通识课程理论知识学习。如《医疗器械认知实践》课程应该作为BME通识课程，让学生去学习；该课程具有“广而浅”的特点，利用这种特殊性，让学生在还不懂专业知识的同时步入了医学仪器技能培养的领域内，通过逐渐接触专业领域内常识性问题，让学生知道自己将来的学习方向[4]，提升学生的学习兴趣。理论教学体系构建方案设计中通识课程的设置是必要的。
（三）理论教学体系构建方案设计――基础理论知识学习探究
以本科课程为主，进行专业基础课理论知识学习。理论教学体系构建方案中，专业基础课理论知识体系建设起到支撑作用，其促进知识体系融合，形成闭合知识链条。教材建设是前期工作，选择知识体系认知设计比较好的教程，或者课题组自行编选适用BME学生使用的教材；合理设计，增、删、减具体教学内容，提炼教材的适用度。课程群建设是基石，如普通物理学、电路分析与综合、电子学基础等，形成一个基础知识认知课程体系，支撑医学仪器技能训练计划工程的基础课理论知识学习。
（四）理论教学体系构建方案设计――深层次理论知识学习探究
以本科课程为主，进行专业课深层次理论知识学习。综合应用能力的提升，基本实验技能的养成，必然要进行诸如传感器学、集成电路、CPLD、单片机、程序设计、Matlab、医学信号采集与医学图像处理等专业课深层次理论知识的学习；否则，无法满足时展对医学仪器设备更新换代的需求。基础知识的学习是认知过程的前身，专业课深层次理论知识学习是后事之师。
（五）理论教学体系构建方案设计――先进理论与技术引入课堂教学探究
在本科课程学习基础上，将先进理论与技术引入课堂教学。BME教学体系的重要组成部分包括：电子应用技术、计算机应用技术、信号测量分析处理技术和基础医学知识等，其具有理论性、技术性和实践性都很强的特点；同时产品开发周期短、技术更新快，有必要将更为先进的、前沿技术理论引入课堂，培养学生具有一定分析问题、解决问题的能力[5]。
四、基于实验平台辅助教学系统设计研究
（一）辅助教学系统设计――基础验证性实验问题研究
基于实验平台辅助教学系统，以本科课程、基础验证性实验设计为基础。根据实验数量、名称、内容、目标要求等，进行电路实验设计与开发、电工学实验设计与开发、模拟与数字电子技术基础实验设计与开发等研究。目的明确，力求基础，养成思考问题习惯、培育实践动手能力、促进潜在开发意识、形成基本职业技能。
（二）辅助教学系统设计――虚拟仪器开发平台研究
基于实验平台辅助教学系统，开发虚拟仪器平台。实验室虚拟仪器工程平台（LabVIEW-Laboratory Virtual Instrument Engineer-ing Workbench），由美国NI公司推出，且以图形化编程语言为主的一种虚拟仪器开发平台；以LabVIEW为契机，可模拟实现常规医学电子仪器功能的基础上，并可适当开发出更多功能，应用虚拟技术来处理医学信号，使医学电子仪器模拟设计变得更加方便[6]。也可依托嵌入式医学仪器系统，充分利用该系统功能可靠、性价比高等优点[7]，开发相应产品，最后由模拟仿真到产品生产。虚拟仪器平台开发能力高低，是测试学生医学仪器实践技能的最佳手段。
（三）辅助教学系统设计――软件仿真实验问题研究
基于实验平台辅助教学系统，以本科课程为基础，进行各门课程的实验数据仿真实验设计。将实验室中的各类实验数据，进行验证性研究，对如何能够克服工作环境、人为、仪器设备等因素造成的误差问题进行探讨；在软件上是否能够跑通，如何选件，对电路设计进行可行性分析等，节省时间、节约成本，防止器件使用中的浪费，减少软硬件间调试问题。软件仿真实验设计技巧的熟练应用，是医学生对医学仪器软、硬件综合应用能力提升的体现。
（四）辅助教学系统设计――设计性实验问题研究
基于实验平台辅助教学系统，以本科课程、设计性实验为核心。根据实验设计意义、目标要求等，进行传感器学实验设计与开发、集成电路实验设计与开发、CPLD实验设计与开发、单片机实验设计与开发、程序设计实验设计与开发、软件仿真与Matlab实验设计与开发、医学信号采集与医学图像处理实验设计与开发、小型医学仪器实验设计与开发等研究。以问题设计为中心，开展探究式实验教学，促使学生第一时间了解学科最前沿科技进展，培养潜在科研意识[8]。
（五）辅助教学系统设计――医学仪器设备调试与操作水平能力提升研究
基于实验平台辅助教学系统，提升仪器设备调试与操作者应用水平。操作者必须了解、掌握其使用原理和应用方向，以虚拟仪器使用为例：虚拟仪器操作面板，与常规仪器设计具有相似性，如开关、指示灯等控制部件的图形化表示，通过操作、控制虚拟面板，从而完成对被测信号的采集、分析、存储、显示及输出等功能[9]。仪器设备基本信息、使用功能等基本知识的掌握，是医学生提高医学仪器设备调试与操作水平能力的前提。
（六）辅助教学系统设计――医学仪器设备故障诊断与维护能力养成研究
基于实验平台辅助教学系统，培养仪器设备故障诊断与维护者技能水平。维护者必须熟悉各类仪器设备结构构成、工作原理，以虚拟仪器使用为例：虚拟仪器主要由硬件和软件两大部分构成，虚拟医学电子仪器以计算机为核心，利用软件来完成生物医学信息的采集、处理、分析、显示等功能[10]。仪器设备结构构成、工作原理等知识的掌握，是医学生提高医学仪器设备故障诊断与维护能力养成的前提。
五、基于一体化实验平台推动教学方法改进
探索多种教学方法，提高学生的学习热情与效率，提高教学效果。如通过启发式教学，由原理结论教学转移到设备应用教学上来，再反作用于原理学习，调动学习积极性，提高学生解决问题的能力；采用比较教学法，让学生发现不同原理设备的共同点和各自设备自身的特点，引导学生发现医学仪器各原理及各设计方法的本质；争议讨论式教学，针对有争议的授课内容，安排学生课下查证，课上讨论，促进学生积极思考，激发学生学习的潜能；教学中要发挥网络技术优势，将教学融入网络世界中去，克服传统教学内容更新慢较慢等弊端[11]。
综上所述，为培养适应社会医疗服务发展需求，适应医疗设备辅助治疗、康复、预防、保健等应用功能要求的技能型人才，依托一体化医学仪器技能实验平台，提出教学体系构建设计方案是必要的；其为高校一体化医学仪器技能实验平台构建设计工作主体构成部分之一。
参考文献：
[1]王保华.生物医学测量与仪器（第二版）[M].上海：复旦大学出版社，2009.
[2]陈浩，李本富.用MSP430实现腕式心电检测仪的研制[J].第四军医大学学报，2004（5）：427-429.
[3]陈洪斌.高校一体化医学仪器技能实验平台建设探析[J].职业技术教育，2014（32）：53-54.
[4]胡秀枋，等.《医疗器械认知实践》教学模式剖析[J].生物医学工程学进展，2015（1）：60-62.
[5][11]吴效明，等.加强实验实践教学体系建设 培养理工科综合型人才[J].医疗卫生装备，2010（2）：115-117.
[6][9][10]刘艳，等.基于LabVIEW的医学电子仪器开发[J].医疗装备，2010（8）：5-6.
篇10
前言
全面部骨折(Panfacialfractures)是指面中1/3与面下1/3骨骼同时发生的骨折，骨折涉及颅领面部上下领骨区、颧眶区、鼻眶筛区和(或)额区等多个部位，伤情常较凶险，造成比较复杂的面部畸形，咬合关系紊乱和张口受限，并常伴有全身多器官损伤。在治疗上，不是将相关部位骨折的治疗方式简单汇总，全面部骨折类型多种多样，治疗难度大，处理不当可造成复位不准确，致术后咬合紊乱及面部外观畸形，严重的可能危及患者的生命体征。常规的诊断方法为普通X线摄片和常规CT扫描，它们对于全面部骨折往往显示欠满意，漏诊率较高，无法满足临床实际需要。近年来，随着计算机及图像技术的迅猛发展，通过计算机辅助生物医学治疗方式取得了飞速的发展，在领面部创伤整形也取得了可喜的研究成果。笔者通过我院治疗全面部骨折的临床经验，并结合近年来计算机辅助生物医学技术对全面部骨折的术前设计、诊断及手术治疗模式及进展作一综述。
1全面部骨折的定义
口腔领面部由上领骨、下领骨、颧骨、鼻骨、颖骨、愕骨、蝶骨等共同组成，在交通事故、坠落、体育比赛等意外事故中经常发生领面部撞击性损伤，故领面部骨折呈逐年递增趋势。由于组成领面部的骨形态不规则、骨质薄弱、外形突出等特点。在遭受外力击打后，患者常常出现严重移位的多发性骨折，并波及毗邻的组织和器官的损伤。研究显示90%的患者合并有不同程度的眼损伤眼球，4.4%的患者合并颅骨骨折，17.5%的患者合并闭合性颅脑损伤，22%的患者合并颈椎骨折，4.5%的患者伴有严重的出血川。如诊断和处理不当，常造成多种难以纠正的并发证和畸形，它一直是领面外科治疗中一个比较棘手的问题。但以前并没有对这类多发性骨折进行明确的定义，其诊断依据、治疗原则也缺乏统一的认识。近年来随着研究人员对面部骨折特点的认识和诊断技术的不断发展，领面部多发性骨折才逐渐被重视，并认识到在治疗上它并不是将相关部位骨折的治疗方式简单的汇总，必须按照一定顺序，通过术前精确的设计，有组织、有步骤地达到功能与形态并举的治疗效果冈。2003年在口腔领面创伤暨修复重建会议上正式将这类骨折命名为全面部骨折(panfacialfiacn叮e)。并指出全面部骨折的治疗一方面以恢复正常咬合关系作为解剖复位的金标准;另一方面要恢复面部的对称和匀称、张闭口功能、眼球位置和运动功能。并认识到现代生物医学技术对全面部骨折的发展产生了积极的推动作用。折的常规诊断手段(图l)。
2三维重建显示技术
领面部骨骼血运丰富、空间结构复杂。下领骨有升领和降领肌群附着，骨折时常因肌群的拉力而发生断端错位，临床表现为张口困难、咬合关系紊乱。软硬组织在领面部共同形成了一些生理性腔隙，还存在一些具有特殊功能的组织如唾液腺、面神经、颖下领关节，既往常规采用X线摄片进行诊断和辅助治疗，这些影像检查在评估全面部骨折的空间关系和移位程度时常感到棘手，误诊和漏诊率比较高;很多患者只有在手术过程中才能了解骨折的实际情况，为手术方案的制定带来了一定的困难。20世纪70年代，电子计算机X线体层摄影机CT的发明，为颅领面骨折的诊断，提供了更加准确有效的手段。由于该技术的不断发展和革新，已由最初单纯的以横断面为主的形态学诊断工具，转变为可以多平面重建的影像诊断技术。人体三维重建显示技术实现了二维图像对应点与三维空间位置和解剖结构上的一致，从而准确重建出人体的三维结构采用该技术能够直接地、从任意角度显示人体的各种组织器官及病变部位的三维形态，并可对病变进行定性定量分析，使图像不再损失其原有的结构信息，极大地提高了诊断的准确性。得到的信息，影像形态逼真，直观，易于理解和评估病情;三维重建显示技术是通过多排螺旋CT，把头颅水平位、矢状位及冠状位扫描的图像重组起来，获得领面骨折解剖定位的三维图像[3]。根据三维重建的方式不同又可分为表面遮盖法(shadedsu到触eedis-p一ay，ssD)、容积再现(volumerendering，VR)和多平面重建(Multi一planereconstruction，MPR)，其中ssD和VR可逼真的显示颅面骨的立体表现，对于颅面骨较大、移位较明显的骨折显示尤佳，并直观的显示骨折的部位、空间移位的方向和程度，有利于临床医师理解和评估损害情况。MpR对于颅面骨骨折的显示率高，可以显示常规CT的二维图像难以显示的与扫描平面平行或近似平行的骨折线，并能评估软组织的改变情况，为了精确定位领面骨的整体图像，可根据实际需要进行选择lno我院对于全面部骨折采用三维重建进行临床诊断的研究表明采用三维重建有利于观察空间领面部结构复杂的骨折立体结构、形态和骨折的空间移位;对于分析受力方向，了解力量大小以及骨折损害也有重要的帮助，便于手术方案的制定术后疗效的评价提供可靠的依据，目前二维重建技术已经成为领面部骨折的常规诊断手段(图l)。快速成形和反求工程技术的应用上世纪90年代以前，在对这类病人的手术方案的设定时，医生只能通过间接方法或有创性检测手段获得诊断信息;如观察CT断层图像、B超、手术探查等。而后随着技术的发展与进步，快速成形和反求工程在人体三维重建的基础上、电子计算机和影像学快速发展起来的一项理工医结合的新技术。
3快速成形和反求工程技术的应用
该技术在上世纪90年代在国外开始用于临床，它是基于CT图像、逆向工程(reverseengneering，RE)和计算机辅助设计技术(computerassis加叮tdesign，cAD)的人工三维活化结构数字化设计方法!习。也就是将实物变为计算机辅助设计CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，其基本方法是首先对患者健侧进行CT扫描，获得其三维图像基本数据，利用图像处理技术及RE(逆向工程)技术实现个性化人工替代骨表面复杂曲面数字化三维模型重建，然后再结合三维建模技术分别设计骨骼外形结构和内部结构组装得到需进行骨修复的设计模型问。它的优点是患者通过临床CT扫描即可在工作台即刻得到三维立体的头模快速原型;并在此基础上根据患者实际情况制作各种移植物以及设计手术方案。该技术可使修复手术后的外形获得最佳的轮廓外形。这种技术不仅能有效的对患者全面部的骨折及缺失情况作出有效的诊断，还可用于临床治疗前的手术设计和临床疗效预测。完全符合“个体化”医疗的现念并促进了“个体化”修复外科的发展。2000年以后国内一些单位也先后开始应用。上海第二医科大学及第四军医大学通过人体三维重建技术对患者面部进行数据采集，经反求工程软件处理，依据健侧组织数据设计出缺损处修复体表面数据，并利用模具软件设计出修复体模型的三维数据，最后通过快速成型方法制作出修复体的骨折固位模型，并结合铭骨移植和即刻种植技术成功对下领骨缺损患者进行了临床修复m。
4计算机导航外科手术技术
以前骨折手术主要依赖于人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料(X线片、CT、MRI)进行定位。但是骨折移位或解剖标志的丧失等往往会导致术中的定位偏差。为提高手术的精确度、准确度和安全性，缩短了手术时间和减小了手术创伤。1986年，日本、美国和瑞士几乎同时开发了由交互式二维CT机组成的导航设备，这就是最初的技术的应用;1992年，使用红外线跟踪技术的影像导航系统在美国开始应用于临床。计算机辅助导航外科手术(comPutedtomograp妙baseds也，cai~•gation)是利用现代数字影像技术如CT、MRI、PET所得到的多模式图像数据，通过计算机处理和分析，精确设计手术方案，模拟手术操作;并借助空间定位导航系统，实现术中实时三维可视定位。从而进行手术导航，使外科手术更趋于精确和微创，为外科技术的发展开辟了崭新的领域阁。新技术新型的计算机辅助导航系统可将患者的术前薄层CT扫描(可达0.8~)或MR扫描数据进行处理，使患者的骨骼扫描数据变成三维立体虚拟图像储存在计算机中冈。医生可在术前利用该计算机系统进行详尽的手术设计。术中应用光学定位系统，跟踪测量手术器械上的发光二极管或被动反射球的位置。由计算机测算手术器械与作的骨结构之间的位置关系，可以动态的显示手术器械的正确位置、前进方向和推进距离等，较虚拟透视系统更准确。这种新型系统已经广泛用于临床。该技术从诊断、手术模拟、术中导航等全方位支撑整个外科领域深人发展。与传统的手术模式相比，其优势在于:①精确定位术区解剖结构及病理组织，便于术前诊断;②术前仿真模拟，制定手术计划，提前了解手术疗效;③术中三维可视实时导航，指导手术步骤;④控制切除范围和手术人路，保护重要组织结构;⑤可虚拟手术便于教学及远程医疗。对口腔领面外科而言，通过虚拟三维空间设计方案，切割移位骨折断端并定量移动或旋转游离骨块(图略)。通过导航手术截骨器械，模拟畸形矫治和骨折复位;Hoffinalma等采用该技术治疗颧骨及上领骨骨折后认为，采用计算机导航外科手术治疗面中份骨折有利于制定精确的术前计划和即时术后疗效评估。
