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生物医学工程应用领域范文1
前言
三维打印（Three Dimension Printing，简称3DP）属于一种快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术，它由计算机辅助设计（CAD）数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等[1]。三维打印起源可追溯于上世纪八十年代，1984年查尔斯・赫尔发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术，并于1986年成立了3D Systems公司，开发了第一台商用立体光敏3D打印机，1988年，斯科特・克伦普发明了熔融沉积成型技术（FDM）并于1989年成立了Stratasys公司，随后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先进的两家3D打印公司。我国清华大学颜永年教授于1988开始研究3D打印成型技术，华中科技大学王运赣教授以及西安交通大学卢秉恒院士等，纷纷于上世纪90年代起就开始涉足3D打印成型技术的研究。
1998年，清华大学的颜永年教授又将3D打印成型技术引入生命科学领域，提出生物制造工程学科概念和框架，并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印设备，为制造科学提出了一个新的发展方向--生物制造。生物制造的一个重要手段即是生物3D打印。生物三维打印是以活细胞（living cells）、生物活性因子（proteins and bio-molecules）及生物材料 （biomaterials）为基本成形单元，设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构，是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科，它是目前3D打印技术研究的最前沿领域，也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向[2，3]。
1 3D打印技术的分类
目前比较典型的3D打印快速成形技术主要分为三种[4]：
1.1 粉末粘结3D打印光固化材料3D打印与熔融材料3D打印
粉末粘结3D打印是目前应用最为广泛的3D打印技术，其工艺过程如下：首先，在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料；其次，依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上，使粉末材料粘结，形成单位实体截面层；再次，将工作台下降一个单位层厚；最后，重复第一步至第三步，逐层堆砌，形成三维打印产品。其存在缺点是，通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低，一般需要后续工艺提高其强度，但后续处理工艺会导致零件体积收缩，变形严重。
1.2 光固化3D打印（光敏三维打印）
该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型，光敏材料三维打印成形基于喷射成形技术和光固化成形技术，喷头沿X方向往复运动，根据零件的截面形状，选择性喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面轮廓，在紫外光照射下光固化材料边打印边固化，层层堆积至制件成形完毕。但其应用于骨骼类产品打印的主要缺点是，当前具有生物活性的骨骼类材料如羟基磷灰石，生物玻璃等材料自身不是光敏性材料，需与光敏材料混合使用，因此影响产品的生物活性在打印后将受到很大影响。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三维打印成形基于熔融涂覆成形（FDM）专利技术，分别加热两种丝状热塑性材料至熔融态，根据零件截面形状，选择性涂覆实体材料和支撑材料形成截面轮廓，并迅速冷却固化，层层堆积至制件成形完毕，其原理与光敏材料3D打印成形类似 [16]。目前熔融材料三维打印成形，可采用由磷灰石和骨骼所需的有机盐配置而成的骨水泥，不需要额外添加紫外光照射固化所需的光敏介质，有利于保证材料后续的生物相容性和生物活性。但由于挤压式喷头的喷嘴处压力大，容易造成阻塞现象，因此对喷嘴和材料浆料的粒径要求较高。
除三维打印外，应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括立体光刻成形（SLA）、选择性激光烧结成形（SLS）堆叠、实体制造（LOM）、熔融堆积成形（FDM）等，但这些工艺大多需要配备价格昂贵的激光辅助系统，且成型工艺实质上还是类似于上述三种材料叠加-固化技术。因此，三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术，发展潜力巨大，在医学中的应用前景广阔，其推广应用将对传统的医疗产品生产模式带来颠覆性的影响。
2 三维仿生重构建模技术的发展
基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要研究内容之一。3D打印生物构件的实现首先需要在计算机环境下有效重构和建模，生成可用于驱动打印喷头的指令数据进而操控成型设备实现产品成型。随着医学影像技术的发展，人体组织的二维断层图像数据可以方便地获取以进行医学诊断和治疗。但是，二维断层图像只是表达了某一截面的解剖信息，医生可以凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，可三维打印设备却无法根据这些断点数据进行立体三维成型，因此，基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要前驱步骤。
由于CT或MRI等检测设备扫描得到的二维图像信息不能直接用于快速成型，只有通过专用软件将二维断层图像序列重建为三维虚拟模型，并生成为快速成型机可以接受的STL（Stereo Lithography）格式图形文件，才能最终制造出生物产品三维实体模型。近十多年来，欧美等发达国家的科研机构对于医学图像三维重建的研究十分活跃，其技术水平正从后处理向实时跟踪和交互处理发展，并且已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站和虚拟现实结合起来，代表着这一技术领域未来的发展方向。
在市场应用领域，国外已经研制了三维医学影像处理的商品化系统，其中，比较典型的有比利时Materialise公司的Mimics、美国Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在国内，中国科学院自动化研究所医学影像研究室自主开发的3D Med是基于普通微机的三维医学影像处理与分析系统，系统能够接收CT、MRI等主要医疗影像设备的图像数据，具有数据获取、数据管理、二维读片、距离测量、图像分割以及三维重建等功能。清华大学计算机系研发的人体断面解剖图像三维重构系统能给外科手术中的影像诊断提供一定的参考。中国科技大学在应用Delphi开发三维重构软件的研究上取得了很好的成果。国内企业也研发了一些三维医学影像处理系统。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高级图像处理软件”于2005年4月投入市场。它能对二维医学图像进行快速的三维重建，并能对临床影像的数据进行科学有效的可视化和智能化挖掘和处理，为临床提供更多有价值的信息。但目前国外优秀软件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的价格非常昂贵，且其技术严格保密。国内的产品大多没有自主知识产权和成熟的商业应用模式。
3 3D打印技术在生物医学工程中的应用
3D打印技术在生物医学工程中应用广泛，其应用领域大致包括：体外器官模型、仿生模型制造；手术导板、假肢设计；个性化植入体制造；组织工程支架制造；生物活体器件构建以及器官打印；药物筛选生物模型等。如图1所示为3D打印在生物医学工程中的各种应用情况[5-7]。
3.1 体外器官模型、仿生模型制造。该类应用主要用于医疗诊断和外科手术策划，它能有效地提高诊断和手术水平，缩短时间、节省费用。便于医生、患者之间的沟通，为诊断和治疗提供了直观、能触摸的信息，从而使手术者之间、医生和病人之间的交流更加方便。
3.2 手术导板、假肢设计。该类应用便于订制精确的个性化假体，实现个性化医疗需求。根据患者缺损组织数据量身订制的假肢，可提高假肢设计的精确性，提高手术精确度，确保患者的功能恢复，减少患者的痛苦。
3.3 个性化植入体制造。人体许多部位的受损组织，需要个性化定制。如人类面部颌骨（包括上下颌骨） 形态复杂， 极富个性特征， 形成了个体间千差万别的面貌特点。人类的头颅骨，需要准确与颅内大脑等软组织精确匹配扣合，人体的下肢骨、脊柱骨等会严重影响患者今后的步态及功能恢复。因此这类修复体可通过3D打印技术实现个性化订制和精确 “克隆”受损组织部位和形状。
3.4 组织工程支架制造。如通过3D打印技术设计和制备具有与天然骨类似的材料组分和三维贯通微孔结构，使之高度仿生天然骨组织结构和形态学特征，赋予组织工程支架高度的生物活性和骨修复能力。
3.5 生物活体器件构建以及器官打印。此方面的应用大多涉及活体细胞的生物3D打印技术。细胞三维结构体的3D构建可以通过活细胞及其外基质材料的打印构建活体生物器件。如英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作，首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能。美国康奈尔大学研究人员最近在其发表的研究论文中称，他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵，可以用于先天畸形儿童的器官移植。
3.6 药物筛选生物模型。药物筛选指的是采用适当的方法，对可能作为药物使用的物质（采样）进行生物活性、药理作用及药用价值的评估过程。作为筛选，需要对不同化合物的生理活性做大规模横向比较，因此有研究人员指出通过3D打印技术，精确设计仿生组织药物病理作用模型，可以使人们开在短时间内大规模高通量筛选新型高效药物。最近，四川大学联合加州大学圣地亚哥分校等科研机构，通过3D打印技术设计了一款肝组织仿生结构药物解毒模型（如图1-c），该研究成果发表在最近一期的Nature Communications上，受到3D打印研究领域的广泛关注。
3D打印在生物医学工程中应用：（a）3D打印磷酸钙骨组织工程支架； （b）3D打印细胞、活体器官构件；（c）3D打印肝组织仿生结构药物解毒模型。
4 结束语
三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段，3D打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用，其应用以及发展现状表明：3D打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮，发展我国生物三维打印技术，对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。
参考文献
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生物医学工程应用领域范文2
当今的社会是信息的社会。要使信息得到及时利用，为国民经济和科学技术以及国防工业的发展服务，必须对信息数据的采集、加工处理、传输、存储、决策和执行等进行全面的技术革新，以适应社会发展形式的需求。因此，信息科学技术有着极其广泛的重要应用领域，如通信、雷达、声纳、电子测量仪器、生物医学工程、振动工程、地震勘探、图像处理、计算机科学等。各领域的电子信息系统往往具有不同的性能和特征，但是电子信息系统设备的设计都涉及到信息表征和信息处理技术，如果这种信息科技能获得新的突破，电子信息系统产品将走上新的台阶。
当前信息系统智能化和具有高的鲁棒性及容错性是值得研究的重大问题，虽然人工智能和专家系统已取得好的成绩，但还不适应信息社会发展的需求，需寻求新的发展途径。21世纪被称为“智能化世纪和人工神经网络世纪”，信息科学与脑科学、认知科学、神经生物学、计算机科学、非线性科学、数学、物理学诸学科相结合所产生的神经计算科学，为实现新的信息表征和信息处理提供了新的手段，将使信息技术和信息系统智能化得到飞跃的发展。
21世纪是信息社会的智能化时代，信息高速公路的发展加速了通信技术和多媒体通信系统进入网络化、智能化进程；开拓国际互联网，使千家万户能在因特网和大型计算机网络上搜索和浏览各种信息，这都涉及到通信系统和信息处理系统的高度智能化问题。
现代信息处理要解决的问题往往是很复杂的，它要完成由输入空间到输出空间的映射，这个映射可以是线性的，也可以是非线性的，所以信息处理系统是有序结构的物理系统中的映射，恰好是与神经网络信息处理同构。
2 人工神经网络信息处理
一般来说，智能信息处理可以划分为两大类，一类为基于传统计算机的智能信息处理，另一类为基于神经计算的智能信息处理。前者信息系统包括智能仪器、自动跟踪监测仪器系统、自动控制制导系统、自动故障诊断和报警系统等。在人工智能系统中，它们具有模仿或代替与人的思维有关的功能，通过逻辑符号处理系统的推理规则来实现自动诊断、问题求解以及专家系统的智能。这种智能实际上体现了人类的逻辑思维方式，主要应用串行工作程序按照一些推理规则一步一步进行计算和操作，应用领域很广。后者是用人工神经网络来模仿延伸人脑认知功能的新型智能信息处理系统，即仿造人脑的思维、联想记忆、推理及意识等高级精神活动的智能，这类神经智能系统可以解决传统方法所不能或难以解决的问题。例如美国研制出的一种电子“侦探”(苏联《科学与生活》，1990年)，就是用神经网络做的能辨识人面孔的智能系统，只要让它看一下某人或他的照片就能记住描述此人面貌的256个数字参数，同时能记住达500人，思考辨认时间总共为1s。人工神经网络系统具有很高的容错性和鲁棒性及自组织性，即使连接线被破坏了50％，它仍能处在优化工作状态，这在军事系统电子设备中有着特别重要的意义，故美国无人侦察飞机已用上这种神经信息系统。美国许多公司生产的神经网络芯片及神经智能系统已商品化。今年最新报导：美Attrasoft公司做出世界上最大的百万个神经元的神经网络(软件)。
3 盲信号处理技术
盲信号处理包括多个信源混合的盲源分离、多通道传输信道的参数估计和系统辨识、盲解卷积和盲均衡技术、盲阵列信号处理和盲波束形成技术等，在通信、雷达、声纳、控制工程、地震勘探、生物医学工程等领域有着极其重要的应用价值，是国际上非常重视的热门研究课题。从数学上讲，盲信号处理问题可以用X(t)=AS(t)来描述，这里X(t)是已知观测数据矢量，而信号矢量S(t)和系统参数矩阵A都是未知的，如何只由观测矢量X(t)来推求S(t)或A，其解将存在不定因素，可能有许多不同的两个量相乘而得到同一个观测数据X(t)。求解这类问题是一个国际性的盲处理难题，但该问题有很高的实用价值。图像、语声、中文诗词及英文文字等多媒体信息混合后的盲分离问题，最高信号干扰之比高于70dB。
生物医学工程应用领域范文3
中华人民共和国医疗器械注册证是我国对医疗器械生产者、销售者和使用者实施全面管理的基础。根据国家对医疗器械一词的定义可知，医疗器械涵盖了现代医学在人类疾病诊断、治疗和康复过程中所使用的全部工具和辅助设施（包括各种医疗设备、手术器械、医用耗材、体外试剂、病房用具和医疗工程）。医院作为医疗器械的使用者，同时对医疗器械的管理也肩负了十分重要的任务。随着人类对健康保障要求的提高，现代医疗器械的发展进程明显加快，导致医院在用医疗器械的数量和种类随之急增；同时，由于医疗器械的生产、使用、维护、维修、管理和质量控制等越来越复杂，故这一管理任务必须由医院的某个职能部门来实施，也就是日常所说的“维修科”、“器械科”或“设备科”等；目前，我军正式改称“医学工程科”。由此不难看出该部门有了自己的学科建设方向，即“临床医学工程学”已被提上了议事日程。从以下几个方面可以看出医学工程科发展的现状和必要性。
1 医学工程科的现状
1.1 医疗器械的种类和数量增多
各医院年度设备采购经费逐年递增说明了这一点，例如国内某医院从1987年设备采购经费仅600万元左右，到2007年则高达6000多万元。
1.2 医疗器械的复杂性增加
表现为材料、生产工艺、维护和维修复杂；评估选型和采购决策困难；计量和质控要求严格，否则，医疗质量难以保障。
1.3 学术和管理界已高度重视该学科
2002年11月科学出版社出版了由姜远海主编的《21世纪高等医学院校教材-临床医学工程技术》一书；2007年1月人民卫生出版社出版了由杨虎主编的《临床医学工程教程》一书；同年，中国医学考试网公布了《2007年临床医学工程技术专业考试大纲》［内容包括：(1)基础知识（医学基础知识、自然科学基础知识）；(2)相关专业知识（管理基础知识、专业英语和计算机基础）；(3)专业实践能力；(4)专业知识（医疗设备知识和医疗设备管理）］。
2 临床医学工程学主要内容
2.1 临床医学工程学基础内容
2.1.1 临床需求与论证
临床需求主要包括购新、维修及医疗器械的改造升级等，不论那一种需求，都有必要对其学术效益、社会效益及经济效益进行全面的论证，其中学术效益是根本。就学科建设而言，可以把学术效益看作春天播种的种子，实际上也就是能否解决特定学科建设及其医疗、教学和科研的问题，同时兼顾医院整体发展的问题；经过夏天的辛勤劳动，到了秋天你才能收获经济和社会效益这两个果实。
2.1.2 选型与评估
主要是一定要保证所采购医疗器械的技术先进性、可靠性和可维修性，为此对计划购置的厂商的医疗器械产品要进行纵横两个方向的评价；同时，对医疗器械的安全防护、节能性和配套性等问题也应当高度重视。2007年10月国家卫生部办公厅就城市医疗机构卫生装备评估选型推荐了第二批32品目362种规格型号的医疗器械产品，在选型与评价时可供参考。
2.1.3 采购计划
医疗器械购置计划应当有长远规划、中期计划和年度计划。制定医疗器械购置计划应当坚持经济性原则、有效性原则和先进性原则；其程序应当包括： （1）使用部门提出申请；（2）收集产品信息初步汇总；（3）分析研究产品信息确定方案；（4）拟定方案提出预算；（5）综合平衡确定计划。
2.1.4 产品标准
医疗器械产品标准是一个完整的体系，包括有国家标准（GB)、行业标准(YY)和产品注册标准（有国产、进口两种）；国际上一些非营利专业组织的相关标准具有重要的指导意义，而欧盟和美国标准也往往具有较大的参考意义。
2.1.5 集中招标采购
可参考《招投标法》等相关法律法规以及各级管理部门的相关规定。
2.1.6 安装、调试与验收
（1)安装与调试：主要内容一是使用环境的技术要求；二是安装调试的程序（验收合格后进行；参加安装调试的人员要做好安装调试的各项准备工作；对大型设备安装调试、使用和维修人员进行技术培训；调试时要按照说明书进行；调试过程中操作人员要多操作，多熟悉，尽快安排 “考机”；安装调试完成，仪器能够正常运转，应予签收；医疗设备的保修）。（2)验收：一是验收前的准备工作：包括：验收资料的准备；验收人员和部门的准备；制定验收方案；建立验收记录和验收报表；做好辅助设备的准备；验收工具的准备；对于进口医疗设备需申请商品检验；对于进口计量设备需申请计量检定。二是验收的程序：包括：开箱；清点；查验外形；检查机内组件；重点检查精密易碎部件；在验收过程中，所有与合同要求不符的情况都应当做好有关记录并拍照、录像以备索赔。
2.1.7 维护与维修
（1）维护：一般指周期性地对特定的医疗设备进行的预防性维护（Preventive Maintenance，PM )，这一系列周期性的科学维护工作主要包括： ①操作性能测试及调整；②电气安全测试；③外观、控制部件及内部清洁、、更换易耗元件。（2）维修一般可分成下面三种情况：①保修：新机带的，或新机过保后买的，过保后买的则可能采购成本非常高，且服务情况也无标准可言；②自修：一般大型设备较难，主要由图纸、密码和备件供应所引起；③第三方维修：目前，医疗器械维修的社会化问题已被提上了议事日程，虽成本较低但风险较大。
2.1.8 报废
要确定标准的技术鉴定程序和分级审批程序。
2.1.9 信息和档案管理
（1）按国家《医疗器械分类目录》进行信息的收集和归档；（2）将医疗器械分为：医疗设备、手术器械、医用耗材、体外试剂、病房用具和医疗工程，在此基础上进行分类建档、管理，管理原则是按I、II和III类进行，以确保医疗质量。
2.1.10 计量
加强医学计量监督管理是卫生法规建设的主要内容，也是提高医疗水平、促进医学技术发展的必要手段。医院应将计量工作纳入年度工作计划，加强法律、法规等文件的宣传教育，增强法制观念，对于计量检定不合格的设备应严禁使用，强制检定器具损坏修复后必须进行计量检定。对于设备陈旧老化、超过使用年限，经计量检定不合格的设备应进行报废处理；对超过使用年限，但计量技术指标仍然合格的设备应缩短计量检定周期，确保使用设备的良好运行。
2.1.11 不良事件监测与报告
医疗设备不良事件是指获准上市的、合格的医疗设备在正常使用情况下发生的导致或可能导致人体伤害的任何与医疗设备预期效果无关的有害事件。伤害事件分一般伤害与严重伤害。严重伤害的含义是指下列情况之一：（1）危及生命；（2）导致机体功能的永久性伤害或机体结构永久性损伤；（3）必须采取医疗措施才能避免的永久性伤害或损伤。
2.2 临床医学工程学要求
前面简述了临床医学工程学的基本内容，随着医院的发展，对该学科提出了更高的要求，主要包括以下几方面：（1）医疗器械质量安全控制的基本原则是：标准是基础，计量技术是手段，医疗器械的质量安全是目的。内容包括：①例行强检；②验收检测（新设备）；③状态检测（日常工作之一）；④稳定性检测（日常工作之二）；⑤维修后检测（日常工作之三）。(2)充分发挥医疗器械的现有功能的基本原则是：用技术和管理手段保障设备正常和有效运行。(3)积极改进医疗器械的现有功能的基本原则是：应用新技术新方法优化现有性能。(4)积极开发医疗器械的新功能的基本原则是：应用新技术新方法拓展其新的应用领域。(5)医疗器械的临床试验。
上述要求，往往受人员水平、硬件条件和管理水平的影响，有一定难度，但通过努力在一定程度上是能够达到的。
2.3 临床医学工程学高级阶段内容
为满足医院医疗、教学和科研的需要，对临床医学工程学科提出了更高的要求，也即设计或开发新设备、新器械和新耗材。是该学科的努力方向。
生物医学工程应用领域范文4
关键词：电子健康档案；医疗信息化；标准化；体系框架
中图分类号：TP311.52
电子健康档案（electronic health records，EHR）是人们在健康相关活动中直接形成的具有保存备查价值的电子化历史记录，是存储于计算机系统中，面向个人提供服务，具有安全保密性能的终身个人健康档案。
电子健康档案（EHR）的标准化体系是应用于电子健康档案（EHR）的系统体系，在一定范围内的电子健康档案的标准、办法、规定进行组织，规定了电子健康档案的质量方针、目标、职责和程序，并通过建立相关体系进行EHR的过程管理、质量策划、质量控制、质量保证和质量改进，按其内在联系形成的科学的有机整体，对于避免管理混乱、低水平运行、以及信息的不规则管理等具有重要意义。[1]
1 EHR的系统架构
电子健康档案（EHR）的系统架构是以人的健康为中心，以生命阶段，健康和疾病问题，服务和措施作为三个维度构建的一个逻辑架构，用于全面，有效，多视角，多层次描述EHR的结构组成，及其内在联系，通过一定的时序，层次和逻辑，使EHR的信息组织系统化，条理化和结构化，满足医疗信息化的需要和要求。[2]
1.1 第一维。生命阶段。可按照不同生理年龄，将人的生命过程分为若干个生命阶段，如婴儿期，幼儿期，学龄前期，学龄期，青春期，青年期，中年期，老年期8个生命阶段。也可根据实际工作需要，将服务人群分为儿童，青少年，育龄妇女，中年和老年等。
1.2 第二维。健康和疾病。是客观反映公民卫生服务需要，进行健康管理的重要环节。
1.3 第三维。服务和措施。医疗卫生机构开展的一系列，预防医疗保健康复教育等活动，反应了健康需求的满足程度和卫生服务利用情况。
1.4 信息数据集。三维坐标轴对应位置的连线组成的空间域，所形成的信息数据集反映了对应生命阶段，某种健康和疾病，及采取的服务和措施。
2 EHR的另一种三维结构
2.1 可以以健康领域为对象，数字技术为内容和标准层次为级别建立三维结构模型。
2.2 划分原则。考虑4种关系。
（1）共性与个性。三个逻辑维中，上一层次反映下一层次的共性，反之下一层次反映上一层次的个性；尽量抽象出共性，组成上层逻辑层次包容更多涵盖具体内容的个性问题。
（2）制约与贯彻。在一个标准体系中，上层标准制约下层，下层在上层的指导下进行补充。
（3）互相补充。由于在一个标准体系中，层次标准的通用性，兼容性和倾向性，层次之间据互相补充关系。
（4）互相协调。标准的建立在于应用于卫生服务中，上层标准必须最大限度协调一致。
3 电子健康档案（EHR）标准体系框架
为适应EHR的不断发展和实际应用的需要，该框架侧重于以下特点进行发展探析：
（1）标准的制定由初期的应用完全推动，不够协调的单个标准，向具有一定理论基础的结构化标准体系发展，以适应医疗信息化的需要。
（2）EHR的标准化是医疗卫生信息化发展过程中的一个需要有重大突破的问题，对于局部标准化和全局标准化，采取整体处理方式，强调可操作性和互操作性。
（3）提出和隐含电子健康档案（EHR）标准体系随着医疗信息化的实际应用需要和要求进行动态调节的策略和机制，随之具有更广泛的应用领域和更强的适应性。
（4）借鉴了相关的机制，以整体和个体、一般到特殊的模式，成为一种适应性强（接口能力），应用面广，技术涵盖丰富（兼容性）的标准化体系框架，并能进行仿真或/和理论分析对所设计系统进行比较和评价。
（5）应用于教育和科研，促进教学水平和科研水平的提高。
4 数据标准
电子健康档案（EHR）的建立是一个长期过程，使用的电子健康档案数据标准是建立健康档案的关键，主要有3类。
（1）电子健康档案相关卫生服务基本数据集标准。基本数据集是指构成某个卫生事件（或活动）必需的数据源集合，与EHR相关的每一个服务和措施对应一个基本数据集。
（2）电子健康档案公用数据元标准。EHR相关的基本数据集中包含数据元，其中两个或两个以上数据集中都包含的数据元，称为公用数据元。EHR公用数据元标准规定了EHR所必须收集记录的公用数据元标准，以对EHR的信息内涵和外延进行规范和统一为目的，指导相关数据库的规划设计。
（3）电子健康档案数据元分类代码标准。由于EHR的数据元之间存在的一定层次结构关系，对之从信息学角度进行科学分类和管理，使之能够进行准确定位和存储，方便相关信息的理解和共享。
5 结束语
本文通过对电子健康档案（EHR）的标准化体系的分析和研究，体现了电子健康档案（EHR）标准化体系的作用和意义，对实现以人为本，内容完整，重点突出，动态高效，标准统一及分类指导的电子健康档案（EHR）具有重要意义，是一份关于电子健康档案（EHR）的重要研究。
参考文献：
[1]百度百科[OL/E].http：///view/3084647.htm
[2]董建成.医学信息学概论（第1版）[M].北京：人民卫生出版社，2010.
生物医学工程应用领域范文5
具有一定的计算机应用能力，是现代社会对毕业大学生的基本要求。在人才招聘市场上，用人单位普遍要求非计算机专业人才掌握一定的计算机应用技术。经过大学计算机基础教育以及毕业后短期的培训，这个要求一般均可达到。而当前用人单位热切需要却最难招聘到的是具备一定行业特长的信息化人才，即掌握某领域知识的计算机专业人才。由于这种跨学科复合型信息化人才，往往需要在一个行业里面深入工作较长一段时间，因此一般的计算机专业应届毕业生都难以达到要求。于是在计算机专业人才市场上出现了一个尴尬的局面——单位招不到人才，学生找不到工作[1]。怎样培养具有行业特色，满足社会需求的计算机专业人才，成为开设计算机或信息类专业的各高等院校需要面临的一个重大课题。除了综合类和理工类大学，全国还有很多具有行业特色的高等院校，如南方医科大学、中国地质大学、华中农业大学等，这些高校近年来均开设了计算机或信息类相关专业，其初衷就是培养具备行业特色的复合型信息化人才，满足社会的相关需求。然而，根据有关企业在业内的调查了解，行业院校培养的信息化人才在就业时并未显示出足够的竞争实力，许多用人单位指出，大部分高校所培养的复合型人才没有系统地掌握跨学科或跨专业的知识，也不具备多方面的能力，无法满足社会的需求，事实上，并没有达到学校所设计的培养目标[2-3]。造成这种现状的主要原因有哪些？各大高校在设置计算机类人才培养计划时又该如何考虑？本文就相关问题进行了一些研究和探讨。
1行业院校计算机人才培养的困境
导致行业特色院校培养的信息化人才就业竞争力不足的原因有很多，总结起来主要有以下3个方面：
1）学校供通才，企业需专才。学校设置的计算机专业课程体系未能与行业发展的需求同步，其中通用课程与行业课程结合不多，达不到开设这个专业的初衷。部分行业院校，特别是重点院校，设置计算机专业的课程体系时忽视本行业特点，仍以国内一流理工科名校的相关课程体系为参考，以计算机基础理论课程为主，以培养研究型的通才为目标；而大部分企事业单位（科研教学单位除外）更需要的是具备一定的计算机理论基础以及相关行业知识的应用型计算机专业人才，供需矛盾明显。
2）学科被边缘，学生被专业。在行业院校，计算机专业往往被主流学科边缘化，不受重视，造成“一本院校，二流专业”的现状；招生时，被调剂到计算机专业的学生比例过大，很多学生认为自己“被专业”，抵触情绪很大。再加上职业规划指导不到位，学生总认为行业院校的计算机专业比不上综合类或理工类院校的相关专业，毕业后就业不具备竞争力，导致学生看不到自己的未来，不知道可以从事或要从事的方向，从而失去主动学习的积极性。
3）专业难定位，学科难发展。行业院校的计算机专业应该如何定位？这个问题仍未有定论。如果定位过高，而实际教学团队和相关科研实力又不能胜任，则培养出的学生计算机理论基础不够扎实，相关行业知识又不够丰富，高不成，低不就，成为人才市场上的“鸡肋”。如果定位过低，学生理论知识过于浅薄，又会造成学生就业后的再学习能力不足，不利于其长远发展。而如果定位长期摇摆不定，则会影响学科的持续发展，造成师资队伍不够稳定，科研工作缺乏动力，又进一步导致了学科的被边缘化。
2行业院校计算机人才培养的新思路
行业院校的计算机专业人才培养要走出困境，必须“认清现实，更新观念，找准定位，长远规划”[3-4]。首先要承认理想与现实的差距，认清自身的优势和劣势。行业院校的计算机专业与理工科名校相比，在学术水平和师资力量上都有一定的差距，这是其劣势；然而，行业院校的计算机应用可以与行业需求结合得更深入更紧密，这是其优势。其次要改变固有的“重理论研究，轻实践应用”的观念。虽然在高科技领域的科学研究是推动社会进步的巨大动力，但是那在社会生产领域中毕竟只占极小的一部分，当今社会需要得更多的是大量的有工程实践能力的应用型人才，这才是行业院校培养计算机人才的最根本需求。基于现实的要求，行业院校培养计算机人才的基本定位应该是：深入结合本行业特色，以培养适应行业生产和发展的应用型计算机人才为主，以培养研究型人才为辅。行业院校培养的学生应具备一定的计算机基础理论知识和较强的工程实践能力，对行业基本规范和工作流程有一定的接触和了解，毕业后可直接进入相关行业的计算机应用领域进行工作。由于计算机理论基础和应用能力的培养要循序渐进，行业知识的学习也需要长期渗透，因此在学生入校伊始就要开始进行职业规划教育，让学生尽早明确自己的职业方向，积极主动的寻求发展。现以我校的计算机专业教学改革为例，谈谈行业院校培养计算机人才的一些新举措。
3行业院校计算机人才培养的新举措
我校为医科类重点院校，原名为“第一军医大学”，2004年整体移交广东省后更名为“南方医科大学”，并于次年开始招收计算机专业的学生，由生物医学工程学院负责培养。我校最初的计算机专业培养方案基本参照国内知名院校的计算机科学与工程专业进行设置，后根据学科发展的实际情况每4年修订一次。在近7年的教学实践过程中，不断地发现问题，并逐步找准定位，现2011版计算机专业培养方案已基本修订完毕。在最新的方案中，为培养具有行业特色的计算机应用人才，主要有以下几点新的举措：
3.1调整教学计划，适应行业需求
在新的培养计划中大大增加了有医学特色的相关课程，从低年级开始就设置行业基础课程，并加大高年级相关选修课的分量，让学生逐步进入行业知识领域。仅第一学期以政治、英语、体育等公共基础课为主，从第二学期开始，除高数、物理、程序设计、电子技术等工科专业基础课以外，还逐步开设了人体解剖学、生理学、医学信息概论等课程，这些课程都是医学专业的学生要重点学习的基础理论课程，由我校基础医学院的专业教师进行全学时授课。在高年级的课程设置中，除操作系统、数据库原理、计算机组成原理等必修的计算机专业基础课程以外，还开设了移动应用开发、数字图像处理、大型医疗仪器设备原理与技术、医学电子仪器原理与设计等结合了医、工两行业特色的专业选修课程，这些课程的学习可以加深学生对行业知识的了解和掌握，使学生毕业后能尽快适应行业的需求。#p#分页标题#e#
3.2加强实践教学，夯实工程基础
工程能力，特别是程序设计能力，是计算机专业学生的看家本领，需要经过长期的培养和训练，不是一、两个学期，一、两门课程就可以完成的。在新的培养计划中，为夯实学生的编程基础，每个学期都有与程序设计相关的课程，如：学生入学第一学期就通过“C语言程序设计”课程开始接触程序设计的基本概念和过程，后续学期通过“数据结构、面向对象程序设计、算法设计与分析、网络程序设计”等一系列课程的学习，不断扩展和加深对程序设计思想和方法的理解与掌握，经过这一系列课程的训练，学生的程序设计能力将大大加强。同时，在新的培养计划中，还提高了数据库原理、操作系统原理、计算机组成原理等传统的专业基础课程的实验教学学时，进一步巩固了学生的工程实践能力。
3.3配备课程设计，提高应用水平
仅仅通过单科专业课程的学习，学生对相关知识的掌握和了解往往浮于浅表，在实际应用中难以将所学过的知识融会贯通。在新的培养计划中，为了提高学生对专业知识深入理解与综合应用的水平，在三、四年级每学期的全部课程结束之后，安排了1~2周的课程设计，用以强化训练学生的实际应用能力。例如：数据库原理与应用课程设计，不仅要求学生对医院信息系统的运转流程进行基本了解，还要求实现其中一部分科室的数据库访问功能，这不仅加强了学生的计算机应用能力，还让学生了解到了相关的行业知识。而软件工程课程设计，通过对建立企业门户网站等大型商业案例进行设计与实现，使学生经历了分析、设计、编码、测试一个完整的项目过程，不仅掌握了对常用开发和测试软件的基本应用，还加强了学生的文档撰写能力和团队合作意识。
3.4接触企业实训，明确就业目标
在新的培养计划中，第四学年基本不给学生安排课程教学，而是以进入企业实习和完成毕业设计为主。学校和学院通过直接或间接与IT企业合作，让学生走出去，把项目引进来，以期缩短学生毕业后进入相关行业的过程。一方面，引入企业实际的应用问题作为毕业设计课题，并聘请企业资深工程师协助进行毕业设计指导，从而避免了毕业设计仅作纸上谈兵，远离实际应用需求的弊病；另一方面在企业建立长期的实习基地，让学生实际接触到企业真实的工作环境，尽早了解自己的实际工作能力，使学生的就业目标更明确。
生物医学工程应用领域范文6
从普通留学生到国际医药学界的领军人物
许瑞安教授是福建晋江人，其故乡既是一个环山面海的渔、农、侨村，山川揽胜，日月钟华；又是一个文化底蕴十分厚重的中国历史文化名村一晋江福全。史载唐宋开科取士以来，全村进士，举人共20多人，出将入相，该村乃是我国最著名的抗倭历史名城，明代曾在没有官军奥援下，孤城三次打败入侵倭寇；许教授自幼沐浴于海洋文化和中原文化的交汇，其童年就在惊涛拍浪的变质岩礁上外婆家的住屋度过，大自然春风造化孕育着他对万物之灵有着不尽迷思与眷恋；失学，饱受天风海涛的锤炼，不仅为日后的工作打下了坚实的基础，而且从科学态度、科学素养到人生目的都得到了良好的洗礼与升华，立志一生从事科研。
1983年许瑞安教授考上国家教育部公派出国留学。到了国外之后，他不仅迅速克服了独自在异国他乡求学所必然面临的种种不适和不便，而且抓紧一切机会刻苦学习，将绝大部分时间都泡在图书馆和实验室里。正是源于这种严谨认真的治学精神和态度，1989年，他顺利获得了Otago大学的博士学位，之后又前往加拿大攻读博士后。
完成学业后的许瑞安曾在国外多家著名的国际大学、科研机构从事科研教学工作，先后出任过大学载体研究中心、神经载体研究室主任的职务。从那时候起直到2005年年底归国，他主要从事的工作范畴包括病毒载体、分子医学、分子药物学的项目科研和教学，还曾担任过奥克兰大学载体研究中心的主任和美国托马斯・杰弗逊大学的神经载体研究室主任。
在国外期间，许瑞安从1983年起开始陆续发表专业学术论文，迄今为止已经有超过百篇的重要学术文章发表，其中SCl论文就占到了七成以上，SCl影响影子总分超过400分。他在基因治疗研究方面的部分工作发表于NatureMedicine【1998年第5期封面】、Science、PNAS等国际一流学术刊物，2005年发表在美国医学科学检测杂志上的“Stabilityof lnfectiOUS rAAV vector stock”一文更是被世界卫生组织选定为分子疗法临床应用的主要参考文献之一。2006年他在Histopathology杂志发表结肠癌治疗一文，2011年入选结肠癌治疗领域5年来TOP 10论文，且位居榜首。
许瑞安在学术上获得的成果不仅在理论研究方面，更包括了技术实践应用领域。由他创新发明的专利成果达16项，他是国际口服基因疗法的主要奠基人和发明人之一，在分子药物学、癌细胞与基因疗法领域取得一系列的科研成果。
凭借着严谨的科学态度和坚韧不拔的精神毅力，许瑞安从一名普通的留学生成长为一位国际医药学界知名的科学家。
肩负重任，归国奉献
2005年，许瑞安回到家乡，为祖国的药物研究事业贡献才华和智慧。同年，他受聘于华侨大学，并出任所长、主任。由于许教授在分子医学与基因治疗研究领域内的突出贡献和成就，奠定了他在国内外相关领域的学术地位，2007年受命，开始负责组建分子药物教育部工程研究中心的工作。他在任职国家教育部分子药物工程研究中心主任、华侨大学分子药物所所长之外，还兼任了国际癌细胞与基因疗法学会常务理事、国家科技部科技发展战略专家／国际科技合作管理专家、国家教育部学位中心评审专家、福建省生物医药工程研究生培养基地负责人、厦门海洋与基因工程重点实验室主任、厦门市国际科技合作生物医药基地负责人、教授、博士生导师、北京协和医学院荣誉教授、《中国临床药理学和治疗学》编委、顾问，《中国海洋资源》特邀编委、中国海洋大学海洋药物客座教授，山东大学兼职教授等职务。在国际上，许教授同时还是瑞典卡罗琳医学院国际学术刊物lslet编委，美国International Panel of MedicalScience Monitor，我国World JournalOf Gastroenterology PharmacologyandTreatment编委、美、英、德、日、瑞典等国际18家Hepatology，Gene The rapy等SCI学术刊物审稿人、“行政院”台北荣民总院荣誉教授、爱尔兰国家自然基金评审专家、新西兰食品科学技术研究院专业委员。
回到祖国之后，许瑞安教授将全部智慧和毕生对科学事业追求的所有热忱投入到了我国的分子药物与基础医学研究事业当中。他负责组建了华侨大学分子药物学研究所，带领研究所的同仁以新药研发为主旨，积极开展了一系列工作，也由此揭开了华侨大学药学学科和生物医学工程建设的序幕。
自2007年10月分子药物教育部工程研究中心获得教育部批准立项、开始建设以来，在许瑞安教授的带领下，该研究中心依托于华侨大学，得到了迅速地成长。经过了三年的建设时期，到2010年时研究中心已经完善建立起了分子药物、中药复方、厦门市海洋与基因工程药物重点实验室三大药物研究与开发平台。
早在1998年，许瑞安和During就曾经首开人类口服基因疗法的先河，在分子药物领域做出了开拓式的大胆创新并获得了首创的成果。回国后许教授继续发扬在这一领域内的优势，致力于口服基因药物的研发工作，他负责研究的“rAAV基因药物的口服吸收机制”获得了2009年度国家自然科学基金资助。而由许瑞安和肖卫东领军的团队，已经建立起成熟的rAAV载体的产业化技术。
时至今日，在许瑞安教授的不懈努力和推动下，占地500平方米的AAV载体中试生产车间已经建成，可为国内外各家生物医药研发单位提供各种类型中试级别的AAV病毒载体。
推动创新成果研究，建设人才培养体系
许瑞安教授是我国“863”“十五”肺癌基因疗法课题组组长、首席科学家，肝癌基因疗法课题组副组长、国家“863”“十一五”肺癌基因疗法课题组首席科学家，在我国的癌症与基因疗法研究领域力尽所能。与此同时，许瑞安并未满足和止步于个人的研究成果创新，他在积极推动产品开发和研究成果转化、发展学科建设和人才培养等方面依旧付出了极大的心血和努力。由许教授带领的分子药物教育部工程研究中心
重视蛋白药物的临床应用，迄今已建立多种小量蛋白的真核／原核表达系统，并已有三个蛋白产品(Kallistatin，Cygb，Vasostatin)完成动物实验并达到中试规模制备并纯化成功，保证了较大量蛋白纯品可用于药物学、药理学的探索，同时亦能满足基因工程蛋白药物开发的临床研究需要；其团队研发的基因重组FSH，还对妇女不孕具有确切临床价值。目前已提交得到验证的抗病毒和抗感染药物的专利申请，中试、临床试验和报批国家新药的工作正在筹备中，并有望按照欧美标准在国外注册和销售。
与此同时，基因药物平台申请的“肝纤维逆转药物”，利用具有特异的细胞靶向性的基因运载系统携带具有抗氧化和抗炎症双重功能基因抑制星状细胞激活达到防止肝硬化目的，颠覆了目前纤维化治疗的传统思路，具有巨大的市场开发潜力。在中药研发的制备领域，工程中心目前也已经拥有授权或已申请的中药相关专利项目超过10项；在合成药物方面，中心开发出了有效的抗癌药物肉桂酸乙酯衍生物的绿色合成工艺，以成本低、绿色化、操作简单等特色为市场所看好；在海洋药物领域，中心以东南沿海、台湾海峡、东南亚海域有特殊功效的海洋分子药物为研究对象，建设的海洋药物研发平台现如今已发展成为与厦门市政府共建的高校海洋药物重点实验室。
学科建设是重中之重，根深才能树大，许教授牢牢把握学科建设方向。在他的努力下，分子药物工程研究中心2007年正式开始建设，2008年就开始独立招收医学生物工程、分子药物学、微生物生药学和药学方向硕士研究生，2009年福建省唯一的“福建省生物医药工程研究生创新培养基地”落户分子药物学研究所。如今他们已经拥有了一个二级博士点，3个硕士点1个专业硕士点以及完备的科研、教学团队还从美国宾州大学、英国牛津大学、香港大学的教授以及曾在辉瑞、默克等国际知名制药公司承担开发工作的高级工程师中聘请了多位兼职教授或名誉教授。
作为中心领军人物的许教授不仅是科技部科技发展战略专家，还是国际知名的分子药物学家，在他的主持或策划下，工程研究中心仅立项建设期间就申请获得各类国家、省部级、市级课题22项，而且大力加强国际间科技合作与学术交流；与新西兰皇家科学院合作的“核糖开关及其在基因治疗的应用”已获得新西兰政府和国家科技部的资助；2011年与美国伊利诺伊大学芝加哥分校药学院联合建立培养一本一硕一博体系。从今年起开始招收本科生。全体师生们众志成城，同心同德，努力把教育部分子药物工程中心建成了一个分子医药基础研究、产品开发和成果转化一条龙的基地，涉及分子医学，分子药物，医用口服病毒纳米颗粒，药物合成，转化医学，海洋基因药物，天然药物等多门学科，同时为国内培养和凝聚了分子药物领域里的大批技术创新型人才。
与此同时，许教授极力推崇产学研相结合，先后与中侨药业、福建太平洋药业，沈阳天一药业等签订项目合作、转化及技术培训协议；该团队2009年研发的硫酸沙丁胺醇口腔崩解片、药物中间体等项目的研发和成果转化投放市场，每年产值均超2，000万。
如今的分子药物教育部工程研究中心已形成一支囊括多学科、从基础研究至产业化的完整的产学研研发链条。许瑞安教授介绍说：“在这个链条上，我们可以独立设计基因药物载体、蛋白药物和靶向基因药物，可以对病毒载体和基因工程蛋白进行中试规模生产，还可以承担或独立进行新产品的开发与市场化，满足临床药物研发和接受企业委托项目的需要。”
