生物醫(yī)學工程的定義精選(九篇)

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第1篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

中圖分類號：G642

摘要：針對生物醫(yī)學工程專業(yè)實踐與創(chuàng)新能力教學過程中存在的問題，提出一種“以項目為載體”的課程設計（Design Centered Learmng）特色國際化人才培養(yǎng)模式，對生物醫(yī)學工程專業(yè)實踐能力、創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀進行分析，以引進外方優(yōu)秀教育資源Design Centered Learning（DCL）教學模式中一個案例教學過程為例，闡述這種教學模式對學生創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)產(chǎn)生的積極影響，為生物醫(yī)學工程專業(yè)實踐與創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)提供一種模式參考。

關鍵詞：生物醫(yī)學工程；DCL；實踐與創(chuàng)新；人才培養(yǎng)模式

高等教育的根本任務是人才培養(yǎng)，不斷提升人才培養(yǎng)水平是大學的永恒目標與追求，這一點在當前中國的大學改革和發(fā)展中尤顯重要。隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，我國的高等教育已由精英教育步入大眾化教育階段。而在這一轉(zhuǎn)變過程中，人才培養(yǎng)模式卻沒有適時轉(zhuǎn)變，導致人才培養(yǎng)與社會需求錯位，使大學生就業(yè)困難。而生物醫(yī)學工程學科是一門將理工學與生物醫(yī)學相結(jié)合，綜合運用各種工程技術原理和方法，解決醫(yī)學實踐相關問題的交叉學科。近年來，生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)在我國獲得了快速發(fā)展，涌現(xiàn)出很多具有較強實力的生物醫(yī)學工程相關企業(yè)，從而迫切需要大批合格的、具有實用創(chuàng)新能力的從業(yè)人員。因此，如何緊密結(jié)合我國社會、經(jīng)濟的發(fā)展需求，培養(yǎng)社會急需的高素質(zhì)生物醫(yī)學工程人才，成為亟待解決的一個問題。

1 生物醫(yī)學工程專業(yè)創(chuàng)新型、實踐型人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析

目前，我國開設工科專業(yè)的本科高校有1 003所，占本科高?？倲?shù)的90%；高等工程教育的本科在校生達到371萬人，研究生47萬人。但是，我國工程教育仍存在不少問題，主要體現(xiàn)在：人才培養(yǎng)模式單一，多樣性和適用性欠缺；工程性缺失和實踐教學薄弱問題長期未得到解決；評價體系導向重論文、輕設計、缺實踐；對學生的創(chuàng)新教育和創(chuàng)業(yè)訓練重視與投入不足；產(chǎn)學研合作不到位，企業(yè)不重視人才培養(yǎng)全過程的參與。工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要產(chǎn)學研合作教育。當前，我國工科大學生創(chuàng)新實踐能力從總體上看顯得比較低，表現(xiàn)在有些學生缺乏創(chuàng)新實踐的理念和愿望，缺少創(chuàng)新實踐能力的毅力與意志；有些學生有創(chuàng)新實踐意識但不能很好利用，有創(chuàng)新實踐熱情但創(chuàng)新實踐能力不夠；有些學生雖有創(chuàng)新實踐靈感但缺乏創(chuàng)新實踐技能等。每年畢業(yè)生招聘會上反饋的信息表明，有些畢業(yè)生專業(yè)技能、創(chuàng)新能力和實踐能力等與用人單位的要求還存在不少差距，企業(yè)很難招收到需要的高素質(zhì)人才來承擔企業(yè)繼續(xù)發(fā)展的重任，出現(xiàn)了學生“就業(yè)難”和企業(yè)“人才荒”的兩難境地。工科院校應正視現(xiàn)狀、分析原因，從教育理念、課程體系、教師素質(zhì)、實踐教育、課外科技實踐、社會實踐等多方面入手，構(gòu)建有利于工科大學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)模式。

生物醫(yī)學工程是一門實踐性很強的學科，動手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對生物醫(yī)學工程專業(yè)人才培養(yǎng)來說顯得尤為重要。而生物醫(yī)學工程專業(yè)雖然已成長和發(fā)展了幾十年，但是，由于其本身“新興學科”與“交叉學科”的特點，并隨著科學技術的進步與發(fā)展，對生物醫(yī)學工程學科的認識及基本定義都還在不斷地創(chuàng)新、調(diào)整、補充和完善，特別是社會上對這個專業(yè)的認識和接受程度還不高，不大清楚這個學科的性質(zhì)、作用和地位，相關的產(chǎn)業(yè)部門認識也較模糊。高等教育人才的培養(yǎng)，不僅要適應科學的進步，更要滿足社會對人才的需求。當前，數(shù)字化醫(yī)療技術正在蓬勃發(fā)展中，相關的醫(yī)療器械、醫(yī)療技術服務產(chǎn)業(yè)也在迅速壯大。珠江三角洲、長江三角洲及京津環(huán)渤海灣三大區(qū)域已成為本土三大醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計，三大區(qū)域醫(yī)療器械總產(chǎn)值之和及其銷售額之和均占全國總量的80%以上。因此，如何結(jié)合學科的創(chuàng)新與發(fā)展，充分利用產(chǎn)業(yè)成長及壯大的時機，培養(yǎng)滿足社會需求的人才，是擺在生物醫(yī)學工程教育者面前的當務之急。

為了提高本科生的實踐和創(chuàng)新能力，在生物醫(yī)學工程專業(yè)中，實踐教學在培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力方面是十分重要的，具有不可替代的作用。工程實踐能力與創(chuàng)新能力更是教學改革的核心目標。工程實踐能力和創(chuàng)新能力是知識經(jīng)濟社會對優(yōu)秀工程技術人員素質(zhì)的要求，是現(xiàn)代企業(yè)應對全球經(jīng)濟一體化、參與國際競爭的需要，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，同時也是建設創(chuàng)新型國家與科教興國發(fā)展戰(zhàn)略的需要。實踐是實現(xiàn)、發(fā)展、創(chuàng)新知識的源泉，是檢驗真知的標準，也是深刻認識、理解、學習知識和技術的最好課堂與老師。人們根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出一句格言：聽到的會忘掉，看到的能記住，只有親自做過的才會真正明白，并深深地刻在記憶中。只有親歷親為，才能深刻理解、掌握、運用事物的本質(zhì)、原理、規(guī)律，并有新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。過去高等學校培養(yǎng)的畢業(yè)生雖然掌握了一定的知識和技術，但與企業(yè)工程師相比，他們在綜合素質(zhì)、實踐與創(chuàng)新能力方面存在著很大的差距。經(jīng)驗告訴我們：知識≠能力，兩者之間有一個傳動的鏈條叫做實踐，即應用知識解決工程問題。因此要培養(yǎng)未來的卓越工程師，提高工程師教育質(zhì)量，充分開發(fā)學生的實踐與創(chuàng)新能力就必須要按照其成長的特點和規(guī)律改革教育體系和教學模式，讓工程師教育回歸工程。

2 引進荷蘭特色化教學模式DCL培養(yǎng)生物醫(yī)學工程專業(yè)學生實踐與創(chuàng)新能力

東北大學中荷生物醫(yī)學與信息工程學院在對生物醫(yī)學工程專業(yè)實施國際化教學的過程中，結(jié)合教學實踐，以培養(yǎng)滿足社會需求的、“用得上、留得住、干得好”的實用創(chuàng)新型生物醫(yī)學工程專業(yè)人才為目標，從培養(yǎng)模式、專業(yè)課程設置、實踐教學、本科生導師制等多個方面，深入開展了教學改革與嘗試，并成功探索出“以項目為中心的課程設計”本土化實踐教學方法，取得了較好的效果。

“以項目為中心的課程設計”是一種開展“學習+研究”的教學模式，引進了合作方荷蘭埃因霍溫科技大學Design Centered Learning（DCL）教學模式，基于問題進行研究、面向?qū)嵺`探索學習，在教學中研究、在研究中教學，把學生的科技能力培訓列入教學計劃，校企合作，發(fā)揮資源優(yōu)勢。它是以學生為主體、教師為主導，以學為中心，采取學生分組合作、查閱資料、調(diào)查研究、討論、交流等方式學習設計方法的課程。以培養(yǎng)能力為宗旨，以項目為載體，基于問題研究，以課題研究和問題解決為核心，學思結(jié)合、知行合一的教學活動，注重方案設計、過程訓練，激發(fā)學生科學研究興趣，培養(yǎng)學生自主學習能力、團隊協(xié)作能力，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學生提前了解企業(yè)運作機制，為學生就業(yè)乃至創(chuàng)業(yè)搭建一個良好的平臺。

3 DCL在研究中教學，在教學中研究——以“老年人摔倒測試"案例教學過程為例

3.1 案例的選擇和設計—二整合各類知識、解決實際問題

“老年人摔倒檢測”是本科生第6學期進行的DCL項目。這個案例針對當今老齡化社會的熱點問題——獨居老人的健康智能監(jiān)護，在生物醫(yī)學工程專業(yè)領域是非常有實際意義和研究價值的課題。當今獨居老人逐年增多，老人的健康問題已經(jīng)成為一個社會問題。摔倒是威脅老年人健康的一個惡性殺手。如何利用生物醫(yī)學工程的專業(yè)知識，研發(fā)可以對老年人行為動作進行實時監(jiān)控的儀器設備，設計有效的摔倒檢測的算法，能夠在老人發(fā)生摔倒危險的第一時間，通知家屬和社區(qū)醫(yī)院，從而最大程度的減輕傷害，正是這個課題需要解決的關鍵問題。而這個課題也是在學生已經(jīng)學習了信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理兩門前序課程的基礎上展開的，讓學生們能夠直接理論聯(lián)系實際，學以致用，對知識有更加感性的認識?？傊?，從案例的選擇和設計上，首先變以教為主為以學習研究為主。教師根據(jù)教學和科研經(jīng)驗，提煉出能夠涵蓋本課程主要知識內(nèi)容的項目或研究設計課題。選擇提煉項目的原則是項目知識化、知識問題化、問題層次化。然后成立由中外教師和企業(yè)專家組成的教學小組，編寫該案例的教案、提煉項目、講授工程案例，選擇可以引導學生對此項目和問題開展自主學習、合作探索研究的問題作為主要教學任務和目標。

3.2 案例進行過程中——提高團隊協(xié)作精神、自主學習能力

教師通過案例描述的形式提供給學生信息，通常是這樣的描述：介紹一些簡單的關鍵詞、主要目標（可以是簡單的建議），并給出案例方面的一些暗示。學生需要在小組里（最多不超過8人）完成這個案例。為此，他們需要在助教的協(xié)助下每周進行一次會議，每個案例持續(xù)10周。與傳統(tǒng)課程不同的是助教的職責是作為一名觀察者為學生提供改善方案的建議，而不是傳統(tǒng)意義上單純地傳授知識。在每次會議期間，學生需要確認自己欠缺的知識、明確自學作業(yè)中自己需要完成的任務。每個學生都需要做這些任務并且需要在下次會議中向整個小組匯報自己做的結(jié)果。除了專業(yè)知識部分的任務，學生還會討論到各自的進步，如由于在小組里擔任討論組長、會議記錄秘書和板書等角色而學會的相應技巧?？偟膩碚f，DCL主要是鼓勵學生自主學習，鼓勵組員之間進行團隊合作，鼓勵學生獨立思考如何組建實驗、如何做報告、如何開展一次有效的會議以及如何成為領導者。

3.3 案例完成效果考核方式——顛覆死記硬背的傳統(tǒng)方式、改善被動抄襲的學習態(tài)度

教學模式、目標改變了，成績考核方式也改變了——小組、教師評價學習研究成果。因此評價學生的學習研究成果時要用新的方法來評價。要從學習知識轉(zhuǎn)向?qū)W習能力轉(zhuǎn)變，從關注結(jié)果向過程與結(jié)果并重轉(zhuǎn)變。要重點考核自學能力、研究能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、學習研究的態(tài)度和學習研究的成果。小組和教師要結(jié)合個人在項目中完成任務的情況、工作量的大小、難易程度、貢獻大小、自主學習與研究的態(tài)度、創(chuàng)新等情況給出該門課程的成績。值得注意的是教學觀念轉(zhuǎn)變的體現(xiàn)標準是：只要經(jīng)過學習和研究學會了知識，收獲了能力，不看成果和貢獻大小，都在合格以上。考核評價方法的改革，就是要解放學生，讓其輕松快樂地學習，使學習成為一種有趣的研究活動。就“老年人摔倒檢測”這個案例來說，最終的考核結(jié)果來源于多個方面，包括指導教師根據(jù)平時學生的表現(xiàn)、每周的自學報告、會議記錄、會議日程完成的情況給定的分數(shù)，小組中期答辯的分數(shù)，期末答辯時評委根據(jù)小組儀器設備展示以及PPT講述情況給定的分數(shù)，其他小組評價的分數(shù)，組員之間互評的分數(shù)等多個方面，從不同維度對學生成績進行評估，使考核方式脫離傳統(tǒng)，更加科學合理，更有效地調(diào)動學生們的積極性。

實踐表明，這門課程很受學生喜愛，“老年人摔倒檢測”這個案例也取得了比預期更好的成效。學生們普遍反映，對前序的信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理的課程理論知識的理解更加深入，而對怎么分工合作完成項目也有了初步的了解，對未來的工作或者繼續(xù)深造都有很多益處。

4 實踐效果

經(jīng)過多年的中外校企合作、學研產(chǎn)醫(yī)結(jié)合，利用教學資源和優(yōu)勢，實施以項目為載體、基于問題的研究，學研一體，在研究中教學，在教學中研究的DCL教學改革，使教學得到了真正意義上的回歸，變以教為中心為以學為中心，學生回歸了學習的主體地位，教師變成了主導的角色。把學習和研究集合于項目之中，學習知識與收獲能力共生并進，用新的考核評價方式評價學生的學習，減輕了學生的學習負擔，使學習變成了一種積極快樂的研究活動。東北大學中荷生物醫(yī)學與信息工程學院本科生大學4年中除基本實驗實踐類課程外，主持并實際參與的項目案例達10余項，共計2400余學時，學生的英語能力、動手能力及創(chuàng)新能力得到顯著提高。幾年來本科生的就業(yè)率達到100%。在實習與實訓考核中，絕大多數(shù)學生被東軟集團一類的企業(yè)納入人才儲備庫。這種研究型的教學模式的優(yōu)勢越來越凸顯，正在改變著教學的水平和質(zhì)量，也在改變著教師的教學觀念，同時也改變著學生的學習觀。

5 結(jié)語

東北大學中荷生物醫(yī)學與信息工程學院的教育教學改革仍在不斷深化，新的本科人才培養(yǎng)模式在中外合作、產(chǎn)學研合作辦學、集成優(yōu)勢資源、通過教學培養(yǎng)人才、科研創(chuàng)造成果、成果孵化高新技術產(chǎn)業(yè)、高新技術產(chǎn)業(yè)推動人才培養(yǎng)和成果轉(zhuǎn)化、基礎研究與技術研發(fā)融合、產(chǎn)品生產(chǎn)、市場營銷、人才培養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)培育有機結(jié)合等方面做了一些工作，這些成果有待在實踐中進一步完善。

參考文獻：

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第2篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

    我校自2003年開辦生物醫(yī)學工程專業(yè)以來,根據(jù)醫(yī)科院校特點,以為醫(yī)療和醫(yī)學研究服務為目的,培養(yǎng)能將醫(yī)學與工程技術相結(jié)合,從事醫(yī)學影像、醫(yī)療電子儀器和計算機技術的研發(fā)、操作和管理工作,并且能夠開展生物醫(yī)學工程學科研究的人才[1]。該專業(yè)主要學習生命科學、電子技術、計算機技術及信息圖像傳輸、處理等有關的基礎理論知識以及醫(yī)學與工程技術相結(jié)合的科學知識,設置的主干課程有:“電路原理”“模擬電子技術”“數(shù)字電子技術”“微機原理”“生物醫(yī)學傳感器”“醫(yī)療儀器原理”“信號與系統(tǒng)”“數(shù)字信號處理”“生物醫(yī)學信號檢測與處理”“單片機原理與接口技術”等。另外憑借醫(yī)學院校的優(yōu)勢還開設了一些醫(yī)學方面的基礎課,生理學、人體解剖等。為了提高教學質(zhì)量,更好的達到教學效果,所開設的這些課程基本上都需要做實驗演示,以增強形象性效果和形象性驗證。實驗教學在大學教育中是必要手段。幾乎每門課的實驗教學都需要用到各種各樣的電子儀器,主要包括示波器、信號發(fā)生器等。在傳統(tǒng)教學中基本上都是使用相對獨立、功能固定的電子儀器,不能夠隨意更改它們的結(jié)構(gòu)和功能。對于需要電子計算機之類的課程而言,一般都得配備幾十套教學儀器來供教學使用,這些儀器設備還需要不斷更新維護,教學成本比較高。另外,在醫(yī)學院校對于和醫(yī)學相關的專業(yè)課程很多實驗實際操作比較困難,效果不理想。中國的醫(yī)學教育資源本身很緊張,另外醫(yī)院的設備多是大型設備,體積龐大,價格昂貴,操作使用復雜,臨床使用要求高,一般院校很難滿足大型醫(yī)療設備的教學使用需要。因此,在醫(yī)學院校的教學中就出現(xiàn)很多問題,比如醫(yī)學實驗教學中的人體生理參數(shù)采集等演示效果不好,所以,傳統(tǒng)的醫(yī)療儀器教學只能偏重于理論講解,不夠生動,即使有個別實驗模具,其教學效果也不理想。在當前學校經(jīng)費較少的情況下,如果大量增加常規(guī)儀器、儀表的配置,學校財力難以支付。這樣容易造成實驗教學效果不理想,對提高學生學習興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新及實踐能力都有一定影響。隨著現(xiàn)代測試功能和計算機技術的密切結(jié)合,出現(xiàn)的虛擬儀器技術可以幫助我們克服一些硬件上不能解決的難題,彌補傳統(tǒng)儀器教學的不足。

    2虛擬儀器在課程中的應用

    2.1虛擬儀器簡介

    虛擬儀器(VirtualInstrument,VI)是一種新興的儀器,一種功能意義上的儀器,在以通用計算機為主的硬件基礎上,由用戶自己設計定義虛擬的操作面板,測試功能由軟件來實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)[2]。其實質(zhì)是以計算機為核心的儀器系統(tǒng)與電腦軟件技術的密切結(jié)合,將儀器裝入計算機。通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件融合,通過軟件編程來實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器中的由硬件電路完成的功能,利用計算機顯示器的顯示功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制端,利用計算機強大的軟件功能來管理儀器系統(tǒng),完成對信號數(shù)據(jù)的運算、分析處理等,可以多種形式輸出結(jié)果,少量的硬件模塊則為虛擬儀器的正常運行提供信號I/O接口設備來完成不同要求的測試。虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器沒有的性能高、擴展性強、開發(fā)時間短、開發(fā)成本低等優(yōu)點,具有很強的靈活開放性。不同領域的科學家和工程師都借助虛擬儀器來解決工作與課題中的實際問題。所以,虛擬儀器自誕生以來就在測量、航空航天、自動化、遠程教學和生物醫(yī)學等世界范圍的眾多領域內(nèi)得到了廣泛應用[3]。LabVIEW是美國NI(NationalInstrument)公司推出的一種基于圖形化編程的軟件開發(fā)工具,將功能強大的圖形化設計平臺LabVIEW與相關硬件結(jié)合應用于教學上,能夠使傳統(tǒng)理論教學與實際有效結(jié)合,幫助學生完成從理論到實踐的學習。LabVIEW軟件平臺結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡等相關硬件可以開發(fā)出示波器、信號發(fā)生器等常用的電子儀器,不僅可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器且擺脫了傳統(tǒng)電子儀器功能單一、更換維護麻煩等缺點[4]。將基于LabVIEW的虛擬儀器應用在教學中極大提高了教學效率,已經(jīng)逐漸成為一種新的手段。

    2.2在醫(yī)療儀器教學中應用

    “醫(yī)學儀器原理”是生物醫(yī)學工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程涉及了醫(yī)學和電子學、計算機、信號處理、傳感器技術等方面的知識,是一門實踐性很強的科目。作為生物醫(yī)學工程專業(yè)的學生,要掌握常見的醫(yī)療儀器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理,而且還要具有一定的創(chuàng)新思想和科研水平,有開發(fā)和設計高水平的醫(yī)療電子儀器的素質(zhì)[5]。因此做好實驗教學是學生提高學生實驗水平和綜合能力的關鍵。醫(yī)學儀器原理實驗主要將人體生理信號的檢測及處理分析作為教學內(nèi)容,包括了人體血壓信號、心電、體溫、呼吸、脈搏等生理參數(shù)的測量。生物醫(yī)學信號由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號,因為人體生理信號比較微弱要先經(jīng)過信號的放大、濾波等預處理,再進入數(shù)據(jù)采集卡。信號通過數(shù)據(jù)采集卡采集到計算機上以后,利用LabVIEW的圖像化語言進行編程,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的各種分析,包括數(shù)值分析、頻譜分析等,再通過儀器軟面板把結(jié)果顯示在電腦上。我們以人體呼吸測量為例,這種設備一般只在醫(yī)院常見,用于教學中的儀器基本上沒有。因此講過理論原理后,學生不能夠真正透徹的明白,無法滿足教學上的需要。我們利用少量硬件設計結(jié)合LabVIEW軟件編程構(gòu)建了一個人體呼吸測量系統(tǒng),采用阻抗式呼吸測量原理,硬件電路主要涉及放大和濾波環(huán)節(jié),限于篇幅就不詳細說明了。圖1為基于LabVIEW平臺搭建的呼吸測量面板圖,針對學生教學取得了很好的效果,同學們一致反映對呼吸測量的原理有了更透徹的認識,并且能學習新的軟件技術,擴展知識面。在LabVIEW環(huán)境下進行實驗教學只需要根據(jù)實際情況,比如是呼吸測量還是心電測量等,通過軟件編程及很少的硬件連接便可完成實驗任務,即節(jié)省了實驗成本,又利于實驗設備更新,讓教師和學生脫離了傳統(tǒng)教學儀器功能單一的框框,更重要的是可以充分提高學生積極性和發(fā)揮創(chuàng)造性,像搭積木一樣,根據(jù)不同的測試需要,在計算機上構(gòu)建一個基于虛擬儀器技術的測試測量裝備,這樣做還能夠充分的節(jié)省高校技術資源[6]。

    2.3在信號處理類課程教學中應用

    生物醫(yī)學工程專業(yè)設置的信號處理類課程主要有:“數(shù)字信號處理”“信號與系統(tǒng)”“生物醫(yī)學信號檢測與處理”等。這些課程中往往涉及大量抽象的概念、公式,老師上課的時候也只是講解推導公式或證明算法,學生沒有直觀印象,無法把函數(shù)公式與實際波形相聯(lián)系,理解起來非常困難,從而很大程度的影響了教學效果。我們以“數(shù)字信號處理”課程為例作一簡單介紹?！皵?shù)字信號處理”是一門理論性很強的,以算法為核心的科目。為了使學生深入理解教材上提到的理論算法,需要通過仿真實驗來驗證那些理論。LabVIEW軟件平臺的特點之一就是具有豐富的運算且靈活高效的信號處理功能,LabVIEW圖形化信號處理平臺由多個信號處理與數(shù)學函數(shù)庫組成,包含小波變換、濾波器設計、時頻分析、圖像處理等工具包,將信號處理的各種功能轉(zhuǎn)化為VI函數(shù),給使用者提供了方便、簡單的編程途徑,從函數(shù)庫調(diào)用這些現(xiàn)成的VI函數(shù)就可以迅速完成信號處理。學生能一目了然地看到程序的運行情況,也可以比較不同的參數(shù)對結(jié)果的影響。在數(shù)字信號處理教學中濾波器是重點知識,也是教學難點。在以往的教學中發(fā)現(xiàn)學生普遍對于濾波器的作用弄不明白,另外根據(jù)學習的理論知識怎樣設計出有實際應用價值的數(shù)字濾波器也不清楚。在講授濾波器時,在LabVIEW中信號處理函數(shù)面板中的濾波基本函數(shù)欄進行選擇,在虛擬儀器前面板上放置多個圖形顯示控件,完成對濾波器的設計,還可以同時顯示多個濾波器的濾波結(jié)果,這種學習方式簡單明了,學生很容易理解抽象的概念從而掌握所學知識。另外LabVIEW圖形化的編程語言有助于學生在比較短的時間內(nèi)開發(fā)出相對復雜的數(shù)字信號處理程序,增加了同學們的自信,提高了其學習積極性。虛擬儀器技術強大的功能可以使其對學生開展形象、直觀的教學方式,靈活的應用于教學中,不僅可以幫助學生深刻領會抽象的理論知識,扎實掌握所學知識,同時還可以提高他們的學習興趣,達到最佳教學效果。

第3篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

關鍵詞：脈搏波速；小波去噪；脈搏波傳導時間

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0135-02

Abstract：Pulse wave velocity is an important index to measure cardiovascular disease. It is of great significance to the measurement of blood pressure and the prevention and treatment of cardiovascular disease. In this paper， removing noise from pulse wave signal using wavelet transform method， wavelet reconstruction of pulse wave reference point selection accuracy is greatly improved， to improve the measurement accuracy， and have high stability and repeatability.

Key Words：pulse wave velocity；wavelet denoising；pulse wave time

脈搏波波速是衡量心血管病變的重要指標，對血壓的測量以及心血管病的監(jiān)測有重大意義，是臨床疾病診斷與治療效果評估的重要依據(jù)之一[1]。脈搏信號十分微弱，測量過程中易受人體運動，外界噪聲干擾影響，因此要對其降噪處理，保證有用信號的提取。小波變換因其多分辨率和優(yōu)異的去噪性能被廣泛應用于信號去噪處理[2]。本文提出了一種基于小波變換的脈搏波速法無創(chuàng)多模量血壓模型，應用小波變換對脈搏波信號進行去噪，以獲得特征明顯的脈搏波信號，從而準確計算脈搏波波速[3]。

1 脈搏波導速度的測量原理

本次研究中，脈搏波傳導速率測量方案如圖1所示。圖1中L為手臂動脈兩測量點間的動脈長度，TPTT定義為同一脈搏波到達兩測量點的時間間隔，則脈搏波傳導速度。

2 小波變換原理

由于小波分析繼承了Fourier變換的優(yōu)良特性， 并彌補了Fourier分析的許多不足而得到了快速發(fā)展和廣泛的應用[4]。小波基的平移、展縮功能，使小波具有靈活可變的時間-頻率窗，在高頻時，時間窗變窄，而在低頻時，時間窗變寬，可以聚焦到分析對象的任意細節(jié)， 非常適合于分析非平穩(wěn)脈搏信號。圖2為小波變換原理示意圖。

3 小波實驗

小波去噪的一般步驟為：（1）信號預處理；（2）小波分解高頻系數(shù)閾值量化；（3）一維小波重構(gòu)。

對含噪信號小波分解前，首先需要選擇一種適合去噪信號的小波。因為對同一信號，用不同小波分解重構(gòu)效果不同。對于連續(xù)性較好的信號，采用db5 小波去噪較好，且理論上來說，小波尺度函數(shù)與信號越相近，去噪效果越好。以MATLAB 小波工具箱中脈搏波的信號為測試對象，對原始信號進行加噪處理，用db5小波對含噪信號進行去噪處理。對采樣到的袖帶壓數(shù)據(jù)進行db5 小波5層分解，對高頻系數(shù)采用軟閾值固定去噪，去噪后再進行小波重構(gòu)得到去噪后的信號。其實驗前含噪脈搏波信號如圖3所示，db5小波分析結(jié)果如圖4所示。

從圖中可以看出，經(jīng)過小波處理后重構(gòu)的脈搏波信號變得非常的平滑，噪聲基本上被濾除，保證了后期處理對信號信噪比的要求。

4 脈搏波波速測量結(jié)果

在對脈搏波進行小波去噪之后，能夠更準確地選取脈搏波特征點，大幅提高了脈搏波傳導時間的提取精度，并計算出脈搏波波速。對同1名實驗者，同時在其左右兩側(cè)手臂測量9次其脈搏波傳導速度，實驗結(jié)果如表1所示。

測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性可以通過標準偏差來衡量。對九次測量所得的18組脈搏波速結(jié)果進行計算可知，其標準差為0.0899，表明本方法所測得的脈搏波傳導時間具有較高的穩(wěn)定性和重復性。

參考文獻

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第4篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

2生物材料的類型與應用生物材料種類繁多,到目前為止,被詳細研究過的生物材料已經(jīng)超過一千種,在醫(yī)學臨床上廣泛應用的也有幾十種,涉及材料學科各個領域。依據(jù)不同的分類標準,可以分為不同的類型。

2.1以材料的生物性能為分類標準根據(jù)材料的生物性能,生物材料可分為生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物復合材料四類。

2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一類在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定,不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學反應的生物醫(yī)學材料,主要是生物陶瓷類和醫(yī)用合金類材料。由于在實際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機體內(nèi)也只是基本上不發(fā)生化學反應,它與組織間的結(jié)合主要是組織長入其粗糙不平的表面形成一種機械嵌聯(lián),即形態(tài)結(jié)合。生物惰性材料主要包括以下幾類:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷.氧化鋁陶瓷中以純剛玉及其復合材料的人工關節(jié)和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關節(jié);純剛玉—金屬復合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈式膝關節(jié),其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷該材料主要用來制作部分人工關節(jié)。(3)Si3N4陶瓷該類材料主要用來制作一些作為替代用的較小的人工骨,目前還不能用作承重材料。(4)醫(yī)用碳素材料它主要被作為制作人工心臟瓣膜等人工臟器以及人工關節(jié)等方面的材料。(5)醫(yī)用金屬材料該類材料是目前人體承重材料中應用最廣泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它與人體環(huán)境的相容性.同時它還能制作各類其他人體骨的替代物。

2.1.2生物活性材料生物活性材料是一類能誘出或調(diào)節(jié)生物活性的生物醫(yī)學材料。但是,也有人認為生物活性是增進細胞活性或新組織再生的性質(zhì)?，F(xiàn)在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎,其應用范圍也大大擴充.一些生物醫(yī)用高分子材料,特別是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被視為生物活性材料.羥基磷灰石是一種典型的生物活性材料。由于人體骨的主要無機質(zhì)成分為該材料,故當材料植入體內(nèi)時不僅能傳導成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時,能與組織密合,無炎癥或刺激反應.生物活性材料主要有以下幾類:

(1)羥基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷—羥基磷灰石(簡稱HAP)材料的研究,在近代生物醫(yī)學工程學科領域一直受到人們的密切關注.羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結(jié)構(gòu)也非常相近,與動物體組織的相容性好、無毒副作用、界面活性優(yōu)于各類醫(yī)用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應用于生物硬組織的修復和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通氣引流管、頜面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA顆粒和抑制癌細胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應用.又因為該材料受到本身脆性高、抗折強度低的限制,因此在承重材料應用方面受到了限制.現(xiàn)在該材料已引起世界各國學者的廣泛關注。目前制備多孔陶瓷和復合材料是該材料的重要發(fā)展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類材料以醫(yī)用為目的,主要包括制粉、燒結(jié)、性能實驗和臨床應用幾部分。

(2)磷酸鈣生物活性材料這種材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類.前者是一種廣泛用于骨修補和固定關節(jié)的新型材料,有望部分取代傳統(tǒng)的PMMA有機骨水泥.國內(nèi)研究抗壓強度已達60MPa以上。后者具有一定的機械強度和生物活性,可用于無機骨水泥的補強及制備有機與無機復合型植入材料。

(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要為治療癌癥用磁性材料,它屬于功能性活性生物材料的一種。把它植入腫瘤病灶內(nèi),在外部交變磁場作用下,產(chǎn)生磁滯熱效應,導致磁性材料區(qū)域內(nèi)局部溫度升高,借以殺死腫瘤細胞,抑制腫瘤的發(fā)展。動物實驗效果良好。

(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃兩類。目前關于該方向的研究已成為生物材料的主要研究方向之一。

2.1.3生物降解材料所謂可降解生物材料是指那些在被植入人體以后,能夠不斷的發(fā)生分解,分解產(chǎn)物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷藥物載體兩類,前者主要用于修復良性骨腫瘤或瘤樣病變手術刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫型載體,可根據(jù)要求制成一定形狀和大小的中空結(jié)構(gòu),用于各種骨科疾病。

2.1.4生物復合材料生物復合材料又稱為生物醫(yī)用復合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫(yī)學材料,并且與其所有單體的性能相比,復合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類材料的目的就是進一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類材料主要用于修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造,它除應具有預期的物理化學性質(zhì)之外,還必須滿足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,而且復合之后不允許出現(xiàn)有損材料生物學性能的性質(zhì)。按基材分生物復合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類,它們既可以作為生物復合材料的基材,又可作為增強體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質(zhì)各異的生物醫(yī)學復合材料,利用生物技術,一些活體組織、細胞和誘導組織再生的生長因子被引入了生物醫(yī)學材料,大大改善了其生物學性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫(yī)學材料的一個十分重要的發(fā)展方向,根據(jù)材料植入體內(nèi)后引起的組織反應類型和水平,它又可分為近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型。人和動物中絕大多數(shù)組織均可視為復合材料,生物醫(yī)學復合材料的發(fā)展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。

2.2以材料的屬性為分類標準

2.2.1生物醫(yī)用金屬材料生物醫(yī)用金屬材料是用作生物醫(yī)學材料的金屬或合金,又稱外科用金屬材料或醫(yī)用金屬材料,是一類惰性材料,這類材料具有高的機械強度和抗疲勞性能,是臨床應用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應用非常廣泛,及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個方面,除了要求它具有良好的力學性能及相關的物理性質(zhì)外,優(yōu)良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫(yī)用金屬材料應用中的主要問題是由于生理環(huán)境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質(zhì)的退變,前者可能導致毒副作用,后者常常導致植入的失敗。已經(jīng)用于臨床的醫(yī)用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類。此外,還有形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮、鋯等。

2.2.2生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)學材料中發(fā)展最早、應用最廣泛、用量最大的材料,也是一個正在迅速發(fā)展的領域。它有天然產(chǎn)物和人工合成兩個來源,該材料除應滿足一般的物理、化學性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質(zhì)醫(yī)用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類。對于前者,要求其在生物環(huán)境中能長期保持穩(wěn)定,不發(fā)生降解、交聯(lián)或物理磨損等,并具有良好的物理機械性能。并不要求它絕對穩(wěn)定,但是要求其本身和少量的降解產(chǎn)物不對機體產(chǎn)生明顯的毒副作用,同時材料不致發(fā)生災難性破壞。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等方面。這類材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它們可在生物環(huán)境作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞和性能蛻變,其降解產(chǎn)物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫(yī)用高分子材料還可分為心血管系統(tǒng)、軟組織及硬組織等修復材料。用于心血管系統(tǒng)的醫(yī)用高分子材料應當著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質(zhì)等。

2.2.3生物醫(yī)用無機非金屬材料或稱為生物陶瓷。生物醫(yī)用非金屬材料,又稱生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無機非金屬材料。此類材料化學性能穩(wěn)定,具有良好的生物相容性。一般來說,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經(jīng)簡要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來提出的一個新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來越多醫(yī)學問題的出現(xiàn),對生物陶瓷材料的要求也越來越高。原先的生物陶瓷材料無論是生物惰性的還是生物活性的,強調(diào)的是材料在生物體內(nèi)的組織力學環(huán)境和生化環(huán)境的適應性,而現(xiàn)在組織電學適應性和能參與生物體物質(zhì)、能量交換的功能已成為生物材料應具備的條件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下兩類:(1)模擬性生物陶瓷材料該類材料是將天然有機物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無機生物材料復合,來模擬人體硬組織成分和結(jié)構(gòu),以改善材料的力學性能和手術的可操作性,并能發(fā)揮天然有機物的促進人體硬組織生長的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復合材料該類材料是利用骨的壓電效應能刺激骨折愈合的特點,使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復合,在進行骨置換的同時,利用生物體自身運動對置換體產(chǎn)生的壓電效應來刺激骨損傷部位的早期硬組織生長。具體來說是由于腫瘤中血管供氧不足,當局部被加熱到43~45℃時,癌細胞很容易被殺死?，F(xiàn)在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復合,填充在因骨腫瘤而產(chǎn)生的骨缺損部位,利用外加交變磁場,充填物因磁滯損耗而產(chǎn)生局部發(fā)熱,殺死癌細胞,又不影響周圍正常組織。現(xiàn)在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應用鮮有報道,但其發(fā)展應用前景是很光明的。各種不同種類的生物陶瓷的物理、化學和生物性能差別很大,在醫(yī)學領域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發(fā)展前途.臨床應用中,生物陶瓷存在的主要問題是強度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學穩(wěn)定性比金屬、有機材料都好,但其脆性的問題也沒有得到解決。生物活性陶瓷的強度則很難滿足人體承力較大部位的需要。

2.2.4生物醫(yī)用復合材料此類材料在2.1.4中已有介紹,此處不再詳述

2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由經(jīng)過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)用材

料,也稱為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動物體的組織.特殊處理包括維持組織原有構(gòu)型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構(gòu)型、重建新的物理形態(tài)的強烈處理.由于經(jīng)過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構(gòu)型和功能,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態(tài)過程的修復和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等.

3.生物材料的性能評價目前關于生物材料性能評價的研究主要集中在生物相容性方面.因為生物相容性是生物材料研究中始終貫穿的主題.它是指生命體組織對生物材料產(chǎn)生反應的一種性能,該材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料與宿主之間的相容性,包括組織相容性和血液相容性.現(xiàn)在普遍認為,生物相容性包括兩大原則,一是生物安全性原則,二是生物功能性原則.生物安全性是植入體內(nèi)的生物材料要滿足的首要性能,是材料與宿主之間能否結(jié)合完好的關鍵.關于生物材料生物學評價標準的研究始于20世紀70年代,目前形成了從細胞水平到整體動物的較完整的評價框架.國際標準化組織(ISO)以10993編號了17個相關標準,同時對生物學評價方法也進行了標準化.迫于現(xiàn)代社會動物保護和減少動物試驗的壓力,國際上各國專家對體外評價方法進行了大量的研究,同時利用現(xiàn)代分子生物學手段來評價生物材料的安全性、使評價方法從整體動物和細胞水平深入到分子水平.主要在體外細胞毒性試驗、遺傳性和致癌性試驗以及血液相容性評價方法等方面進行了一些研究.但具體評價方法和指標都未統(tǒng)一,更沒有標準化.隨著對生物材料生物相容性的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)評價生物材料對生物功能的影響也很重要.關于這一方面的研究主要是體外法。具體來說側(cè)重于對細胞功能的影響和分子生物學評價方面的一些研究?？傊?關于生物功能性的原則是提出不久的一個新的生物材料的評價方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發(fā)展.而涉及材料的化學穩(wěn)定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內(nèi)長期埋植的穩(wěn)定性是需要開展評價研究的一個重要方面。

4生物材料的發(fā)展趨勢展望生物材料科學是20世紀新興學科中最耀眼的新星之一?，F(xiàn)在,生物材料科學已成為一門與人類現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)密切相關的邊緣學科。其重要性不僅因為它與人類自身密切相關,還因為它跨越了材料、醫(yī)學、物理、生物化學和現(xiàn)代高科技等諸多學科領域?，F(xiàn)在對于該材料的研究已從被動地適應生物環(huán)境發(fā)展到有目的地設計材料,以達到與生物組織的有機連接。并隨著生命科學和材料科學的發(fā)展,生物材料必將走向功能性半生命方向。生物材料的臨床應用已從短期的替換和填充發(fā)展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術、信息處理技術)相結(jié)合,制備富有應用潛力的醫(yī)療器械。生物材料的研究在世界各國也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會代表著國際上生物材料研究的發(fā)展動態(tài)和目前的水平。分析認為,以下幾個方面是生物材料今后研究發(fā)展的幾個主要方向:

(1)發(fā)展具有主動誘導、激發(fā)人體組織和器官再生修復功能的,能參與人體能量和物質(zhì)交換產(chǎn)生相互結(jié)合的功能性活性生物材料,將成為生物材料研究的主要方向之一。

(2)把生物陶瓷與高分子聚合物或生物玻璃進行二元或多元復合,來制備接近人體骨真實情況的骨修復或替代材料將成為研究的重要方向之一。

(3)制備接近天然人骨形態(tài)的、納微米相結(jié)合的、用于承重的、多孔型生物復合材料將成為方向之一。

(4)用于延長藥效時間、提高藥物效率和穩(wěn)定性、減少用量及對機體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點之一。

(5)血液相容性人工臟器材料的研究也是突破方向之一。

(6)如何能夠制備出納米尺寸的生物材料的工藝以及納米生物材料本身將成為研究熱點之一。

第5篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

關鍵詞：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡，訓練函數(shù)，學習函數(shù)，性能函數(shù)

中圖分類號： TP391 文獻標識碼： A

模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（ fuzzy neural network，F(xiàn)NN） 是模糊邏輯推理與BP神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)合，利用誤差信號反向傳播、調(diào)節(jié)權(quán)重，具有良好的自適應性、自組織性和很強的自學習能力，是數(shù)據(jù)分類和模式識別的有力工具，目前，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡在臨床疾病診斷中的應用日益廣泛[1-4] 。消化道系統(tǒng)中的急性胰腺炎、膽囊炎（膽石癥）、急性胃腸炎等疾病之間，由于有很多相似的癥狀體征，從而極容易引起誤診，為了能對這些疾病進行準確的輔助診斷，本文將消化道系統(tǒng)中急性胰腺炎、膽囊炎（膽石癥）、急性胃腸炎等疾病的診斷技術引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡，借助模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的模式識別來進行診斷。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集了2011年1月～2012年10月南昌大學第四附屬醫(yī)院的100例消化道系統(tǒng)疾病患者的各種檢測結(jié)果，100例患者中膽結(jié)石伴膽囊炎患者30例，急性膽囊炎10例，急性胃腸炎32例，急性胰腺炎28例，診斷結(jié)果均得到病理證實。

1.2 數(shù)據(jù)預處理 提取膽結(jié)石伴膽囊炎患者、急性膽囊炎患者、急性胃腸炎患者、急性胰腺炎患者的血液分析及生化篩查等39項檢測數(shù)據(jù)和7項臨床癥狀為第1層的輸入向量。7個臨床癥狀通過利用模糊數(shù)學的"降半梯形"結(jié)構(gòu)的錄屬函數(shù)來賦值：

其中， yji為第i 個對象對第j 類癥狀的隸屬函數(shù) ，其定義域為[0 ，λ（2）m （i）] 。

1.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡模型的建立： 由3層前向BP神經(jīng)網(wǎng)絡組成。第1層為數(shù)據(jù)預處理層，先提取患者的46個特征值再對其進行模糊化處理；第2層為隱含層；第3層為輸出層，輸出層為消化道系統(tǒng)的四種疾病，其結(jié)構(gòu)如下圖（圖1）：

2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡臨床診斷的實現(xiàn)

2.1 網(wǎng)絡訓練 從全部樣本中隨機抽取70 例（膽結(jié)石伴膽囊炎21例，急性膽囊炎6例，急性胃腸炎23例，急性胰腺炎20例）作為訓練組，15例作為驗證組（膽結(jié)石伴膽囊炎6例，急性膽囊炎3例，急性胃腸炎2例，急性胰腺炎4例），15例為測試組（膽結(jié)石伴膽囊炎3例，急性膽囊炎1例，急性胃腸炎7例，急性胰腺炎4例）。用MATLAB 2012a編程，分別對FNN 進行訓練，并用完成訓練的網(wǎng)絡模型進行驗證和測試。網(wǎng)絡的訓練函數(shù)為trainlm，學習函數(shù)為learngdm，誤差性能函數(shù)為mse，各層的傳遞函數(shù)為logsig，訓練次數(shù)設置為1000。

2.2 仿真診斷結(jié)果 通過神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練、驗證和和測試，在訓練次數(shù)達到40次時，訓練、驗證和和測試誤差同時達到最小，其中驗證誤差稍大一點，但也只有2.99 ，見圖2：

從圖2中可以看出，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（FNN）具有較快的收斂速度，只用了40次訓練，就使訓練誤差、驗證誤差、測試誤差都同時達到最小，從而使仿真診斷測試的準確率能大大提高。為了能了解模糊神經(jīng)網(wǎng)絡臨床診斷的效果，于是把訓練組、驗證組和測試組的診斷結(jié)果進行對照，見表1：

3總結(jié)

將神經(jīng)網(wǎng)絡技術與模糊理論結(jié)合構(gòu)起來進行醫(yī)學知識處理是一種很好的方法，這種方法也適用于其他它領域的知識處理，該系統(tǒng)的識別能力與訓練集關系密切，若能搜集更多的典型病例，系統(tǒng)的識別能力將進一步提高。

參考文獻：

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第6篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

20世紀30年代,量子力學、量子化學及高分子化學鏈理論的確立,為自然科學和工程技術的發(fā)展奠定了新的基礎。40年代在各種應用研究領域已呈現(xiàn)出有深遠意義的重大進展。例如半導體器件的發(fā)明,高分子材料的誕生和電子計算機的研制成功等。此后,電子技術的迅猛發(fā)展,不僅帶動了其它工程技術,而且還以其為先導相繼涌入了醫(yī)學領域,從而出現(xiàn)了一門融理、工、醫(yī)的新型的邊緣學科——生物醫(yī)學工程學,并推動了諸多醫(yī)用高新技術的發(fā)展。例如20世紀50年代研制出了許多人工臟器(人工肺、人工心臟瓣膜、人工血管)。1957年開展了人工心臟的研究。1959年植入式心臟起搏器應用于臨床。光導纖維的出現(xiàn)使纖維內(nèi)窺鏡得以發(fā)展。

在醫(yī)學影像領域出現(xiàn)了用于動態(tài)觀察的照相機,紅外成像也開始用于臨床。1958年自動生化分析儀研制成功。1960年世界上第一臺激光器問世,不久激光也進入了生物醫(yī)學領域并被廣泛應用[1]。然而,由于技術的迅速發(fā)展及其在醫(yī)學領域取得的巨大成功,在令人倍感振奮之時,也使人們陷入了對技術盲目追求的誤區(qū)。在這種思想的影響下,一些新的醫(yī)學技術迅速而不加任何限制地廣為傳播[2,3]。而另一些人又對醫(yī)學技術持有懷疑看法。早在1816年聽診器剛剛發(fā)明不久,一些使用它的醫(yī)務人員即對其產(chǎn)生了懷疑和不信任。1827年一位評論家寫道:“聽診器的應用程度遠遠超過了我們對這項技術本身的了解。”1850年甚至有懷疑者將“新的診斷輔助器械描述成危險儀器”[4]。

雖然絕大多數(shù)人都肯定醫(yī)學技術給人類健康帶來的好處,然而還存在相當多的不確定因素,包括技術本身的特性,以及該技術是否應該使用,使用的程度,使用的成本效益等[5]。在技術的廣泛應用中,人們還發(fā)現(xiàn)由它帶來的眾多未預料到的消極影響和不良后果,尤其是新的或不成熟的技術的應用,更是如此。這些不良后果涉及醫(yī)療、經(jīng)濟、社會、倫理、法律及政治等等相關領域,例如對生命安全和健康的威脅、人口性別比例的失調(diào)、生態(tài)的失衡、環(huán)境的污染、醫(yī)療費用的過度上漲、醫(yī)患關系的淡漠等等。在此歷史背景下,人們開始意識到有必要對醫(yī)學技術進行科學地控制和管理,而其基礎即是要對醫(yī)學技術及其產(chǎn)生的各種影響進行全面性的評估。醫(yī)學技術評估也就隨之應運而生了。技術評估(TechnologyAssessment)興起于20世紀60年代中期,是從對技術的重要作用和未知后果的評價開始的。技術評估這個術語是在1965年由美國的EmilioDaddario議員正式提出的。最初技術評估多集中在工、農(nóng)業(yè)等技術領域,評估的題目有海底石油鉆探、農(nóng)藥、汽車污染、核電站、超音速飛機等。1972年,美國國會頒布了技術評估法案,并據(jù)此建立了技術評估辦公室(OTA)[22]。在正式的醫(yī)學技術評估出現(xiàn)之前,即曾對醫(yī)學技術的安全性、有效性、成本和其它的影響開展過評估性研究。在早期的技術評估中也曾涉及到醫(yī)學技術,如對人工心臟及多階段健康篩查的評估等。

于是,在美國國家科學基金會(NSF)的要求下,美國國家研究委員會(NRC)將技術評估的概念進一步擴展到生物醫(yī)學技術領域,實施了體外受精等技術的評估。1974年,OTA提交了一份有關藥物生物平衡的報告,1976年OTA衛(wèi)生計劃提交了第一份正式的衛(wèi)生評估報告,這標志著醫(yī)學技術評估的誕生[7]。目前,技術創(chuàng)新和醫(yī)療費用問題,從正反兩方面推動了醫(yī)學技術評估的發(fā)展。首先,在最近的30年中技術創(chuàng)新層出不窮,生物技術、生物材料、手術技能和計算機技術的突破帶動了醫(yī)學領域的進步。據(jù)報道,每年就有50種新藥推出,新的器械、新的醫(yī)療方法和新的衛(wèi)生保健的提供方式每時每刻都在增加[8]。面對這些眾多的已經(jīng)廣泛使用的技術和新興的技術,醫(yī)生們、衛(wèi)生系統(tǒng)的管理者們不知如何選擇,才能最大地滿足各方面的需求,而醫(yī)學技術評估恰恰是為這些選擇提供了科學的依據(jù)。其次,醫(yī)學技術的迅猛發(fā)展,部分地造成了衛(wèi)生保健費用的過度增長。

在西方發(fā)達國家,其衛(wèi)生保健費用的增長速度超過了國民生產(chǎn)總值(GNP)的增長速度,國家衛(wèi)生總費用已超出了社會經(jīng)濟所能承受的負擔。如美、法等發(fā)達國家,50、60年代國家衛(wèi)生總費用占GNP的3%-5%,90年代初增長到10%-14%[6]。據(jù)有關報道,美國每年衛(wèi)生保健費用增長的1/2是用于技術的引入和使用[9]。各國政府都在努力控制衛(wèi)生保健費用的增長,但是與此同時人們對衛(wèi)生保健的需求卻越來越高,通過對醫(yī)療技術進行評估選擇適宜的技術,可較好地解決這種矛盾[5]。正因為如此,醫(yī)學技術評估得到了普遍的認可并迅速傳播。世界各地相繼建立了國際性的醫(yī)學技術評估機構(gòu)。諸如,1985年國際衛(wèi)生保健技術評估協(xié)會(theInternationalSocietyofTechnologyAs-sessmentinHealthCare,ISTAHC)正式成立,截止1998年,已有來自40多個國家的1200個成員單位[23]。1993年又建立了國際衛(wèi)生技術評估機構(gòu)網(wǎng)絡(theInter-nationalNetworkofAgenciesforHealthTechnologyAssessment,INAHTA),目前有35個成員機構(gòu)[11],而且還相繼建立了其它的國際組織,包括衛(wèi)生技術評估加拿大協(xié)調(diào)辦公室(theCanadianCoordi-natingOfficeforHealthTechnologyAs-sessment,CCOHTA),該組織包含10個國家的技術評估辦事處,還有為加強歐洲各國醫(yī)學技術評估的交流與合作,建立的歐洲評估計劃(EUR-AssessProject)[12]。在我國醫(yī)學技術評估起步較晚。80年代引入技術評估的概念,90年代醫(yī)學技術評估才日益受到人們的關注。

1992年4月和9月,衛(wèi)生部先后在上海、杭州召開了“全國醫(yī)藥科技成果推廣研討會”和“醫(yī)學技術評估高級研討會”[6]。1994年1月,在上海醫(yī)科大學(現(xiàn)復旦大學醫(yī)學院)成立了全國第一家醫(yī)學技術評估中心,并同時出版了首期《醫(yī)學技術評估》內(nèi)部?？?。目前我國共有4家相關的醫(yī)學技術評估機構(gòu),即醫(yī)學技術評估中心(復旦大學醫(yī)學院),生物工程技術評估中心(浙江大學),醫(yī)學倫理學研究中心(北京醫(yī)科大學)和中國循證醫(yī)學中心(華西醫(yī)科大學)[10]。

2醫(yī)學技術評估的定義

醫(yī)學技術(國外又稱衛(wèi)生技術,HealthTechnology),是指應用于衛(wèi)生保健領域和醫(yī)療服務系統(tǒng)的特定知識體系,包括用于疾病的預防、篩查、診斷、治療和康復的藥物、器械設備、醫(yī)療方案、手術方法、后勤支持系統(tǒng)和行政管理組織[10]。這里的醫(yī)學技術是廣義的,它不僅涉及到所有衛(wèi)生專職人員應用的全部方法,還包括那些使衛(wèi)生保健服務提供更加有效的后勤支持系統(tǒng)和行政管理組織。技術的用途也不限于診斷和治療領域,在疾病的預防、篩查和康復中使用的技術也在其內(nèi)。醫(yī)學技術評估有多種定義,隨著這個學科的不斷發(fā)展,其定義也在逐步完善。1981年,美國國家醫(yī)學技術中心將醫(yī)學技術評估定義為“對醫(yī)學技術的安全性、有效性、成本、成本-效益、倫理和法律方面的影響進行細致的評估,評估既包括對技術本身的評估也包含與其它競爭性技術的比較”[13]。1994年,英國國家衛(wèi)生署(NationalHealthService,NHS)的衛(wèi)生處進一步擴展了醫(yī)學技術的內(nèi)涵,定義為“醫(yī)學技術評估是用來描述對各種衛(wèi)生專職人員所應用的全部方法,包括促進健康的,預防、治療疾病的,以及促進康復的和長期保健所涉及的方法的成本、效益和其它廣泛影響的評估”。

同年,美國國會的技術評估辦公室又提出另外一種定義,主要強調(diào)了技術評估的目的,即“醫(yī)學技術評估是對一種醫(yī)學技術、一組相關技術或與技術相關問題的結(jié)構(gòu)化分析,為政策制定提供所需的決策依據(jù)”。目前,國際上最通用的定義為:醫(yī)學技術評估是一個涉及多種學科的決策分析領域,它評估醫(yī)學技術在開發(fā)、傳播和應用過程中所產(chǎn)生的醫(yī)療、社會、倫理和經(jīng)濟影響[11]。醫(yī)學技術評估定義的不斷完善,恰恰反映了這一新興學科尚在發(fā)展中。

3醫(yī)學技術評估的目的

從上述定義可以看出HTA是一個決策分析領域,它通過多種途徑輔助決策。

3.1為協(xié)調(diào)機構(gòu)就藥物、治療方案或手術方法及其它技術能否進入市場,提供決策提據(jù)。例如為FDA提供藥品和設備批準進入市場的證據(jù)。

3.2幫助醫(yī)學技術的提供者和支付者,決定納入衛(wèi)生福利政策的醫(yī)學技術,并確定合理的費用報銷制度。

3.3協(xié)助臨床醫(yī)務工作者、醫(yī)學技術提供者和消費者,做出衛(wèi)生保健設施合理選擇的決策。

3.4為醫(yī)院、衛(wèi)生保健網(wǎng)絡和機構(gòu)的管理人員,獲得和管理醫(yī)學技術提供幫助。

3.5協(xié)助政府衛(wèi)生部門的官員,制訂公共衛(wèi)生計劃。

3.6支持衛(wèi)生保健產(chǎn)品生產(chǎn)者,進行產(chǎn)品的開發(fā)和市場營銷。

3.7制定醫(yī)學技術生產(chǎn)、使用、維護和再利用等方面的標準。

3.8為政府官員制定醫(yī)學技術創(chuàng)新、研究、開發(fā)、調(diào)控、支付和推廣等方面的政策提供依據(jù)[7,10]。

總之,醫(yī)學技術評估可為不同層次的決策者提供所需的信息,例如為單位、地區(qū)、國家甚至國際間提供決策依據(jù)。通過為各種決策提供信息,達到的最終目的是影響醫(yī)學技術的研究、開發(fā)、推廣和應用,協(xié)助醫(yī)學技術的選擇,提高衛(wèi)生保健系統(tǒng)的效率,使有限的衛(wèi)生資源得到合理的配置,達到在最佳成本效益比的情況下提高衛(wèi)生保健質(zhì)量的目的。目前,循證醫(yī)學發(fā)展十分迅猛,實際上循證醫(yī)學也可視為是醫(yī)學技術評估在臨床領域的應用。

4醫(yī)學技術評估的內(nèi)容及類型

4.1醫(yī)學技術評估的內(nèi)容技術特性;臨床安全性;有效性(效能、效果和生存質(zhì)量);經(jīng)濟學特性(成本-效果、成本-效益、成本-效用和宏觀經(jīng)濟學效應);社會適應性(社會、法律、倫理、政治方面的影響)[7,10]。

4.2醫(yī)學技術評估的類型

4.2.1按照評估的內(nèi)容范圍可分為:全面評估和部分評估。前者是指一項技術按以上各方面均進行評估;后者是指對技術的一個或幾個方面進行評估。最常做的醫(yī)學技術評估是部分評估。醫(yī)學技術評估現(xiàn)狀的調(diào)查發(fā)現(xiàn),全世界的HTA組織均進行技術的安全性、效能、效果和成本的評估,最多的是對技術效果、效能,其次是成本、安全性的評估。

4.2.2按所評估技術的物理特性可分為:對藥品,對醫(yī)療器械和設備,對醫(yī)療方案和手術方法,對支持系統(tǒng),以及對行政管理機構(gòu)的評估。調(diào)查發(fā)現(xiàn)在美國89%HTA組織評估器械和設備,85%評估醫(yī)療方案,74%評估藥物。

4.2.3根據(jù)所評估技術的用途可將評估分為:治療性技術的評估、診斷性技術的評估、預防性技術的評估、康復性技術的評估和公共衛(wèi)生技術的評估。調(diào)查顯示,全球89%HTA組織進行治療性技術的評估,84%評估診斷性技術,63%評估預防性技術,53%評估康復性技術,27%評估公共衛(wèi)生技術[9,10]。

4.2.4按照所評估技術的不同階段來分類:新型技術的評估,已普遍接受的或標準醫(yī)療技術的評估,陳舊技術的評估。全世界93%的HTA組織評估新型技術,83%的組織評價已普遍接受的或標準醫(yī)療技術,僅有44%評估陳舊技術[9,10]。

4.3衡量健康結(jié)局的指標

要對一種技術的安全性、效能、效果等進行評估,首先要對這項技術所產(chǎn)生的患者健康結(jié)局進行研究,通過綜合患者健康結(jié)局的改變來得出對技術的安全性、效能和效果等方面的評價。健康結(jié)局的衡量指標存在一個發(fā)展的過程。首先應用的是患病率和死亡率,是傳統(tǒng)的結(jié)局衡量指標。之后,應用健康相關的生存質(zhì)量指標(Health-RelatedQualityofLifeMea-sures,HRQL),其特點是反映了技術對患者及其他相關人群的多方面影響,常用于••慢性病治療性技術的評估。最后出現(xiàn)了生存質(zhì)量調(diào)節(jié)年(Quality-AdjustedLifeYears,QALY),它是一種結(jié)合了所獲得(失去)的生存時間和生存質(zhì)量的健康結(jié)局單位,其特點是可直接進行技術之間的成本-效益比較。以上是評價除診斷性技術以外的技術的健康結(jié)局衡量指標。診斷技術的評價更加復雜,原因是診斷性技術與患者的健康結(jié)局之間是間接關系,無法直接應用現(xiàn)有的健康結(jié)局指標來衡量診斷性技術的效果,其衡量指標包括技術能力、診斷準確性、對最終診斷的影響、對治療的影響、成本-效益等[7]。健康結(jié)局的衡量指標還在不斷發(fā)展,這也代表了技術評估的發(fā)展。衡量指標越全面,越能更好地對多種競爭性技術進行比較,從而挑選出最為適宜的技術。

5醫(yī)學技術評估的步驟醫(yī)學技術評估的基本步驟包括:

5.1確定評估的題目

5.1.1確定備選題目

備選題目的確定在較大程度上是由機構(gòu)的任務或目的決定的。不過也有機構(gòu)通過對機構(gòu)成員進行調(diào)查來獲取題目,還有的公司或組織通過對各種技術信息資源(新藥和新設備數(shù)據(jù)庫、醫(yī)學/技術期刊以及其它出版物)的廣泛查找確定備選題目。

5.1.2設定評估優(yōu)先級這一步是對評估的備選題目進行挑選的過程,以定出最終評估題目。在設定優(yōu)先級時需要遵循一定的原則,要對技術及其針對的健康問題、項目本身的一些限制因素進行全面的考慮。最常用的是定性的方法,目前也有應用定量的方法來確定優(yōu)先級的。

5.2明確評估問題

明確要評估的問題是技術評估過程中十分重要的一步,它對以后的一系列步驟都有影響。開展一項評估要清楚地理解評估的目的和評估服務的對象,這需要評估小組不斷地論證、討論和澄清。明確評估問題要對所評估的健康問題、技術、評估所涉及的患者人群、醫(yī)務工作者和衛(wèi)生保健環(huán)境和評估內(nèi)容進行說明。

5.3確定評估的機構(gòu)

這一步主要是決定評估項目實施的機構(gòu)。有3種情況:第1種完全由發(fā)起評估的機構(gòu)本身來實施,這主要見于大型醫(yī)院、主要的保險公司等。第2種情況是完全依賴專業(yè)醫(yī)學技術評估機構(gòu),可免費或交納一定費用獲得評估結(jié)果。第3種情況是本身實施一部分,從其它專業(yè)機構(gòu)購買另外一部分的評估結(jié)果。在決策時,要考慮所評估的問題、可支配的資金、可獲得的專家資源、時間的限制以及其它因素,權(quán)衡本身實施和購買的比例。

5.4搜集可獲得的證據(jù)

證據(jù)的收集是進行醫(yī)學技術評估的重大挑戰(zhàn)之一。證據(jù)包括涉及特殊評估問題的數(shù)據(jù)、文獻和其它信息。文獻的檢索和相關信息的搜集,是一項成功的醫(yī)學技術評估所不可或缺的。對HTA有價值的信息資源種類繁多,包括期刊數(shù)據(jù)庫、臨床和管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫、印刷版的索引和目錄、政府報告和專題研究、專業(yè)目錄/登記報告、公司報告和信息、研究/綜述/Meta分析的參考文獻、有關的國際互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站以及同事和其他專家。要做到對一項技術的客觀評價就必須獲得廣泛全面的資料,而許多有價值的信息不能從經(jīng)典的信息資源中獲得,我們稱其為灰色文獻。有關文章介紹,灰色文獻可以通過查找行業(yè)和政府專題研究、專業(yè)機構(gòu)報告和指南、市場研究報告、政策研究機構(gòu)研究報告、專業(yè)委員會的即時出版物、會議記錄等等來獲取。在利用灰色文獻時,一定要仔細地閱讀、篩選,注意其權(quán)威性和準確性。資料證據(jù)收集的越全面,就越能避免出現(xiàn)片面性,這樣評估的結(jié)果才能越客觀、越全面、越有價值。

5.5新的原始數(shù)據(jù)的獲取

通常情況下,收集的現(xiàn)存的各種信息可能對于評價一項技術還不夠充分,需要一些新的數(shù)據(jù)來補充不足的證據(jù),這時就需要進行新的原始數(shù)據(jù)的收集。但是目前大多數(shù)的HTA并不涉及原始數(shù)據(jù)的收集。新的原始數(shù)據(jù)可通過臨床試驗、流行病研究等方法獲取。通過在評估中將新的原始數(shù)據(jù)和搜集的現(xiàn)有的證據(jù)結(jié)合,來更全面、有效地評價醫(yī)學技術。

5.6證據(jù)解析

從不同質(zhì)量、類型各異的科學證據(jù)中演繹出實質(zhì)性的結(jié)論,這對于任何的HTA都是一種挑戰(zhàn)。評估人員需要一種系統(tǒng)的方法,來慎重地評價每一條搜集到的證據(jù)的質(zhì)量?？傮w上說,證據(jù)的解析需要3步。

5.6.1研究分類

原始數(shù)據(jù)的收集方法種類繁多,但是用不同方法收集的證據(jù)其價值也不同,例如前瞻性研究優(yōu)于回顧性研究,對照性研究優(yōu)于非對照性研究等。根據(jù)研究的基本類型和特征,將所收集的原始資料整理成一個表明證據(jù)的表格,表格的項目涉及研究的設計(是否隨機、是否是盲法、有無對照等)、患者健康結(jié)局衡量指標(患病率、死亡率、健康相關生存質(zhì)量等)和推論的統(tǒng)計學指標(P值、可信區(qū)間等)。評估者通過它可以了解所搜集的不同研究的類型分布。

5.6.2證據(jù)評分

對證據(jù)的評分已經(jīng)成為目前HTA的標準步驟之一了,但是不同的專業(yè)評估機構(gòu)所用的證據(jù)評分體系不同。例如,美國的AHCPR認為對設計較好的隨機對照試驗的Meta分析中獲取的證據(jù)最可信,證據(jù)的可信度最低的是病例報告和臨床實例。評估成員可通過這些層次來對不同的研究分類,且對所得的證據(jù)進行分級。例如,AHCRP規(guī)定存在從Meta分析中得出的數(shù)據(jù),定為一級(最強);而缺乏證據(jù)和只有病例報告、臨床實例匯報的數(shù)據(jù),定為四級(最弱)。通過對證據(jù)的評分可以使評估成員對證據(jù)有一個整體的認識。

5.6.3選擇證據(jù)

在證據(jù)評分之后,評估成員可以選擇證據(jù)來應用于評估。在證據(jù)的選擇上評估專家們尚未達成一致,有的專家認為除隨機試驗以外的證據(jù)都不可取,有些專家卻認為那些可靠性較差的試驗可以使用,可以通過給不同的權(quán)重來體現(xiàn)證據(jù)的級別。

5.7綜合證據(jù)

由于證據(jù)收集的研究類型各異,而且每項研究的目的不同,所以就要求評估人員綜合有價值的信息。綜合證據(jù)的方法有:非定量的文獻評述、Meta分析及其它定量的文獻分析方法、決策分析、小組決策或?qū)＜易稍?consensusdevelopment)。傳統(tǒng)定性的文獻評述存在許多片面性,目前評估人員更加青睞應用結(jié)構(gòu)化強、定量的、經(jīng)充分證實的方法。

5.8形成結(jié)論和建議

結(jié)論是評估的結(jié)果,建議是在評估以后得出的意見、觀點。建議比結(jié)論的操作性更強,它可直接用于臨床和政策制定。由于證據(jù)的價值不同,結(jié)論的可靠性也就有相應的差異存在。目前,評估的用戶對于明確結(jié)論強弱有確切的要求,所以評估人員可以利用以前對證據(jù)的評分來確定結(jié)論的強弱。結(jié)論的強弱也分為一定的層次,但是它是雙向的,支持的結(jié)論由強到弱,反對的結(jié)論由弱到強。

5.9傳播結(jié)論和建議

評估的目的是為決策服務的,如何將評估的結(jié)論和建議傳播給需要的各種決策者,對于HTA的成功也是至關重要的。傳播的計劃主要涉及3個層面:目標人群、采用的中介和實施的策略。例如,AHCRP采用小冊子向患者傳播評估結(jié)論,用快速的參考指南、臨床相關手冊的形式向醫(yī)生宣傳結(jié)論,通過全面的報告?zhèn)鞑ソY(jié)論給研究者和政策分析者。據(jù)1995年調(diào)查,全球95%的HTA組織通過在公開出版的雜志上發(fā)表文獻傳播結(jié)果,美國還通過研究所和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)如In-ternet傳播[9,10]。

5.10監(jiān)督HTA的影響

HTA的影響存在許多不確定性,正像它評估的技術一樣,技術評估也會產(chǎn)生預期的影響和未預料的結(jié)果。它受許多因素制約,包括評估的目標組織及該組織的法律性、契約性或行政性的義務,環(huán)境因素,評估結(jié)論、建議本身,評估結(jié)果的傳播等。例如,AHCPR進行的絕大多數(shù)HTA,其結(jié)果直接應用于HCFA的衛(wèi)生保險覆蓋的決策。而有些設計良好或有權(quán)威性的隨機臨床試驗的結(jié)論和建議卻沒有被采納[7]。以上介紹了HTA的10項基本步驟,但是這并不意味著每一次HTA都要進行所有步驟,它們可以實施其中的部分內(nèi)容,且進行的順序也無嚴格的要求,美國和中國都有一些評估實例可以證明這一點。[18,23]

6醫(yī)學技術評估的方法

HTA方法可根據(jù)評估的內(nèi)容來分類:

6.1功效與安全性的常用評估方法有,臨床前期評價法、非正規(guī)的臨床評價法、流行病學與統(tǒng)計學評價法、臨床對照試驗法與正規(guī)綜合法等。

6.2生存質(zhì)量的評估方法有,心理測試的健康指標測量和健康效用評價的方法。

6.3經(jīng)濟學評價方法有:成本分析、最小成本分析、成本效果分析(cost-benefitanalysis)、成本效用分析(cost-utilityanalysis)、成本效益分析(cost-effective-nessanalysis)、敏感性分析。

6.4社會適應性的評價方法有,無結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)和全結(jié)構(gòu)訪問法、小組訪談法以及觀察法等[14]。目前,評估的方法學是一個重要的研究領域。原因是評估的用戶要求基于證據(jù)的評價、所得的結(jié)論要盡量減少片面性、要求盡量使用正規(guī)的定性和定量方法。同時還要求盡量縮短評估的時間、提高評估自身的成本效益,這些要求對評估研究者提出了新的挑戰(zhàn)。最近,由于技術評估國際化的發(fā)展,各國需要交流評估經(jīng)驗和結(jié)果。在這種背景下,由EUR-ASSESS的方法學項目分組(ProjectSubgrouponmethodology),于1997年提出要建立一種為產(chǎn)生透明的、有力和有效的HTA所需的各種邏輯方法的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。INAH-TA在2000年提出要統(tǒng)一和規(guī)范評估方法的議題?？梢妵H上的組織機構(gòu)正在積極進行這方面的嘗試[11]。

7醫(yī)學技術評估的實施

7.1實施機構(gòu)

醫(yī)學技術評估的實施或發(fā)起機構(gòu)種類很多,包括:調(diào)控機構(gòu),政府和私人支付機構(gòu),衛(wèi)生職業(yè)組織,標準制定機構(gòu),醫(yī)院、管理保健組織和其它衛(wèi)生保健提供者,患者和消費者組織,政府政策研究機構(gòu),私人評估/政策研究結(jié)構(gòu),學術中心,生物醫(yī)學研究機構(gòu),衛(wèi)生產(chǎn)品公司,風險投資商和其它投資者。這些機構(gòu)所進行的評估的目的、內(nèi)容、方法各不相同。政府的政策研究機構(gòu)進行的評價,是與國家層次上的技術政策的制定息息相關的;而衛(wèi)生產(chǎn)品公司的評估可能是為公司的產(chǎn)品營銷、公司的經(jīng)濟利益而進行的。

7.2實施所需的人力資源

在定義別強調(diào)醫(yī)學技術評估是一個涉及多種學科的政策分析領域,而且在評估中使用的方法也涉及許多學科,所以就需要各種類型的專家來共同合作實施HTA。所需的專家有:包括放射、化驗等在內(nèi)的臨床各科醫(yī)生,醫(yī)院、衛(wèi)生組織的管理者,生物醫(yī)學和臨床工程師,藥理學專家,患者,流行病學家,生物統(tǒng)計學家,經(jīng)濟學家,律師,社會學家,倫理學家,決策科學專家,計算機專家/程序號,圖書/信息專業(yè)人員。對于一項確定的HTA,專家的選擇要考慮到評估的目的、所評估的內(nèi)容、可利用的資源等因素。

7.3實施的時機

實施HTA的時機很難把握,對于一項新技術越早發(fā)現(xiàn)它的不利影響,越早控制其傳播和誤用是評估人員所希望的,但是由于技術本身在發(fā)展、臨床使用者的技術使用熟練程度在改變,使技術使用早期的評估結(jié)論可能產(chǎn)生偏差或錯誤。要避免這一點,就要對技術進行多次的HTA,不能只靠進行一次的HTA就蓋棺定論[7]。

8醫(yī)學技術評估的意義

HTA開展以來,是否促進了醫(yī)學技術的合理使用和衛(wèi)生資源的合理分配呢?答案是肯定的。在臨床方面,1995年加拿大魁北克的醫(yī)學技術評估委員會就21份HTA報告對衛(wèi)生政策和醫(yī)療費用的影響進行了調(diào)查。結(jié)果表明,除3份報告外,其它的均產(chǎn)生了巨大的影響。1990年建議使用高滲造影劑來替代低滲造影劑,使醫(yī)療費用明顯降低,凈節(jié)約近1200萬美元。對心導管再利用的建議節(jié)約醫(yī)療費用約600萬美元,而取消術前常規(guī)胸片則節(jié)約了700萬美元,并且,有關高檔技術如器官移植、MRI等的HTA報告,對制定衛(wèi)生政策和臨床指南,以及合理配置資源均產(chǎn)生了顯著的影響[16]。哈佛大學公共衛(wèi)生學院分析了4種醫(yī)療方案,10年中:內(nèi)皮細胞顯影檢查節(jié)約為1.3億美元,精神分裂癥的隔離節(jié)約為2.46億美元,癌癥病人的熱療節(jié)約為2.72億美元,近視眼的角膜手術節(jié)約為4.77億美元。加州大學洛杉磯分校公共衛(wèi)生學院對另外3種治療方法進行的評估表明,10年節(jié)省為:家用氧氣600-2000萬美元,心臟起搏器的電化監(jiān)測為0.87-0.97億美元,風濕性關節(jié)炎的血漿提取療法為100-150億美元[6]。而且,有些HTA本身就可以產(chǎn)生直接的臨床作用,即通過參與評估所進行的臨床試驗,直接使患者受益[17]。例如某些癌癥和艾滋病患者,通過參與HTA的臨床試驗嘗試先進的治療方法,即可能會直接受益。在預防醫(yī)學領域,HTA也起著明顯的作用。例如加拿大一項有關乳腺癌普查的HTA結(jié)果顯示,對于50-70歲的婦女進行普查其成本-效果最佳,這使政府改變了過去對所有育齡婦女進行普查的政策,節(jié)約了相當?shù)男l(wèi)生保健經(jīng)費,優(yōu)化了衛(wèi)生保健系統(tǒng)[10]。1978年美國對肺炎球菌疫苗的成本-效果評價,發(fā)現(xiàn)成本-效果比最佳的是65歲以上的老年人。國會據(jù)此修改了老年保健法,規(guī)定從1981年開始給老年人接種肺炎球菌疫苗。1988年OTA發(fā)表關于在老年人口中進行青光眼篩查的報告。報告中指出,這種篩查成本高,效益不確定。分析結(jié)果表明,識別和證實1例青光眼患者的成本在2000-1600美元。通過對技術評估結(jié)果的應用,減少一些沒有效果的或不必要的醫(yī)學技術的支出。據(jù)報道,美國國家衛(wèi)生保健技術中心對老人保健項目覆蓋政策的咨詢工作,使項目開支每年節(jié)省幾億美元[6]。總之,在選擇適宜衛(wèi)生技術、合理利用衛(wèi)生資源和優(yōu)化資源配置上醫(yī)學技術評估做出了相當大的貢獻。

9醫(yī)學技術評估的障礙

雖然總的趨勢是鼓勵廣泛開展HTA,但是仍然有一些因素和情況不利于HTA,其中包括:

1)技術方面:存在對技術的盲目崇拜,尤其在美國一些人認為“技術是迫切的”,只要是新的就是好的,不管技術是否有效。還有一些技術權(quán)威人士在沒有可信的證據(jù)情況下控制技術的使用。更有些人認為,技術評估的目的是阻止技術的創(chuàng)新和傳播[7]。

2)醫(yī)學方面:醫(yī)生對于醫(yī)學實踐的慣性,他們習慣了長期形成的實踐常規(guī),其醫(yī)學知識也已過時,且接受科學咨詢的機會甚少,同時也缺乏對臨床知識的批判態(tài)度,故產(chǎn)生了他們對舊的作法的慣性,這對于HTA結(jié)論的傳播和利用是一種障礙[7]。再者,一些醫(yī)生希望自己有選擇技術的自由,不希望HTA來干涉他們的自由[19]。

3)商業(yè)方面:一些生物醫(yī)學領域的企業(yè)認為,HTA限制了他們的醫(yī)學創(chuàng)新獲得最大經(jīng)濟利益的自由。他們一般通過法律程序來限制HTA。1997年加拿大的BMS(BristolMyers-SquibbCanadaInc.)藥品公司CCOHTA來阻止其對該公司藥品的技術評估報告的發(fā)表。類似的事情也發(fā)生在美國的Merck公司。目前國際的經(jīng)濟條例也對HTA是一種威脅,在經(jīng)濟條例中給予商業(yè)機構(gòu)過多的權(quán)利。1998年WHO表示要關注與貿(mào)易相關的知識產(chǎn)權(quán)協(xié)定(theAgreementonTrade-RelatedAspectsofIntellectualPropertyRights,TRIPs)的有關問題。這些由商業(yè)目的引發(fā)的法律威脅,對HTA造成了嚴重的影響,包括評估人員在評估中將會過多考慮技術以外的社會因素,研究者、研究機構(gòu)、出版商和基金組織不愿進行可能引起法律糾紛的評估等不利影響[20]。

4)資金方面:HTA的資金不足。一些醫(yī)學研究人員不愿意將資金從基礎研究轉(zhuǎn)向HTA,還有一方面HTA要花費一定的經(jīng)費用于應付技術生產(chǎn)商的[19,20]。總之,HTA的發(fā)展過程中確實存在一些困難和障礙,并且這些困難正在擴大且還會出現(xiàn)新的障礙,HTA能否在未來順利地發(fā)展,將需要政府給予更多的關注和支持。

10醫(yī)學技術評估的展望

第7篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

論文摘要：隨著醫(yī)學成像和計算機輔助技術的發(fā)展，從二維醫(yī)學圖像到三維可視化技術成為研究的熱點，本文介紹了醫(yī)學圖像處理技術的發(fā)展動態(tài)，對圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展進行了綜述。在比較各種技術在相關領域中應用的基礎上，提出了醫(yī)學圖像處理技術發(fā)展所面臨的相關問題及其發(fā)展方向。

1．引言

近20多年來，醫(yī)學影像已成為醫(yī)學技術中發(fā)展最快的領域之一，其結(jié)果使臨床醫(yī)生對人體內(nèi)部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。20世紀70年代初，X-CT的發(fā)明曾引發(fā)了醫(yī)學影像領域的一場革命，與此同時，核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超聲成像、數(shù)字射線照相術、發(fā)射型計算機成像和核素成像等也逐步發(fā)展。計算機和醫(yī)學圖像處理技術作為這些成像技術的發(fā)展基礎，帶動著現(xiàn)代醫(yī)學診斷正產(chǎn)生著深刻的變革。各種新的醫(yī)學成像方法的臨床應用，使醫(yī)學診斷和治療技術取得了很大的進展，同時將各種成像技術得到的信息進行互補，也為臨床診斷及生物醫(yī)學研究提供了有力的科學依據(jù)。

在目前的影像醫(yī)療診斷中,主要是通過觀察一組二維切片圖象去發(fā)現(xiàn)病變體,往往需要借助醫(yī)生的經(jīng)驗來判定。至于準確的確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周圍生物組織的空間關系,僅通過觀察二維切片圖象是很難實現(xiàn)的。因此,利用計算機圖象處理技術對二維切片圖象進行分析和處理,實現(xiàn)對人體器官、軟組織和病變體的分割提取、三維重建和三維顯示,可以輔助醫(yī)生對病變體及其它感興趣的區(qū)域進行定性甚至定量的分析,可以大大提高醫(yī)療診斷的準確性和可靠性。此外,它在醫(yī)療教學、手術規(guī)劃、手術仿真及各種醫(yī)學研究中也能起重要的輔助作用。

本文對醫(yī)學圖像處理技術中的圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展進行了綜述。

2．醫(yī)學圖像三維可視化技術

2.1三維可視化概述

醫(yī)學圖像的三維可視化的方法很多，但基本步驟大體相同，如圖.。從#$/&’(或超聲等成像系統(tǒng)獲得二維斷層圖像，然后需要將圖像格式（如0(#1&）轉(zhuǎn)化成計算機方便處理的格式。通過二維濾波，減少圖像的噪聲影響，提高信噪比和消除圖像的尾跡。采取圖像插值方法，對醫(yī)學關鍵部位進行各向同性處理，獲得體數(shù)據(jù)。經(jīng)過三維濾波后，不同組織器官需要進行分割和歸類，對同一部位的不同圖像進行配準和融合，以利于進一步對某感興趣部位的操作。根據(jù)不同的三維可視化要求和系統(tǒng)平臺的能力，選擇不同的方法進行三維體繪制，實現(xiàn)三維重構(gòu)。

2.2關鍵技術：

圖像分割是三維重構(gòu)的基礎，分割效果直接影像三維重構(gòu)的精確度。圖像分割是將圖像分割成有意義的子區(qū)域，由于醫(yī)學圖像的各區(qū)域沒有清楚的邊界，為了解決在醫(yī)學圖像分割中遇到不確定性的問題，引入模糊理論的模糊閥值、模糊邊界和模糊聚類等概念?？焖贉蚀_的分離出解剖結(jié)構(gòu)和定位區(qū)域位置和形狀，自動或半自動的圖像分割方法是非常重要的。在實際應用中有聚類法、統(tǒng)計學模型、彈性模型、區(qū)域生長、神經(jīng)網(wǎng)絡等適用于醫(yī)學圖像分割的具體方法。

由于可以對同一部位用不同的成像儀器多次成像，或用同一臺儀器多次成像，這樣產(chǎn)生了多模態(tài)圖像。多模態(tài)圖像提供的信息經(jīng)常相互覆蓋和具有互補性，為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，需要對各個模態(tài)的原始圖像進行配準和數(shù)據(jù)融合，其整個過程稱為數(shù)據(jù)整合。整合的第一步是將多個醫(yī)學圖像的信息轉(zhuǎn)換到一個公共的坐標框架內(nèi)的研究，使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，稱為三維醫(yī)學圖像的配準問題。建立配準關系后，將多個圖像的數(shù)據(jù)合成表示的過程，稱為融合。在醫(yī)學應用中，不同模態(tài)的圖像還提供了不互相覆蓋的結(jié)構(gòu)互補信息，比如，當CT提供的是骨信息，MRI提供的關于軟組織的信息，所以可以用邏輯運算的方法來實現(xiàn)它們圖像的合成。

當分割歸類或數(shù)據(jù)整合結(jié)束后，對體數(shù)據(jù)進行體繪制。體繪制一般分為直接體繪制和間接體繪制，由于三維醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)量很大，采用直接體繪制方法，計算量過重，特別在遠程應用和交互操作中，所以一般多采用間接體繪制。在圖形工作站上可以進行直接體繪制，近來隨著計算機硬件快速發(fā)展，新的算法，如三維紋理映射技術，考慮了計算機圖形硬件的特定功能及體繪制過程中的各種優(yōu)化方法，從而大大地提高了直接體繪制的速度。體繪制根據(jù)所用的投影算法不同加以分類，分為以對象空間為序的算法（又稱為體素投影法）和以圖像空間為序的算法!又稱為光線投射法"，一般來說，體素投影法繪制的速度比光線投射法快。由于三維醫(yī)學圖像的繪制目的在于看見內(nèi)部組織的細節(jié)，真實感并不是最重要的，所以在醫(yī)學應用中的繪制要突出特定診斷所需要的信息，而忽略無關信息。另外，高度的可交互性是三維醫(yī)學圖像繪制的另一個要求，即要求一些常見操作，如旋轉(zhuǎn)，放大，移動，具有很好的實時性，或至少是在一個可以忍受的響應時間內(nèi)完成。這意味著在醫(yī)學圖像繪制中，繪制時間短的可視化方法更為實用。

未來的三維可視化技術將與虛擬現(xiàn)實技術相結(jié)合，不僅僅是獲得體數(shù)據(jù)的工具，更主要的是能創(chuàng)造一個虛擬環(huán)境。

3．醫(yī)學圖像分割

醫(yī)學圖像分割就是一個根據(jù)區(qū)域間的相似或不同把圖像分割成若干區(qū)域的過程。目前,主要以各種細胞、組織與器官的圖像作為處理的對象，圖像分割技術主要基于以下幾種理論方法。

3.1基于統(tǒng)計學的方法

統(tǒng)計方法是近年來比較流行的醫(yī)學圖像分割方法。從統(tǒng)計學出發(fā)的圖像分割方法把圖像中各個像素點的灰度值看作是具有一定概率分布的隨機變量,觀察到的圖像是對實際物體做了某種變換并加入噪聲的結(jié)果,因而要正確分割圖像,從統(tǒng)計學的角度來看,就是要找出以最大的概率得到該圖像的物體組合。用吉布斯（Gibbs）分布表示的Markov隨機場(MRF)模型,能夠簡單地通過勢能形式表示圖像像素之間的相互關系,因此周剛慧等結(jié)合人腦MR圖像的空間關系定義Markov隨機場的能量形式,然后通過最大后驗概率(MAP)方法估計Markov隨機場的參數(shù),并通過迭代方法求解。層次MRF采用基于直方圖的DAEM算法估計標準有限正交混合(SFNM)參數(shù)的全局最優(yōu)值,并基于MRF先驗參數(shù)的實際意義,采用一種近似的方法來簡化這些參數(shù)的估計。林亞忠等采用的混合金字塔Gibbs隨機場模型,有效地解決了傳統(tǒng)最大后驗估計計算量龐大和Gibbs隨機場模型參數(shù)無監(jiān)督及估計難等問題,使分割結(jié)果更為可靠。

3.2基于模糊集理論的方法

醫(yī)學圖像一般較為復雜，有許多不確定性和不精確性，也即模糊性。所以有人將模糊理論引入到圖像處理與分析中，其中包括用模糊理論來解決分割問題。基于模糊理論的圖形分割方法包括模糊閾值分割方法、模糊聚類分割方法等。模糊閾值分割技術利用不同的S型隸屬函數(shù)來定義模糊目標，通過優(yōu)化過程最后選擇一個具有最小不確定性的S函數(shù)，用該函數(shù)表示目標像素之間的關系。這種方法的難點在于隸屬函數(shù)的選擇。模糊C均值聚類分割方法通過優(yōu)化表示圖像像素點與C各類中心之間的相似性的目標函數(shù)來獲得局部極大值，從而得到最優(yōu)聚類。Venkateswarlu等[改進計算過程，提出了一種快速的聚類算法。

3.2.1基于模糊理論的方法

模糊分割技術是在模糊集合理論基礎上發(fā)展起來的,它可以很好地處理MR圖像內(nèi)在的模糊性和不確定性,而且對噪聲不敏感。模糊分割技術主要有模糊閾值、模糊聚類、模糊邊緣檢測等。在各種模糊分割技術中,近年來模糊聚類技術,特別是模糊C-均值(FCM)聚類技術的應用最為廣泛。FCM是一種非監(jiān)督模糊聚類后的標定過程,非常適合存在不確定性和模糊性特點的MR圖像。然而,FCM算法本質(zhì)上是一種局部搜索尋優(yōu)技術,它的迭代過程采用爬山技術來尋找最優(yōu)解,因此容易陷入局部極小值,而得不到全局最優(yōu)解。近年來相繼出現(xiàn)了許多改進的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究熱點。FFCM算法對傳統(tǒng)FCM算法的初始化進行了改進,用K-均值聚類的結(jié)果作為模糊聚類中心的初值,通過減少FCM的迭代次數(shù)來提高模糊聚類的速度。它實際上是兩次尋優(yōu)的迭代過程,首先由K-均值聚類得到聚類中心的次最優(yōu)解,再由FCM進行模糊聚類,最終得到圖像的最優(yōu)模糊分割。

3.2.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡的方法

按拓撲機構(gòu)來分,神經(jīng)網(wǎng)絡技術可分為前向神經(jīng)網(wǎng)絡、反饋神經(jīng)網(wǎng)絡和自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡。目前已有各種類型的神經(jīng)網(wǎng)絡應用于醫(yī)學圖像分割,如江寶釧等利用MRI多回波性,采用有指導的BP神經(jīng)網(wǎng)絡作為分類器,對腦部MR圖像進行自動分割。而Ahmed和Farag則是用自組織Kohenen網(wǎng)絡對CT/MRI腦切片圖像進行分割和標注,并將具有幾何不變性的圖像特征以模式的形式輸入到Kohenen網(wǎng)絡,進行無指導的體素聚類,以得到感興趣區(qū)域。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(FNN)分割技術越來越多地得到學者們的青睞,黃永鋒等提出了一種基于FNN的顱腦MRI半自動分割技術,僅對神經(jīng)網(wǎng)絡處理前和處理后的數(shù)據(jù)進行模糊化和去模糊化,其分割結(jié)果表明FNN分割技術的抗噪和抗模糊能力更強。

3.2.3基于小波分析的分割方法

小波變換是近年來得到廣泛應用的一種數(shù)學工具，由于它具有良好的時一頻局部化特征、尺度變化特征和方向特征，因此在圖像處理上得到了廣泛的應用。

小波變換和分析作為一種多尺度多通道分析工具，比較適合對圖像進行多尺度的邊緣檢測，典型的有如Mallat小波模極大值邊緣檢測算法[6

3.3基于知識的方法

基于知識的分割方法主要包括兩方面的內(nèi)容:(1)知識的獲取,即歸納提取相關知識,建立知識庫；(2)知識的應用,即有效地利用知識實現(xiàn)圖像的自動分割。其知識來源主要有:(1)臨床知識,即某種疾病的癥狀及它們所處的位置；(2)解剖學知識,即某器官的解剖學和形態(tài)學信息,及其幾何學與拓撲學的關系,這種知識通常用圖譜表示；(3)成像知識,這類知識與成像方法和具體設備有關；(4)統(tǒng)計知識,如MI的質(zhì)子密度(PD)、T1和T2統(tǒng)計數(shù)據(jù)。Costin等提出了一種基于知識的模糊分割技術,首先對圖像進行模糊化處理,然后利用相應的知識對各組織進行模糊邊緣檢測。而謝逢等則提出了一種基于知識的人腦三維醫(yī)學圖像分割顯示的方法。首先,以框架為主要表示方法,建立完整的人腦三維知識模型,包含腦組織幾何形態(tài)、生理功能、圖像灰度三方面的信息；然后,采用“智能光線跟蹤”方法,在模型知識指導下直接從體積數(shù)據(jù)中提取并顯示各組織器官的表面。

3.4基于模型的方法

該方法根據(jù)圖像的先驗知識建立模型,有動態(tài)輪廓模型(ActiveContourModel,又稱Snake)、組合優(yōu)化模型等,其中Snake最為常用。Snake算法的能量函數(shù)采用積分運算,具有較好的抗噪性,對目標的局部模糊也不敏感,但其結(jié)果常依賴于參數(shù)初始化,不具有足夠的拓撲適應性,因此很多學者將Snake與其它方法結(jié)合起來使用,如王蓓等利用圖像的先驗知識與Snake結(jié)合的方法,避開圖像的一些局部極小點,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等將徑向基網(wǎng)絡(RBFNNcc)與Snake相結(jié)合建立了一種混合模型,該模型具有以下特點:(1)該混合模型是靜態(tài)網(wǎng)絡和動態(tài)模型的有機結(jié)合；(2)Snake的初始化輪廓由RBFNNcc提供；(3)Snake的初始化輪廓給出了最佳的控制點；(4)Snake的能量方程中包含了圖像的多譜信息。Luo等提出了一種將livewire算法與Snake相結(jié)合的醫(yī)學圖像序列的交互式分割算法,該算法的特點是在少數(shù)用戶交互的基礎上,可以快速可靠地得到一個醫(yī)學圖像序列的分割結(jié)果。

由于醫(yī)學圖像分割問題本身的困難性，目前的方法都是針對某個具體任務而言的，還沒有一個通用的解決方法。綜觀近幾年圖像分割領域的文獻，可見醫(yī)學圖像分割方法研究的幾個顯著特點：（1）學者們逐漸認識到現(xiàn)有任何一種單獨的圖像分割算法都難以對一般圖像取得比較滿意的結(jié)果，因而更加注重多種分割算法的有效結(jié)合；（2）在目前無法完全由計算機來完成圖像分割任務的情況下，半自動的分割方法引起了人們的廣泛注意，如何才能充分利用計算機的運算能力，使人僅在必要的時候進行必不可少的干預，從而得到滿意的分割結(jié)果是交互式分割方法的核心問題；（3）新的分割方法的研究主要以自動、精確、快速、自適應和魯棒性等幾個方向作為研究目標，經(jīng)典分割技術與現(xiàn)代分割技術的綜合利用（集成技術）是今后醫(yī)學圖像分割技術的發(fā)展方向。

4．醫(yī)學圖像配準和融合

醫(yī)學圖像可以分為解剖圖像和功能圖像2個部分。解剖圖像主要描述人體形態(tài)信息，功能圖像主要描述人體代謝信息。為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，常常需要將有效信息進行整合。整合的第一步就是使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，這一步驟稱為“配準”。整合的第二步就是將配準后圖像進行信息的整合顯示，這一步驟稱為“融合”。

在臨床診斷上，醫(yī)生常常需要各種醫(yī)學圖像的支持，如CT、MRI、PET、SPECT以及超聲圖像等，但無論哪一類的醫(yī)學圖像往往都難以提供全面的信息，這就需要將患者的各種圖像信息綜合研究19]，而要做到這一點，首先必須解決圖像的配準(或叫匹配)和融合問題。醫(yī)學圖像配準是確定兩幅或多幅醫(yī)學圖像像素的空間對應關系；而融合是指將不同形式的醫(yī)學圖像中的信息綜合到一起，形成新的圖像的過程。圖像配準是圖像融合必需的預處理技術，反過來，圖像融合是圖像配準的一個目的。

4.1醫(yī)學圖像配準

醫(yī)學圖像配準包括圖像的定位和轉(zhuǎn)換，即通過尋找一種空間變換使兩幅圖像對應點達到空間位置上的配準，配準的結(jié)果應使兩幅圖像上所有關鍵的解剖點或感興趣的關鍵點達到匹配。20世紀90年代以來，醫(yī)學圖像配準的研究受到了國內(nèi)外醫(yī)學界和工程界的高度重視，1993年Petra等]綜述了二維圖像的配準方法，并根據(jù)配準基準的特性，將圖像配準的方法分為兩大類：基于外部特征（有框架）的圖像配準和基于內(nèi)部特征（無框架）的圖像配準?；谕獠刻卣鞯姆椒òⅢw定位框架法、面膜法及皮膚標記法等?；谕獠刻卣鞯膱D像配準，簡單易行，易實現(xiàn)自動化，能夠獲得較高的精度，可以作為評估無框架配準算法的標準。但對標記物的放置要求高，只能用于同一患者不同影像模式之間的配準，不適用于患者之間和患者圖像與圖譜之間的配準，不能對歷史圖像做回溯性研究?；趦?nèi)部特征的方法是根據(jù)一些用戶能識別出的解剖點、醫(yī)學圖像中相對運動較小的結(jié)構(gòu)及圖像內(nèi)部體素的灰度信息進行配準。基于內(nèi)部特征的方法包括手工交互法、對應點配準法、結(jié)構(gòu)配準法、矩配準法及相關配準法?；趦?nèi)部特征的圖像配準是一種交互性方法，可以進行回顧性研究，不會造成患者不適，故基于內(nèi)部特征的圖像配準成為研究的重點。

近年來，醫(yī)學圖像配準技術有了新的進展，在配準方法上應用了信息學的理論和方法，例如應用最大化的互信息量作為配準準則進行圖像的配準，在配準對象方面從二維圖像發(fā)展到三維多模醫(yī)學圖像的配準。例如Luo等利用最大互信息法對CT-MR和MR-PET三維全腦數(shù)據(jù)進行了配準，結(jié)果全部達到亞像素級配準精度。在醫(yī)學圖像配準技術方面引入信號處理技術，例如傅氏變換和小波變換。小波技術在空間和頻域上具有良好的局部特性，在空間和頻域都具有較高的分辨率，應用小波技術多分辨地描述圖像細貌，使圖像由粗到細的分級快速匹配，是近年來醫(yī)學圖像配準的發(fā)展之一。國內(nèi)外學者在這方面作了大量的工作，如Sharman等提出了一種基于小波變換的自動配準剛體圖像方法，使用小波變換獲得多模圖像特征點然后進行圖像配準，提高了配準的準確性。另外，非線性配準也是近年來研究的熱點，它對于非剛性對象的圖像配準更加適用，配準結(jié)果更加準確。

目前許多醫(yī)學圖像配準技術主要是針對剛性體的配準，非剛性圖像的配準雖然已經(jīng)提出一些解決的方法，但同剛性圖像相比還不成熟。另外，醫(yī)學圖像配準缺少實時性和準確性及有效的全自動的配準策略。向快速和準確方面改進算法，使用最優(yōu)化策略改進圖像配準以及對非剛性圖像配準的研究是今后醫(yī)學圖像配準技術的發(fā)展方向。

4.2醫(yī)學圖像融合

圖像融合的主要目的是通過對多幅圖像間的冗余數(shù)據(jù)的處理來提高圖像的可讀性,對多幅圖像間的互補信息的處理來提高圖像的清晰度。不同的醫(yī)學影像設備獲取的影像反映了不同的信息：功能圖像（SPECT、PET等）分辨率較差，但它提供的臟器功能代謝和血液流動信息是解剖圖像所不能替代的；解剖圖像（CT、MRI、B超等）以較高的分辨率提供了臟器的解剖形態(tài)信息，其中CT有利于更致密的組織的探測，而MRI能夠提供軟組織的更多信息。多模態(tài)醫(yī)學圖像的融合把有價值的生理功能信息與精確的解剖結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，可以為臨床提供更加全面和準確的資料。

醫(yī)學圖像的融合可分為圖像融合的基礎和融合圖像的顯示。（1）圖像融合的基礎：目前的圖像融合技術可以分為2大類，一類是以圖像像素為基礎的融合法；另一類是以圖像特征為基礎的融合方法。以圖像像素為基礎的融合法模型可以表示為：

其中，為融合圖像，為源圖像，為相應的權(quán)重。以圖像特征為基礎的融合方法在原理上不夠直觀且算法復雜，但是其實現(xiàn)效果較好。圖像融合的步驟一般為：①將源圖像分別變換至一定變換域上；②在變換域上設計一定特征選擇規(guī)則；③根據(jù)選取的規(guī)則在變換域上創(chuàng)建融合圖像；④逆變換重建融合圖像。（2）融合圖像的顯示：融合圖像的顯示方法可分成2種：空間維顯示和時間維顯示。

目前，醫(yī)學圖像融合技術中還存在較多困難與不足。首先，基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以致現(xiàn)有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發(fā)揮作用，通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫(yī)學圖像為主，超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦、腫瘤成像等；其次，由于成像系統(tǒng)的成像原理的差異，其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質(zhì)量、空間與時間特性等差異大，因此研究穩(wěn)定且精度較高的全自動醫(yī)學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一；最后，缺乏能夠客觀評價不同融合方法融合效果優(yōu)劣的標準，通常用目測的方法比較融合效果，有時還需要利用到醫(yī)生的經(jīng)驗。

在圖像融合技術研究中，不斷有新的方法出現(xiàn)，其中小波變換在圖像融合中的應用，基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向。隨著三維重建顯示技術的發(fā)展，三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視，三維圖像的融合和信息表達，也將是圖像融合研究的一個重點。

5．醫(yī)學圖像紋理分析

一般認為圖像的紋理特征描述物體表面灰度或顏色的變化,這種變化與物體自身屬性有關,是某種紋理基元的重復。Sklansky早在1978年給出了一個較為適合于醫(yī)學圖像的紋理定義:“如果圖像的一系列固有的統(tǒng)計特性或其它的特性是穩(wěn)定的、緩慢變化的或者是近似周期的,那么則認為圖像的區(qū)域具有不變的紋理”。紋理的不變性即指紋理圖像的分析結(jié)果不會受到旋轉(zhuǎn)、平移、以及其它幾何處理的影響。目前從圖像像素之間的關系角度,紋理分析方法主要包括以下幾種。

5.1統(tǒng)計法

統(tǒng)計分析方法主要是基于圖像像素的灰度值的分布與相互關系,找出反映這些關系的特征。基本原理是選擇不同的統(tǒng)計量對紋理圖像的統(tǒng)計特征進行提取。這類方法一般原理簡單,較易實現(xiàn),但適用范圍受到限制。該方法主要適合醫(yī)學圖像中那些沒有明顯規(guī)則性的結(jié)構(gòu)圖像,特別適合于具有隨機的、非均勻性的結(jié)構(gòu)。統(tǒng)計分析方法中,最常用的是共生矩陣法,其中有灰度共生矩陣(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩陣。杜克大學的R.Voracek等使用GLCM對肋間周邊區(qū)提取的興趣區(qū)(regionofinterest,ROI)進行計算,測出了有意義的紋理參數(shù)。另外,還有長游程法(runlengthmatrix,RLM),其紋理特征包括短游程優(yōu)勢、長游程優(yōu)勢、灰度非均勻化、游程非均勻化、游程百分比等,長游程法是對圖像灰度關系的高階統(tǒng)計,對于給定的灰度游程,粗的紋理具有較大的游程長度,而細的紋理具有較小的游程長度。

5.2結(jié)構(gòu)法

結(jié)構(gòu)分析方法是分析紋理圖像的結(jié)構(gòu),從中獲取結(jié)構(gòu)特征。結(jié)構(gòu)分析法首先將紋理看成是有許多紋理基元按照一定的位置規(guī)則組成的,然后分兩個步驟處理（1）提取紋理基元；（2）推論紋理基元位置規(guī)律。目前主要用數(shù)學形態(tài)學方法處理紋理圖像,該方法適合于規(guī)則和周期性紋理,但由于醫(yī)學圖像紋理通常不是很規(guī)則,因此該方法的應用也受到限制,實際中較少采用。

5.3模型法

模型分析方法認為一個像素與其鄰域像素存在某種相互關系,這種關系可以是線性的,也可以是符合某種概率關系的。模型法通常有自回歸模型、馬爾科夫隨機場模型、Gibbs隨機場模型、分形模型,這些方法都是用模型系數(shù)來表征紋理圖像,其關鍵在于首先要對紋理圖像的結(jié)構(gòu)進行分析以選擇到最適合的模型,其次為如何估計這些模型系數(shù)。如何通過求模型參數(shù)來提取紋理特征,進行紋理分析,這類方法存在著計算量大,自然紋理很難用單一模型表達的缺點。

5.4頻譜法

頻譜分析方法主要基于濾波器理論，包括傅立葉變換法、Gabor變換法和小波變換法。

1973年Bajcsy使用傅立葉濾波器方法分析紋理。Indhal等利用2-D快速傅立葉變換對紋理圖像進行頻譜分析,從而獲得紋理特征。該方法只能完成圖像的頻率分解,因而獲得的信息不是很充分。1980年Laws對圖像進行傅氏變換,得出圖像的功率譜,從而提取紋理特征進行分析。

Gabor函數(shù)可以捕捉到相當多的紋理信息,且具有極佳的空間/頻域聯(lián)合分辨率,因此在實際中獲得了較廣泛的應用。小波變換法大體分金子塔形小波變換法和樹形小波變換法(小波包法)。

小波變換在紋理分析中的應用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波變換(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各種小波變換被用于抽取紋理特征。傳統(tǒng)的金字塔小波變換在各分解級僅對低頻部分進行分解,所以利用金字塔小波變換進行紋理特征提取是僅利用了紋理圖像低頻子帶的信息,但對某些紋理,其中高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征信息(如對具有明顯的不規(guī)則紋理的圖像,即其高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征)得不到利用。使用在每個分解級對所有的頻率通道均進行分解的完全樹結(jié)構(gòu)小波變換提取特征,能夠較全面地提取有關紋理特征。

由于醫(yī)學圖像及其紋理的復雜性，目前還不存在通用的適合各類醫(yī)學圖像進行紋理分析的方法，因而對于各類不同特點的醫(yī)學圖像就必須采取有針對性地最適合的紋理分析技術。另外，在應用某一種紋理分析方法對圖像進行分析時，尋求最優(yōu)的紋理特征與紋理參數(shù)也是目前醫(yī)學圖像紋理分析中的重點和難點。

6．總結(jié)

隨著遠程醫(yī)療技術的蓬勃發(fā)展，對醫(yī)學圖像處理提出的要求也越來越高。醫(yī)學圖像處理技術發(fā)展至今，各個學科的交叉滲透已是發(fā)展的必然趨勢，其中還有很多亟待解決的問題。有效地提高醫(yī)學圖像處理技術的水平，與多學科理論的交叉融合、醫(yī)務人員和理論技術人員之間的交流就顯得越來越重要。多維、多參數(shù)以及多模式圖像在臨床診斷（包括病灶檢測、定性，臟器功能評估，血流估計等）與治療（包括三維定位、體積計算、外科手術規(guī)劃等）中將發(fā)揮更大的作用。

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第8篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

關鍵詞：醫(yī)療器械；市場營銷學；課程內(nèi)容

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）01-0008-04

市場營銷學理論誕生于19世紀末的美國，是從經(jīng)濟學分化出來的一門獨立學科。隨著醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展，醫(yī)療器械生產(chǎn)、銷售的實際需要，市場營銷學知識已逐漸滲透到醫(yī)療器械學科之中，形成一門專業(yè)性的市場營銷分支學科，是一門內(nèi)容涉及生物醫(yī)學工程學、哲學、數(shù)學、經(jīng)濟學、管理學、行為科學等學科的醫(yī)療器械市場營銷學。它將伴隨著世界范圍內(nèi)醫(yī)療器械經(jīng)濟發(fā)展與企業(yè)經(jīng)營管理而出現(xiàn)的機會與優(yōu)勢而產(chǎn)生和發(fā)展，并且有著在社會生活、經(jīng)濟生活、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)、個人或家庭廣泛的服務利用的需求，必將成為本世紀發(fā)展最快的管理學科之一。

一、醫(yī)療器械市場營銷學課程歷史沿革

戚鵬等人認為，“教材建設工作在實踐中出現(xiàn)的主要問題是教材內(nèi)容、創(chuàng)新性的滯后，教材建設與教學改革實踐相脫離，教材重復建設嚴重，缺乏對教材編寫質(zhì)量的監(jiān)控”[1]。就市場營銷學課程教學來講，起步較晚，1978年改革開放后，才開始從國外引進市場營銷學編著、雜志和國外學者講課的內(nèi)容譯稿。醫(yī)療器械市場營銷學更是黑洞，開設醫(yī)療器械市場營銷學課程的高校只是近十年來的事，且并不多見.即使開設此課程的高校也沒有教材，所用教材幾乎都是教師自編，湖北科技學院與國內(nèi)多數(shù)高校一樣，采用自編自用教材。2011年7月，人民衛(wèi)生出版社出版《醫(yī)療器械營銷實務》十二五規(guī)劃教材，供高職高專醫(yī)療器械類專業(yè)用，可視為教育史上第一部醫(yī)療器械市場營銷學教材，它只為今后教材建設提供最初的式樣和鋪墊，也能為編著出版一部供醫(yī)療器械類專業(yè)使用的《醫(yī)療器械市場營銷學》優(yōu)質(zhì)教材提供研究基礎。

二、醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容體系的構(gòu)架

（一）課程內(nèi)容目標與體系設計

醫(yī)療器械市場營銷課程內(nèi)容總體設計，在“管用、夠用、實用”的整體設計指導思想和“邊教學、邊探索、邊選材、邊優(yōu)化”的內(nèi)容建設原則的影響下，探索醫(yī)療器械市場營銷課程內(nèi)容，本著以營銷理論為主干線，融洽醫(yī)療器械知識特點，在市場領域中形成專業(yè)性營銷學分支學科，突出以醫(yī)療器械市場營銷目標、任務為中心組織選擇教學內(nèi)容，以醫(yī)療器械營銷對象為載體而設計營銷知識點，達到以點帶面，把握理論知識與實踐知識匹配、實踐知識與崗位技術匹配、營銷知識與管理能力匹配的關聯(lián)性，并充分考慮職業(yè)教育對理論知識學習的需要，融合相關職業(yè)資格證書對營銷知識、技能的要求，完善課程內(nèi)容構(gòu)建體系。

（二）課程性質(zhì)定位與適用專業(yè)

醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容探索，實質(zhì)是課程性質(zhì)的擇向。作為非營銷類專業(yè)或醫(yī)療器械類專業(yè)使用，在其使用策略選擇方面，它針對不同學科或?qū)I(yè)來說，可以是一專業(yè)基礎課，也可以是一專業(yè)的主干課；從另一個角度上講，可以作為醫(yī)療器械營銷或其他專業(yè)的必修課程，也可以成為選修課。當然，醫(yī)療器械市場營銷學作為新學科、新課程的面世，依內(nèi)容體系的整體設計，其課程性質(zhì)應定論為是一門具有系統(tǒng)理論知識與技能的綜合性、應用性學科。適應什么專業(yè)用？課程性質(zhì)的定位已闡明，它主要適用于生物醫(yī)學工程專業(yè)、醫(yī)用電子儀器與維護專業(yè)、醫(yī)療器械制造與維修（維護）專業(yè)，藥劑設備制造與維修（維護）專業(yè)、醫(yī)學影像設備與管理專業(yè)、眼視光學專業(yè)使用；也可供醫(yī)療器械營銷專業(yè)、藥學營銷專業(yè)及從事市場營銷或銷售管理人員參考。

（三）課程范疇教學要求與學時

醫(yī)療器械市場營銷學是一門建立在經(jīng)濟科學、行為科學、現(xiàn)代管理理論基礎之上的應用學科，具有綜合性、實踐性特點，屬于管理學科范疇。課程教學基本要求，采用課堂講授、案例分析與討論等教學方法與手段相結(jié)合，使學生比較系統(tǒng)地掌握醫(yī)療器械市場營銷學的基本理論知識和基本方法，牢固樹立以顧客為中心的醫(yī)療器械市場營銷觀念，培養(yǎng)學生應用醫(yī)療器械市場營銷知識解決企業(yè)營銷問題的基本能力，為學生畢業(yè)后能較好地適應醫(yī)療器械市場營銷管理工作的需要打下堅實的基礎。

關于學時分配，醫(yī)療器械市場營銷學的先修課程是醫(yī)療器械監(jiān)督管理、經(jīng)濟學原理等課程，明確了這些課程，有了這些課程的知識，其營銷學的學時配量也就有了基礎和方向目標，一般要求是按其在專業(yè)課程體系中所占地位與實際需要而分配學時數(shù)，其課時量策劃，醫(yī)療器械類本科專業(yè)必修課配量48學時，?？祁悓I(yè)以36學時為宜；如果作為本科專業(yè)選修課來開設，學時分配宜36學時為度；公共選修課就不用分專業(yè)，教學形式可多樣化，分配18學時左右，當然這都是個商榷的課時量，僅是個參考的標準。

（四）課程內(nèi)容體系的架構(gòu)

四年多來醫(yī)療器械市場營銷課的教學實踐，探索課程內(nèi)容與結(jié)構(gòu)體系，以總結(jié)性概括出適合理工醫(yī)類專業(yè)特點，體現(xiàn)出醫(yī)療器械行業(yè)開發(fā)生產(chǎn)、營銷管理的思想方法，針對醫(yī)療器械類專業(yè)的差異，已將基本內(nèi)容的精選與結(jié)構(gòu)框架設計分為10個主體模塊部分，并在每個模塊后備用中英對照的關鍵詞、模塊思考題、典型案例與思考分析，以助知識認知、識記與保持，達到理解、掌握與應用知識、技能的目的。

1.醫(yī)療器械市場營銷概述。（1）目標與要求：了解市場營銷的基本概念，營銷理論產(chǎn)生的歷史背景與階段特征、內(nèi)涵及其外延，市場營銷學的性質(zhì)、研究對象和方法；掌握醫(yī)療器械營銷的含義、內(nèi)容，熟悉醫(yī)療器械營銷與醫(yī)療器械監(jiān)督管理關系、醫(yī)療器械營銷學與其他學科的關系，研究醫(yī)療器械營銷學的意義。（2）教學內(nèi)容：市場與市場營銷概念，市場營銷學的產(chǎn)生和發(fā)展，市場營銷學的性質(zhì)、研究對象和方法，醫(yī)療器械營銷的含義、內(nèi)容與范圍，醫(yī)療器械營銷與醫(yī)療器械監(jiān)督管理關系，醫(yī)療器械營銷與其他學科的關系。

2.醫(yī)療器械市場營銷環(huán)境。（1）目標與要求：了解市場營銷環(huán)境對市場營銷活動的影響，環(huán)境和企業(yè)營銷行為的關系、市場營銷環(huán)境的分析方法，掌握市場營銷環(huán)境的概念、微觀環(huán)境和宏觀環(huán)境的主要構(gòu)成，應用分析、評價市場機會與環(huán)境威脅的基本方法，分析企業(yè)面對市場營銷環(huán)境變化所應采取的對策，熟練掌握營銷環(huán)境的分析方法及其應用。（2）教學內(nèi)容：醫(yī)療器械市場營銷環(huán)境概念和特點，醫(yī)療器械市場宏觀環(huán)境分析，醫(yī)療器械市場微觀環(huán)境分析，醫(yī)療器械企業(yè)內(nèi)外環(huán)境SWOT分析。

3.醫(yī)療器械市場購買行為分析。（1）目標與要求：了解消費者市場的含義、特點以及影響消費者購買的主要因素，掌握消費者購買一般行為模式和決策過程，消費者購買行為的因素及其作用機理；學會運用消費者購買行為理論分析中國消費者的購買行為類型及其特征。了解生產(chǎn)者市場、中間商市場和非營利組織市場的含義和基本特征，市場營銷組織的演變，掌握生產(chǎn)者購買決策的參與者，影響生產(chǎn)者購買決策的主要因素和生產(chǎn)者購買決策過程的階段特征，運用生產(chǎn)者、中間商和非營利組織的購買行為類型及其相關原理，分析中國組織市場購買行為的特殊性[2]。（2）教學內(nèi)容：消費者市場的概述，醫(yī)療器械消費者市場購買行為分析及其購買決策過程，醫(yī)療器械組織市場購買行為分析。

4.醫(yī)療器械市場調(diào)查與預測。（1）目標與要求：了解醫(yī)療器械市場信息對企業(yè)法的重要性，掌握市場營銷信息系統(tǒng)含義與構(gòu)成，掌握市場營銷調(diào)研與預測過程和方法、步驟；預測市場的需求，應用市場營銷調(diào)研和預測結(jié)論為企業(yè)市場營銷決策服務。（2）教學內(nèi)容：醫(yī)療器械市場現(xiàn)況調(diào)查與分析，醫(yī)療器械市場需求的預測[3]。

5.醫(yī)療器械市場營銷組織、計劃與控制。（1）目標與要求：了解市場營銷組織的演變、組織形式及其對現(xiàn)在和將來的事務的具體安排職能，掌握營銷計劃內(nèi)容與實施，市場占有率的主要指標及其意義，明確計劃是企業(yè)進行營銷管理的重要依據(jù)，通過計劃的制訂與實施能夠協(xié)調(diào)營銷活動，掌握面向?qū)ο蟮臓I銷技術，加強營銷管理，從而實現(xiàn)營銷目標；掌握營銷控制，面對現(xiàn)在和將來，開展營銷質(zhì)量監(jiān)控，實施營銷質(zhì)量評估[4]。（2）教學內(nèi)容：醫(yī)療器械市場營銷組織，醫(yī)療器械市場營銷計劃，面向個人或家庭消費者、經(jīng)銷商、醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)推銷醫(yī)療器械實務，醫(yī)療器械市場營銷控制。

6.醫(yī)療器械目標市場營銷戰(zhàn)略。（1）目標與要求：了解市場細分、市場選擇、市場定位營銷戰(zhàn)略各步驟的教學目標與要求及其聯(lián)系，理解市場細分的作用和依據(jù)，應用市場細分原理和市場定位方法，處理企業(yè)目標市場營銷中存在的各種問題。（2）教學內(nèi)容：醫(yī)療器械市場細分，醫(yī)療器械目標市場選擇，醫(yī)療器械市場定位。

7.醫(yī)療器械市場營銷組合策略[5]。（1）目標與要求：了解產(chǎn)品的概念及其營銷價值，掌握產(chǎn)品組合策略和產(chǎn)品生命周期的階段特征及其營銷策略，學會應用新產(chǎn)品開發(fā)過程、新產(chǎn)品采用與擴散過程以及產(chǎn)品生命周期理論，解決企業(yè)市場營銷實踐存在的各種問題；了解醫(yī)療器械定價的主要影響因素，掌握定價的一般定價方法和基本策略，學會應用價格變動的反應及價格調(diào)整原理，分析醫(yī)療器械行業(yè)的價格大戰(zhàn)及其利弊得失；熟悉分銷渠道和物流的含義及作用，掌握分銷渠道選擇的主要影響因素，分銷渠道和物流管理，以及各類中間商的作用，并應用分銷渠道理論來解決當前企業(yè)營銷的現(xiàn)實問題。掌握促銷的含義與作用，促銷組合的基本內(nèi)容以及各種促銷方式的主要特點，理解廣告的設計原則和人員推銷的基本策略，公共關系和營業(yè)推廣的主要活動方式，應用促銷組合理論，分析中國企業(yè)促銷實踐中存在的問題。（2）教學內(nèi)容：市場營銷組合策略內(nèi)涵、構(gòu)成、特點與作用，醫(yī)療器械產(chǎn)品策略，醫(yī)療器械定價策略，醫(yī)療器械分銷策略，醫(yī)療器械促銷策略。

8.醫(yī)療器械招投標與融資租賃[6]。（1）目標和要求：了解醫(yī)療器械招投標、融資租賃的基本概念、形式、特點及其流程，掌握合同簽約與履約的法律責任。（2）教學內(nèi)容：招標、投標及其融資租賃的基本概念，經(jīng)營租賃、金融租賃與融資租賃，融資租賃的會計處理，醫(yī)療器械招投標的種類、范圍與形式，醫(yī)療器械融資租賃方案設計與實施，合同簽約與履約。

9.醫(yī)療器械市場國際營銷。（1）目標與要求：了解國際市場營銷與國際貿(mào)易，掌握國際市場營銷與國內(nèi)市場營銷的區(qū)別，國際市場營銷環(huán)境的內(nèi)容及其在國際市場營銷活動中的重要作用，選擇國際目標市場的基本標準，揭示和分析進入國際市場的主要方式和基本營銷策略。（2）教學內(nèi)容：醫(yī)療器械國際市場營銷概述及其演進，國際市場營銷與國際貿(mào)易、國際市場營銷與國內(nèi)市場營銷的比較，醫(yī)療器械國際市場營銷宏觀環(huán)境分析，醫(yī)療器械國際市場目標選擇與進入方式、關稅知識，醫(yī)療器械國際市場營銷組合策略與組織形式，我國醫(yī)療器械企業(yè)國際市場營銷問題與對策。

10.創(chuàng)新理念與特色營銷。（1）目標與要求：了解關系營銷理論知識，掌握關系營銷與傳統(tǒng)營銷的關系；掌握綠色產(chǎn)品市場，樹立綠色營銷觀念，服務營銷的定義、分類，服務營銷組合策略，了解網(wǎng)絡營銷特點，運用網(wǎng)絡營銷策略；了解體驗營銷特點，學會讓目標顧客觀摩、聆聽、嘗試、試用等方式體驗醫(yī)療器械企業(yè)提供的產(chǎn)品或服務，讓顧客實際感知產(chǎn)品或服務的品質(zhì)或性能。了解文化營銷內(nèi)涵，掌握文化營銷特征。（2）教學內(nèi)容：關系營銷的概述及其運作；綠色營銷的內(nèi)涵及其特征；服務營銷營銷概念、分類及其服務特征，服務營銷組合與質(zhì)量管理；網(wǎng)絡營銷特點與運行方式；文化營銷內(nèi)涵及其特征，文化營銷層次與功能；醫(yī)療器械體驗營銷的產(chǎn)生與發(fā)展，體驗營銷特點營銷策略；水平營銷的概念與傳統(tǒng)營銷的區(qū)別。

三、醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容設計的實踐探索

（一）近幾年課程教學實踐成效

幾年來，醫(yī)療器械市場營銷學的教學內(nèi)容，在滿足教學需要中選材，在不斷充實內(nèi)容中優(yōu)化知識體系。已在2008級、2009級、2010級、2011級醫(yī)用電子儀器與維護專業(yè)（必修課）和2010級、2011級生物醫(yī)學工程專業(yè)（專選課）的教學中，通過課程試教、試改與內(nèi)容精選的程序運行中，使課程教學改革深化，課程內(nèi)容優(yōu)化，課程結(jié)構(gòu)體系完善，積累了不少的教學經(jīng)驗。從理論教學上講，仍采用課堂班級授課，輔導課是利用業(yè)余時間完成，實踐教學主要途徑是每年參加一次區(qū)域性或省、市大型醫(yī)療儀器、設備展覽會，5―6次醫(yī)療器械市場調(diào)研、營銷案例分析，也有平時的課堂案例短時討論。

（二）多種教學方法與手段的綜合運用

主要教學方法。醫(yī)療器械市場營銷學教學鑒于目前還沒有正式出版教材，書市上典型營銷案例也較少，教學參考也處于短缺狀態(tài)，教學仍以課堂理論教學為主，適量結(jié)合實踐教學。理論教學要求學生在掌握理論知識的基礎上，閱讀有關醫(yī)療器械市場營銷案例資料。講授要求少而精，講重點和難點，啟發(fā)引導學生自學；也可運用醫(yī)療器械典型案例進行課堂討論式學習；實踐教學要求學生參與營銷多種形式的實踐來提高教學質(zhì)量與效果。

主用教學手段。采用講授與自學結(jié)合，案例分析與講堂討論結(jié)合的方式。基本策略是課堂講授與案例分析相結(jié)合，借助課堂討論、計算機模擬、情景模擬、社會實踐、市場調(diào)查、營銷策劃、營銷咨詢與培訓等多種形式，培養(yǎng)學生的營銷知識應用能力、營銷決策能力和營銷創(chuàng)新能力。在教學中，增加案例教學的比重，安排案例分析作業(yè)，給學生接觸實際、運作分析的機會，達到實踐操作的訓練目的。

（三）課程考核目標與單科成績計算法則

課程結(jié)業(yè)考核。實行試卷考核的傳統(tǒng)模式，采用百分制計分。對于非營銷學專業(yè)學生來講，可以通過營銷學理論知識的記憶、理解，加深對醫(yī)療器械市場營銷學課程系統(tǒng)性認知，體察其課程內(nèi)容的整體概貌。但這方法有引導學生死記硬背書本的基本概念、難以考量出掌握知識的實際水平的缺陷。

考核成績計算。采用閉卷考試，卷面成績占50%；醫(yī)療器械年展會和醫(yī)療器械營銷案例分析是學生實踐課考核的資料與標準，成績占30%；平時上課考勤、課堂紀律等項占20%。綜合計算單科結(jié)業(yè)成績，滿分100分。

（四）課程考核命題設計

醫(yī)療器械市場營銷課程是生物醫(yī)學工程專業(yè)、醫(yī)用電子儀器與維護專業(yè)開設的一門專選課、專業(yè)必修課程。課程考核試卷命題標準參照全日制普通高校同專業(yè)、同層次、同課程教學大綱要求的結(jié)業(yè)水平，以《課程教學進度計劃》中所規(guī)定的知識內(nèi)容和目標層次要求編制。試卷分大題型，以各大題學時分布與該門課程教學中所占的學時數(shù)對應，各大題考分分布以考試內(nèi)容所占全卷的總分分值，體現(xiàn)教學時數(shù)的短長，體現(xiàn)知識單元在整個學科領域中的重要性。全卷知識考點涵蓋醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容體系，符合培養(yǎng)應用型人才目標的要求，并保證多數(shù)考生能夠在規(guī)定考核時間內(nèi)完成全部試題回答，其試題難易度、期望考試質(zhì)量與實際命題目標測試要求相符合。

（五）課程內(nèi)容構(gòu)建質(zhì)量與效果的實證分析

課程內(nèi)容構(gòu)建質(zhì)量與效果的實證分析，其實證的內(nèi)容和方式方法是多方面的，本例見證于采用課程內(nèi)容選擇與內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系調(diào)研，課程教學考核的質(zhì)量分析等手段舉證比較。

1.課程內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)體系實證分析。調(diào)研對象與方法，以調(diào)研開設醫(yī)療器械市場營銷學課程的必要性、學時數(shù)、醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)體系設計問卷調(diào)查表。2011年7月以來，先后通過網(wǎng)絡調(diào)查、問卷調(diào)查、回校面談等多樣化的方式方法，向畢業(yè)生和在校生共發(fā)放調(diào)研問卷46份，實際收集有效電子版、紙質(zhì)版問卷共37份，無效卷3份，有效卷回收率約占80%。

調(diào)查結(jié)果。對醫(yī)療器械類專業(yè)開設醫(yī)療器械市場營銷學課程的必要性回答，有19人認為很有必要開設，14人認為可以開設，4人認為沒有必要開設；對開設醫(yī)療器械市場營銷學課時的回答，23人認為開設36學為好，10人認為54學時合適，4人認為36學時多了；對近三年開設醫(yī)療設備營銷課程教學內(nèi)容選擇、知識含量與內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排的認知，24人認為內(nèi)容管用、夠用、實用，13人認為內(nèi)容基本上管用、實用，內(nèi)容缺少不夠用。

實證分析一。從教學學時看，認為36學時多了的觀點認為，醫(yī)療器械專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)主要是醫(yī)療器械使用、維護與維修，做售后服務性技術工作，學點營銷知識就可以了，沒有必要深學；持36學時不夠用的觀點認為，醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)是關系人身安全與健康的“朝陽產(chǎn)業(yè)”發(fā)展迅猛，將會推動醫(yī)療器械營銷專業(yè)人才的需求量，這個需求量就包括數(shù)量和質(zhì)量，需要懂得醫(yī)療器械營銷學專業(yè)知識，才能適應市場營銷工作。最后的結(jié)論佐證了開設36學時比較合適，其點擊36學時的人數(shù)也占多數(shù)（62%，23/37）。

實證分析二。從教學內(nèi)容方面看，撇開認為內(nèi)容基本管用、夠用的觀點而來討論其認為內(nèi)容不夠用的說法。認為內(nèi)容不夠用是因為醫(yī)療器械行業(yè)是一個較大的支柱產(chǎn)業(yè)，營銷學涉及的學科知識面寬闊，只有足夠?qū)W時、豐富知識內(nèi)容才能構(gòu)成知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系的科學性和系統(tǒng)的連貫性、實用性，才能更好地融入特色營銷、家庭醫(yī)療保健儀器營銷，體驗營銷知識內(nèi)容。

結(jié)論，教學內(nèi)容的充實性，內(nèi)容知識的寬度、深度及其結(jié)構(gòu)體系的科學性，是個漫長的建設與優(yōu)化過程。對已持有的不同學說，可能是當時的問卷調(diào)查表沒有把本?？品诸愒O計而形成的調(diào)查自身誤差，還有待以后進一步研究。

2.課程考核與考試質(zhì)量實證分析[7]。在醫(yī)療器械市場營銷學課程內(nèi)容探索研究，以教學實踐為手段，并在教學實踐中選材，2010年以來，對課程內(nèi)容構(gòu)建質(zhì)量與效果的考核，用教學測量來舉證分析。以2010級醫(yī)用電子儀器與維護專業(yè)醫(yī)療設備營銷課程結(jié)業(yè)考核為例，考核資料來源于湖北科技學院課程考試質(zhì)量軟件錄入醫(yī)療設備營銷課程結(jié)業(yè)考核分數(shù)，自動生成考核結(jié)果及其成績分析、質(zhì)量分析數(shù)據(jù)。

考核結(jié)果，本專業(yè)共有35人參加考試，最高分92分， 最低分61分，平均分75.8分，標差8.37，偏差0.12，峰度2.18，區(qū)分度 0.23。

考試成績分析，從成績分數(shù)段分布頻數(shù)看，高分或低分的學生數(shù)相差也不遠，大約處于持平，頻數(shù)曲線顯示中間高、兩邊低狀態(tài)，近似于正態(tài)分布，大部分學生考試分數(shù)在均值75.8±8.37的范圍內(nèi)，考核結(jié)果與結(jié)論反映學生對課程知識系統(tǒng)掌握和理解程度。

考試質(zhì)量分析，從試題總體上看，以偏度與峰度見證，偏度值為0.12，表明考試成績的分配，屬于正偏態(tài)，偏態(tài)程度屬中下等。峰度值為2.18，本次考試成績的分配曲線屬于近似于正態(tài)曲線，為扁平而略帶尖的頂峰度。再從區(qū)分度看，它是衡量、鑒別學生水平能力差異的指標，本次考試區(qū)分度值為 0.23，在區(qū)分范圍 0.4～0.5之外的下限，表明考試質(zhì)量沒有較好地區(qū)分學生實際水平。

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衛(wèi)生出版社，2011：179-210.

第9篇：生物醫(yī)學工程的定義范文

其實很多人認為，我們身體生活的是一個世界，而我們大腦中存在著另一個完整的世界，而這個世界神秘之處在于誰也不知道那些頭皮底下正在發(fā)生的故事。那里馳騁的是無盡的想象。只要不把這些想法付諸行動，外人永遠不可知曉。

比如在現(xiàn)實中，當你懶洋洋的想不用遙控器就把電視關掉，幻想著把桌子上的咖啡移到自己的面前，當這些虛擬場景有一天實現(xiàn)時，你一定會欣喜若狂。

這是一個完全抽象卻讓人欲罷不能的故事。

故事中沒有時間、地點、人物，主人公是我們的大腦或者說是虛無縹緲的意念，而配角則是隱藏在空氣中看不見的電波，這兩者將給我們上演一出老套卻又刺激的大片——“隔空取物”。

說它老套是因為電影無數(shù)遍地重復過此類場景，說它刺激是因為當我們親身經(jīng)歷之時，那種莫名的恐懼和興奮主宰著整個故事情節(jié)。

過去五年中，人類成功實現(xiàn)“隔空取物”的夢想數(shù)不勝數(shù)，但有3件事情是我們必須了解的。：

第一件，2006年，清華大學生物醫(yī)學工程系研制出一套系統(tǒng)—這個系統(tǒng)連接大腦和外部設備，兩名參與者不需要用任何肢體動作，只需要用意念，便控制了兩個受控的機器狗在地毯上踢了半天足球，這次“主人公”大放異彩。

第二件，2010年，澳大利亞國立大學的研究人員利用光束，把一塊玻璃移動了近2米，其中光束的作用占了主導地位，可以說這次“配角”搶了“主角”的戲。

第三件，2011年，NEC可以說把“隔空取物”第一次用于方便人類生活中。他們所發(fā)明的MP3可以幫助使用者真正實現(xiàn)不用操控機器就可以簡化流程。比如當我們覺得歌曲可以停止播放的時候，我們不需要把它從兜里拿出來，或從桌子上拿起來關掉，只需要輕輕拍打連接在身上的傳感設備，就可以隨意調(diào)節(jié)音量，以及關閉系統(tǒng)。

一個“介質(zhì)”，一個“世界”

NEC的這種新技術，是通過兩只手腕上的加速傳感器實現(xiàn)的。只要我們輕拍上臂，或者輕拍下臂，因為拍打位置與手腕處傳感器的距離不同，傳感器就利用這種細微的不同之處，可以推斷出拍打位置，然后將該位置所對應的“指令”發(fā)送給便攜設備，從而實現(xiàn)“隔空自控”。

腦機接口系統(tǒng)(brain-computer interface,簡稱 BCI)。在學術上，這種技術被定義為“人腦與計算機或其它電子設備之間建立的直接的交流和控制通道”。

正是這套系統(tǒng)在未來將深刻地影響著我們的生活。

早在20世紀70年代，腦機接口系統(tǒng)概念開始出現(xiàn)，其目的是為了幫助那些腦癱或者殘疾人能夠正?；顒樱芯空咄瞥鲆环N叫“腦電放大器”的工具，捕捉人們腦中形成的微弱意念，不斷放大加強，甚至解讀它，然后使這種意念進入相關儀器中。

但距離奇跡的出現(xiàn)，還差一小步。因為“介質(zhì)”的缺失，要達到“隔空取物”，腦機接口系統(tǒng)還必須配齊另一種設備。否則，殘疾人的手不會自己動起來，桌子上的杯子也不會無緣無故飛起來—而這個“介質(zhì)”必須是可控的物質(zhì)。