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生物醫學工程應用領域范文1
前言
三維打印（Three Dimension Printing，簡稱3DP）屬于一種快速成型（Rapid Prototyping，簡稱RP）技術，它由計算機輔助設計（CAD）數據通過成型設備以材料逐層堆積的方式實現實體成型?！叭S打印”在技術界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分層制造”等[1]。三維打印起源可追溯于上世紀八十年代，1984年查爾斯?赫爾發明了將數字資源打印成三維立體模型的技術，并于1986年成立了3D Systems公司，開發了第一臺商用立體光敏3D打印機，1988年，斯科特?克倫普發明了熔融沉積成型技術（FDM）并于1989年成立了Stratasys公司，隨后在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、最先進的兩家3D打印公司。我國清華大學顏永年教授于1988開始研究3D打印成型技術，華中科技大學王運贛教授以及西安交通大學盧秉恒院士等，紛紛于上世紀90年代起就開始涉足3D打印成型技術的研究。
1998年，清華大學的顏永年教授又將3D打印成型技術引入生命科學領域，提出生物制造工程學科概念和框架，并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印設備，為制造科學提出了一個新的發展方向--生物制造。生物制造的一個重要手段即是生物3D打印。生物三維打印是以活細胞（living cells）、生物活性因子（proteins and bio-molecules）及生物材料 （biomaterials）為基本成形單元，設計制造具有生物活性的人工器官、植入物或細胞三維結構，是制造科學與生物醫學交叉融合的新興學科，它是目前3D打印技術研究的最前沿領域，也是3D打印技術中最具活力和發展前景的方向[2，3]。
1 3D打印技術的分類
目前比較典型的3D打印快速成形技術主要分為三種[4]：
1.1 粉末粘結3D打印光固化材料3D打印與熔融材料3D打印
粉末粘結3D打印是目前應用最為廣泛的3D打印技術，其工藝過程如下：首先，在工作平臺上均勻鋪灑單位厚度的粉末材料；其次，依據實體模型離散層面的數字信息將粘結劑噴射到粉末材料上，使粉末材料粘結，形成單位實體截面層；再次，將工作臺下降一個單位層厚；最后，重復第一步至第三步，逐層堆砌，形成三維打印產品。其存在缺點是，通過粉末粘連成形的零件精度和強度偏低，一般需要后續工藝提高其強度，但后續處理工藝會導致零件體積收縮，變形嚴重。
1.2 光固化3D打?。ü饷羧S打印）
該技術使用液態光敏樹脂作為原料制作零件模型，光敏材料三維打印成形基于噴射成形技術和光固化成形技術，噴頭沿X方向往復運動，根據零件的截面形狀，選擇性噴射光固化實體材料和光固化支撐材料形成截面輪廓，在紫外光照射下光固化材料邊打印邊固化，層層堆積至制件成形完畢。但其應用于骨骼類產品打印的主要缺點是，當前具有生物活性的骨骼類材料如羥基磷灰石，生物玻璃等材料自身不是光敏性材料，需與光敏材料混合使用，因此影響產品的生物活性在打印后將受到很大影響。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三維打印成形基于熔融涂覆成形（FDM）專利技術，分別加熱兩種絲狀熱塑性材料至熔融態，根據零件截面形狀，選擇性涂覆實體材料和支撐材料形成截面輪廓，并迅速冷卻固化，層層堆積至制件成形完畢，其原理與光敏材料3D打印成形類似 [16]。目前熔融材料三維打印成形，可采用由磷灰石和骨骼所需的有機鹽配置而成的骨水泥，不需要額外添加紫外光照射固化所需的光敏介質，有利于保證材料后續的生物相容性和生物活性。但由于擠壓式噴頭的噴嘴處壓力大，容易造成阻塞現象，因此對噴嘴和材料漿料的粒徑要求較高。
除三維打印外，應用比較廣泛的商業化快速成形工藝還包括立體光刻成形（SLA）、選擇性激光燒結成形（SLS）堆疊、實體制造（LOM）、熔融堆積成形（FDM）等，但這些工藝大多需要配備價格昂貴的激光輔助系統，且成型工藝實質上還是類似于上述三種材料疊加-固化技術。因此，三維打印技術被認為是最具生命力的快速成形技術，發展潛力巨大，在醫學中的應用前景廣闊，其推廣應用將對傳統的醫療產品生產模式帶來顛覆性的影響。
2 三維仿生重構建模技術的發展
基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要研究內容之一。3D打印生物構件的實現首先需要在計算機環境下有效重構和建模，生成可用于驅動打印噴頭的指令數據進而操控成型設備實現產品成型。隨著醫學影像技術的發展，人體組織的二維斷層圖像數據可以方便地獲取以進行醫學診斷和治療。但是，二維斷層圖像只是表達了某一截面的解剖信息，醫生可以憑經驗由多幅二維圖像去估計病灶的大小及形狀，“構思”病灶與其周圍組織的三維幾何關系，可三維打印設備卻無法根據這些斷點數據進行立體三維成型，因此，基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要前驅步驟。
由于CT或MRI等檢測設備掃描得到的二維圖像信息不能直接用于快速成型，只有通過專用軟件將二維斷層圖像序列重建為三維虛擬模型，并生成為快速成型機可以接受的STL（Stereo Lithography）格式圖形文件，才能最終制造出生物產品三維實體模型。近十多年來，歐美等發達國家的科研機構對于醫學圖像三維重建的研究十分活躍，其技術水平正從后處理向實時跟蹤和交互處理發展，并且已經將超級計算機、光纖高速網、高性能工作站和虛擬現實結合起來，代表著這一技術領域未來的發展方向。
在市場應用領域，國外已經研制了三維醫學影像處理的商品化系統，其中，比較典型的有比利時Materialise公司的Mimics、美國Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在國內，中國科學院自動化研究所醫學影像研究室自主開發的3D Med是基于普通微機的三維醫學影像處理與分析系統，系統能夠接收CT、MRI等主要醫療影像設備的圖像數據，具有數據獲取、數據管理、二維讀片、距離測量、圖像分割以及三維重建等功能。清華大學計算機系研發的人體斷面解剖圖像三維重構系統能給外科手術中的影像診斷提供一定的參考。中國科技大學在應用Delphi開發三維重構軟件的研究上取得了很好的成果。國內企業也研發了一些三維醫學影像處理系統。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高級圖像處理軟件”于2005年4月投入市場。它能對二維醫學圖像進行快速的三維重建，并能對臨床影像的數據進行科學有效的可視化和智能化挖掘和處理，為臨床提供更多有價值的信息。但目前國外優秀軟件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的價格非常昂貴，且其技術嚴格保密。國內的產品大多沒有自主知識產權和成熟的商業應用模式。
3 3D打印技術在生物醫學工程中的應用
3D打印技術在生物醫學工程中應用廣泛，其應用領域大致包括：體外器官模型、仿生模型制造；手術導板、假肢設計；個性化植入體制造；組織工程支架制造；生物活體器件構建以及器官打?。凰幬锖Y選生物模型等。如圖1所示為3D打印在生物醫學工程中的各種應用情況[5-7]。
3.1 體外器官模型、仿生模型制造。該類應用主要用于醫療診斷和外科手術策劃，它能有效地提高診斷和手術水平，縮短時間、節省費用。便于醫生、患者之間的溝通，為診斷和治療提供了直觀、能觸摸的信息，從而使手術者之間、醫生和病人之間的交流更加方便。
3.2 手術導板、假肢設計。該類應用便于訂制精確的個性化假體，實現個性化醫療需求。根據患者缺損組織數據量身訂制的假肢，可提高假肢設計的精確性，提高手術精確度，確?；颊叩墓δ芑謴停瑴p少患者的痛苦。
3.3 個性化植入體制造。人體許多部位的受損組織，需要個性化定制。如人類面部頜骨（包括上下頜骨） 形態復雜， 極富個性特征， 形成了個體間千差萬別的面貌特點。人類的頭顱骨，需要準確與顱內大腦等軟組織精確匹配扣合，人體的下肢骨、脊柱骨等會嚴重影響患者今后的步態及功能恢復。因此這類修復體可通過3D打印技術實現個性化訂制和精確 “克隆”受損組織部位和形狀。
3.4 組織工程支架制造。如通過3D打印技術設計和制備具有與天然骨類似的材料組分和三維貫通微孔結構，使之高度仿生天然骨組織結構和形態學特征，賦予組織工程支架高度的生物活性和骨修復能力。
3.5 生物活體器件構建以及器官打印。此方面的應用大多涉及活體細胞的生物3D打印技術。細胞三維結構體的3D構建可以通過活細胞及其外基質材料的打印構建活體生物器件。如英國赫瑞瓦特大學和一家干細胞技術公司合作，首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。這一突破使得利用人類胚胎干細胞來“打造”移植用人體組織和器官成為可能。美國康奈爾大學研究人員最近在其發表的研究論文中稱，他們利用牛耳細胞在3D打印機中打印出人造耳朵，可以用于先天畸形兒童的器官移植。
3.6 藥物篩選生物模型。藥物篩選指的是采用適當的方法，對可能作為藥物使用的物質（采樣）進行生物活性、藥理作用及藥用價值的評估過程。作為篩選，需要對不同化合物的生理活性做大規模橫向比較，因此有研究人員指出通過3D打印技術，精確設計仿生組織藥物病理作用模型，可以使人們開在短時間內大規模高通量篩選新型高效藥物。最近，四川大學聯合加州大學圣地亞哥分校等科研機構，通過3D打印技術設計了一款肝組織仿生結構藥物解毒模型（如圖1-c），該研究成果發表在最近一期的Nature Communications上，受到3D打印研究領域的廣泛關注。
3D打印在生物醫學工程中應用：（a）3D打印磷酸鈣骨組織工程支架； （b）3D打印細胞、活體器官構件；（c）3D打印肝組織仿生結構藥物解毒模型。
4 結束語
三維打印技術正處在蓬勃興起的階段，3D打印技術在生物醫學工程中得到了廣泛的應用，其應用以及發展現狀表明：3D打印在體外器官模型、組織工程與再生醫學、個性化醫療以及新藥研發等方面展現出廣闊的應用前景。抓住生物材料及植入器械的三維打印技術新一輪發展浪潮，發展我國生物三維打印技術，對發展我國生物材料醫療器械產業步入國際先進水平具有十分重要的意義。
參考文獻
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生物醫學工程應用領域范文2
當今的社會是信息的社會。要使信息得到及時利用，為國民經濟和科學技術以及國防工業的發展服務，必須對信息數據的采集、加工處理、傳輸、存儲、決策和執行等進行全面的技術革新，以適應社會發展形式的需求。因此，信息科學技術有著極其廣泛的重要應用領域，如通信、雷達、聲納、電子測量儀器、生物醫學工程、振動工程、地震勘探、圖像處理、計算機科學等。各領域的電子信息系統往往具有不同的性能和特征，但是電子信息系統設備的設計都涉及到信息表征和信息處理技術，如果這種信息科技能獲得新的突破，電子信息系統產品將走上新的臺階。
當前信息系統智能化和具有高的魯棒性及容錯性是值得研究的重大問題，雖然人工智能和專家系統已取得好的成績，但還不適應信息社會發展的需求，需尋求新的發展途徑。21世紀被稱為“智能化世紀和人工神經網絡世紀”，信息科學與腦科學、認知科學、神經生物學、計算機科學、非線性科學、數學、物理學諸學科相結合所產生的神經計算科學，為實現新的信息表征和信息處理提供了新的手段，將使信息技術和信息系統智能化得到飛躍的發展。
21世紀是信息社會的智能化時代，信息高速公路的發展加速了通信技術和多媒體通信系統進入網絡化、智能化進程；開拓國際互聯網，使千家萬戶能在因特網和大型計算機網絡上搜索和瀏覽各種信息，這都涉及到通信系統和信息處理系統的高度智能化問題。
現代信息處理要解決的問題往往是很復雜的，它要完成由輸入空間到輸出空間的映射，這個映射可以是線性的，也可以是非線性的，所以信息處理系統是有序結構的物理系統中的映射，恰好是與神經網絡信息處理同構。
2 人工神經網絡信息處理
一般來說，智能信息處理可以劃分為兩大類，一類為基于傳統計算機的智能信息處理，另一類為基于神經計算的智能信息處理。前者信息系統包括智能儀器、自動跟蹤監測儀器系統、自動控制制導系統、自動故障診斷和報警系統等。在人工智能系統中，它們具有模仿或代替與人的思維有關的功能，通過邏輯符號處理系統的推理規則來實現自動診斷、問題求解以及專家系統的智能。這種智能實際上體現了人類的邏輯思維方式，主要應用串行工作程序按照一些推理規則一步一步進行計算和操作，應用領域很廣。后者是用人工神經網絡來模仿延伸人腦認知功能的新型智能信息處理系統，即仿造人腦的思維、聯想記憶、推理及意識等高級精神活動的智能，這類神經智能系統可以解決傳統方法所不能或難以解決的問題。例如美國研制出的一種電子“偵探”(蘇聯《科學與生活》，1990年)，就是用神經網絡做的能辨識人面孔的智能系統，只要讓它看一下某人或他的照片就能記住描述此人面貌的256個數字參數，同時能記住達500人，思考辨認時間總共為1s。人工神經網絡系統具有很高的容錯性和魯棒性及自組織性，即使連接線被破壞了50％，它仍能處在優化工作狀態，這在軍事系統電子設備中有著特別重要的意義，故美國無人偵察飛機已用上這種神經信息系統。美國許多公司生產的神經網絡芯片及神經智能系統已商品化。今年最新報導：美Attrasoft公司做出世界上最大的百萬個神經元的神經網絡(軟件)。
3 盲信號處理技術
盲信號處理包括多個信源混合的盲源分離、多通道傳輸信道的參數估計和系統辨識、盲解卷積和盲均衡技術、盲陣列信號處理和盲波束形成技術等，在通信、雷達、聲納、控制工程、地震勘探、生物醫學工程等領域有著極其重要的應用價值，是國際上非常重視的熱門研究課題。從數學上講，盲信號處理問題可以用X(t)=AS(t)來描述，這里X(t)是已知觀測數據矢量，而信號矢量S(t)和系統參數矩陣A都是未知的，如何只由觀測矢量X(t)來推求S(t)或A，其解將存在不定因素，可能有許多不同的兩個量相乘而得到同一個觀測數據X(t)。求解這類問題是一個國際性的盲處理難題，但該問題有很高的實用價值。圖像、語聲、中文詩詞及英文文字等多媒體信息混合后的盲分離問題，最高信號干擾之比高于70dB。
生物醫學工程應用領域范文3
中華人民共和國醫療器械注冊證是我國對醫療器械生產者、銷售者和使用者實施全面管理的基礎。根據國家對醫療器械一詞的定義可知，醫療器械涵蓋了現代醫學在人類疾病診斷、治療和康復過程中所使用的全部工具和輔助設施（包括各種醫療設備、手術器械、醫用耗材、體外試劑、病房用具和醫療工程）。醫院作為醫療器械的使用者，同時對醫療器械的管理也肩負了十分重要的任務。隨著人類對健康保障要求的提高，現代醫療器械的發展進程明顯加快，導致醫院在用醫療器械的數量和種類隨之急增；同時，由于醫療器械的生產、使用、維護、維修、管理和質量控制等越來越復雜，故這一管理任務必須由醫院的某個職能部門來實施，也就是日常所說的“維修科”、“器械科”或“設備科”等；目前，我軍正式改稱“醫學工程科”。由此不難看出該部門有了自己的學科建設方向，即“臨床醫學工程學”已被提上了議事日程。從以下幾個方面可以看出醫學工程科發展的現狀和必要性。
1 醫學工程科的現狀
1.1 醫療器械的種類和數量增多
各醫院年度設備采購經費逐年遞增說明了這一點，例如國內某醫院從1987年設備采購經費僅600萬元左右，到2007年則高達6000多萬元。
1.2 醫療器械的復雜性增加
表現為材料、生產工藝、維護和維修復雜；評估選型和采購決策困難；計量和質控要求嚴格，否則，醫療質量難以保障。
1.3 學術和管理界已高度重視該學科
2002年11月科學出版社出版了由姜遠海主編的《21世紀高等醫學院校教材-臨床醫學工程技術》一書；2007年1月人民衛生出版社出版了由楊虎主編的《臨床醫學工程教程》一書；同年，中國醫學考試網公布了《2007年臨床醫學工程技術專業考試大綱》［內容包括：(1)基礎知識（醫學基礎知識、自然科學基礎知識）；(2)相關專業知識（管理基礎知識、專業英語和計算機基礎）；(3)專業實踐能力；(4)專業知識（醫療設備知識和醫療設備管理）］。
2 臨床醫學工程學主要內容
2.1 臨床醫學工程學基礎內容
2.1.1 臨床需求與論證
臨床需求主要包括購新、維修及醫療器械的改造升級等，不論那一種需求，都有必要對其學術效益、社會效益及經濟效益進行全面的論證，其中學術效益是根本。就學科建設而言，可以把學術效益看作春天播種的種子，實際上也就是能否解決特定學科建設及其醫療、教學和科研的問題，同時兼顧醫院整體發展的問題；經過夏天的辛勤勞動，到了秋天你才能收獲經濟和社會效益這兩個果實。
2.1.2 選型與評估
主要是一定要保證所采購醫療器械的技術先進性、可靠性和可維修性，為此對計劃購置的廠商的醫療器械產品要進行縱橫兩個方向的評價；同時，對醫療器械的安全防護、節能性和配套性等問題也應當高度重視。2007年10月國家衛生部辦公廳就城市醫療機構衛生裝備評估選型推薦了第二批32品目362種規格型號的醫療器械產品，在選型與評價時可供參考。
2.1.3 采購計劃
醫療器械購置計劃應當有長遠規劃、中期計劃和年度計劃。制定醫療器械購置計劃應當堅持經濟性原則、有效性原則和先進性原則；其程序應當包括： （1）使用部門提出申請；（2）收集產品信息初步匯總；（3）分析研究產品信息確定方案；（4）擬定方案提出預算；（5）綜合平衡確定計劃。
2.1.4 產品標準
醫療器械產品標準是一個完整的體系，包括有國家標準（GB)、行業標準(YY)和產品注冊標準（有國產、進口兩種）；國際上一些非營利專業組織的相關標準具有重要的指導意義，而歐盟和美國標準也往往具有較大的參考意義。
2.1.5 集中招標采購
可參考《招投標法》等相關法律法規以及各級管理部門的相關規定。
2.1.6 安裝、調試與驗收
（1)安裝與調試：主要內容一是使用環境的技術要求；二是安裝調試的程序（驗收合格后進行；參加安裝調試的人員要做好安裝調試的各項準備工作；對大型設備安裝調試、使用和維修人員進行技術培訓；調試時要按照說明書進行；調試過程中操作人員要多操作，多熟悉，盡快安排 “考機”；安裝調試完成，儀器能夠正常運轉，應予簽收；醫療設備的保修）。（2)驗收：一是驗收前的準備工作：包括：驗收資料的準備；驗收人員和部門的準備；制定驗收方案；建立驗收記錄和驗收報表；做好輔助設備的準備；驗收工具的準備；對于進口醫療設備需申請商品檢驗；對于進口計量設備需申請計量檢定。二是驗收的程序：包括：開箱；清點；查驗外形；檢查機內組件；重點檢查精密易碎部件；在驗收過程中，所有與合同要求不符的情況都應當做好有關記錄并拍照、錄像以備索賠。
2.1.7 維護與維修
（1）維護：一般指周期性地對特定的醫療設備進行的預防性維護（Preventive Maintenance，PM )，這一系列周期性的科學維護工作主要包括： ①操作性能測試及調整；②電氣安全測試；③外觀、控制部件及內部清潔、、更換易耗元件。（2）維修一般可分成下面三種情況：①保修：新機帶的，或新機過保后買的，過保后買的則可能采購成本非常高，且服務情況也無標準可言；②自修：一般大型設備較難，主要由圖紙、密碼和備件供應所引起；③第三方維修：目前，醫療器械維修的社會化問題已被提上了議事日程，雖成本較低但風險較大。
2.1.8 報廢
要確定標準的技術鑒定程序和分級審批程序。
2.1.9 信息和檔案管理
（1）按國家《醫療器械分類目錄》進行信息的收集和歸檔；（2）將醫療器械分為：醫療設備、手術器械、醫用耗材、體外試劑、病房用具和醫療工程，在此基礎上進行分類建檔、管理，管理原則是按I、II和III類進行，以確保醫療質量。
2.1.10 計量
加強醫學計量監督管理是衛生法規建設的主要內容，也是提高醫療水平、促進醫學技術發展的必要手段。醫院應將計量工作納入年度工作計劃，加強法律、法規等文件的宣傳教育，增強法制觀念，對于計量檢定不合格的設備應嚴禁使用，強制檢定器具損壞修復后必須進行計量檢定。對于設備陳舊老化、超過使用年限，經計量檢定不合格的設備應進行報廢處理；對超過使用年限，但計量技術指標仍然合格的設備應縮短計量檢定周期，確保使用設備的良好運行。
2.1.11 不良事件監測與報告
醫療設備不良事件是指獲準上市的、合格的醫療設備在正常使用情況下發生的導致或可能導致人體傷害的任何與醫療設備預期效果無關的有害事件。傷害事件分一般傷害與嚴重傷害。嚴重傷害的含義是指下列情況之一：（1）危及生命；（2）導致機體功能的永久性傷害或機體結構永久性損傷；（3）必須采取醫療措施才能避免的永久性傷害或損傷。
2.2 臨床醫學工程學要求
前面簡述了臨床醫學工程學的基本內容，隨著醫院的發展，對該學科提出了更高的要求，主要包括以下幾方面：（1）醫療器械質量安全控制的基本原則是：標準是基礎，計量技術是手段，醫療器械的質量安全是目的。內容包括：①例行強檢；②驗收檢測（新設備）；③狀態檢測（日常工作之一）；④穩定性檢測（日常工作之二）；⑤維修后檢測（日常工作之三）。(2)充分發揮醫療器械的現有功能的基本原則是：用技術和管理手段保障設備正常和有效運行。(3)積極改進醫療器械的現有功能的基本原則是：應用新技術新方法優化現有性能。(4)積極開發醫療器械的新功能的基本原則是：應用新技術新方法拓展其新的應用領域。(5)醫療器械的臨床試驗。
上述要求，往往受人員水平、硬件條件和管理水平的影響，有一定難度，但通過努力在一定程度上是能夠達到的。
2.3 臨床醫學工程學高級階段內容
為滿足醫院醫療、教學和科研的需要，對臨床醫學工程學科提出了更高的要求，也即設計或開發新設備、新器械和新耗材。是該學科的努力方向。
生物醫學工程應用領域范文4
關鍵詞：電子健康檔案；醫療信息化；標準化；體系框架
中圖分類號：TP311.52
電子健康檔案（electronic health records，EHR）是人們在健康相關活動中直接形成的具有保存備查價值的電子化歷史記錄，是存儲于計算機系統中，面向個人提供服務，具有安全保密性能的終身個人健康檔案。
電子健康檔案（EHR）的標準化體系是應用于電子健康檔案（EHR）的系統體系，在一定范圍內的電子健康檔案的標準、辦法、規定進行組織，規定了電子健康檔案的質量方針、目標、職責和程序，并通過建立相關體系進行EHR的過程管理、質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進，按其內在聯系形成的科學的有機整體，對于避免管理混亂、低水平運行、以及信息的不規則管理等具有重要意義。[1]
1 EHR的系統架構
電子健康檔案（EHR）的系統架構是以人的健康為中心，以生命階段，健康和疾病問題，服務和措施作為三個維度構建的一個邏輯架構，用于全面，有效，多視角，多層次描述EHR的結構組成，及其內在聯系，通過一定的時序，層次和邏輯，使EHR的信息組織系統化，條理化和結構化，滿足醫療信息化的需要和要求。[2]
1.1 第一維。生命階段。可按照不同生理年齡，將人的生命過程分為若干個生命階段，如嬰兒期，幼兒期，學齡前期，學齡期，青春期，青年期，中年期，老年期8個生命階段。也可根據實際工作需要，將服務人群分為兒童，青少年，育齡婦女，中年和老年等。
1.2 第二維。健康和疾病。是客觀反映公民衛生服務需要，進行健康管理的重要環節。
1.3 第三維。服務和措施。醫療衛生機構開展的一系列，預防醫療保健康復教育等活動，反應了健康需求的滿足程度和衛生服務利用情況。
1.4 信息數據集。三維坐標軸對應位置的連線組成的空間域，所形成的信息數據集反映了對應生命階段，某種健康和疾病，及采取的服務和措施。
2 EHR的另一種三維結構
2.1 可以以健康領域為對象，數字技術為內容和標準層次為級別建立三維結構模型。
2.2 劃分原則?？紤]4種關系。
（1）共性與個性。三個邏輯維中，上一層次反映下一層次的共性，反之下一層次反映上一層次的個性；盡量抽象出共性，組成上層邏輯層次包容更多涵蓋具體內容的個性問題。
（2）制約與貫徹。在一個標準體系中，上層標準制約下層，下層在上層的指導下進行補充。
（3）互相補充。由于在一個標準體系中，層次標準的通用性，兼容性和傾向性，層次之間據互相補充關系。
（4）互相協調。標準的建立在于應用于衛生服務中，上層標準必須最大限度協調一致。
3 電子健康檔案（EHR）標準體系框架
為適應EHR的不斷發展和實際應用的需要，該框架側重于以下特點進行發展探析：
（1）標準的制定由初期的應用完全推動，不夠協調的單個標準，向具有一定理論基礎的結構化標準體系發展，以適應醫療信息化的需要。
（2）EHR的標準化是醫療衛生信息化發展過程中的一個需要有重大突破的問題，對于局部標準化和全局標準化，采取整體處理方式，強調可操作性和互操作性。
（3）提出和隱含電子健康檔案（EHR）標準體系隨著醫療信息化的實際應用需要和要求進行動態調節的策略和機制，隨之具有更廣泛的應用領域和更強的適應性。
（4）借鑒了相關的機制，以整體和個體、一般到特殊的模式，成為一種適應性強（接口能力），應用面廣，技術涵蓋豐富（兼容性）的標準化體系框架，并能進行仿真或/和理論分析對所設計系統進行比較和評價。
（5）應用于教育和科研，促進教學水平和科研水平的提高。
4 數據標準
電子健康檔案（EHR）的建立是一個長期過程，使用的電子健康檔案數據標準是建立健康檔案的關鍵，主要有3類。
（1）電子健康檔案相關衛生服務基本數據集標準?；緮祿侵笜嫵赡硞€衛生事件（或活動）必需的數據源集合，與EHR相關的每一個服務和措施對應一個基本數據集。
（2）電子健康檔案公用數據元標準。EHR相關的基本數據集中包含數據元，其中兩個或兩個以上數據集中都包含的數據元，稱為公用數據元。EHR公用數據元標準規定了EHR所必須收集記錄的公用數據元標準，以對EHR的信息內涵和外延進行規范和統一為目的，指導相關數據庫的規劃設計。
（3）電子健康檔案數據元分類代碼標準。由于EHR的數據元之間存在的一定層次結構關系，對之從信息學角度進行科學分類和管理，使之能夠進行準確定位和存儲，方便相關信息的理解和共享。
5 結束語
本文通過對電子健康檔案（EHR）的標準化體系的分析和研究，體現了電子健康檔案（EHR）標準化體系的作用和意義，對實現以人為本，內容完整，重點突出，動態高效，標準統一及分類指導的電子健康檔案（EHR）具有重要意義，是一份關于電子健康檔案（EHR）的重要研究。
參考文獻：
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[2]董建成.醫學信息學概論（第1版）[M].北京：人民衛生出版社，2010.
生物醫學工程應用領域范文5
具有一定的計算機應用能力，是現代社會對畢業大學生的基本要求。在人才招聘市場上，用人單位普遍要求非計算機專業人才掌握一定的計算機應用技術。經過大學計算機基礎教育以及畢業后短期的培訓，這個要求一般均可達到。而當前用人單位熱切需要卻最難招聘到的是具備一定行業特長的信息化人才，即掌握某領域知識的計算機專業人才。由于這種跨學科復合型信息化人才，往往需要在一個行業里面深入工作較長一段時間，因此一般的計算機專業應屆畢業生都難以達到要求。于是在計算機專業人才市場上出現了一個尷尬的局面——單位招不到人才，學生找不到工作[1]。怎樣培養具有行業特色，滿足社會需求的計算機專業人才，成為開設計算機或信息類專業的各高等院校需要面臨的一個重大課題。除了綜合類和理工類大學，全國還有很多具有行業特色的高等院校，如南方醫科大學、中國地質大學、華中農業大學等，這些高校近年來均開設了計算機或信息類相關專業，其初衷就是培養具備行業特色的復合型信息化人才，滿足社會的相關需求。然而，根據有關企業在業內的調查了解，行業院校培養的信息化人才在就業時并未顯示出足夠的競爭實力，許多用人單位指出，大部分高校所培養的復合型人才沒有系統地掌握跨學科或跨專業的知識，也不具備多方面的能力，無法滿足社會的需求，事實上，并沒有達到學校所設計的培養目標[2-3]。造成這種現狀的主要原因有哪些？各大高校在設置計算機類人才培養計劃時又該如何考慮？本文就相關問題進行了一些研究和探討。
1行業院校計算機人才培養的困境
導致行業特色院校培養的信息化人才就業競爭力不足的原因有很多，總結起來主要有以下3個方面：
1）學校供通才，企業需專才。學校設置的計算機專業課程體系未能與行業發展的需求同步，其中通用課程與行業課程結合不多，達不到開設這個專業的初衷。部分行業院校，特別是重點院校，設置計算機專業的課程體系時忽視本行業特點，仍以國內一流理工科名校的相關課程體系為參考，以計算機基礎理論課程為主，以培養研究型的通才為目標；而大部分企事業單位（科研教學單位除外）更需要的是具備一定的計算機理論基礎以及相關行業知識的應用型計算機專業人才，供需矛盾明顯。
2）學科被邊緣，學生被專業。在行業院校，計算機專業往往被主流學科邊緣化，不受重視，造成“一本院校，二流專業”的現狀；招生時，被調劑到計算機專業的學生比例過大，很多學生認為自己“被專業”，抵觸情緒很大。再加上職業規劃指導不到位，學生總認為行業院校的計算機專業比不上綜合類或理工類院校的相關專業，畢業后就業不具備競爭力，導致學生看不到自己的未來，不知道可以從事或要從事的方向，從而失去主動學習的積極性。
3）專業難定位，學科難發展。行業院校的計算機專業應該如何定位？這個問題仍未有定論。如果定位過高，而實際教學團隊和相關科研實力又不能勝任，則培養出的學生計算機理論基礎不夠扎實，相關行業知識又不夠豐富，高不成，低不就，成為人才市場上的“雞肋”。如果定位過低，學生理論知識過于淺薄，又會造成學生就業后的再學習能力不足，不利于其長遠發展。而如果定位長期搖擺不定，則會影響學科的持續發展，造成師資隊伍不夠穩定，科研工作缺乏動力，又進一步導致了學科的被邊緣化。
2行業院校計算機人才培養的新思路
行業院校的計算機專業人才培養要走出困境，必須“認清現實，更新觀念，找準定位，長遠規劃”[3-4]。首先要承認理想與現實的差距，認清自身的優勢和劣勢。行業院校的計算機專業與理工科名校相比，在學術水平和師資力量上都有一定的差距，這是其劣勢；然而，行業院校的計算機應用可以與行業需求結合得更深入更緊密，這是其優勢。其次要改變固有的“重理論研究，輕實踐應用”的觀念。雖然在高科技領域的科學研究是推動社會進步的巨大動力，但是那在社會生產領域中畢竟只占極小的一部分，當今社會需要得更多的是大量的有工程實踐能力的應用型人才，這才是行業院校培養計算機人才的最根本需求?；诂F實的要求，行業院校培養計算機人才的基本定位應該是：深入結合本行業特色，以培養適應行業生產和發展的應用型計算機人才為主，以培養研究型人才為輔。行業院校培養的學生應具備一定的計算機基礎理論知識和較強的工程實踐能力，對行業基本規范和工作流程有一定的接觸和了解，畢業后可直接進入相關行業的計算機應用領域進行工作。由于計算機理論基礎和應用能力的培養要循序漸進，行業知識的學習也需要長期滲透，因此在學生入校伊始就要開始進行職業規劃教育，讓學生盡早明確自己的職業方向，積極主動的尋求發展。現以我校的計算機專業教學改革為例，談談行業院校培養計算機人才的一些新舉措。
3行業院校計算機人才培養的新舉措
我校為醫科類重點院校，原名為“第一軍醫大學”，2004年整體移交廣東省后更名為“南方醫科大學”，并于次年開始招收計算機專業的學生，由生物醫學工程學院負責培養。我校最初的計算機專業培養方案基本參照國內知名院校的計算機科學與工程專業進行設置，后根據學科發展的實際情況每4年修訂一次。在近7年的教學實踐過程中，不斷地發現問題，并逐步找準定位，現2011版計算機專業培養方案已基本修訂完畢。在最新的方案中，為培養具有行業特色的計算機應用人才，主要有以下幾點新的舉措：
3.1調整教學計劃，適應行業需求
在新的培養計劃中大大增加了有醫學特色的相關課程，從低年級開始就設置行業基礎課程，并加大高年級相關選修課的分量，讓學生逐步進入行業知識領域。僅第一學期以政治、英語、體育等公共基礎課為主，從第二學期開始，除高數、物理、程序設計、電子技術等工科專業基礎課以外，還逐步開設了人體解剖學、生理學、醫學信息概論等課程，這些課程都是醫學專業的學生要重點學習的基礎理論課程，由我?；A醫學院的專業教師進行全學時授課。在高年級的課程設置中，除操作系統、數據庫原理、計算機組成原理等必修的計算機專業基礎課程以外，還開設了移動應用開發、數字圖像處理、大型醫療儀器設備原理與技術、醫學電子儀器原理與設計等結合了醫、工兩行業特色的專業選修課程，這些課程的學習可以加深學生對行業知識的了解和掌握，使學生畢業后能盡快適應行業的需求。#p#分頁標題#e#
3.2加強實踐教學，夯實工程基礎
工程能力，特別是程序設計能力，是計算機專業學生的看家本領，需要經過長期的培養和訓練，不是一、兩個學期，一、兩門課程就可以完成的。在新的培養計劃中，為夯實學生的編程基礎，每個學期都有與程序設計相關的課程，如：學生入學第一學期就通過“C語言程序設計”課程開始接觸程序設計的基本概念和過程，后續學期通過“數據結構、面向對象程序設計、算法設計與分析、網絡程序設計”等一系列課程的學習，不斷擴展和加深對程序設計思想和方法的理解與掌握，經過這一系列課程的訓練，學生的程序設計能力將大大加強。同時，在新的培養計劃中，還提高了數據庫原理、操作系統原理、計算機組成原理等傳統的專業基礎課程的實驗教學學時，進一步鞏固了學生的工程實踐能力。
3.3配備課程設計，提高應用水平
僅僅通過單科專業課程的學習，學生對相關知識的掌握和了解往往浮于淺表，在實際應用中難以將所學過的知識融會貫通。在新的培養計劃中，為了提高學生對專業知識深入理解與綜合應用的水平，在三、四年級每學期的全部課程結束之后，安排了1~2周的課程設計，用以強化訓練學生的實際應用能力。例如：數據庫原理與應用課程設計，不僅要求學生對醫院信息系統的運轉流程進行基本了解，還要求實現其中一部分科室的數據庫訪問功能，這不僅加強了學生的計算機應用能力，還讓學生了解到了相關的行業知識。而軟件工程課程設計，通過對建立企業門戶網站等大型商業案例進行設計與實現，使學生經歷了分析、設計、編碼、測試一個完整的項目過程，不僅掌握了對常用開發和測試軟件的基本應用，還加強了學生的文檔撰寫能力和團隊合作意識。
3.4接觸企業實訓，明確就業目標
在新的培養計劃中，第四學年基本不給學生安排課程教學，而是以進入企業實習和完成畢業設計為主。學校和學院通過直接或間接與IT企業合作，讓學生走出去，把項目引進來，以期縮短學生畢業后進入相關行業的過程。一方面，引入企業實際的應用問題作為畢業設計課題，并聘請企業資深工程師協助進行畢業設計指導，從而避免了畢業設計僅作紙上談兵，遠離實際應用需求的弊病；另一方面在企業建立長期的實習基地，讓學生實際接觸到企業真實的工作環境，盡早了解自己的實際工作能力，使學生的就業目標更明確。
生物醫學工程應用領域范文6
從普通留學生到國際醫藥學界的領軍人物
許瑞安教授是福建晉江人，其故鄉既是一個環山面海的漁、農、僑村，山川攬勝，日月鐘華；又是一個文化底蘊十分厚重的中國歷史文化名村一晉江福全。史載唐宋開科取士以來，全村進士，舉人共20多人，出將入相，該村乃是我國最著名的抗倭歷史名城，明代曾在沒有官軍奧援下，孤城三次打敗入侵倭寇；許教授自幼沐浴于海洋文化和中原文化的交匯，其童年就在驚濤拍浪的變質巖礁上外婆家的住屋度過，大自然春風造化孕育著他對萬物之靈有著不盡迷思與眷戀；失學，飽受天風海濤的錘煉，不僅為日后的工作打下了堅實的基礎，而且從科學態度、科學素養到人生目的都得到了良好的洗禮與升華，立志一生從事科研。
1983年許瑞安教授考上國家教育部公派出國留學。到了國外之后，他不僅迅速克服了獨自在異國他鄉求學所必然面臨的種種不適和不便，而且抓緊一切機會刻苦學習，將絕大部分時間都泡在圖書館和實驗室里。正是源于這種嚴謹認真的治學精神和態度，1989年，他順利獲得了Otago大學的博士學位，之后又前往加拿大攻讀博士后。
完成學業后的許瑞安曾在國外多家著名的國際大學、科研機構從事科研教學工作，先后出任過大學載體研究中心、神經載體研究室主任的職務。從那時候起直到2005年年底歸國，他主要從事的工作范疇包括病毒載體、分子醫學、分子藥物學的項目科研和教學，還曾擔任過奧克蘭大學載體研究中心的主任和美國托馬斯?杰弗遜大學的神經載體研究室主任。
在國外期間，許瑞安從1983年起開始陸續發表專業學術論文，迄今為止已經有超過百篇的重要學術文章發表，其中SCl論文就占到了七成以上，SCl影響影子總分超過400分。他在基因治療研究方面的部分工作發表于NatureMedicine【1998年第5期封面】、Science、PNAS等國際一流學術刊物，2005年發表在美國醫學科學檢測雜志上的“Stabilityof lnfectiOUS rAAV vector stock”一文更是被世界衛生組織選定為分子療法臨床應用的主要參考文獻之一。2006年他在Histopathology雜志發表結腸癌治療一文，2011年入選結腸癌治療領域5年來TOP 10論文，且位居榜首。
許瑞安在學術上獲得的成果不僅在理論研究方面，更包括了技術實踐應用領域。由他創新發明的專利成果達16項，他是國際口服基因療法的主要奠基人和發明人之一，在分子藥物學、癌細胞與基因療法領域取得一系列的科研成果。
憑借著嚴謹的科學態度和堅韌不拔的精神毅力，許瑞安從一名普通的留學生成長為一位國際醫藥學界知名的科學家。
肩負重任，歸國奉獻
2005年，許瑞安回到家鄉，為祖國的藥物研究事業貢獻才華和智慧。同年，他受聘于華僑大學，并出任所長、主任。由于許教授在分子醫學與基因治療研究領域內的突出貢獻和成就，奠定了他在國內外相關領域的學術地位，2007年受命，開始負責組建分子藥物教育部工程研究中心的工作。他在任職國家教育部分子藥物工程研究中心主任、華僑大學分子藥物所所長之外，還兼任了國際癌細胞與基因療法學會常務理事、國家科技部科技發展戰略專家／國際科技合作管理專家、國家教育部學位中心評審專家、福建省生物醫藥工程研究生培養基地負責人、廈門海洋與基因工程重點實驗室主任、廈門市國際科技合作生物醫藥基地負責人、教授、博士生導師、北京協和醫學院榮譽教授、《中國臨床藥理學和治療學》編委、顧問，《中國海洋資源》特邀編委、中國海洋大學海洋藥物客座教授，山東大學兼職教授等職務。在國際上，許教授同時還是瑞典卡羅琳醫學院國際學術刊物lslet編委，美國International Panel of MedicalScience Monitor，我國World JournalOf Gastroenterology PharmacologyandTreatment編委、美、英、德、日、瑞典等國際18家Hepatology，Gene The rapy等SCI學術刊物審稿人、“行政院”臺北榮民總院榮譽教授、愛爾蘭國家自然基金評審專家、新西蘭食品科學技術研究院專業委員。
回到祖國之后，許瑞安教授將全部智慧和畢生對科學事業追求的所有熱忱投入到了我國的分子藥物與基礎醫學研究事業當中。他負責組建了華僑大學分子藥物學研究所，帶領研究所的同仁以新藥研發為主旨，積極開展了一系列工作，也由此揭開了華僑大學藥學學科和生物醫學工程建設的序幕。
自2007年10月分子藥物教育部工程研究中心獲得教育部批準立項、開始建設以來，在許瑞安教授的帶領下，該研究中心依托于華僑大學，得到了迅速地成長。經過了三年的建設時期，到2010年時研究中心已經完善建立起了分子藥物、中藥復方、廈門市海洋與基因工程藥物重點實驗室三大藥物研究與開發平臺。
早在1998年，許瑞安和During就曾經首開人類口服基因療法的先河，在分子藥物領域做出了開拓式的大膽創新并獲得了首創的成果?；貒笤S教授繼續發揚在這一領域內的優勢，致力于口服基因藥物的研發工作，他負責研究的“rAAV基因藥物的口服吸收機制”獲得了2009年度國家自然科學基金資助。而由許瑞安和肖衛東領軍的團隊，已經建立起成熟的rAAV載體的產業化技術。
時至今日，在許瑞安教授的不懈努力和推動下，占地500平方米的AAV載體中試生產車間已經建成，可為國內外各家生物醫藥研發單位提供各種類型中試級別的AAV病毒載體。
推動創新成果研究，建設人才培養體系
許瑞安教授是我國“863”“十五”肺癌基因療法課題組組長、首席科學家，肝癌基因療法課題組副組長、國家“863”“十一五”肺癌基因療法課題組首席科學家，在我國的癌癥與基因療法研究領域力盡所能。與此同時，許瑞安并未滿足和止步于個人的研究成果創新，他在積極推動產品開發和研究成果轉化、發展學科建設和人才培養等方面依舊付出了極大的心血和努力。由許教授帶領的分子藥物教育部工程研究中心
重視蛋白藥物的臨床應用，迄今已建立多種小量蛋白的真核／原核表達系統，并已有三個蛋白產品(Kallistatin，Cygb，Vasostatin)完成動物實驗并達到中試規模制備并純化成功，保證了較大量蛋白純品可用于藥物學、藥理學的探索，同時亦能滿足基因工程蛋白藥物開發的臨床研究需要；其團隊研發的基因重組FSH，還對婦女不孕具有確切臨床價值。目前已提交得到驗證的抗病毒和抗感染藥物的專利申請，中試、臨床試驗和報批國家新藥的工作正在籌備中，并有望按照歐美標準在國外注冊和銷售。
與此同時，基因藥物平臺申請的“肝纖維逆轉藥物”，利用具有特異的細胞靶向性的基因運載系統攜帶具有抗氧化和抗炎癥雙重功能基因抑制星狀細胞激活達到防止肝硬化目的，顛覆了目前纖維化治療的傳統思路，具有巨大的市場開發潛力。在中藥研發的制備領域，工程中心目前也已經擁有授權或已申請的中藥相關專利項目超過10項；在合成藥物方面，中心開發出了有效的抗癌藥物肉桂酸乙酯衍生物的綠色合成工藝，以成本低、綠色化、操作簡單等特色為市場所看好；在海洋藥物領域，中心以東南沿海、臺灣海峽、東南亞海域有特殊功效的海洋分子藥物為研究對象，建設的海洋藥物研發平臺現如今已發展成為與廈門市政府共建的高校海洋藥物重點實驗室。
學科建設是重中之重，根深才能樹大，許教授牢牢把握學科建設方向。在他的努力下，分子藥物工程研究中心2007年正式開始建設，2008年就開始獨立招收醫學生物工程、分子藥物學、微生物生藥學和藥學方向碩士研究生，2009年福建省唯一的“福建省生物醫藥工程研究生創新培養基地”落戶分子藥物學研究所。如今他們已經擁有了一個二級博士點，3個碩士點1個專業碩士點以及完備的科研、教學團隊還從美國賓州大學、英國牛津大學、香港大學的教授以及曾在輝瑞、默克等國際知名制藥公司承擔開發工作的高級工程師中聘請了多位兼職教授或名譽教授。
作為中心領軍人物的許教授不僅是科技部科技發展戰略專家，還是國際知名的分子藥物學家，在他的主持或策劃下，工程研究中心僅立項建設期間就申請獲得各類國家、省部級、市級課題22項，而且大力加強國際間科技合作與學術交流；與新西蘭皇家科學院合作的“核糖開關及其在基因治療的應用”已獲得新西蘭政府和國家科技部的資助；2011年與美國伊利諾伊大學芝加哥分校藥學院聯合建立培養一本一碩一博體系。從今年起開始招收本科生。全體師生們眾志成城，同心同德，努力把教育部分子藥物工程中心建成了一個分子醫藥基礎研究、產品開發和成果轉化一條龍的基地，涉及分子醫學，分子藥物，醫用口服病毒納米顆粒，藥物合成，轉化醫學，海洋基因藥物，天然藥物等多門學科，同時為國內培養和凝聚了分子藥物領域里的大批技術創新型人才。
與此同時，許教授極力推崇產學研相結合，先后與中僑藥業、福建太平洋藥業，沈陽天一藥業等簽訂項目合作、轉化及技術培訓協議；該團隊2009年研發的硫酸沙丁胺醇口腔崩解片、藥物中間體等項目的研發和成果轉化投放市場，每年產值均超2，000萬。
如今的分子藥物教育部工程研究中心已形成一支囊括多學科、從基礎研究至產業化的完整的產學研研發鏈條。許瑞安教授介紹說：“在這個鏈條上，我們可以獨立設計基因藥物載體、蛋白藥物和靶向基因藥物，可以對病毒載體和基因工程蛋白進行中試規模生產，還可以承擔或獨立進行新產品的開發與市場化，滿足臨床藥物研發和接受企業委托項目的需要?！?/p>
