高校一體化醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺建設(shè)探析

陳洪斌

摘 要 隨著現(xiàn)代電子工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)診療儀器與設(shè)備研發(fā)中的應(yīng)用，社會對醫(yī)學(xué)高校培養(yǎng)相關(guān)設(shè)備研發(fā)、維護(hù)、操作技能型人才提出更高要求。利用Labview開發(fā)一體化醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺是解決醫(yī)學(xué)高校實驗條件薄弱的重要措施。在建立該平臺的同時，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)理論課程設(shè)置，合理設(shè)計實驗課程。

關(guān)鍵詞 醫(yī)學(xué)儀器；實驗平臺；課程設(shè)置

中圖分類號 G648.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1008-3219（2014）32-0053-02

先進(jìn)精準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)檢查及診療儀器已經(jīng)服務(wù)于人們的生活，為使學(xué)生盡早進(jìn)入醫(yī)學(xué)儀器技師角色，熟練使用各種儀器，成為合格的應(yīng)用型醫(yī)用人才，有必要建設(shè)一個成熟先進(jìn)、安全可靠、易擴(kuò)展、可管理的教學(xué)科研一體化醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺。以吉林醫(yī)藥學(xué)院為例，探討醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺建設(shè)的相關(guān)問題。

一、學(xué)校相關(guān)專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀及問題

吉林醫(yī)藥學(xué)院于2004年開設(shè)了生物醫(yī)學(xué)工程（Biomedical-Engineering，簡稱BME）專業(yè)和影像學(xué)專業(yè)。專業(yè)開設(shè)初期，學(xué)校成立了電工電子學(xué)等實驗室，在本科專業(yè)教學(xué)過程中設(shè)置了各種實驗實踐環(huán)節(jié)，包括電路分析實驗、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、醫(yī)學(xué)儀器實驗、單片機(jī)實驗、金工實習(xí)等。依托各實驗室開展電子設(shè)計大賽、本科生畢業(yè)設(shè)計、小型診療儀器研制、醫(yī)學(xué)生物信號采集等實驗項目。但學(xué)校實驗平臺實驗室面積僅為100平方米，對實驗的準(zhǔn)備、開出率、實驗效果、學(xué)生課后輔導(dǎo)及各種實驗設(shè)備器件的管理維護(hù)造成了很多不便。一是生物醫(yī)學(xué)信號采集分析環(huán)境差，實驗環(huán)境無法提供恒定的溫度壓力及無磁干擾的要求。二是實驗室缺乏虛擬仿真實驗環(huán)境。虛擬仿真實驗環(huán)境能夠為學(xué)習(xí)者提供逼真的虛擬實驗場景，讓學(xué)習(xí)者任意操作虛擬實驗場景中的儀器設(shè)備，對實驗過程、實驗現(xiàn)象進(jìn)行實時模擬和再現(xiàn)，具有與實驗教學(xué)要求相適應(yīng)的輔助功能。如明確實驗?zāi)康牡墓δ堋⒄莆諏嶒炘淼墓δ?、實驗指?dǎo)和演示的功能、練習(xí)測試的功能以及填寫實驗報告的功能等。三是學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計小型診療儀器條件需要提升。心電檢測技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域最具有代表性的技術(shù)[1]，相關(guān)的檢測系統(tǒng)隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展已從模擬化向數(shù)字化發(fā)展、從大型化向小型化發(fā)展[2][3][4]，小型檢測、診療儀器在醫(yī)療臨床、診斷、衛(wèi)生領(lǐng)域得以應(yīng)用，如血糖儀、疼痛測試儀、便攜式超聲波眼軸測距儀等。因小型儀器價格低，同時具有無創(chuàng)傷和實時獲得人體數(shù)據(jù)、實施診療的優(yōu)勢，如能夠開發(fā)、研制成功，不僅會解除患者的痛苦，而且有著廣闊的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益。

二、一體化醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺建設(shè)方案

加強(qiáng)BME專業(yè)的專業(yè)理論課程設(shè)置。根據(jù)BME專業(yè)發(fā)展方向及特點設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)課程，要求學(xué)生在掌握一定的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和電子學(xué)知識的基礎(chǔ)上，還要學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程，如學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)生物醫(yī)學(xué)信號處理、生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)、醫(yī)學(xué)儀器原理、系統(tǒng)建模與控制、醫(yī)學(xué)測量技術(shù)、生物材料、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等。通過這些課程為學(xué)生真正掌握理論分析、醫(yī)學(xué)診療設(shè)備操作等能力奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

合理設(shè)置醫(yī)學(xué)儀器實驗課程。醫(yī)學(xué)儀器實驗課程是為了加強(qiáng)學(xué)生的動手能力而專門設(shè)置的。BME專業(yè)的實驗課程應(yīng)包括電子學(xué)相關(guān)課程實驗、醫(yī)學(xué)影像學(xué)實驗、醫(yī)學(xué)儀器實驗、單片機(jī)實驗和計算機(jī)輔助設(shè)計實驗等。每門實驗課程都是一個完整的實驗體系，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。要創(chuàng)造條件，安排學(xué)生到醫(yī)療單位的相關(guān)部門或醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)實習(xí)，確立個人的未來職業(yè)發(fā)展方向。學(xué)生參與實習(xí)醫(yī)生和住院醫(yī)生的崗位實習(xí)，將重點放在BME的應(yīng)用和相關(guān)效益上，使學(xué)生獲得臨床應(yīng)用經(jīng)驗，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的目的。

利用Labview開發(fā)醫(yī)學(xué)儀器技能實驗平臺。虛擬儀器是儀器技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物。充分利用現(xiàn)有計算機(jī)資源，并配以獨特設(shè)計的儀器硬件和專用軟件，能實現(xiàn)普通儀器的全部功能以及一些在普通儀器上無法實現(xiàn)的特殊功能，常被稱作“軟件儀器”。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)提供了一種新的思路。由于醫(yī)療儀器在研發(fā)、生產(chǎn)及改造過程中需要反復(fù)地做大量的實驗，而傳統(tǒng)儀器的許多功能又是通過硬件來實現(xiàn)的，難度大、周期長、成本高。利用虛擬儀器技術(shù)，可充分利用計算機(jī)資源，將儀器硬件通用或軟件化，大大促進(jìn)醫(yī)療儀器的開發(fā)應(yīng)用。學(xué)生掌握虛擬儀器的技術(shù)對于今后從事醫(yī)學(xué)儀器的開發(fā)和應(yīng)用有很大的幫助。利用Labview開發(fā)平臺來實現(xiàn)的儀器設(shè)計、應(yīng)用教學(xué)在國內(nèi)暫時還沒開展。因此，醫(yī)學(xué)儀器使用開發(fā)平臺的建設(shè)具有重要的前瞻性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王保華.生物醫(yī)學(xué)測量與儀器[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2009.

[2]陳浩，李本富.用MSP430實現(xiàn)腕式心電檢測儀的研制[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2004（5）：427-429.

[3]張華，和衛(wèi)星，徐棟君，等.基于S3C44B0X的新型便攜式心電監(jiān)測儀的研制[J].電子測量技術(shù)，2006（5）：30-34.

[4]楊永明，韋建敏，劉俊剛，等.基于FPGA的實時心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2007（7）：78-80.