生物医学技术范文

一、远程医疗技术(Tele-medicine)

(一)背景及意义

二十一世纪我国将面临人口众多、交通拥挤、医院容量有限,以及由于独生子政策导致的日益严重的人口老龄化等一系列严重的社会问题,远程医疗技术的发展可望为我们提供一个缓解上述问题的有效途径。最简单的远程医疗形式是通过PSTN(公共电话网络)进行心电(ECGs)的远程解释,但目前的远程医疗技术研究与试验则是伴随当前IT技术的发展而发展的一个范围更加广泛,意义更加深远的新兴领域。它是现代通讯技术和计算机与现代医学相结合的产物,它利用电子通讯及多媒体技术实现远距离医学检测,监护,咨询,急救,保健,诊断,治疗,以及远距离教育和管理等等。远程医疗旨在通过提供一种管理良好、高效和跨越时空障碍的全新医疗保健服务模式,最终达到共享医疗保健资源,降低医疗保健费用,提高医疗效率和质量的目的。另外,在战场救护,交通等意外事故危重病人的紧急处理等方面,远程医疗技术也有很大的应用价值!广义地讲,远程医疗是指医护人员利用通讯和电子技术来跨越时空障碍、向人们提供医疗保健服务。根据不同的应用,远程医疗又可分类为远程监护,远程治疗,远程会诊和远程教育等等。

(二)发展过程

最早的远程医疗雏形可以追溯到1905年Einthoven等人利用电话线进行的心电图数据传输实验。但真正具有一定实用价值的远程医疗系统在50年代才开始出现,该系统可以通过电话线和专用线传送简单的医学数据。而在70~80年代远程医疗开始利用电视系统传输医学图像,即以远程放射医学(Tele-radiology)为主。随着现代微电子学、通讯技术、计算机及网络技术的发展,在90年代人们开始实践与评估该系统在远程医疗咨询、远程教育、远程专家会诊等多方面的应用。近几年来,随着医用数字影象设备如CT、MRI、B超以及DSA等的迅速普及,促使越来越多的医院采用数字图像存储通讯系统(PACS,PictureArchivingandCommunicationSystem),逐步实现医院的无胶片管理,为普及远程医疗奠定了良好基础。当前,远程医疗系统技术的技术支持有:交互视频影像设备(interactivevideo),高分辨监视器(high-resolutionmonitors),计算机网络(computernetworks),蜂窝电话(cellulartelephones),高速开关系统(high-speedswitchsystems),以及以光纤和卫星通信为核心的信息高速公路等。需要说明的是,在目前的中国,由于网络的普及面仍然十分有限,在一些中小县城市,既缺少高水平的医疗专家又缺少足够带宽的信息网络,患者的经济能力也十分有限。在这种背景下,基于电话线的远程医疗服务在一定程度上满足了当前的需求,显示出了一定的发展空间,值得国内的医疗电子企业重视。

(三)适宜范围和初步的临床效果

远程医疗技术(Tele-medicine)最大的作用在于它对农村和不发达国家的那些得不到良好服务的人群提供健康护理服务。在这些地方,合格医生的缺乏是一个很大的问题。其他需要远程医疗的地方包括:边远的兵站,需要保密的地方,出院后病人的监护,家庭监护,病人教育,医学教育等。有些医学部门,如放射学(radiology),病理学(pathology)和心脏病学(cardiology),他们需要高保真的电子医务数据和图像为诊断服务,因而特别适合于采用远程医疗。随着远程医疗技术的成熟,它能够提供服务的医学部门和范围也会随之相应地增加。比如,以下这些领域的远程医疗实践正在逐步增多:矫形外科学(orthopedics),皮肤病学(dermatology),精神病学(psychiatry),肿瘤学(oncology),神经病学(neurology),儿科学(pediatrics),产科学(obstetrics),风湿病学(rheumatology),血液学(hematology),耳咽喉科学(otolaryngology),眼科学(ophthalmol-ogy),泌尿科学(urology),外科(surgery)等。总的来说,有关报告显示,远程医疗提供了医生与远端之间的可靠的高质量的数据和音频视频通信。通过将远程医疗和直接的医生诊断相比较发现,二者没有大的差异。这些初步的结果说明,远程医疗提供了与医院相当的服务质量。目前,远程医疗已被成功地用于直接的病人监护,它明显地改进了医生的诊断能力和对病人的处理选择。远程医疗在临床医学中的作用已被完全证实,它的使用情况已经超过了立法和行政部门的步伐。因此,在未来健康监护工业的发展策略中,远程医疗应是一个不可忽略的因素。一个重要的目标是实现两个“所有”:方便地实现所有的医学服务和面向所有的地方。

(四)远程医疗系统与信息技术

[摘要]化学糖生物学的研究成果在生物医药的研发领域日渐活跃，其中糖芯片技术(或称糖微阵列技术)在过去的15年间引起了科学家们的广泛关注。糖芯片技术通过将糖分子固定于芯片表面，然后利用荧光等信号检测糖分子和蛋白质或其他生物大分子的相互作用情况，从而分析凝集素和抗体的聚糖结合特性、检测细菌等病原体、诊断与鉴定疾病相关抗聚糖抗体等等。本文将从糖芯片的技术优势和其在生物医学领域的应用两个方面做简要介绍。

[关键词]糖芯片；微阵列；糖生物学；生物医学

1引言

生物体内的糖类物质大部分都以细胞膜上或细胞内糖缀合物的形式存在。糖缀合物包括了糖蛋白(O-连接的糖蛋白和N-连接的糖蛋白)、蛋白聚糖、糖胺聚糖以及糖鞘脂。其中，糖缀合物中的聚糖可以通过与聚糖结合蛋白(GBP)的相互作用参与许多复杂的细胞活动，例如，细胞表面的聚糖可以通过与糖基化蛋白结合参与细胞运输，粘附和信号传导[1]。为了探究聚糖是如何参与到生化反应过程中的，研究人员开发出了糖芯片(Carbohydratemicroarrays)技术，这一技术与基因芯片、蛋白质芯片技术等原理类似，主要应用高通量和微量样品的芯片分析方法检测糖体与生物大分子之间相互作用。糖芯片使用了由不同种类的聚糖组成的微阵列，通过固定使得聚糖密集且有序地连接在固体表面上。在此基础上利用荧光等信号检测糖分子和蛋白质或其他生物大分子的相互作用情况。

2糖芯片技术的原理与技术优势

2002年，Wang[2]等首次用微量点样法将48种微生物糖蛋白和多糖抗原点印在包被有硝酸纤维素膜玻片上的糖芯片中，通过这一程序，可以在单个微载玻片上构建大量的微生物抗原，便于病原体的检测。其后，大量的科研工作者对糖芯片技术进行了改进，发展出了物理吸附固定、非共价相互作用固定和共价作用固定三种糖体在固体介质上的固定方法[12]。相比于其他检测方法，糖芯片具有检测样品用量少、特异性高、高敏感性、高通量和长期稳定性等优点，其最大的突出优势就是用于芯片制备的样品和分析样品用量均比较少，这可以充分降低制备样品的难度。另外，糖芯片技术的另一个重要特征是附着在固体表面的聚糖显示为多价，可以通过簇效应与聚糖结合蛋白形成多价复合物，因此，与溶液中的单价聚糖呈现弱相互作用的蛋白质可以强烈地与微阵列上的聚糖结合，这使得糖芯片能够快速地分析由聚糖介导的生物大分子间相互作用。除此之外，由于受到寡糖合成的限制，糖分子库的容量一般不大，因此，只要针对某一研究体系构建大小合适的特定糖类型的糖分子库，并保证足够的结构多样性，就可以用于糖芯片的分析。

3糖芯片技术在生物医学领域的应用

近年来，糖芯片在生命科学与医学研究中的应用越来越广泛，在与糖缀合物相关的免疫学、医学微生物学、植物学的最新研究中潜力巨大。

1光声成像的原理

由于不同的生物组织对激光的吸收系数不同，因而他们吸收的光能量大小也不同。在均匀的入射光照射下，不同的生物组织产生的光声信号的强度也是不一样的。这些信号是生物组织内部信息的反映，包含着生物组织内部的成分、结构等信息，基于生物组织内部的光学吸收系数分布，就可以获得组织内部的组织结构、病理信息等。通过一定的方法对光声信号进行采集、处理，并重建出组织结构图形，结合生物组织中光学吸收系数的分布，可以定量分析组织结构的变化情况，即对生物组织进行功能成像，反映了组织内部微小的病变、血红蛋白浓度、血氧浓度等重要参数。

2基于非聚焦单阵元探测器的光声成像系统设计

光声断层成像系统采用非聚焦激光照射样品，并采用非聚焦超声换能器检测被样品照射区域周围的光声信号，从检到的光声信号，反演出成像区域生物组织的光吸收系数的空间分布，并且由此绘制组织被照射区域的光声图像。一般在光声断层成像的实验研究中，为了简化系统的复杂程，减少实验成本，提高实验稳定性，往往采用一个超声换能器对生物组织进行旋转扫描。

美国圣路易斯华盛顿大学的LiHongVWang在2003年时带领研究小组利用非聚焦的单阵元超声换能器对小鼠大脑进行光声断层成像，实现了对老鼠大脑皮层的高对比度成像，对大鼠脑部进行光声断层成像，血管成像结果与脑部解剖结果十分吻合。随后各式各样的单探头扫描实验系统用于小鼠的肿瘤生长、血管变化和外围关节成像。使用单阵元非聚焦超声换能器采集光声信号，对于每次采集到的距离换能器不同半径弧的光声信号光声信号，需对其求积分。因此不能采集单一方向的光声信号，需要围绕生物组织旋转换能器，采集样品各个方向的光声信号，最终通过数值计算模拟出光声图像。该实验装置由于只需一个超声换能器，信号采集电路比较简单，成本较低。但由于加入了旋转机构旋转超声换能器，实验装置的结构变得相对复杂，采集数据时间稍长，而且引入了机械振动误差，成像结果受机械硬件影响较大。于是发展出阵列圆形扫描系统，采用这种方式的系统采集多个通道的光声数据。可以有效地减少信号采集时间，因此这种采集方式被大多数实验者采用。LihongV•Wang等首次用512个阵列的环形探头实现了高分辨率的大脑血管实时成像，并对小鼠脑中的光声造影剂进行了监控。V•Ntzi－achristos等也用64个阵元组成180°圆弧对小老鼠的腹部、胸部和心脏进成像，它的动态图像帧频能达到10Hz。

3结束语

光声成像作为兼具光学与超声成像优势的一种新型无创的生物医学成像技术，既具备光学高灵敏功能与分子成像的优势，可诊断识别早期肿瘤病变，又具对数厘米深的生物组织进行高分辨成像的特点，近年来在国际上获得了突飞猛进的发展。作为新出现的生物医学影像技术，光声成像对生物组织结构和功能成像具有指导意义，为研究生物组织的形态结构、生理病理特征、代谢功能等提供了重要手段。与传统生物医学光学技术相比,光声成像方法确实具有独特的优势。同时，为了推动光声成像技术的发展，研究人员针对癌症、心脑血管病等重大疾病开展了多项临床研究。该技术的进步，必将对相关医疗器械产业的发展产生重要影响。

作者：黄弘韬曾兵段佳明黄文峰单位：成都理工大学

摘要：

生物医学透射电镜已越来越广泛地应用到各个医学及科研领域，透射电镜技术实验课教学也显得尤为重要，为了能够培养出更多实验能力较强、操作技能扎实的学生，实验教学的改革是必然的。

关键字：

透射电镜技术；实验教学；教学改革

在现代生物医学领域，电子显微镜技术与生物医学研究、临床诊断等多学科的结合变得越来越重要，已成为相关科研人员和医学工作者不可或缺的科学研究手段及临床诊断工作中的重要检测工具。生物医学透射电镜技术的实验教学主要有标本的制备、电镜的调整与使用、图像的观察与分析，教学内容丰富，专业性强、技术要求高、操作程序繁多。因此，提高实验教学的质量，具有十分重要的意义。

一、实验课程内容与临床、科研工作紧密结合

选择生物医学透射电镜课程的学生大多数都是基础医学、药学或临床专业的学生，尤其是研究生，对他们来说，学习电镜技术知识，除了应用于将来的科研工作之外，还要为临床工作提供可靠的辅助诊断依据。因此，只有将理论和临床应用完美的相结合，才能激发学生学习的兴趣和提高学生参与到实验课中的积极性。随着医学科学的不断发展，目前临床上应用电镜技术作为辅助诊断已越来越普遍。透射电镜技术对疾病的病情、病因的诊断，尤其是在肾脏病、肿瘤、血液病、肌肉疾病的诊断及分析等方面都取得了非常显著的成效。我们在生物医学透射电镜实验教学过程中，应结合大量的临床病例，从具体病例的取材方法、诊断情况、超微病理图片等内容，进行理论讲解和实验示教，加深学生们对电镜在病理诊断和临床应用方面的印象，为以后医学科研深入研究奠定扎实的理论和操作基础。为此，在电镜技术实验教学中，要密切联系相关的临床和科研工作。

二、培养熟练而又细致的实验动手能力，不断提高实验操作技能水平

随着生物医学的开发和研究，人类在对生物医学的深入研究和对人体生命基本规律的不断掌握的同时，也越来越深切地感到，传统的价值观和社会道德观已不能适应正在变化的现实。这一方面表现为人类对自然的功利目的与生命规律正在发生的深刻的矛盾冲突，而另一方面表现为生物医学的突飞猛进与法律机制不健全、立法不完善。为了促进人类在生物医学方面的健康发展，完成人类战胜病患，达到体质健康和改良之目的，必须对生物医学企业在伦理、道德和法律规范的范畴内定位，以促进生命规律的伦理观、道德观与法制规范的结合，建立起符合人类社会伦理观、道德观和法律规范的生物医学体系。本文拟从生物医学企业人工授精、试管婴儿所涉及的伦理道德问题进行分析研讨。

一．生物医学企业的伦理道德问题与立法的客观必然性

目前，我国大陆尚未制定人工授精和试管婴儿的法律条文。但是，《婚姻法》中却规定了“患麻风病未经治愈或其它在医学上认为不应当结婚的疾病”的患者禁止结婚。同时，卫生部于1986年对婚姻保健常规的《异常情况的分类指导标准（试行）》文件中也具体规定了以下疾病患者不得生育：（1）婚配双方均患有重症智力低下者。（2）男女任何一方患有严重的常染色显性遗传病者。（3）婚配双方均患有相同的严重的常染色体隐性遗传病，（4）婚配的任何一方属于多基因病的高发家系患者。（5）其他罕见的严重遗传病等。然而，随着生物医学技术的高速发展，我国无论在人工授精还是在试管婴儿方面都已达到世界水平。我国的法律、法规对结婚、生育条件做了硬性规定，但那些不符合、不具备结婚、生育条件而又渴望能够结婚生育的人们，生殖技术的革命又给他们带来了希望。这种希望的诱惑在很大程度上又势必与现行的法律相冲突。因此，我国的法律在科学技术高速发展的今天，对现代生物医学技术的进步所涉及的法律问题，应作相应的修补，这是历史发展的必然。

二．生物医学企业人工授精和试管婴儿的伦理道德基本原则问题

我们认为，生物医学企业为了确保人工授精和试管婴儿正确合法的运用到医学上，保障和监督供、受者的合法权益及医院和医师合法履行其职责，必须坚持以下几个原则：

（一）.生物医学企业精子、卵子无偿捐赠原则

继我国湖南医学院建立了第一个人类冷冻精子库后，目前，广州、上海、郑州等都相继出现了采集和提供卵子的生物医学企业机构。这些机构的精子、卵子的来源，供给者都是以无偿自愿的形式捐赠，我们认为，在无偿自愿的原则基础上，捐赠者有权了解提供和捐赠精子和卵子的社会意义和对其自身有无不良后果。尤其是女性，有权了解捐赠卵子的过程，以及对其身体健康的影响和预后情况，有权自主决定是否捐赠。医院和医师应当根据具体情况作出真实的答复。对提供和捐赠者来说，有权随时以口头或书面形式撤销提供和捐赠。接受者或第三人不得以任何方式强制执行。提供和捐赠者，应当以无偿的方式进行，捐赠卵子的妇女除享受医疗和对身体的补助费用外，不得附带有任何有偿性质的商品化条件。

（二）.生物医学企业禁止精子、卵子以商品形式交易的原则

生物医学工程学是融合理工科学和生物医学的理论和方法逐步成长起来的边缘性学科，其基本任务是运用理工科原理和工程技术方法，研究和解决医学和生物学中的相关问题。作为一门独立学科发展的历史尚不足50年，随着现代科学技术的进步，生物医学工程学科得到了长足的发展。它在保障人类健康和推进疾病的预防、诊断、治疗、康复等技术进步所起的作用日益增强，已经成为当前医疗卫生健康发展的重要基础和有力技术支撑。20世纪60年代，美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设，相继启动了生物医学工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身特性，且反映了生物医学工程学科建设与发展的前沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的特色，但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六类。

不同学校本科课程的主要差异体现在专业选修课程及其他选修课程的设置上，各个学校根据自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特点开设一些相应的选修课程，并培养学生在相应方向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程本科教育的基本特点。我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80年代，主要发源于著名工科院校的信息技术类专业和力学专业，进而逐渐形成的生物医学工程专业教育，后来，一些医学院校在医学物理和医用计算机技术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育，于是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工程学科。上述两类院校的生物医学工程学科建设发展模式各具侧重，遵循了共同的学科基础，在培养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特点。相对来说，工科院校的生物医学工程培养模式注重工程技术的开发和功能拓展，医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。

1中国生物医学工程学科发展思路

生物医学工程是一种交叉学科，交叉的学科基础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的发展水平，交叉的学科发展推动着生物医学工程学科的发展，并且使得生物医学工程学科研究领域变得十分广泛，而且处在不断发展之中。

1、1学科发展轨迹在中国，基于电子信息工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物医学仪器、生物医学信号检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及图像导引手术及放疗优化等；有基于力学发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物流体力学、生物固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度的细胞生物力学等；基于化学材料工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物材料学、组织工程与人工器官、物理因子的生物化学效应等。

1、2学科发展特点作为交叉学科的生物医学工程学科，其发展的关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的交叉结构，对推动交叉学科的发展具有至关重要的作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的交叉学科的描述有一个形象的说法：交叉学科如同在不同学科之间建立起连接桥梁，如果在河两岸没有坚实的基础，桥是无法建立好的，对于生物医学工程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说，它的发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交叉结构，需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉，凝练学科方向，不能大而全，过于宽泛。目前，医学仪器和医学成像技术具有良好的应用和发展前景，应该成为生物医学工程学科的重点发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医疗器械产业中的主流产品，在产业发展中起着主导和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是学科发展的一种动力，也为学生未来职业发展奠定良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命科学发展的大趋势，生物医学工程学科应大力促进医学仪器和医学成像方法的学科建设，从而提升整个学科的发展水平。生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升学科的发展水平，而且能开拓学科纵深发展，产生良好的经济效益和社会效益，进而增强学科服务社会发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替代性程度越高，交叉学科存在的必要性就越小。如何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深入思考的，是需要提升学科的特异性的。生物医学工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应用研究，应用理论研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学问题，开展新理论、新方法的研究。理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学和技术问题，借助理工科的相关理论和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研究是理论驱动型的学术研究，理论应用研究是应用驱动型的学术研究。理论驱动型和应用驱动型是生物医学工程学科学术研究的两种主要模式。理工科大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科背景，开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院校具有丰富的医学资源，面临着大量需要应用理工知识解决的医学问题，开展应用驱动型研究，将很好地实现与医学的应用融合，具有较好的临床应用价值，有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势将有利于生物医学工程学科特色发展，从而增强其不可替代的程度，实现学科可持续创新发展。

1、3学科体系作为一级学科的生物医学工程，包含学科的理论体系和技术体系，且该体系离不开所交叉的学科的理论体系和技术体系的支撑，此外生物医学工程学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色，又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性，这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位，形成自己的理论体系和技术体系。

2大数据时代的生物医学工程学科发展

一、生物医学影像学在生物医学工程中的地位

BME的重要目标之一是发展非侵入式的诊断技术用于治疗和诊断疾病。生物医学影像是一种非常有效的对结构与功能进行诊断的非侵入式技术。现在，生物医学影像学已成为现代化医院的主要标志之一，它是临床研究的一种主要工具，也是医院开展新技术、新业务的重要基础。生物医学影像学是如此的重要，美国国立卫生研究院（NationalInstitutesofHealth，NIH）在20世纪初就改变了它们传统的疾病和器官的机构模式，建立了国立生物医学影像学与生物工程学研究院（NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering，NIBIB）。而在我国国家基金的医学科学三处，影像医学不再是BME中的一个分支，而是被放到与BME同等的地位。美国最近开展的一项被认为可与人类基因组计划相媲美的脑科学研究计划，正是生物医学影像学在神经科学领域的巨大应用。根据美国劳工部的统计显示，BME专业是美国就业领域中需求增长最快的专业，从2010年到2018年预计有72%的增长，而生物医学影像学又是BME中增长最快的领域。

生物医学影像学随时间在飞速地发展，被广泛应用在临床和基本生理和生物学的研究之中。大量的新发明出现在生物医学影像领域，被用于创建新的影像模式；提高图像的空间与时间分辨率与对比度；提供更为方便使用的影像数据分析和可视化；进行远程医疗等。生物医学影像学是一门交叉学科，它的飞速发展不仅需要优秀的生物医学影像从业人员，也对生物医学影像的教育提出了更高要求和全新的挑战。如何提高生物医学影像人才队伍的综合水平，已迫在眉睫。

二、生物医学影像学教育

1.生物医学影像学从业者的变化

现代化的大型生物医学影像设备是集物理、材料、机械、电子、计算机、自动化、网络等多种技术于一体的精密仪器。它的操作、维护和保养均十分复杂，对操作者的素质要求比较高。数十年前，大型生物医学影像设备的从业者是一些受过医学图像培训的物理学家。随后，这项工作主要由本科物理专业、研究生医学物理专业的毕业生充当。而在今天，大型生物医学影像设备的操作者主要来自于BME专业毕业的本科生和研究生。BME的教育由于融合了物理科学、工程方法和技术以及生物医学，使得BME专业的毕业生极为适合生物医学影像学方面的工作。生物医学影像学从业者的变化给人们提出了三个教育中的问题：是否所有的BME学生都需要对生物医学成像有一些基本的了解和认识？BME专业的学生需要掌握哪些生物医学影像学知识？如何使学生更好地了解、设计及使用成像系统？

2.生物医学影像学的知识结构和应掌握的基本知识

生物医学影像学的知识来自于多个学科领域，包括电气工程学、机械工程学、生物物理学、数学、物理学、材料科学、生物学等。生物医学影像学需要具备基本能量物理、辐射、辐射能量与物质的交互、硬件设计与实现、数据收集、分析和可视化、组织器官基于图像的建模、数学变换、信号和图像处理、软件工程、信息论以及高性能计算等多方面的知识。由于生物医学影像学在BME教育中的重要性，BME的学生即使未来不从事相关的工作，他也应该学习生物医学成像和生物医学图像处理的基础课程。他们应该理解常用图像模式的基本成像原理和它们的优缺点，如何进行基本的图像分析与处理，常用模态图像的基本解释等。而未来准备从事相关工作的BME学生，则应该选择一到两种影像模式，围绕它们的具体应用进行更深入的学习与研究。

生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的“亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学