某一系统疾病的临床诊断过程以泌尿系统疾病为例,在临床上,泌尿系统疾病涉及肾上腺、肾脏、前列腺、输尿管、膀胱、尿道等部位,泌尿外科医生的临床诊断思维在形成过程中除了应具备大量的医学专业知识之外,还要具备认识客观事物的正确思维方法。疾病是一个客观事物,人们对客观事物的认识,即对疾病的认识,都要通过感性认识上升到理性认识。临床诊断要经历初步诊断、会诊、确诊等几个阶段,这个过程是泌尿外科医生对所获得的泌尿系统疾病信息进行临床思维,并进行分析、判断、推理,最终将信息形成疾病诊断的过程。正确处理医学影像高新技术与临床诊断思维的关系医学影像高新技术使外科医生的视野扩大了,并克服了过去脏器诊断的模糊性。随着医学技术的发展,CT、核磁共振等已成为肾脏等腹膜后器官检查的重要工具,而医学影像高新技术在各科中的广泛应用,极大地提高了诊断水平。医学影像高新技术的进步,不但使医生得到了对疾病的深层次认识,也使其对临床思维方式提出新的要求。例如,CT、MRI在成像手段上具有很高的创造性,它集计算机、物理学、生物工程学等于一身,形成了影像数字化。其高分辨及薄层技术可以对局部较微细的结构进行分析,从而对临床产生深刻的影响。事实上,诊断手段越先进,越要发挥人的能动性和创造性,越要求影像专业的各科医生具有更高的综合判断能力。所以,面对大量的影像高技术参数,临床理论思维方法要求更完善、更全面,就越要求各科医生具有更高的综合判断能力和临床水平。
在疾病诊断过程中,处理好医学影像传统技术与医学影像高新技术的关系
医学影像传统技术和高新技术对于疾病的诊断都具有重要的作用。因此,探讨两者的辩证关系,对医学影像技术在临床各科的合理应用具有现实意义。3.1医学影像传统技术医学影像传统技术是各项高新技术的基础,它已有百余年的发展历史,具有以下特点。医学影像传统技术具有“简”、“便”、“廉”的特征例如,腹部平片(KUB)就是最基本最典型的医学传统技术,它简单方便,易于实施,且费用低廉,因而成为最基本的技术技能。我校第二附属医院2007年门诊总人数为21062人,虽只有922人检查了腹部平片,但确诊为结石的患者有645人,其阳性率为70%,便能充分说明医学影像传统技术具有“简”、“便”、“廉”的特征。医学影像传统技术在适用范围上具有广泛性例如,肾绞痛患者的KUB传统技术,适用于所有的医疗卫生机构。静脉肾盂造影(IVP)可以作为泌尿外科大部分疾病的常规检查,我校第二附属医院2007年IVP检查人数为806人,阳性率为65%,这足以说明IVP等影像传统技术具有很高的临床价值。影像传统技术是发挥影像高新技术的基础例如,X-CT检查是一种目前已成为临床较为普遍开展的医学影像技术,它的产生和发展也是建立在普通X线基础之上的。医学影像高新技术医学影像高新技术是随着传统影像的突破及工程技术的发展而产生的,具有以下特点。医学影像高新技术具有新颖性、尖端性特点例如,应用MRI波谱技术检查前列腺中化学成分的变化来发现早期癌性结节的存在是很先进的影像检查手段。医学影像高新技术是一种综合性技术例如,CT技术就包含了X光技术、计算机技术、微电子技术和生物医学工程技术等,它是多种新技术综合应用的产物。因此,医学影像学和临床各科医生都需要了解和掌握相关专业的知识和技术。医学影像高新技术可实现临床诊治的定量化和定位化例如,CT检查能够准确测定肾脏等占位性病灶的各种主要成分的密度,MRI三维图像能够准确判定腹膜后病灶的位置、大小及毗邻关系等。这些医学影像学高新技术均提高了临床诊断定量化和定位化的准确度,从而为诊断疾病提供了可靠的依据。医学影像高新技术在临床诊断上的无创性CT及MRI对泌尿系统疾病的检查基本上是无创的,完全取代了以往有创的腹膜后空气造影,而且这种方法能获得更准确的诊断信息。医学影像传统技术与医学影像高新技术运用于临床诊断疾病的相互关系在临床外科领域,医学影像传统技术与医学影像高新技术并驾齐驱,给当代临床外科提供了一个新的内容。医学影像传统技术与医学影像高新技术是相互联系、相互依赖的虽然X光片能够确诊泌尿系统的结石等疾病,但其准确性要比CT逊色得多,而MRI对腹膜后结构的观察更精细、更清楚。相反,CT技术尽管能定性、定量分析患者疾病的种类和部位,但在治疗时仍需参考泌尿专科影像传统技术。例如,输尿管结石即使经CT明确了诊断,但手术时仍需要检查腹部平片进行术前定位。泌尿系各项影像检查均有优缺点,两者之间可以互补。我校第二附属医院2007年泌尿系CT检查数占CT总人数的5.2%,泌尿系疾病进行MRI检查的患者数占总数的0.96%,传统X线检查占3.3%,说明对泌尿系统疾病的检查既运用了高新技术又把传统影像技术作为适宜技术予以保留。医学影像高新技术的发展和运用,并不排斥医学影像传统技术例如,泌尿系MRI水成像技术(MRU)能无创地显示肾盂、输尿管和膀胱,但因为受尿液产生、排泄及输尿管蠕动的影响,有时难以达到满意的效果,而胆道MRI水成像(MRCP)检查,影响因素较小,效果好于MRU。我校第二附属医院2007年MRU检查人数只占核磁共振总检查人数的0.25%,MRC检查人数占总人数的5.75%,所以,逆行肾盂造影仍被广泛使用,它虽是有创的传统技术,但它对泌尿系统狭窄和梗阻病因的诊断具有很高的价值。医学影像高新技术向常规技术转化[2]随着现代影像技术的发展,医学影像高新技术迟早要转变为影像常规技术,这不仅是一种趋势,而且是一种必然。例如,CT引导下肾囊肿等的硬化治疗在治疗技术成熟后,它将成为较常规的治疗方法。
【关键词】医学影像技术
医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法,并基于工程学原理发展起来的一种技术,其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的图像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。
4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。
5 技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器
官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像(OTC或NIR)
近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
关键词 分子影像学 教学体系 复合型人才
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Molecular Imaging Teaching System Construction
CHEN Duofang
（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）
Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.
Key words molecular imaging; teaching system; complex talent
0 引言
分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。
1 分子影像学教学体系构建
分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。
1.1 分子影像学教学内容
分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。
1.2 分子影像学教学模式
分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四军医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。
1.3 分子影像学考评方式
传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。
2 总结
分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。
基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）
2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目
注释
① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.
② 申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011（8）：132-157.
③ 朱宏，董鹏，李耀武.分子影像学教学中的哲学思考[J].中国科教创新导刊，2010（2）：82-84.
近10年来，在医疗成像、生理建模、传感系统及计算和网络技术、可视化和虚拟现实、人机交互和自动化等方面的巨大进步，使得生物医学工程有了快速、显著的发展。生物医学工程涉及了医药和生物科学的工程应用准则，包括生物医药、医疗成像、生理建模、实时系统、自动化控制、信号处理、图像重建、模式识别及生物力学等领域。目前，生物医学工程已经拥有了复杂的医疗诊断及治疗手段，越来越多的研究成果已经应用于临床，帮助我们开发新的植入物或假肢及创造新的医学成像技术和完善的工具集技术以用于疾病的检测、预防和治疗。
全书由两部分组成，共9章。第1部分先进的计算方法，包含第1-5章：1.生物医学图像分割中的图形算法技术。用于分割三维医学图像结构的图形方法，即图割法和多物体、多表面的分层优化图形图像分割法；2.医学图像处理中的信息论聚类。回顾了最近信息论框架下的集群方法，介绍了其能够在一幅表示不同组织特性的医学图像中寻找聚类的合适数量，提出了一种对于优化给定聚类配置质量的目标函数的聚类方法；3.多目标差分进化算法――基于模糊聚类的脑部MR图像分割算法。介绍了应用于同步优化多集群的基于多目标差分进化模糊聚类技术，详细地论述了用于底层优化的差分进化算法技术原理，阐述了在差分进化中聚类中心向量编码技术；4.丘脑皮层神经质量模型振荡动力学的功率谱及非线性分析。首先提出了在阿尔茨海默式症中的异常脑震荡研究中的多模态分析技术，接着介绍了一种结合了丘脑皮层神经质量模型功率谱分析与非线性行为分析；5.蛋白质功能预测元学习方法。介绍了多尺度蛋白质生物功能预测算法，讨论了在蛋白质功能分析中使用元学习方法的优势，尤其是在蛋白质序列分析、三维结构比较、生物功能解释与分子间相互作用分析中，给出了对选定的生物系统进行整体行为预测的不同的计算方法及元学习预测系统。
第2部分生物医学应用，包括第6-9章：6.三维超声图像颈动脉分割。本章介绍了一种精确可靠的从三维超声图像中进行颈动脉分割方法，阐速了颈动脉血管分割算法，并证明了三维超声是一种对于在经动脉粥样硬化中前期后期的定量分析中的可行算法；7.结构神经元可塑性定量图像分析的一些当代问题。介绍了在微观层面脑结构研究过程，阐释了神经元可塑性过程，以解释大量神经退化性疾病原因，使用荧光共聚焦显微镜对脑组织图像进行定量分析；8.软骨和软骨下骨中的骨关节炎的先进核磁共振成像。概述了用以检测软骨及软过下骨组织、软骨生物组织的非植入性病理检测的核磁共振成像技术，介绍了在该领域的最新发现，及骨关节炎的检测和治疗方法；9.计算机断层扫描图像中基于下颌骨骨折的发际线检测的计算机视觉。本章介绍了可以从CT图像中检测下颌骨骨折的发际问题，阐述了解决该问题的方法，即首先在二维CT图像切片中确定颌骨的骨折发际线，接着使用最大流最小割算法检测的骨裂结构。
本书适合计算机科学、生物医学工程、电气工程与系统科学等专业硕士研究生阅读和学习，亦可作为对图像处理、三维重建、信息技术及生物医学研究感兴趣的其他专业学生参考书。对于在计算和分子生物学、生物工程以及图像处理的研究人员或从业人员，本书也会提供很有用的帮助。作者： 张进兴，本文来自《中国医学工程》杂志
科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新
仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇
航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我
国，生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中
国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学
科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中
国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前，我
国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研教学工作
，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
显微镜的发明“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用
刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪LeeWenhock发明了光学显微
镜，推动了
解剖学向微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进
一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞
生了细胞学、组织学、细胞病理学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞
的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，
使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电
子显微镜的发明都是医学工程研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用
。
影像学诊断飞跃进步影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域
之一。50年代X光****和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技
术的出现和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水
平。即计算机体断层摄影(computedtomographyCT),即是利用计算机技术处理人
体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观
察所得的信息。目前，螺旋CT(spiralCT或helicaletCT)已经问世，能快速扫描
和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学
工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nuclearmagneticresonanc
e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅可分辨病理解剖
结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾病在
早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为MRI工程的进步，促进了医学诊
断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态M
RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，
创造的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体
把PET列为十大医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿
瘤学、心脏病学、神经病学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。
影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学
工程技术的发展密切相关。
介入医学问世介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964年
)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行
扩张治疗取得成功。1967年Margulis首先使用过介入放射学(InterventionalRa
diology)，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年Gruenzing成功
地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小
、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发
展，高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影(DSA)、射频消融技术以及
高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性
诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管
管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高
，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视为与药物诊疗、手术诊疗
并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世纪发展起来的
临床医学新领域--介入医学［3，4］。
人工器官的应用当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医
疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们
称这种装置为人工器官(artificialorgan)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏
瓣膜病的治疗，除了应用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难
修复改善，不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技
术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修
补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科之所以能达到今天这样
的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工血管等新材
料、新技术的结果［5］。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病
晚期患者的生命，肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关
节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千
万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，
其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外，放射医学、超声医学、激光
医学、核医学、医用电子技术、计算机远程
医疗技术等先进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上
可见，20世纪生物医学工程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推
动着医学科学的进步。
21世纪生物医学工程展望纵观医学新技术诞生和发展的历史，从伦琴发现
X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的广泛应用
，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天
CT成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的
医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗
技术可能在以下10个方面有重大突破和创新：
(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信息网络化，
诊疗用机器人将被广泛应用。［6］
(2)介入性微创，无
创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技
术，纳米技术和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着
PET的问世和应用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂
型心血管、脑血管影像诊查系统将在21世纪问世。
(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将
有新突破，人工器官将在临床医疗中广泛应用。
(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效
缓释材料，药物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育
材料、生物止血材料将有新突破。
(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、
家庭、个人医疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械
和用品将有广泛需求和应用。
(7)除继续努力加强生
物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防
治诊疗技术和相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、
心理安抚、生物反馈型诊疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。
(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救
系统是未来生物医学工程的重要课题。论文帮
(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快
速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪
白芯片和诊疗系统将被广泛应用。
(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保
健、个人防护用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。
1997年我国了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2
000年，基本实现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济
发达地区达到或接近世界中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先
进水平。1999年国家科技部召开了“发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家
工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研究等，对推动生物医学工程产业
发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与疾病做斗争，在医学
诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起来，调整
政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优
势，创建全新的生物医学，为人民造福。
参考文献
［1］GeWangMichealWV.PreliminarystudyonhelicalCTalgorithmsfor
patientmotionestimationandcompensation.IEEETran
［2］MinnH,LapelaM,KlemiPJetal.Predicationofsurvivalwithfl
uorin-18-fluorodeoxyglucoseandPETinheadandneckcaner.JNuclMe
d,1997,38：1907
［3］ScheinmanMM.CatheterAblation.Circulation,1991,83：1489-1498
［4］杨于彬，生物医学工程介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5
0-52
［5］KatirciogluF,YamakB
,BattaloglaB,etal.Longtermresultsof
mitralvalvereplacementwithpreservationoftheposteriorleaflet.J
HeartValveDis,1996,5(3)：302
Discussion on Improving the Professional Knowledge of Bio-medical Engineering Students
BAO Xuan， CAI Li
（Anhui University of Chinese Medicine， Hefei 230012， China）
Abstract： This article takes the Bio-medical Engineering of Anhui University of Chinese Medicine Specialty as an example to discuss how to undergraduate professional knowledge from five aspects consist of orientation of market demand， basis of professional characteristics，post function as the goal， teacher's ability as a support and students' ability as a fundamental.Enable students to achieve full employment and perfect career.
Key words： bio-medical engineering；professional knowledge；medical imaging technology
作为一个理工医相结合的高度综合性边缘交叉学科，生物医学工程崛起于上世纪60年代，并从80年代开始，全球生物医学工程医疗器械类产品销售额每年保持6-10%的增长率，因而被誉为产业界的“常青树”，是国民经济可持续发展的生长点。如此大的规模和市场，对人才的需求自然不言而喻。所以，大多医科类院校都开设生物医学工程专业，由于是新开设的专业，难以在较短时间内形成一套系统的人才培养模式。这就造成了经济社会的求贤若渴、高校教育的捉襟见肘、专业人才的凤毛麟角互相矛盾的局面。所以，有针对性地作好思想教育疏导工作，并循序渐进地指导学生根据主客观条件进行未来职业规划，发挥学生主观能动性，圆其成才梦，是新设专业的班主任、辅导员和任课教师以及学校各有关部门必须面临的重要课题。
经过调查研究，学生在不同阶段身心状态的突出表现为：初期缺乏对专业的认知，导致思想困惑迷茫；中期课程学习任务繁重，导致心理压力加大；后期就业前景不明朗，导致缺乏学习动力[1]。为了帮助学生消除以上的顾虑，本文以安徽中医药大学生物医学工程专业为例，对如何使学生对于未来求业择业有一个清晰而理智的认识作了探讨。
1 以专业特点为基础，培养什么人才
安徽中医药大学生物医学工程专业（医疗器械方向）是一个集数学、物理学、计算机科学、信息技术以及医学科学于一体的新兴专业。所学跨学科的课程，既有医学成像原理和电离辐射防护的知识，又有图像重建算法和图像后处理内容；既有理科工科知识，又有医科内容。合理的教学计划和科学的培养方式以具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识、熟练的实验操作技术，可以从事各类医学影像设备的研制、开发、技术支持的复合型高级专业技术人才为培养目标，使毕业生具备在医学影像技术及相关领域，从事产品研发、设计制造、经营管理、技术服务、教育培训等工作的能力。
此外，当今的医学影像学科向数字化、网络化、融合化、标准化的方向发展，高级人才也要与时俱进，掌握专业国内外学术发展动态，富有科学思维能力，勇于在专业前沿领域探索与创新，应具有使用新型功能设备和应用新颖科学技术的能力。
2 以市场需求为导向，需要什么技术
医学影像技术主要是指为开展医疗或医学研究，以非侵入方式获得人体某部分内部组织影像的技术与处理过程，为临床疾病诊断提供重要参考依据[2]。其中出现最早的装置是X线机，随着影像技术在不断地探索中改进，超声、磁共振、单光子等断层成像技术和系统的大量涌现，为医生在出示诊断中提供更为详细、精确的信息依据，涵盖了解剖、病理、功能、代谢等多个领域，更早、更准确地发现病变，也为临床制订治疗方案、评价治疗效果提供帮助。具体体现在：现代医学影像率先建设并实现了数字化与网络化体系，成为数字化医院建设的基础和重点；数字成像技术将数据远距离传输，实现远程诊断；从传统的显示宏观结构发展到反映分子、生化水平的变化，为彻底治愈某种疾病提供了可能；从单一的诊断学过渡到了诊断与治疗并举的临床学科[3]；从简单的信号传导跟踪到实现定量成像；电阻抗成像作为无创无放射损伤的成像技术，既能显示形态改变又能反映功能变化；利用多模成像技术实现对疾病的早期诊断和活体病理成像；单光子发射成像和正电子成像根据医学的放射性核素示踪原理实现影像；无创、无害性的检查技术不断发展，辐射剂量的控制逐步得到强化等等[4]。时至今日，医学影像的应用领域已经遍布人体主要的器官和疾病类型，从神经疾病、代谢紊乱到心脑血管疾病、传染疾病，肿瘤诊治方面的应用也有相当进展。医学影像技术逐渐成为临床研究的可靠工具和活力平台。
3 以岗位职能为目标，从事什么工作
总结近些年生物医学工程专业本科生的就业去向分析可知，从事本专业相关工作的毕业生主要集中在三大领域，综合性医院、医疗器械企业和医疗器械监督管理部门。
3.1 综合性医院的放射科、放疗科、设备科、核医学科
从事医学影像设备的应用、管理和维护工作，主要涵盖以下4个方面内容：①具有常规放射学、超声医学、核磁共振及CT等系统理论知识与操作技能；②具有临床医学、基础医学及电子学等有关理论知识；③在疾病诊断中比较熟悉各种影像诊断技术的应用；④比较熟悉医学影像学各专业分支前沿技术及发展趋势[2]。其中，理论知识内容在本科教学过程能够充分体现，而技术应用及操作技能则必须在各功能科室第一线长期工作并积累经验才能够获得，两者是相互制约相互促进的关系。对前沿技术的关注是医学影像技术工作者对自我提升的一个必然要求，也是为良好开展工作必须做到的知识储备。
3.2 中外医学影像设备研发机构和生产经营企业、教育培训机构
相关工作岗位主要包括市场和销售、研发和技术支持，产品注册和产品质量检测。前两者对从业者个人能力的整体水平要求较高，如沟通交际和处事应变能力，从事产品营销和市场推广等工作；中间两者看重专业素质，从事产品研制、开发设计、维修保养等工作；后两者主要是在品管部门，需要熟悉产品质量监管相关的法律法规，从事质量检测、控制和监督工作，了解产品注册要求和撰写标准并能独立完成产品注册、申报、体系认证等工作。
3.3 医疗器械监督管理部门
主要工作职责包括：组织拟订医疗器械注册管理制度并监督实施；组织拟订医疗器械标准、分类规则、命名规则和编码规则；拟订医疗器械注册许可工作规范及技术支撑能力建设要求并监督实施；组织拟订医疗器械生产、经营、使用管理制度并监督实施，拟订医疗器械互联网销售监督管理制度并监督实施；组织开展医疗器械不良事件监测和再评价、监督抽验及安全风险评估；拟订问题医疗器械召回和处置制度等[5]。
4 以教师能力为依托，具备什么知识
生物医学工程本身是一门多交叉学科，教师具有多元化的学科背景对于研究和教学是至关重要的。在注重多种知识和技能的复合的同时，将生物医学与药学、化学、统计学、材料学、电子信息学等相关学科有机结合起来，努力将其他学科的思维方式引入到生物医学领域中来，并将这种优势带到学生的学科设置以及综合实验当中，去启发学生的思维。理工科背景的教师深入临床接触病例，医科背景的教师参加理工科理论培训，任课教师深入行业调研，企业专家走进校园，充分利用不同学科、不同领域间的优势进行教学和科研，为共同促进学科发展起到了强大的推动作用。
5 以学生能力为根本，锻炼什么技能
理工医相结合是生物医学工程的专业特色，在知识结构上培养既懂医学又掌握工程技术的复合型人才，也是社会的需求。学生主要学习电子学、机械学、光学、计算机，医学等基础理论知识、医学电子仪器的系统设计、医学影像设备的系统设计以及产品质量检测标准和风险评价方法，接受典型医疗器械应用的训练，系统地掌握生物医学工程领域宽广的基础理论知识和专业技能，成为具有较强实际动手能力的应用型人才。他们的特点应该是具有较强的技术思维能力，擅长技术的应用，能够解决实际中的具体技术问题，他们是现代医疗技术的应用者、实施者和实现者[6]。
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。
3.生物医学影像学教育中存在的挑战
在生物医学影像学教育中，存在着一些挑战阻碍着高质量的生物医学影像学教育。这些挑战包括有限的动手实践、教科书中的知识老化等。生物医学影像学是一门理论与实践、原理与应用紧密结合的学科，实践教育可以使学生快速有效地掌握必要的基础理论、基本知识，节省时间，提高授课的效率。医疗机构对生物医学影像专业大学生的实际操作能力要求越来越高，因此，必须提高医学影像工程专业实践教学，提升学生的就业竞争力。而在生物医学影像学教育中，使用实际影像设备进行教育，往往由于安全问题和成本高而变得不可行。例如，小型x-射线管和在影像中使用的放射线核素在成本上是可行的，但它们所释放的电离辐射对人体存在安全危害，不适合在高校课堂中使用。如果不考虑安全问题，会发现一台基础的磁共振设备就需要数十万元，而且后期也存在着大量的维护费用，往往不是高校的教育经费可以承担的。当前，在医院的放射科、影像科等科室中，现代化的大型生物医学影像设备被广泛地采用。而在大学的实体教学中，学生却往往没有机会接触这些设备，这就造成了教学与实践环节的脱节。另外，生物医学影像学是一个高速发展的领域，每隔五到十年都会有较重大的突破。而在教学中教材的建设是一个较长期的过程，一本教材往往需要数年才能成形，这就导致了有时教科书和其他教育资源还没出版就有些过时了。
4.生物医学影像学教育中的资源
在生物医学影像学教育中，网络可以为学生与教师提供了一个开放、共享与实时的资源平台，大量的不同影像模式和针对不同的生物医学应用的影像被放在网络上共享，这就使得学生们可以更好地理解图像形成的方式和认识如何根据工程和科学的需要生成图像，从而将抽象概念形象化、具体化。一个在线的超声波教程被证明在帮助BME学生学习超声波的基本知识上比常规教程更为有效。当前，在课堂中使用真正的成像设备是有一定难度的，而影像设备模拟器则是课堂学习一种非常有用的辅助手段。仿真大脑数据库可以根据磁共振设备扫描参数的不同生成T1、T2以及PD模式的大脑磁共振图像。美国的MedSim公司也直接提供了超声图像仿真仪用于实体仿真。在教学过程中，应加强实验室、实习基地、模拟器、网络资源等实验实践教学平台建设，提供给学生一些重要的电子资源，便于学生课外自学，巩固知识，巩固基础性、实用性、稳定性的实践教学资源。根据教育技术的发展，对教学方式、内容与手段等进行改革。从过去的以教师传授，学生被动接受知识向以学生为主体，增强对学生创新意识和动手能力的培养、应用与综合能力的培养，教师积极引导的方式转变，构建良好的学习与交互平台，培养学生主动探索和高级思维的能力，广泛而深入地参与到教学过程。
5.生物医学影像学教育中的教学方法的改进
生物医学影像学的教学不再是以课堂灌输为主，传统的教学模式必然会导致教学质量和学生学习积极性下降，它的改革势在必行。如何高质量地完成现代医学影像学的教学成为摆在教师面前的一项艰巨的任务。学科的迅速发展与实际应用的需求产生导致生物医学影像学技术也不断创新，新的理论、新的方法被应用于生物医学影像学领域，如多模态成像系统的出现，从解剖图像到功能图像，从宏观的组织结构影像到微观的分子影像，成像技术与手段不断更新等。随之，也出现了一些新的生物医学影像处理方法，包括图像的融合、三维图像分割、图像动态跟踪、分子影像分析等。教师的科研方向及课题都具有一定的前瞻性，采用的理论与方法较新。教师可结合具体的项目，实施“产学研”结合，根据所在领域的国内外研究动态，以专题讨论或穿插于课堂教学的方式，及时跟踪学科发展动态，将最新的知识与先进技术介绍给学生，使其掌握本学科最前沿的学术思想与专业知识。此外，宜结合国内外医学影像乃至生物医学工程产业的现状与发展，分析国内相关技术水平与差距，使学生能从宏观上把握学科知识与相关产业发展情况。
三、小结
“技术搭便车”如何破
人物：
深圳北科生物公司总裁刘沐芸
北科生物科技有限公司创建于2005年7月，总部位于深圳，经过多年发展，在江苏、上海、安徽、辽宁、香港、印度等地设有子公司。作为一家生物高新技术企业，北科生物致力于干细胞基础研究、临床应用研究及干细胞技术支持服务。
目前，北科生物已经与国内外400多家科研及医疗机构开展了细胞技术相关合作，通过战略性授权、并购和自主研发，企业拥有多种国际先进的免疫治疗技术和产品。
但随着企业在细胞治疗技术临床转化领域不断取得创新成果，北科生物总裁刘沐芸却有些担忧。
刘沐芸说，细胞治疗技术产业转化的核心在于企业自身研发实力。自成立之日起，北科生物每年在研发方面的投入都会占企业总收入的近20%左右，由此获得了一系列个体化细胞治疗技术临床转化的关键技术突破和自主知识产权，企业也逐渐成为国内细胞治疗技术产业发展的“技术风向标”和“人才孵化池”。
为了保护知识产权，北科生物在公司治理层面，参照国际生物技术行业惯例，制定了一系列知识产权保密管理制度和关键材料采购管理制度，以及激励性研发队伍薪酬激励办法，希望从制度上杜绝、思想上防范以及个人回报上感化等方面，健全企业内部核心技术和知识产权管理。
与此同时，国家也有相关知识产权保护法律法规。但问题在于，由于被侵权方诉讼门槛过高，执行、判决、取证难导致不少知识产权侵权诉讼案“不了了之”，“技术搭便车”事件防不胜防。
“企业发展壮大过程中，遇到这种事情特别多。”刘沐芸表示，当一项关键技术获得突破，便有外部企业直接出高价“挖”项目负责人或小组成员；有公司培育的技术骨干携带职务发明离职创业，目前深圳市不少细胞治疗企业是北科生物离职员工成立或核心研发团队由北科生物离职员工组建的，而这些公司的关键技术大多与北科生物如出一辙。
知识产权“侵权易、维权难”，已经成为知识产权保护的核心问题和制约瓶颈。
如何破解中小企业知识产权保护困境？刘沐芸建议：首先，建立全国高新人才信用和黑名单数据库，加大对高技术企业高管的职务侵占、窃取技术秘密就职创业的审核力度，对偷窃就职企业研究成果的离职人员创业行为实施从严审查，提高“技术搭便车”的创业门槛；
第二，加大对企业高额研发投入产出关键技术和核心成果的法律保护力度和执法强度，降低受侵害方诉讼门槛和诉讼难度，加大对侵害方尤其是进入黑名单侵害方的处罚力度，形成“违法成本高、伸手必被抓”的法治市场环境；
第三，强化劳动合同法规定的“竞业限制”、“岗位保密制度”等条款的执法力度，保护企业的知识产权和核心技术成果。
新业态落地需政策细t呵护
人物：
深圳一脉阳光医学科技公司董事长王世和
文/《财经国家周刊》记者霞
深圳一脉阳光医学科技股份有限公司，成立于2014年10月30日，是一家第三方连锁医学影像服务提供商。公司致力于线下第三方医学影像中心和医学影像云服务平台的建设、运营和管理，是目前国内获得独立中心牌照数量最多的公司。
根据券商研报测算，目前国内医学影像服务市场规模每年达3000多亿元。在分级诊疗的大趋势下，国家层面正大力支持发展第三方医学影像服务，公司发展蒸蒸日上。
2013年国务院印发的《关于促进健康服务业发展的若干意见》提出，大力发展第三方服务，引导发展专业的医学检验中心和影像中心。2015年，国务院办公厅印发的《关于推进分级诊疗制度建设的指导意见》，也有进一步明确鼓励发展第三方服务的意见。2016年底，国家卫计委也出台了医学影像诊断中心的基本标准和管理规范，并提出鼓励医学影像诊断中心连锁化、集团化发展，推动第三方医学影像市场发展。
一脉阳光作为国内第三方医学影像服务先行探索者，早在两年前就已经开始了与各地公、私立医院开展多种形式的合作。
在国家政策大方向的支持和引导下，深圳一脉阳光医学科技公司董事长王世和对公司未来发展信心满满，但目前第三方医学影像服务中心落地却面临不少困难。
“第三方医学中心主要为各级医疗机构、私人医生提供医学检查、诊断资源共享服务，在开展业务过程中必然与公立医疗机构发生诸如采购服务、场地租赁等业务往来。”王世和告诉《财经国家周刊》记者，问题在于，目前第三方医学中心尚属医疗行业的一种全新业态，相关配套政策不完善，部分地方卫生行政主管部门受固有传统观念影响，对这一新模式存有顾虑和异议。
据王世和介绍，这些顾虑和异议表现为，一是一些地方卫生部门将公立医院采购民营资本提供的第三方医学检查、诊断服务的模式等同于“科室承包”；二是对于第三方医学中心租用公立医院的闲置、空余医技用房作为中心用房，一些地方卫生部门视为“院中院”现象而不予批准；三是由于地方层面尚未制定区域第三方医学中心“共建、共用、共享和共管”的相关配套政策和可落地的实施细则，有的卫生部门在第三方医学中心与公立医疗机构的合作上持保守态度，更有甚者简单的一概否决。
第三方医学中心，是医疗服务行业领域的创新之举，对实现区域医疗资源共享、提升基层医疗服务能力、推进分级诊疗等均具有重要作用。而该业态在实践中并不顺利，反映出中小企业在传统领域业务创新困难重重。
王世和建议，对于新业态，政府层面应营造宽松的发展环境，“法无禁止即可为”，与此同时尽快出台可操作的规范细则等。
