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作者:张思玮 来源:科学时报 发布时间:2010-9-26 20:37:37
生物医学工程,在学科交汇点上舞动

 
□张思玮
 
人体假肢,人造耳蜗,人工心瓣,血管支架,人工关节,医疗影像设备如CT、MRI,残疾人的假肢、轮椅等,对股骨头坏死的力学原理分析,对关节活动的生物力学评估……这些都闪烁着生物医学工程的影子。
 
“生物医学工程学与医学相伴而生,是医疗器械行业发展的支撑学科,它必将推动医疗领域和生物技术领域向着更高远的方向发展。”谈到生物医学工程专业的重要性时,中国生物医学工程学会理事长、北京航空航天大学生物与医学工程学院院长樊瑜波教授对《科学时报》如是说。
 
与樊瑜波约定的采访时间是在9月25日的夜间11点,这些日子他一直忙着教育部组织的对国内一些生物医学工程重点实验室评估的工作。从电话交流过程中,记者明显感觉到他一天工作的疲惫。
 
多学科交叉
 
美国NIH对“生物医学工程学科”的定义中提到,生物医学工程学发展了基本概念、创造了从分子到器官层次的知识,提出了生物技术、材料、过程、植入体、器械和信息技术领域的创新方法。
 
作为医疗器械产业的主要支撑学科,生物医学工程学为疾病的预防、诊断和治疗,为病人的康复以及增进人类健康发挥了重要作用,医疗器械产业的发展也极大地带动了工程学科与生物医学的交叉和融合,牵引着新技术的快速发展。
 
作为完整的现代学科,生物医学工程崛起于20世纪60年代,融合了生物、医学、工程等学科的知识,它注重研究生物医学中的工程问题,同时反过来,用工程的手段和方法来解决医学、生物学中提出的问题。包括探索生物医学中的奥秘,探索生命科学当中的奥妙,同时发明一些新的手段,包括医疗器械、各种设备、人工器官等各种方法来造福人类。它的研究领域很广,包括各种生物电子学、医学影像、图像处理、生物信号、生物材料、生物力学、人工器官,以及这些年来的纳米生物技术、组织工程或者再生医学等等都属于生物医学工程的学科门类。
 
有人曾把生物医学工程专业看成为“今后几十年内最容易出现理论突破和技术创新的学科”,不过也有人认为生物医学工程专业是“什么都学但什么也学不精的专业”。
 
樊瑜波认为,这两种观点的确代表了目前社会上对生物医学工程的一些看法。他说:“生物医学工程集合多学科的知识,在这门学科领域中涌现出不少诺贝尔奖获得者。现代医学的发展已经离不开生物医学工程学科在手段上的贡献,不管是研究手段还是外科手术、疾病诊断等,都有这个学科的贡献。同时以生物医学工程为主要学科基础的现代医疗器械产业已成为世界上发展最快的朝阳产业之一。”
 
“觉得这个专业杂而不精,可能与近年来生物医学工程专业过快发展有关,与这个专业早期培养方式和教学计划的设立有关,也与生物医学工程产业的发展阶段有关。但目前的情况则完全不同了, 无论在国外还是在国内,生物医学工程已逐步成为受欢迎的专业。医疗器械的创新与发展离不开生物医学工程学科和生物医学工程专业人才的贡献。”樊瑜波说,以美国为例,美国生物医学工程学在20世纪80年初才开始招收本科生,绝大多数生物医学工程都开设在工学院,设立该专业的大学并不多,而到了今天,几乎所有的世界一流大学都设立了生物医学工程专业或相关的实验室。在我国,超过100所大学也都开设了生物医学工程专业,我国生物医学工程专业教育的发展为医疗器械产业的发展逐步作好了人才准备。
 
需要立足实际
 
建立生物医学工程学科的主要目的并不是简单地开辟一个新的科学研究领域,而是为了借助工程学的方法来解决生物医学领域所提出来的实际问题,为人类疾病的诊治、为维持和改善人类健康和生活质量建立新的概念、理论、方法和手段。不仅如此,生命现象与力、电、磁等物理现象密切相关,生物医学与工程科学的交叉及融合对于探索生物医学中的基础科学问题具有重要的意义。
 
的确,生物医学与工程学的相结合,既推动了自身的进步,如方法学的创新和技术平台的建立等;又促进了社会经济的发展,形成了新的产业和产业领域;当然也创造了可观的社会效益;因而受到了发达国家普遍重视,一些发展中国家也积极地向这个领域靠拢接近。目前,国家已高度重视医疗器械产业的发展,医疗器械已成为国家战略新兴产业中的重要组成部分,同时医疗器械产业的发展对于我国医疗改革和全民健康事业具有重要的意义,而生物医学工程学科将在其中发挥重要的作用。
 
不过,需要注意的问题是生物医学工程与传统的工程学并不相同。美国约翰霍普金斯大学Mayo临床及医学院的CHAO Edmund YS曾在《生物医学工程的精要、责任和展望》一文中提到:医学生物学是极其专业和影响极其敏感的学科,对工程师们所提出的问题解决方案的使用和效果的评估也不是由消费者所决定或进行的,选择权和评估权都归于医疗服务的提供者。
 
CHAO Edmund YS认为,医学研究和医疗器械、药物研发必须根据当地文化和社会经济情况作出调整。生物医学工程师们在此过程中有责任为医生和医学科研人员在发展具有可操作性、可承受和专业的治疗手段方面提供帮助,以改善治疗效果并降低治疗成本。例如中国,生物医学工程必须保证正确使用专业技术,为提供低廉、可靠、有效的医疗服务提供保证。
 
代价要有意义
 
谈到生物医学工程专业在科研、学科发展和学科教育方面的未来发展趋势的时候,樊瑜波用“美好的未来,但任重道远”来形容。他说,人类的健康、生活质量的提高都离不开生物医学工程的发展。
 
但目前出现了一种比较极端的倾向,就是依靠先进的医学科技在不考虑花费和患者生活质量的情况下逆转自然衰老、延长生命。CHAO Edmund YS对此表示反对,认为这种做法反映了目前人们对医学科学所能提供和将能提供的医疗服务存在不切实际的幻想,而这种脱离实际的预期对医学研究、治疗的发展没有丝毫促进作用,不仅对社会造成了巨大的经济负担,也对人类整体发展毫无意义。
 
此外,由生物医学工程技术的发展引发的医学伦理学问题也应该引起我们的注意。这主要集中在基因疗法、干细胞研究等一些前沿研究领域上。“我们在看到其巨大应用前景时,也要时刻警醒其可能带来的危害”。
 
分类培养专业人才
 
对于生物医学工程类的人才的培养,樊瑜波认为要做到“分类、有区别的对待”。他说,从事生物医学工程学科的人才,不管是基础研究还是应用研究的人才,国内这支队伍越来越大,门类已经涵盖了所有的领域。
 
具体在教学中如何培养学生,东南大学高等教育研究所孙旭曾撰文指出,在提高学生在学习过程中的自主性的同时,还必须要加强对生物医学工程学生的人文和社会科学知识的学习。多安排一些人文和社会科学方面的课程,以供学生选择,以使学生具备良好的理解、沟通能力,并对生物医学伦理学问题具有相当的敏感性。
 
此外,还应该加强学校教育与企业、市场相结合。安排高年级学生在企业里实习,让学生进行符合行业技术需求的实践训练,不仅为学生提供了较好的工作经验,为学生将来的就业作了一些准备,也给他们提供了更具竞争力的优势,同时还较早地为公司提供了有潜质的候选人。
 
《科学时报》 (2010-9-27 B4 企业·合作)
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