论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学,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。
本文就其目前发展情况进行分析讨论。
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、我国着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。
一、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lee wenhock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。
二、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光透视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(computed tomography ct),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(spiral ct 或helicalet ct)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。
医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振原理。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mri、mra、fmri、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。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。
三、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,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。
四、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(artificial organ)。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。
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,显着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。
五、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。
(一)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。
(二)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。
(三)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。
(四)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。
(五)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。
美国生物医学工程本科教育注重学生生物医学以及相关的工程学背景双方向的培养，使学生不仅在生物医学工程、生物医学科学及其相关领域内可以继续深造，同时能为在医学、管理和法律等方面继续谋求发展打下坚实基础[2]。通过分析约翰霍普金斯和凯斯西部保留地2个美国具有代表性的大学的学生毕业情况，发现在过去几年里约有2/3生物医学工程本科毕业生选择继续深造，研究方向涉及医学、生物学和工程学在内的各个领域。美国生物医学工程本科教育的培养目标集中在如何提高学生运用数学、物理学、工程学的原理去解决医学问题的能力，培养学生在相关研究领域的学习兴趣，筑牢学生在职业中的实践基础抑或拓展其未来继续深造的可能性，加强学生对职业操守与伦理责任的认识。我国生物医学工程本科教育的培养目标相比美国较具体，主要是以适应岗位需求导向为教育思路，注重培养学生的专业性，毕业生所从事的研究及工作领域相比之下较为局限，缺乏为毕业生后续发展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物医学工程本科教育培养目标出现如此的差异化，主要因为两国在生物医学工程领域发展的阶段、程度及背景上存在差距，这重点反映在教育理念上的不同：美国更加注重本科通识性教育和职业素质的培养，特别是学生可持续发展能力和产业服务技能的培养；中国仍然是以专业化的教育为主，更加注重培养学生在具体专业领域内从事具体工作的技能。
2师资队伍之比较
在美国高校的生物医学工程专业，不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师，还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例，它的生物医学工程专业拥有100多名教师，但其本系的教师只有42名，其他均为外系教师，这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富，涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面，这种充分利用学科间的优势进行教学的模式，不仅丰富了生物医学工程专业，更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展，我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比，在联合培养方面还有一定的欠缺，在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够，各高校间的交流程度有待提升。
3课程设置之比较
美国高校的本科课程突出通识化、职业化，学制采用四年制，课程主要分为5个方面：（1）科学基本知识；（2）工程类核心课程；（3）生物医学类核心课程；（4）人文与社会科学；（5）工程类选修课程。其中工程类核心课程类似于国内的专业基础课，而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中，第1a主要进行通才教育，学习基础知识；第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业，学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导；最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向，特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性，重视人文、社会科学等方面的教育，为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上，基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育，在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高，能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见，我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性，学科之间的跨度不够，学科交叉性不足，很难实现学科间的共同促进和发展，导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展，联系实际不够紧密，过分强调专业型技术人才培养，一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。
4实验实践能力之比较
美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展，积累下了丰厚的科研基础力量，并且大多高校具备条件优越的实验室，且实验室资源十分充足，为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如，哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中，实验室课程占很大比例；杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力；弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚，目前各高校的专业实验室资源有限，并且对本科生不完全开放，实验条件相对落后，因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外，在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高，设置的实验课多半是验证性实验等，缺乏创新性，不能充分调动学生的积极性，也不能发挥学生的主观能动性，因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计，我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6，较美国高校水平差距较大。
5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示
通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式，发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养，更好地发展我国生物医学工程教育，总结了以下感受与启示。（1）结合我国生物医学工程的发展趋势，确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前，我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段，但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步，该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此，我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式，更加注重为研究生培养打下坚实基础，而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上，从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时，我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合，致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才，为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。（2）根据学科发展的规律及特点，逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科，是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物，将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律，发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展，目前国内也有一大批该领域的专家学者，他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩，掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术，对临床需求有着深刻的认识与理解。因此，各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律，真正理解交叉学科的内涵，一方面通过高校联合优势，集中解决各个分支专业的教学问题；另一方面，尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中，高效整合师资队伍，使其充分体现医工融合的特点，从而为学生提供优质的教学资源，使其真正领会医工结合的真谛与内涵，那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。（3）筑牢学生人文素养基础，强化学生实践能力，课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点，同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼，具有相当的灵活性，并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法，并结合各高校的实际情况，贴合自身的科研方向与优势，有针对性地指导学生进行科研实践，提升学生的实验实践能力。同时，要强化研究与产业的双方面发展，将市场需求纳入课程设置的考虑因素，并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面，灵活创新地设计课程，争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。
6结语
［关键词］生物医学工程;核心课程群;整合优化课程;教学方式改革;教学评价体系
生物医学工程专业是生物学、医学及工程学交叉构成的一门综合学科。［1］随着我国医疗事业的快速发展，医疗器械(设备)的设计、研发、销售以及售后服务等岗位的需求量逐渐增多，该专业毕业生的就业面也在逐步加宽。［2－3］目前，长治医学院(以下简称“我校”)生物医学工程专业共设三个方向，分别是康复器械工程、医疗设备管理维护和医学物理三个方向。这三个专业方向各有侧重，如康复器械工程方向侧重于临床康复器械的开发、设计、维护与管理等;医学物理方向侧重于医用放疗设备的临床应用及维护管理等;医疗设备管理维护方向侧重于医学仪器的研究、设计、维修和维护等。三个方向培养的人才均服务于医学。为让我校生物医学工程专业毕业生在医疗器械行业获得较高的匹配度和认可度［4－5］，学校必须从实际出发，从基础做起，从专业建设上寻求突破，而加强专业建设的基础就需加强课程建设与改革，从教学的源头直接与社会需求对接。我校生物医学工程专业开设的课程包含通识教育课程、学科基础教育课程、专业教育课程、专业选修课及实践教学环节。但在这五部分的课程设置及教学内容上存在一些不足，如:课程独立性较强，课程与课程之间衔接不好;部分课程内容存在重复;教学重理论轻实践等。因此，整合优化本专业的课程结构是教学改革的重点。基于此，本文以我校生物医学工程专业医疗设备管理维护方向为例，结合本专业方向的培养特色、本专业人才需求以及本专业已毕业学生的就业情况，构建核心课程群。
一、核心课程群初构
医疗设备管理维护方向的培养目标是培养既满足临床需要的工程人员，又能够从事医学仪器的研究、设计、制造以及能够从事医疗器械产品的经营、技术服务［3］等工作的人才。根据本专业方向的人才培养目标、企业对本专业学生的基本要求、已毕业学生对本专业课程设置的反馈及就业情况，我校设置了相互衔接，但各有侧重、特色突出的核心课程群。按照本专业方向课程之间的互通性、独立性及综合性，我校将本专业方向课程划分为基础医学课程群、医疗设备课程群及医学信号课程群，每个课程群所包含的课程如图1所示。基础医学课程群是本专业方向学生了解、掌握基础医学的入门课程，学生通过学习医学方面的基本理论，基础知识和基本技能，掌握人体正常功能活动的基本规律、了解生物体的代谢规律及其与各种生命现象之间的联系，为后续医疗仪器在临床上的使用及临床上各类医学信号的分析处理奠定基础。医疗设备课程群是上述三大课程群中的核心，具体包含两方面的内容:一方面介绍影像类仪器(如X线机、超声、MRI、CT等仪器)、检验类仪器(如光谱分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪等)及测量与监护类仪器(如心电图机、呼吸机、病房监护系统等)等设备的结构、工作原理、性能、使用方法、故障分析处理以及仪器的设计;另一方面介绍如何购置医疗仪器、购置完成后仪器设备的验收及安装、临床使用过程中设备的维护保养、管理及质量控制。［6］医学信号课程群着重培养学生掌握医疗仪器采集生理信号的原理、过程，以及对采集到的医学生理信号进行分析处理，从而辅助医生完成对疾病的诊断治疗。为打破各核心课程群之间的壁垒，加强核心课程群之间的联系，我校在开设各核心课程群之前，首先开设了生物医学工程导论课程作为本专业方向的学科概论课。一方面，该课程为学生介绍与本专业方向相关的基本理论、本专业方向的发展现状、应用领域及发展方向;另一方面，通过该课程的学习，学生可以了解各个核心课程群在本专业方向中所起的作用及相互之间的联系。
二、核心课程群的教学改革
(一)整合、优化核心课程群的课程本专业方向核心课程群以生物医学工程导论课程为主线，设置了基础医学、医疗设备及医学信号三大课程群。各核心课程群中均设有自身的基础或核心课程，其他课程在此课程上进行延伸或扩展。但是，各课程存在内容多且部分课程内容重复等现象，因此，学校首先需对课程内容进行整合及优化，具体优化策略如下。第一，每个核心课程群的教师团队成立相应教研室，并设立课程群的主要责任人。责任人与承担该核心课程的教师、企业技术人员共同研讨教学内容，对各课程的教学内容进行整合、优化，使其相互交融，又各具特色。如医学信号课程群中信号与系统课程与数字信号处理课程在“离散时间信号与系统的时域分析”“Z变换与离散时间傅里叶变换”等内容上存在重复。因此，根据设置课程的先后学期，数字信号处理课程不再开设重复的内容，而加强突出具有本课程自身特色的教学内容。第二，结合本专业方向的培养目标，培养具备创新精神、实践能力的医工学生，适当调整更新课程群中部分课程的总学时及理论与实验的学时分配比例。［7］如实用传感器课程由原来6/21(理论/实验)学时调整为24(实验);数字信号处理课程由原来总学时54(42/12)调整为32(20/12)。通过总学时调整，学校更加精炼了课程内容，使学生有更多的时间用于探索、发现自身感兴趣的课题。此外，适当增加实验在总学时中的占比，尤其是增加设计或综合性实验所占的学时，可以使学生通过实验的设计、调试等阶段，锻炼并挖掘自身的动手能力及创新思维能力，激发自我主动分析解决实验中遇到的问题;通过实验成果的展示，在一定程度上增强学生的自信心与成就感，激励学生在原有作品的基础上继续扩展或融入更多可实现的设计或功能。
关键词：数字图像；处理技术；电子信息
中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0153－02
不论在哪种通讯手段中，人们都更愿意选择直观的图像表达，因此，未来社会对图像传递信息的要求越来越高，及时性、直观性、客观性等发展条件都对现有的数字图像处理技术提出了挑战。
1数字图像处理技术概述
数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。这一过程包括对图像进行增强、除噪、分割、复原、编码、压缩、提取特征等内容，图像处理技术的产生离不开计算机的发展、数学的发展以及各个行业的应用需求的增长。20世纪60年代，图像处理的技术开始得到较为科学的应用，人们用这种技术进行输出图像的理想化处理。
经过多年的发展，现在的电子图像处理技术已具有了以下特点：更好的再现性：数字图像处理与传统的模拟图像处理相比，不会因为图像处理过程中的存储、复制或传输等环节引起图像质量的改变；占用的频带更宽：这一点是相对于语言信息而言的，图像信息比语言信息所占频带要大好几个数量级，因此图像信息在实现操作的过程中难度更大；适用面宽：可以从各个途径获得数据源，从显微镜到天文望远镜的图像都可以进行数字处理；具有较高的灵活性：只要可以用数学公式和数理逻辑表达的内容，几乎都可以用电子图像来进行表现处理.
2数字图像处理技术的发展
自从美国在1964年开始通过卫星获得大量月球图片并运用数字技术对之进行处理之后，越来越多的相应技术开始被运用到图像处理方面，数字图像处理也作为一门科学占据了一个独立的学科地位，开始被各个领域的科学研究运用。图像技术再一次的飞跃式发展出现在1972年，标志是CT医学技术的诞生，在这种技术指导下，运用X射线计算机断层摄影装置，根据人的头部截面的投影，计算机对数据处理后重建截面图像，这种图像重建技术后来被推广到全身CT的装置中，为人类发展做出了跨时代的贡献，随后，数字图像处理技术在更多的领域里被运用，发展成为一门具有无限前景的新型学科。之后十年数字图像处理技术也朝着更高深的方向发展，人们开始通过计算机构建出数字化的人类视觉系统，这项技术被称为图像理解或计算机视觉。很多国家已在这方面投入了很多的研究精力，并取得了高深的研究成果，其中，20世纪70年代末提出的视觉计算理论为后来计算机数字图像技术的理论发展提供了主导思想，但理论上如此，在实际操作中还存在着很多的困难。
我国在建国之初就展开了计算机技术的研究，而改革开放以来，我国在计算机数字图像处理技术上的发展进步也是非常大的，甚至在某些理论研究方面已赶上了世界先进水平，首先，对于成像数据的收集能力方面，我国通过成功研发的一系列传感器以及发射的对地观测卫星，能够及时有效地获得风云、海洋、资源和环境减灾等方面的相关数据，并取得了有效的数据结果和数据成像效果。另外，数字图像处理技术应用较为广泛的领域代表分别是建筑、通行工程和生物医学工程方面，这些方面对数字图像处理技术的应用，最能直接体现该技术的发展现状。在建筑行业中，数字图像处理技术可以将拟建造的建筑或建筑群的高度、密度以及其他可能影响建筑质量、建筑环境的信息转换成图像，从而使设计者更为合理地进行规划；在通信工程领域，数字图像技术和语音、文字等因素构成了现代多媒体的基本内容，在传递图像的过程中，采用编码技术来压缩信息的比特量，这种技术现在的发展内容包括变换编码等，未来可能发挥作用的还有小波变换图像压缩编码、分行编码等。在生物医学工程中，书籍图像技术能将人体活动的机理以图像的形式客观地呈现在研究者面前，对医学未来的发展具有不可替代的作用。
3数字图像处理技术的发展趋势
计算机数字图像处理技术在未来信息技术方面将会发挥的重要作用早已被人们看到，对于计算机图像技术的发展道路，大致可以归结出3个原则性内容：①未来数据图像技术强调高清晰度、高速传输、实时图像处理、三维成像或多维成像、智能化、自动化等方向发展。②未来数字图像处理技术强调操作、运用的方便性，图像处理功能的集中化趋势是必然会存在的。③更新的理论研究与更快的算法研究。理论走在实践的前面，已经是现代科学的特点，未来数字图像处理技术的实际运用要取得更多的发展，必然离不开理论和研究方法的更新，新理论中包括小波分析、分形几何、形态学、遗传算法等都将得到更深层次的发展。
4结束语
数字图像处理技术的有效应用在人们日常生活中就能切身地感受到，不管是看电视、看电影、上网还是移动通信，每个人都与这种技术发生着最紧密的联系。数字图像处理技术的发展关系到每个人对优越的社会生活、现代物质享受的程度的深浅，所以，对之进行及时的研究和关注在电子通信行业中是非常重要的。
区域产业是指在某一特定区域内，生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合，反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤，产业相关集群的形成对于促进地方经济建设，保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。
1．生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来，国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》，大力推进生物技术研发和创新成果产业化，生物产业产值以年均22．9％的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出，到2015年，生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番；到2020年，把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术，显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一；将生物制药技术列为重大支持方向之一；将食品安全列为民生科技示范重点，食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。
2．吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市国家级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入，使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势，已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业，以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年，相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头，全年医药产业实现销售产值1550亿元以上，同比增长34．7％⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出，在医药产业方面，将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地；在医疗仪器设备及器械方面，提升医疗器械行业发展水平，加快补齐医药产业发展短板，重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年，全省医药工业总产值达到2000亿元，年均增长27％⑦。
3．吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前，吉林省生物技术制药产业发展迅速，但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大；高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱，缺少足够的优秀创新人才，造成核心技术往往依赖引进，受制于人。生物工程产业是高技术产业，通过对相关产业调研发现：（1）生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大；（2）产业创新能力提升导致高端人才匮乏；（3）国内外同行业的发展差距导致人才流失严重；（4）要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才；（5）高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此，吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划（2010－2020年）》指出，重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才；鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地；建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前，吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所，即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才，但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。
二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索
1．多学科交叉融合，凝练专业特色，明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色，结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划，形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向：（1）生物医学检验工程，以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标；（2）医药用生物反应器与监测设备工程，侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术，以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发；（3）食品安全检测工程，侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。
2．优化课程体系，构建双师型导师队伍，探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势，按照专业方向的不同，采用分类培养的指导思想，突出知识背景交叉与能力培养并重的特色，设置了科学合理的课程体系，包括必修课（18学分）、公选课（10学分）、方向选修课（6学分）三个模块，模块间遵循“夯实基础－提高能力－强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成，企业专家讲授实践性较强的课程，国外专家学者主讲学科前沿性讲座，突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式，构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师，和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体，融通基础理论教学、前沿技术和实践教学，构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式，学制2．5年；非全日制学习方式，学制3年。培养方式为校企（行）联合培养，对于全日制学生，1年在校理论学习，半年行（企）业顶岗实践，1年结合岗位实践内容完成毕业论文；对于非全日制学生，1年在校理论学习，半年企业顶岗实践，1．5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接，学校和用人单位的无缝连接。
3．建立校企联盟，拓展实践教学基地，全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养，企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此，通过校企合作和优势互补，建立工程实践基地，实现研究生联合培养，已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上，建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前，与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议，形成了以吉林省为中心，辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外，校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心，吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室，2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前，已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设，为学生提供了充足的实践机会，使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发，全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。
4．“产学研”联动，以科研合作为纽带，保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育，实现教学、科研、生产三结合，能更有效地提高办学水平和人才培养质量，克服高等教育脱离社会实践需要的倾向，增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来，我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业，联合完成了国家级、省级和横向科研项目17项，累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带，将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合，形成了“产学研”联动模式，增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求，鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下，掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段，具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力，保障了学位论文的先进性与实用性。
[关键词]计算机 图像处理技术 研究
中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0286-01
数字图像处理技术是图像处理技术的一个分支，与数字图像处理技术对应的还有另外一种图像处理技术，模拟图像处理技术。所谓数字图像处理技术，就是一种将图像信号转变成二进制的数字信号，并通过计算机技术将二进制数字信号高精确度的还原到显示器上。数字图像处理技术的优点在于对图像的还原能力强，色彩展现丰富，能够完成对复杂的非线性的精确处理，具有很强的灵活变通处理能力。并且可以通过各类图像处理软件对最新的数字图像处理技术进行封装，用户能够通过简单的操作和命令就能够完成对图像的处理。通过图像处理软件，极大的丰富了图像处理的应用范围和降低了图像处理应用的范围。
1、 现代数字图像处理技术的应用发展
数字图像技术是上个世纪60年代开始产生并逐步发展起来的新兴计算机科学的一个重要分支，无论从理论上还是从实际应用都取得了非常巨大的成功。也正是数字图像处理技术的引入，才有如今各种视觉效果极其炫目操作系统，windows才会凭借图形化操作系统很快淘汰过去流行的DOS系统。换句话说，数字图形处理技术和计算机技术甚至是一个相互促进，相互发展的关系。
图像作为视觉的基础，能够让用户通过计算机获得最为直观的体验，有效的拉近了计算机和用户之间的距离。早期的图像处理技术重点是解决图像质量还原方面，其目的就是改善图像能够丰富多彩的显示。通过各种算法和技术处理，让输人的低质量的图像能够转变成高质量的图像，其整个技术处理过程从图像增强，然后进行复原和编码再到压缩。这种处理方式对于天文学来说具有极其重大的意义，比如拍摄到的空间照片往往都是不清晰的，甚至相对模糊，但是通过数字图像处理技术就能够对图像进行几何校正，灰度转换，去除噪点，通过时空四维来分析照片，从而获得更加精彩的绚丽图形，我们看到的美国宇航局（NASA）拍摄到的宇宙图片，就是先进的图像处理技术应用的结果。
2 、数字图像技术的发展趋势分析
2.1 航空航天方面的应用
数字图像处理技术在天文学方面得到了广泛的应用，特别是随着超大型计算机的出现，提升了数字图像处理技术的速度，特别是天文学方面的图像信息的处理复杂性都非常高，如果计算机技术没有取得突破性发展，那么对于天文图片的数字处理恐怕就需要好几年的时间。如今随着计算机处理速度的提升，这种数字图像技术处理往往提升到几天甚至是几个小时，因此在航空航天方面，数字图像技术的应用发展的非常迅速，比如现在对月球和火星的图片处理，通过对图片上的细节进行分析，就能够反应火星和月球的地貌。另外现在的全球卫星定位系统，从很大的程度上也有数字图像处理技术的影子，因为通过对图像某个点位置的变化，就能够判断出这个点的移动位置，就能够通过定位系统准确找到这个点。而且数字图像处理技术通过卫星拍摄的照片进行分析，能够实现天气预报的准确播报，对可能存在的矿产资源进行判断，对城市规划和灾害监测都具有非常重要的作用。
2.2 在生物医学工程方面的应用
CT技术是数字图像技术的一个完美应用的例子，随着生物医学工程的发展，对人体微观构造的分析越来越深人，这个过程数字图像处理技术起到了不可忽视的作用，比如现在显微技术和计算机技术的融合，能够通过计算机分析显微镜出现了的图像。再加上数字图像处理技术能够很好的分辨显微图片中的各种细节，从而能够准确分析染色体，以及对癌细胞的识别等，另外各种医学仪器，比如B超、彩超、X光肺部图像增晰，以及医疗诊断仪器都融人了先进的数字图像处理技术。
2.3 通信工程方面的应用
如果图像在信息通信工程中是无压缩、无损传播，那就会很容易造成网络阻塞，因为图像所占用的空间都是非常大的，传输的信息量要比文字多得多，而生活节奏非常快速的今天，人们不可能在电脑的另一端忍耐很长时间去等待另外一段传送的图片。
2.4 工业工程方面的应用
在机械制造业，模具加工离不开数字图像处理技术，像目前普遍使用的UG，PROE等三维CAD软件都广泛应用了数字图像处理技术。不仅如此，数字图像处理技术还能够用于工业的检测上，因为很多工业产品通过人工检测，往往会因为眼睛的疲劳，导致可能漏检，防止不良品流人下道工序，给产品质量带来隐患。通过数字图像处理技术进行检测，通过计算机对图像的甄别，就能够有效的判断该产品的质量好与坏，另外因为数字图像处理技术结合视觉理论和人工智能技术，所以机器人中的视觉技术，从很大程度上就是数字图像处理技术的实现。
2.5 在军事公安方面的应用
数字图像处理技术在军事方面的应用非常广泛，从模拟训练到自动化指挥系统，再到精确制导都离不开数字图像处理技术，而在公安系统方面，指纹对比分析、人脸识别、图像复原以及交通监控和事故分析都需要数字图像处理技术大显身手。比如现在全国交通联
网，各主要路段都设有监控摄像头，对于监控摄像的图像处理分析，就能够有效的掌控事故或者争端的诸多细节，为准确判案带来技术支持。
2.6 在文化艺术方面的应用
这类应用目前非常广泛，从人们日常生活中对照片的处理PS，对人工绘画的处理，动画的制作，三维特效的渲染，以及各种装演设计，发型设计等等都是数字图像处理技术的应用。特别是3D电影，更是数字图像处理技术的强大作用的体现。
数字图像处理技术的发展绝不可能仅仅是上面六个具体方面，其实上面列举的六个重要方面仅仅是数字图像处理技术部分应用领域而已，目前数字图像处理技术就已经涉及到我们生活的方方面面，而且随着计算机技术的发展，人工智能技术的发展，数字图像处理技术必将会迎来新的发展黄金期。
参考文献：
[1] 徐晖.计算机数字图像处理技术的思考与探讨[J]. 计算机光盘软件与应用. 2012（07）.
关键词：生物医药产业；竞争力；影响因素
一、湖州生物医药产业发展现状
近年来，湖州工业经济正处于转型升级、加快发展的关键时期，生物医药产业作为重点发展的新兴产业受到了湖州市政府的高度重视，被列为湖州市“十一五”规划工业“二三三”产业结构调整中大力发展的高新技术产业的重点之一。目前，湖州市生物医药产业主要由生物医药产业、工业生物技术产业、中成药及饮片、化学医药及制剂、药用辅料及医用敷料五部分组成。
2013年湖州市生物医药产业总产值为158.9亿元，占全市高新技术产业总产值的13.48%，成为湖州市六大特色产业中除特色纺织业、先进装备产业之外产业产值增长幅度最大的工业产业，创造了生物医药产业发展以来收入最高产值的纪录，充分表明了生物医药产业在湖州市高新技术产业中占据着重要地位。
随着近年来生物医药技术的不断提升和政府对医药产业的大力支持，湖州市中许多生物医药企业一步步发展为同行业中的中坚力量，如升华拜克、湖州数康、协和华东干细胞、佐力药业、东立控股、展望及中维药业等知名企业。目前，湖州市共有规模以上生物医药生产企业69家，其中省级高新技术企业32家，拥有十多种国家级新药和一个国家级企业技术中心。湖州经济技术开发区作为浙江省医药产业重点培育的五大产业集聚区之一 ，在生物医药、医药制剂及生物医学工程发展方面扮演着重要角色。
但是，生物医药产业不断突破发展的同时也面临许多挑战，其中地方高校较少，企业创新能力薄弱；缺乏专业化医药人才，研发水平较低；政府政策支持力度不够，新兴产业创业艰难，企业规模扩大不易；生物医药产业化机制不够完善合理，企业收益波动大等诸多难题都有待调整和解决。
二、生物医药产业竞争力影响因素分析
（一）变量选取与数据来源。数据来源于湖州统计信息与网湖州科技信息网。选择如下变量：生物医药产业收入（y）/亿元，地区生产总值（X2）/亿元，高新技术产业收入（X3）/亿元，生物医药企业数量（X4）/个，生物医药产业千元以上项目投资额（X5）/亿元，亏损生物医药企业数量（X6）/个，生物医药产业销售利润率（x7）/% 。
（二）模型设计与实证结果分析
建立多元回归模型，结果如下：
Y = 29.3787416242 – 0.386680392007*X2 + 0.278913029976*X3 + 1.08658422892*X4 – 8.33050133316*X5 + 8.96496384188*X6 + 40.5068207987*X7
Adjusted R-squared为0.984，F-statistic=74.68759
由模型可以看出：R2为0.984， 拟合优度较高，说明变量X2，X3，X4，X5，X6，X7联合起来对被解释变量Y具有显著解释力，即：湖州市地区生产总值、高新技术产业收入、生物医药企业数量、生物医药千万元以上项目投资额、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率六个变量联合起来可以解释生物医药产业收入变化的99.777%。从F统计量来看，F=74.68759远大于临界值，说明回归模型较显著，即：湖州市地区生产总值、高新技术产业收入、生物医药企业数量、生物医药千万元以上项目投资额、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率六个变量联合起来联合起来确实对生物医药产业的收入有显著影响。从T检验来看，T2=-4.148437，说明X2对Y有显著影响力，即：地区生产总值对生物医药产业有显著影响力；T3=5.288522，说明X3对y有显著影响力，即：高新技术产业收入对生物医药产业收入有显著影响力；T4=2.704376，说明X4对y有显著影响力，即：生物医药企业数量对生物医药产业收入有显著影响力；T5=-1.597926，说明X5对y没有影响力，即必须从模型中去掉解释变量X5；T6=4.391910，说明X6对y有显著影响力，即：亏损生物医药企业数量对生物医药产业收入有显著影响力；T7=3.959182，说明X7对y有显著影响力，即：生物医药产业销售利润率对生物医药产业收入有显著影响力； X2，X3，X4，X6，X7对y有显著解释力，只有X5对y没有解释力。
从模型的结果来看，湖州市地区生产总值、高新技术产业收入、生物医药企业数量、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率五个变量对湖州市生物医药产业收入产生显著影响。其中对y的影响力大小分别为X3>X6>X2>X7>X4，说明高新技术产业的收入对生物医药产业的收入的影响比地区生产总值、生物医药企业数量、生物医药千万元以上项目投资额、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率几个变量更大。
湖州市生物医药产业的收入总体呈增长趋势，发展前景呈现乐观态势，此外，依托湖州市良好的生态环境、明显的区位优势、不断增强的企业发展意识以及生物医药科学研究发展不断取得重大突破，现代生物技术发展开始进入大规模产业化阶段的外部大环境等几大优势，湖州市的生物医药产业发展面临着许多机遇。
三、研究结论与建议
通过分析湖州市地区生产总值、高新技术产业收入、生物医药企业数量、生物医药千万元以上项目投资额、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率六个变量对湖州市生物医药产业收入的影响，我们很容易发现生物医药千万元以上项目投资额对该产业的影响力远小于其他因素的影响，因此，湖州市接下来的生物医药产业发展要加大投资力度，为各个项目的研究开发提供有力的资金支持。地区生产总值、高新技术产业收入、生物医药企业数量、亏损生物医药企业数量及生物医药产业销售利润率五大变量是影响生物医药产业的五个重要因素，合理提高销售利润率，减少企业的亏损在一定程度上决定了生物医药产业的收益的高低，故关注这五个因素的变化情况，协调发展对该产业的发展有着重要意义。
生物医药产业是21世纪最有发展潜力和成长空间的朝阳产业，发展生物医药等高新技术产业是实现经济结构调整和产业优化升级的重要途径，湖州市把发展生物医药产业摆上突出位置，重点培育和扶持，以此来推动湖州市经济又好又快发展。因此认清发展中的挑战，并且积极迎接生物医药产业面临的挑战，积极采取相应的应对政策，抓住发展的机遇有着重要意义，因此湖州必须加大产业投资力度，支持优秀的医药研究项目。加强专业医药团队建设，培养专业创新人才。建立沟通与传播的信息机制，保持信息的畅通。加强医药产业自主创新能力，提高科研成果转化率。
参考文献：
中国十几亿的人口基数决定了医药卫生纺织品市场巨大的需求量，特别是随着市场经济的飞速发展和人们物质生活水平的不断提高，医药卫生纺织品在满足人们日益增长的物质生活，尤其是生理健康需求方面，发挥着越来越重要的作用。可以说，大规模的市场需求势必须要一个庞大且有序的产业做支撑。然而，就目前我国医药卫生纺织品行业而言，其发展现状并不尽如人意。
被“利好”政策冲昏头脑，市场发展失衡
据了解，根据社会需求和我国现有技术基础, “十一五”期间生物医药卫生纺织品行业就被提上规划日程，并明确规定其的研究开发重点为：以我国天然资源（甲壳质、海藻、骨胶原）为原料的生物医药卫生纺织品；能取代大量进口的生物医药卫生纺织品，如人工肾、人工肺、可吸收缝合线；医务人员使用的多功能防护服及防护用品等。“十二五”期间，医药卫生纺织品和其他几种产业用纺织材料一起再次被列入重点发展的产业项目，并从国家政策层面上给予高度的重视。
诚然，医药卫生纺织品产业既是国家政策的受益者，又是促进我国经济又好又快发展的生力军。但是，随着人们对医药纺织品需求量日益增加，加之国家“利好”政策趋势引导，特别是进入21世纪以来，人们对医疗纺织品需求量增加的同时，对其安全性和经济性提出的要求也越来越高，这就导致了整个市场在短时间内迅速扩大，其发展也相对盲目和失衡。比如，正是由于人们对医药卫生纺织品安全性提出了更高的要求，促使了一次性医药卫生纺织品（如隔离衣，挂帘，手术帽，面罩和鞋套）的需求迅速膨胀，这就导致了医药卫生纺织品市场发展的失衡，即医药纺织品市场上一次性（用即弃）产品和多次用（可再用）产品的比例失调。另外，虽然市场上对医药纺织品的需求量不断增加，但是该市场并没有呈现良性发展的态势。据记者从某网站上了解到的调研统计数据显示：2009年医药卫生纺织品市场全年供应量59.5万吨，到2010年就超过了70万吨。该调研还进一步反馈出，目前国内普遍在使用的一次性医药卫生纺织品大多质量参差不齐，品种和型号单一，价高质低，功能性和舒适性差等。
这些鱼目混杂的医药卫生纺织品进入市场后，不仅给医务工作者的工作造成困扰，而且危及患者身体健康。市民陈女士在接受记者采访时表示，自己曾经有过这样的经历，在小诊所就医时使用完诊所提供的一次性头套后，出现头疼、落发等不良反应，现在回想起来还有些后怕。陈女士表示她对目前的医药卫生纺织品市场深感忧虑。
产品结构不合理，行业标准“真空”成为痛中之痛
据了解，目前，我国医疗机构以采购非一次性用品为主，一次性用品也仅限于口罩、帽子之类的常规产品，一次性隔离衣和手术衣、一次性防护服的使用率较低。大部分科室、区域还在使用普通棉布防护衣，只有在传染病区和重症监护病房（ICU）才会使用一次性防护服、防护镜及医疗橡胶手套，使用率也并不高。
采购与使用的不均衡，导致该产业在生产上出现一味迎合市场需求、盲目扎堆的现状，一些“热门”类别产品出现严重的价格竞争，部分企业以牺牲产品质量来换取市场利润。
与此相反，生物医用材料则由于技术、市场等诸多方面因素的制约，一直处于发展不足的状态。据中国药品生物制品检定所医疗器械质量监督检验中心统计资料分析：目前，我国医药卫生纺织品在外科用植入性和体外过滤用纺织品方面的大部分产品，特别是人造器官类医疗器械方面基本依赖进口，产品国产化率极低，市场被外企占领，每年进口量超过60亿美元。
生物医用材料是生物医学工程学的四大支柱之一，但在生物医用材料加工中的纺织科学技术多年来并未得到医学研究和应用领域的充分重视。比如，中空纤维膜材料、静电纺纳米纤维非织造材料等新型纺织材料近十年来取得了较大发展，但由于缺乏材料领域和应用领域的有效衔接，新技术未能在生物医用材料领域得到及时应用，同时，也缺少了对纺织新材料发展的推动。生物医用材料这类“冷门”医药用纺织用品鲜有厂家愿意花成本与技术去生产，市场一度出现缺货的尴尬局面。可以说，医药卫生纺织品的产品结构不合理已经成为阻碍其健康发展的严重问题。
除此之外，我国的医药卫生纺织品行业由于发展历史较短，大部分标准缺失或滞后，产品质量缺乏规范监管，且检测跟不上当前国际标准的发展速度，导致行业国际先进标准信息的不对称。指标要求及检测方法与国外发达国家所采用的标准的不一致性增加了成本，给企业的经营和发展带来被动和不便。医疗系统仅对产品供应商有一定的认证，缺乏统一的材料和产品采购标准、认证办法和配送管理体系，并缺乏质量监管机构。由此可见，一个为全行业所接受与奉行的行业准则处于完全的“真空状态”，从而导致了目前我国医药卫生纺织品的相关行业和支持行业普遍存在缺乏创新机制、质量可靠性低、研发投入少、行业的知识产权和成果保护意识淡薄、公共服务平台建设和产业发展速度不协调、专业技术和管理人才的培养速度慢于产业的发展速度等一系列问题的发生。
此外，我国医药卫生纺织品企业规模小，产业链不完整，缺少具有从纤维材料到非织造布制品生产的一条独立完整的产业链，影响了高档民族品牌的创建和成长。据了解，现阶段我国规模在亿元以上的产业用纺织品生产企业数量很少，大多规模小而杂、小而多。高端市场大部分被发达国家占领，很多装备水平先进的国内企业沦为国际品牌的材料供应商，而更多的中小企业则在狭窄的中低端市场大打价格战。
专家：“打造产需衔接良好的产业链”是行业之核心
“作为产业用纺织品行业的重点组成之一，医药卫生纺织品在振兴规划中的重点任务也都是‘十二五’期间的重点发展任务。打造产需衔接良好的产业链是行业未来发展的核心。”中国产业用纺织品行业协会理事长在接受媒体采访时曾这样说。
浙江省医疗器械研究所，浙江杭州 310009
[摘要] 医疗器械是基本医疗机构的必备硬件设备，直接象征此医疗机构的医疗和技术水平，不仅关系到所在地方群众的身体诊疗状况和社会效益，而且直接影响医疗机构的经济效益。我国医疗器械产业仍占有范围较广阔的市场，并且从长期方向看存在良好市场前景。我国医疗器械产业逐渐扩大和拓展，其水平逐渐趋向先进化，并且与国际水平接轨。但是市场模式发展和形成过程中，必然出现相关不足和问题，本文主要以浙江医疗器械市场为代表，分析我国整体医疗器械产业发展情况以及其市场状况。
[
关键词 ] 医疗器械；市场；发展趋势
[中图分类号] R197 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2014）05（b）-0192-02
医疗器械是所有医疗机构的诊疗必备方法，并且随着诊疗要求的日益增高，而不断更新和发展，我国医疗器械的生产水平也逐渐从单纯模仿发展至主动创新，增加医疗器械的先进程度。我国医疗器械的生产以及销售模式向发达国家跟踪借鉴，并且根据我国基本情况而演变成为适合中国市场的发展模式，产品品种丰富多样，形成多个聚集区，其中浙江市场为聚集之一[1]。为进一步推进医疗器械产业发展，拓宽市场前景，应不断分析医疗器械产业发展现状，了解其市场状况，不应忽视医疗器械产业市场中存在的问题。对其中存在的问题进行分析和解决。本文以浙江医疗器械市场为代表，分析我国整体医疗器械产业发展情况以及其市场状况，报道如下。
1 医疗器械产业介绍和重要意义
医疗器械所涉及范围和理解各国之间存有一定差异，普遍认为其是一种工业产品群，由各型产品聚合成医疗器械产业。医疗器械具有多种特点，多设立在卫生机构用于医疗保健活动，其产品类型复杂，所涉及技术范围较广，对人身安全有一定的影响，通过自身作用对人体达到一定预期效果或者辅助效果。我国医疗器械的生产以医用电子工业、机电工业、精密仪器工业、材料工业等几个部分组成。
医疗器械作为医疗卫生事业的支柱，致使医疗器械产业具有重大意义，不仅体现在其对卫生产业的经济效益上，最重要的是体现在对人类贡献的社会效益方面。医疗器械重要性存在于多种方面，如疾病的诊断和治疗，能够从分子生物学方向、生化物理或者化学角度微观分析病因，从根本机理角度诊断和治疗疾病。医务工作者在医疗器械辅助作用下，提升工作效率和准确率，增加一定工作时间内的诊疗病人数量，增加卫生机构的经济效益。医务工作者对医疗器械产生依赖性是必然趋势。为突出医疗器械在医疗活动中的重要作用，浙江卫生部门综合医院平均每病床占用专用设备金额进行评估和整合，2010年平均34589元，比2009年增加25.3%[2]。同时，对浙江人民群众健康水平进行调查，近10年死亡率明显降低，市民平均预期寿命延长，均与医疗器械有一定关系。
2 浙江市场医疗器械产业现状
2.1 现状分析
浙江市场医疗器械产业从历年发展形势看，主要经历三个阶段，从无到有，再从小型发展扩大，最终发展成为产业，培育多家骨干企业。浙江市场也逐渐发展为重点生产区域。医疗器械生产企业逐渐扩大，其构成包括原系统的公有制企业、乡镇企业、中外合资企业等。本省的科研等从业人员逐渐扩大，每年开发新产品数量递增。目前，已有上万个规格的医疗器械产品，并且已经开始更新换代，生产一大批高科技品种，医疗器械工业总产值逐年增加。
根据作者调查，截止到2013年底浙江省共有第一类医疗器械生产企业392家，其中有源医疗器械生产企业35家，无源医疗器械生产企业351家，体外诊断试剂生产企业19家，职工总人数26000多人，其中专业技术人员3500多人。第二类企业602家，第三类企业224家，共826家，职工总数为49000多人，其中专业技术人员8500多人，其中杭州和宁波合计510家，占全省企业数的61.7%。
目前，全省第二、三类企业涉及的产品品种主要集中在口腔科材料、医用卫生材料及敷料、医用高分子材料制品、医用光学内窥镜设备、手术室和急救室设备、病房护理设备、临床检验分析仪器及体外诊断试剂等七大类产品。其中有源医疗器械生产企业401家，无源医疗器械生产企业433家，体外诊断试剂企业85家。
经调查和分析，浙江市场医疗器械市场存有一定特点，浙江市场医疗器械产业存在多层次化，主要受医疗机构层次化影响，从省市区医院到地方疗养院，各层次卫生机构医疗水平不同，造成其所需医疗器械水平不同，形成多种层次和档次。医疗器械市场中以医院，尤其省市级医院对医疗器械的需求最全面，多需求高档诊断治疗器械，不过此类医院所占比例较小。因此，不同档次的医疗器械所涉及的医疗机构水平存在一定差异，决定医疗器械市场的层次化。再者，经现状分析，由于医疗器械工业基础仍然处于初级阶段，整体水平较薄弱，因此常规医疗器械，尤其中低档次医疗器械占医疗器械大部分比例，可达90%以上[3]。但是其整体结构存在一定合理性，因为现有手术器械较齐全，基本能够满足和符合手术操作需求，即使精密器械的生产水平较低，但是临床所需要的诊治器械以及保健器械基本均有生产，并且逐渐依据临床患者需求得到更新换代。但是为满足医疗器械市场动态平衡变化，应不断扩大和调整整体结构，使其更符合医院装备标准和需求。
对浙江市场医疗器械市场进行分析，还存在的一种现状，表现在生产集中化较弱，程度较低。首先对于一次性产品的生产规模较小，勉强满足相关需求。其次，如MRI等医疗器械生产家较少，多需从国外进口，市场份额较少。为将省内医疗器械工业发展扩大，浙江省成为新的经济增长点，国家以及政府对其在医疗器械开发方面抓紧培育，不断促进医疗器械设备销售收入，推进全国医疗器械整体水平。因此，应充分发挥医疗器械设备发展潜力，将其推进高速发展阶段。
2.2 存在问题
医疗器械设备发展同时，仍然存有多种不足，影响医疗器械市场发展和正常运转，主要因素体现在：①医疗器械设备技术水平较差和产业结构不合理 医疗器械设备，尤其是精密仪器对技术水平要求较高，综合多种技术含量，复杂和综合化。不仅浙江产业，甚至全国水平均较低，器械生产水平较美国、日本等发达国家有将近20年差距。产业结构中，以低水平基础器械为主，占据主要市场，并且存有明显重复化，缺乏创新等设计，使市场整体水平发生滞留[4]。过度依赖进口产品也是器械市场结构中的显著现状和问题，据2007年调查研究中心对中国医疗器械市场的专项调查显示，约90%的磁共振设备、90%的超声波仪器市场、90%的心电图机市场、80%的CT市场、80%的中高档检测仪市场、90%的高档生理记录仪市场以及60%的睡眠图仪市场均被外国品牌所占据。国外医疗器械市场过度瓜分沿海浙江等城市器械市场。国产率较低，难于发展，而医疗机构采用进口机器，也加重了患者看病负担，增加看病难、看病贵的发生可能性，对多方面造成不良影响。②人才不足 医疗器械产业和生产机构中缺乏创新性人才，致使企业处于仿制和改进水平，不能进一步满足和符合市场需求。由上可知，截止到2013年底浙江省共有392家第一类医疗器械生产企业，其中351家无源医疗器械生产企业，35家有源医疗器械生产企业，19家体外诊断试剂生产企业，职工总人数可达26000人多，而其中专业技术人员仅有3500多人。第二类企业602家，第三类企业224家，共826家，职工总数为可达49000多人，而其中专业技术人员仅占8500多人，由此，国内对于医疗器械设计所需要的复合型人才尚不能完全满足，主要受教育体系以及人才培育体系的整体影响，因此缺乏相关专业性人才，并且造成人才流失。③资金短缺 医疗器械的研发，尤其是精密度较高器械的研制需要大量资金投入，由于医疗器械市场上大多数被国外品牌所占据，而一台进口CT的价格从200万元至数千万元不等，价格昂贵，由此资金不足可明显增加器械开发难度，使生产水平出现滞留状况。据中国医药保健品进出口商会统计,2012年,我国医疗器械进口额为124.72亿美元,同比增长14.56%。其中31个品种进口额达到亿美元规模,但是由于市场结构中以中小型企业为主，企业本身资金投入能力有限，资金需求的长期持续性需要外界力量的支持。但是银行等地方获取资金存在一定困难，增加了投资风险，加重医疗器械研制开发的困难性。另外，缺乏力度较强的监督的法律也是影响医疗器械产业发展的原因之一。
3 市场状况以及发展前景
经2010年对中国浙江医疗器械市场容量进行调查，容量水平达120亿元，年复合增长率约为18%，但是其与药品比例仍然较小，因此，医疗器械市场发展空间和前景具有广阔的范畴。医疗器械的需求水平随着医疗技术的提升而不断扩大，人工关节、血管支架、牙种植体年需求量逐渐增大，现存的医疗器械生产水平尚不能完全满足市场需求。国家政府加大关注医疗器械产业的发展力度，实施相关政策， 2006年和2007年分别出台和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《生物产业发展 “十一五” 规划》[5]，将重点领域设在群众健康方面，将攻克大型医疗器械， 推进自主创新水平，加快和促进新型企业发展。到近三年的《“十二五” 科技发展规划》中，已经将多种高端医疗设备研究化为医疗设备领域重点开发对象，为中高端产品的研制打下一定后备力量，培育多家具有自主创新能力的骨干企业，扶持相关企业的开展。以上情况可以看出，医疗器械产业逐渐受到国家重视，并且成为未来发展的主要领域。
为支持医药卫生事业，政府在资金方面加大投入，降低医疗器械产业发展难度。但从浙江省内相关资金投入分析，2011年省内医疗卫生支出较2006年增加23%，已经达到100多亿。并且为相应国内新医改实施，医疗体系在省内广泛增加，卫生体系得到全面覆盖，增加地方医疗机构中医疗器械的需求量[6]。以上政策均使医疗器械产业存在良好的发展前景，从而增加吸引力度，吸引投资企业的加入和联盟，促进医疗器械产业的发展。至2011年，单纯浙江医疗器械市场中，医疗器械行业融资案例数新增4例，投资机构加大对医疗器械投资的兴趣，一定程度上解决医疗器械产业资金问题，加大医疗器械产业发展步伐[7-8]。
政府提倡的医疗改革增大了政府对医药卫生事业的支持，很大程度上为医疗器械产业发展提供一定机遇。使卫生事业对医疗器械的需求大幅度增加，要求愈加严格。为规范公共卫生和医疗服务技术提高医疗卫生服务装备水平 ，应大力引进优秀创新型人才，扩大医疗器械企业规模，形成良性循环，以自主创新为原则，打造新型化医疗器械产业，提升整体研发水平，避免低水平器械的大量重复化，增加中高端器械的研发力量，降低高端器械的进口数量，从整体增加我国医疗器械的国际竞争水平和力度。
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（武汉亚洲心脏病医院 湖北 武汉 430022）
摘 要：述评人工心脏泵的发展过程及应用现状，通过动物实验总结轴流式人工心脏泵植入体内的护理管理经验，为将来临床应用提供理论知识和实践操作依据。
关键词 ：轴流式人工心脏泵；动物实验；护理管理
中图分类号：R473.6 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．08．045
*基金项目：2014年8月由武汉市科技局和武汉市卫计委主持的护理科研“自制轴流式人工心脏泵置入动物体内围术期护理管理研究”(项目编号：WK201410003)鉴定结果达国内领先水平。
收稿日期：2015－03－10
随着人口老龄化和生活水平的不断提高，由各种心血管疾病所导致的心衰已成为人群最主要的死亡原因之一，心力衰竭的治疗是目前临床医疗面临的重要课题。现阶段心脏移植是较好的治疗方法，但受供体来源的限制不能满足临床需要。据不完全统计，全球每年约五分之一的心脏患者最终因心脏衰竭而死亡，多数病人是在等待供体过程中死亡。如果能为这些病人提供合适的辅助循环装置，则大多数可望得救或过渡到心脏移植。左心辅助装置（Left ventricular assist device，LVAD） 是用机械性血泵暂时辅助或永久代替自然心泵，维持机体血液循环，补偿其生理功能， 让病人安全地过渡至心脏移植 。作为心脏移植的“桥梁”，国外已有人工心脏在临床应用，国内还处在研发阶段，国内护理也鲜有关于人工心脏泵植入体内的护理报道。笔者对轴流式人工心脏泵体内植入实验动物的围术期护理管理进行综述。
1 人工心脏泵研发国内外进展
1961年，Dennis等人进行了第一次人工心脏的实验，采用的装置是体外转子泵。1966年，DeBackey对心脏术后的一名患者采用体外心室辅助装置进行辅助治疗，患者术后恢复出院并长期的存活。随着对人体生理的认识以及能源与材料技术的改进，国外人工心脏在20世纪70－90年代得到快速的发展。VAD的发展经历了3个阶段：第一代容积式脉动泵，利用气体驱动血液循环进行泵血。该类心脏泵具有很好的仿生性能，让血液的破坏程度降到了最低。但该类心脏泵的体积大，其内表面与血液接触面积大，易产生溶血。第二代连续流式人工心脏泵，利用电机驱动叶轮转子旋转，从而带动血液高速旋转泵血。该类心脏泵体积小，易植入人体，可控性好。但该类心脏泵采用普通的滚动轴承或者滑动轴承支撑，必须采取密封，从而导致血液与轴承的接触面过大，血细胞破坏，产生溶血和血栓。
第三代心脏泵是采用液悬浮（见图1）或磁悬浮（见图2）的支撑方式替代传统的普通轴承，血液与轴承没有任何机械接触，减少了发热量，降低了溶血和血栓的发生；该类心脏泵采用钛合金材料制造，生物相容性好，转子表面非常平滑，减小转子与血液的摩擦，从而减少了血栓的发生。
近些年，国外人工心脏不论是在理论研究还是在临床试验上都取得了较大的成绩，并积累了大量的实验数据。目前，已有多种可植入式心脏辅助装置应用于临床，取得了显著的疗效。
我国对LVAD的研究起步比较晚，近年来已有数十个研究机构对轴流式LVAD开展研究。
2 轴流式人工心脏泵植入存在的问题
目前我国的人工心脏泵的研究仍处于动物实验阶段，仍有许多技术上的难点没有克服。文献资料表明轴流式人工心脏泵植入体内形成血栓的因素是感染和血液流动减缓。低流动状态的血液与人工表面物质接触加速血栓形成；感染导致机体呈高凝状态，随着炎性细胞和炎症介质的激活可导致血栓形成。轴流式人工心脏泵体积小，可控性好，易植入体内，但实验中会因血管吻合不良或凝血和纤维蛋白溶解系统的过度激活，导致术后出血。
轴流式人工心脏泵植入体内后，泵的频率、泵电压、泵的电流都是重要参数，它反映泵的工作状况。一旦这些参数出现异常，对实验体的心脏功能有较大的影响。
3 LVAD实验动物围术期管理重点
我国人工心脏的研究处在动物实验阶段，属于多学科的交叉合作，需要各学科团队协调合作。在LVAD动物实验中护理人员应该配合医疗对实验动物进行围术期管理。根据心尖轴流泵植入手术的要求，针对实验动物的特性，术前细致准备、术中积极配合、术后有效管理，除了常规监测生命体征、血流动力学外，更需要关注血泵在体运行状况，受试动物潜在并发症的预防和护理。
3．1 动物实验环境管理
（1）动物实验手术室的设计及施工既要具备“实验动物手术设施”和“动物饲养房”特点，又要具备人类医疗手术室特征；既要满足操作人员需要，又要满足实验动物福利伦理需要。
（2）设计合理的动物实验手术通道预防实验动物术后感染。手术室3通道和3区域划分明确；限制参观人数，保证手术间无菌化的程度。
（3）严格动物手术室消毒制度。实验前、中、后采取不同的方式消毒手术室物品及空气并登记。按国家标准严格处理实验室废弃物，避免因处理不当污染环境。
（4）环境的调控管理。①温度、湿度是动物体热平衡的重要因素之一。术后根据山羊的生理要求调节温湿度，维持室内温度12－24℃，湿度40－70％；②光照强度和光照周期可以影响动物的生理和行为。实验室安装红外线摄像系统，白天采用自然光源，晚上利用红外线摄像，尽量避免强光对动物的照射；③山羊属反刍动物，在注意力分散的情况下不能很好的反刍，影响营养吸收与利用，所以医护人员和工作者在操作过程中要做到四轻“说话轻、操作轻、关门轻、走路轻”。
3．2 动物实验手术中护理管理
手术中护士要娴熟配合医生并及时、准确传递器械；巡回护士要密切观察山羊的心率、血压、氧饱和度、呼吸及流涎等情况，监测血泵的转速、电压、电流并将参数告知手术医生，便于血泵的调整，保证受试山羊恒定的血流。
3．3 动物手术后管理
3．3．1 血泵的管理
相关文献报道在泵的输出压力恒定时，泵的流量输出随转速增加而增加；而在泵转速恒定时，流量随输出压力的增加而减小。泵的能量消耗主要与转速相关，与泵的流体能量输出关系较小。实验中护理人员重点观察血泵的各参数，尤其是泵的转速、电压、电流并实时记录实验数据，发现机械故障及参数异常及时通知医师及相关技术人员。
3．3．2 出血的管理
术后如受试山羊缝合线口、伤口表面不断渗血，胸腔引流量突然减少或进行性出血超过200－300ml／h时，均提示受试山羊有出血迹象。应早期监测ACT、Hb、血小板的值。抗凝治疗根据ACT值及各种出血症状（有无牙龈出血，有无血尿及便血）调整。
3．3．3 溶血的管理
溶血是人工心脏泵研发中常见的并发症，人工心脏泵植入实验山羊术后慢性溶血可并发慢性肾功能衰竭。术后护理主要监测游离血红蛋白和乳酸脱氢酶1次／日，观察尿量及尿液性状。
3．3．4 心功能的管理
轴流式人工心脏泵作为载体植入山羊心脏，改变了心室的压力和动力学，影响心脏的功能。术后要保证实验全身合理的灌注压，记录24小时出入量。根据出量变化，用输液泵控制输液速度，防止发生心功能衰竭或肾灌注不足。
3．3．5 感染防治管理
感染是LVAD最常见的并发症。术前术后积极控制血糖、术后早期常规给予抗生素、缩短插管时间、加强补充山羊能量损耗、注意环境的维护。
4 评价及展望
目前，中末期心衰患者不断增加与供体心脏数量相对平稳的矛盾日渐突出， 人工心脏泵的研究将是我国人工心脏研究的一个重要方向。我国对心脏辅助装置的研究起步比较晚，且没有成功地应用于临床，护理也鲜有关于人工心脏泵植入人体内的报道。研制可长期植入人体的LVAD涉及多学科，要求参与人员对科研有很高的重视度，加强讨论和交流，协调合作完成工作。随着对轴流VAD的研究、改进及相关并发症机制的深入了解，轴流泵形成的并发症终将克服。相信在不久的将来，会研究出适合亚洲人体质的有效的、可靠的轴流VAD。
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