生物医学工程前景分析篇1
关键词：医学检验实验室；内部控制；考核
引言
第三方独立医学检验实验室的兴起是社会集约化发展的需求和必然趋势，是医疗卫生发展到一定阶段的产物，也是新一轮医疗改革中实现分级诊疗，检验资源共建、共治、共享的重要抓手之一。在当前的背景下，医学检验实验室的发展前景良好，优化其内部控制管理成为必然选择，推动了实验室的管理升级。
一、医学检验实验室的发展现状分析
金域检验是全国最大的第三方独立医学实验室，拥有员工近1万人。目前主要开展医学检验、临床试验、食品卫生检验、司法鉴定等业务。检验业务范围涉及临床生物化学、临床免疫学、临床血液学、临床微生物学、医学分子生物学、医学遗传学、组织病理学、血液分子病理学等学科，共提供2600多个项目检测服务，主要业务如图1所示。在管理方面，该医学检验实验室严格遵守国家与行业的有关制度要求，对内部控制展开了重点优化调整，保证实验室业务与管理的先进性。
二、医学检验实验室的基本标准分析
从科室设置上来看，需要涵盖临床血液与体液检验专业、临床化学检验专业、临床免疫检验专业、临床微生物检验专业、临床细胞分子遗传学专业和临床病理专业等；从人员配置上来看，具体配置要求如表1；从硬件设施上来看，实验室总面积的75%必须设定为医疗用房，且要配置双路供电、应急发电设施，针对重要医疗设备、网络提供不间断的电力能源[1]；从分区布局上来看，要设置主要业务功能区、辅助功能区以及管理区；从设备上来看，必须配有基本设备、病理诊断设备、信息化设备等；从管理制度上来看，要制定医学检验实验室质量管理体系、设施与设备管理制度、试剂管理制度、标本管理制度等。
三、医学检验实验室内部控制的优化策略探究
（一）设定合理的内部控制管理办法
现阶段，为了确保内部控制在医学检验实验室中的顺利落实，需要提前完成内部控制管理办法的合理设置，并在实践中展开逐步完善，确保内部控制的“有章可依”。此时，医学检验实验室要结合自身现实情况、实际发展目标完成内部控制管理办法的设定，特别是要根据实验室的实际业务完成管理办法的调整[2]。在此过程中，应当构建起财务及采购部门，依托项目需求前瞻性的制定采购备份计划，避免物料短缺，合理控制库存，减少资金占用等问题的发生。同时，能够实时监控到物料耗用进度。另外，笔者认为，医学检验实验室应当在对业务量较大的子公司保证充分授权的前提下，针对部分医院经营风险问题，顺势启用并落实应收账款风险评估制度进一步降低烂账、坏账堆积的发生概率，提升内部控制管理的效率效果。
（二）完善内部信息沟通机制
就当前的情况来看，医学检验实验室存在着内部信息沟通与反馈不及时、不畅通的问题，直接导致了实验室内部控制的效果不理想。因此，应当对医学检验实验室中的内部信息沟通机制进行完善与落实，具体操作如下：第一，引导财务人员与营销人员展开定期、有效沟通，实现营销信息与财务信息的共享，确保营销部门准确掌握与运营有关的财务信息，避免銷售失误的出现，降低退票的发生概率[3]，第二，在回款前，保证营销人员了解中心实验室的款项信息，提升工作效率。财务部要对营销部的回款工作进行监督，及时发现问题并第一时间处理，防止出现财务损失。
（三）展开预算分析会议
为了保证实验室运行中，各个项目的预算设定及其应用具有科学性与合理性，需要及时展开预算分析会议，从多个业务与管理部门入手，确定在项目预算管理中应当承担的责任，并明确项目预算管理的重难点。
在金域检验的内部控制实践中，就定期展开了预算分析会议，主要流程如图2所示。以某次华东大区金域预算分析会议为例，在该会议中，安排了财务部、营销部、中心实验室、物流部的相关人员参加。其中，确定了财务部在预算管理中需要完成的任务包括毛利分析、各个科室的毛利率分析、实际收入与预算分析、收入环比分析、账龄分析、回款天数分析；确定营销部在预算管理中需要完成的任务包括扣率情况分析、项目结构分析、客户单产分析、市场费用与收入关系、从客户开发和丢失的角度分析、从产品销售完成情况分析、从销售模块分析（常规、共建、新型业务）、县域医共体、精准中心推进情况、回款管理分析、超期款管理分析、现金款管理；确定中心实验室在预算管理中需要完成的任务包括科室人员结构分析（全职、兼职、实习生）、各科室项目标本量及成本分析、内部外包、外部外包分析、反映各科室接收项目量大的医院；确定物流部在预算管理中需要完成的任务为配送耗材管控和配送路线优化等。
（四）制定并落实考核机制
在医学检验实验室的内部控制中，人员管理占据着重要地位，其效果直接影响着实验室内部控制的展开质量。对于医学检验实验室而言，应当构建并落实考核机制，配合科学的奖惩制度，提升人员工作积极性。
需要注意的是，在制定考核机制时，要尽可能涵盖与相应岗位有关的所有管理项目，并将其作为指标融合考核标准中。例如，对于中心实验室中的科室人员及其负责人来说，在考核中，不仅要完成其业务能力、专业技术等的考查，还要对预算控制的效果进行评价。金域检验在管理实践中，结合预算分析会议中确定的人员管理责任设定出了不同员工的预算管理，并依托季度汇总、评分支持部门负责人年终的A/B/C评级。考核中，要求各部门在预算分析会中逐条阐述部门预算管理工作的重点（或提出整改意见），会议结束后，没有阐述的记-1分；季度结束后汇总得分大于或等于-2分的，按每分100元，在下月工资中扣除部门负责人绩效。
（五）积极展开人员培训
在医疗水平、医学检验技术不断更新发展的背景下，想要保证医学检验实验室的先进性与竞争力，就必须要积极展开人员培训，这也是实验室内部控制管理中需要重点展开的工作[4]。此时，应当制定并落实人员岗前培训与轮岗培训结合，并实施定期考核；要对所有工作人员进行岗前安全教育，每年至少组织一次生物安全防护知识培训。为了提升工作人员对自我提升的重视程度，可以将培训与考核制度相挂钩，并实施培训后的测验，保证人员专业培训的效率效果。
另外，在金域检验的内部控制实践中，实现了实验室的危害因子和安全风险的定期评估；定期举行实验室生物安全、消防安全等方面的演练，保证涉及人、机、料、法、环事项在内部控制管理的全方位落实。
生物医学工程前景分析篇2
关键词：电子技术医院精密医疗设备
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0079-02
科学技术是医疗事业发展的重要支持和技术动力。该文从对于电子医学的概述入手，综合分析了现代电子技术在医院精密设备中的应用类型，包含了传感技术、全新无线网络数据通信技术、电子技术在家庭方便携带的医疗仪器中的广泛应用等内容。最后对现代电子技术在医院精密设备中的应用现状与发展前景进行了完整总结。
1对于电子医学的概述
科学技术是各领域进步与发展的重要动力和支持，同样也是医学技术和电子技术得到双方面进步与发展的基础，医学技术在现阶段已经逐步与电子技术得到了结合发展，带动了医学精密仪器的应用不断完善。医学技术与电子技术属于各自独立的学科，但是医学技术与电子技术本质上还是相互辅助和相互支持的。所以，电子医用设备的应用成为了医学事业进步与发展的必然选择和重要支持动力[1]。
电子医学属于一门新兴学科，是在电子技术与医学领域结合发展下的产物，该学科具有一定的综合性，无法单一存在，包含了医学技术和电子技术以及工业科学等多方面内容，属于跨领域，多学科综合的新技术发展应用方向。该学科在20世纪50年代后期正式成为了一门独立研究学科，在电子技术快速发展的今天，各类型医学仪器的使用已经开始精细划分到了分子，这也进一步带动了医学精密仪器的精密程度进一步提升[2]。电子医学在未来拥有广阔的发展前景，可以大大提高医学水平，缩短患者的治疗时间[3]。
2现代电子技术在医院精密设备中的应用类型
医疗精密仪器中的电子技术主要以电子学原理为依据，运用不同类型的电子元器件来设计和制造可以达到医疗检查和治疗功效的设备，现代电子技术在医院精密设备中的应用比较广泛，有效实现了医疗检测以及治疗水平的有效提高。现代的电子技术应用和发展速度不断加快，应用发展成果丰硕，电子技术拥有明显的低能耗和便于携带的优势，所以电子技术已经开始逐步突破了医用领域的技术应用束缚。现代医疗不仅仅针对患病人员，已经开始深入到病前检查和健康维护等多个领域，医疗保健已经开始受到人们的更多的关注，人们更重视“治未病”。除了家庭精密电子健康检查仪器以外，电子技术结合制造的医院精密仪器也发挥了巨大作用，大大提升了医院检测仪器的检测精准度，实现了整体医疗技术水平的有效提高，为患者疾病检查提供更多支持，减少误诊问题。以下是电子技术在医院精密设备中的常见应用类型。
2.1传感技术在精密医用仪器中的应用
电子传感技术从宏观角度分析属于一种新型电子科技，可以应用该技术制造传感器，电子传感器可以及时感应到和分析出被测量物质的实际物理性能如何，进而可以有针对性地利用分析系统分析出其物理性质，进行数字化，转变为一种可供人类识别的信息。该类型信息可以为使用者提供精密数据，同时自动将分析后的信号数据录入网络系统，让计算机进行该部分数据检测分析，这都属于检测仪器的功能性体现，该仪器不仅仅应用了电子技术，同时包含了物理、生物、化学和医学等多个学科，属于一种多学科交叉的新型高科技产物。通过利用该种仪器可以对仪器的输出信息数据进行详细分析，进而可以对被检查者进行身体状况判断。
该种技术使用了高科技生物芯片，该芯片可以对不同生物集体进行样本采集、细胞检测以及化学排查，该芯片大多数情况下采用的是硅类半导体材料，还有塑料和玻璃等非金属材料，该技术已经不仅仅在医学领域得到了广泛应用，在其他领域也可以看到他的身影。
2.2全新无线网络数据通信技术在医学精密仪器中的使用
无线网络数据通信技术在医学精密仪器中的应用也逐步受到关注，该技术拥有明显的技术优势，例如：该技术的操作距离近、技术能耗低、使用成本低廉、技术应用距离较近，属于双向和多向结合的电子技术。该技术通常情况下都是应用在低功耗、近距离和快速传播的仪器当中。通常情况下，距离的增加与仪器的复杂程度、功效的消耗量之间呈正比，所以从现阶段情况来看，无线网络通信技术属于实用型技术。医疗环境中的无线网络通信技术适用于长时间护理工作，可以应用该技术制造医生与病患之间便捷沟通通信工具，进而也可以及时了解病人的情况，及时掌握病人信息，提升病患治疗效果。
2.3电子技术在家庭方便携带的医疗仪器中的广泛应用
家庭方便携带的医疗仪器是现如今医院和民众都需求的仪器，该种仪器利用电子技术，可以实现无线网络和蓝牙信息传递，让病人可以随时携带该种医疗仪器，该种仪器的制造费用成本较低，售价合理，便于携带而不影响日常生活，具有很强的动手操作性，利用该种仪器，病患可以不用住院而得到医生的实时病情监测，同时该仪器也具有很好的精密性，保证了信息传递的准确性。
电子技术除用在数据监测和病患远程监控以外，还应用到病人身体检查中，该仪器也具有很高的精密性，由此才能确保检查和病情记录的真实和全面性，进而才能制定有针对性的治疗方案，对症下药。
3现代电子技术在医院精密设备中的应用现状与发展前景
现代的电子技术在医院的精密仪器设备中的应用已经拓展到了各个方面，其中包括了人体检测、放射、病患远程监控等。在最前沿的医疗检测和治疗设备中都有电子技术的应用，例如，通过应用电子技术，可以有效提高X光仪器的施工功效，提升仪器的分辨率与清晰度，进而才能清晰显示出病变位置，该类型电子设备还可以在核磁共振、超声检查以及电子内窥镜等设备上应用。还可以采用让对比度上升的灰阶模式，尽量减少病患在进行医学检查过程中的伤害。
4结语
综上所述，电子技术目前已经在医学仪器领域得到了广泛应用，这属于医院精密医疗设备应用发展的良好开端，属于医学事业发展过程中的机遇和挑战，所以需要政府对医学仪器相关工作提高关注程度，制定合理的安全管理制度，加大安全管理力度，进一步让电子技术在医疗设备中的应用发挥最大价值，为患者的康复提供重要支持。通过研究和分析电子技术在医院精密医疗设备中的应用，可以有效发挥理论对实践的指导和支持作用。
参考文献
[1]刘景夏，胡澄.蓝牙技术在现代医疗电子设备中的应用[J].电子世界，2013（18）：30-31.
生物医学工程前景分析篇3
关键词：情景模拟教学；角色扮演；口腔内科
口腔医学教育的终极目标是为社会培养提供口腔医疗服务的优秀医师，以保障广大人民群众的口腔健康，造福人类。为达到这一目标，国内的口腔教育学者也积极在课程建设、教学模式改革以及师资队伍建设等方面着手改革，以期建立以人为本的教育理念，明确突出专业特色的教学模式，形成注重学生综合素质、实践能力和创新精神培养的新人才培养方案[1]。本文介绍一种新的教学模式即情景模拟教学法在口腔内科教学中的应用，希望能为口腔内科教学改革提供新思路。
1情景模拟教学法的内涵
情景模拟教学法（SceneSimulationTeaching）是根据培训内容和教学目标，有计划地设计接近实际工作的教学场景，让学生扮演场景中的不同角色，模拟情景过程，教师在一旁指导、分析、总结，让学生在仿真的情景中获取知识和提高能力的教学方法[2]。医学教育中的情景模拟教学常以临床情景或模拟临床案例为载体，引导学生自主探究式学习，以提高学生综合分析和解决实际问题的能力[3]，体现了医学教育以职业能力为导向，与社会需求、岗位需求接轨的理念，在培养医学生的职业能力方面具有重要作用。
2情景模拟教学法的在口腔内科教学中的优势
口腔内科学是口腔医学重要的分支学科，包括牙体牙髓病学、牙周病学以及口腔黏膜病学等口腔临床学科，涵盖了大多数口腔常见病病种，其实践性和操作性极强。口腔内科学教学一方面要传授学生理论知识，培养学生的诊断思维，用理论知识去解决临床问题；另一方面要培养学生良好的医患沟通能力以及人文关怀意识，为社会培养高情商、有温度的医生。目前，国内口腔医学院校主流教学方法仍是传统理论授课加仿头模实训。传统理论授课时，教师只注重于传授知识，进行“填鸭式”教学，学生只是被动接受知识，花费大量时间去记忆，主动学习能力差。仿头模实训在学生的基本操作技能训练上有不可替代的作用，但冷冰冰的机器头模无法与学生进行沟通交流，医患沟通训练不足，学生面对头模常常忽视操作过程中的受伤意识。相对于传统授课方式，情景模拟教学课堂存在以下几方面优势[4、5]：（1）增强学生学习的主动性：利用学生对真实临床诊疗感兴趣的特点，通过模拟临床诊疗情景，充分发挥学生的主体作用，使学生由传统理论授课方式下的被动接受知识者转化为课堂的组织者和参与者，进而激发学生的学习兴趣，主动去探究学习内容。（2）提高学生的综合分析能力以及实际操能力：情景模拟课教学通过模拟临床诊疗活动，将抽象的知识具象化，促使学生将课本的理论知识与实际应用相结合，通过病史采集和案例分析提高学生的临床诊断思维；通过模拟临床操作，让学生掌握各项操作技能在临床中的应用，提高学生的动手能力。（3）提高医患沟通技巧以及人文关怀意识：良好的医患沟通能力技巧是成为一个合格医生必不可少的条件。情景模拟课堂可以通过模拟接诊、病史采集、向患者交代病情及沟通治疗方案、术后医嘱等环节来训练学生的医患沟通能力。通过情景模拟，学生可以感知病人的疼痛和焦虑以及家属的担心和不安，进而在医疗行为中要更加注重患者的情绪，让患者感受到医生的温暖，帮助患者减轻心理压力（比如牙科恐惧和焦虑），使医患配合默契，达到理想治疗效果。（4）提高学生团队合作意识：情景模拟教学需要小组成员课前集体复习理论知识，设计不同角色表演台本，课堂上相互配合，共同协调完成。（5）提高教师教学能力：教学相长，教师通过课前的案例设计、课中引导以及课后反思总结，督促自己不断提高理论知识及技能水平。
3口腔内科情景模拟教学实施过程
[6]口腔内科的情景模拟教学是通过在课堂上构建日常的临床诊疗情景，以直观的形式使学生融入其中，在贴近真实临床环境中训练学生的综合分析能力、临床思维能力以及沟通技巧等。教学实施前至少提前一周向学生提供教学病例资料以及具体角色内容，吩咐学生通过课前预习相关理论知识，查阅资料学习如何去模拟不同角色。上课时，老师按照4～5人一组对学生进行角色分工，具体角色可以有患者、患者家属、医师、上级医师以及护士等。患者负者回答医师的病史询问，家属负责补充说明，医生主要任务为完成病史采集、进行体格检查，向上级医师汇报情况，上级医师则负责补充病史询问以及总结汇报结果，护士需要负责接待患者，配合医师进行四手操作。教师统筹兼顾，准备教学过程所用到器械和物品，对整个过程中学生的分工进行调度和安排，同时要按事先设定的要点对每组学生打分。角色扮演完成后，老师让学生结合病例回顾相关疾病的病因、临床表现、诊断及鉴别诊断、治疗方案以及操作时的注意事项等书本理论知识；最后深入剖析学生学习过程中的难点，总结本次课程的成果和不足。除模拟常规诊疗外，还可模拟病人不同意治疗方案、不满意治疗效果以及不愿意年轻医生接诊等临床常见问题，借以训练学生的医患沟通技巧，帮助提高学生的综合素质，培养更加符合当今社会要求的医学生。教学活动结束后可向学生发放学员满意度问卷来评价教学效果。
4口腔内科情景模拟教学要求
4.1对教师要求
情景模拟教学的任课老师需具备扎实的理论知识以及过硬的实践技能：（1）课前按照标准进行教学设计，构建教学情景，将具体知识演化成直观内容；（2）课中要有调控课堂的能力，巧妙地引导学生，让学生扮演的角色在情景发展中能充分体现本次课所学知识点及临床操作要点；（3）课后需及时分析总结，做好本次教学的学生评价以及引导性反馈工作，以便下次能更好地开展教学。
4.2对学生要求
（1）课前应该认真学习相关病例知识，围绕老师给出的病例，查阅教材、相关资料等，掌握相关疾病的临床表现、诊断以及治疗方案；（2）课中主动参与角色扮演，用心体会并模拟所扮演角色；（3）勤于思考，及时发现在课堂上出现的问题，积极探寻解决方法；（4）真实反馈教学效果。
生物医学工程前景分析篇4
论文摘要：目前应用于生物医学中的纳米材料的主要类型有纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料等。纳米材料在生物医学的许多方面都有广泛的应用前景。
1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性
1.1纳米碳材料
纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2纳米高分子材料
纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3纳米复合材料
目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。
此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。
2纳米材料在生物医学应用中的前景
2.1用纳米材料进行细胞分离
利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。
2.2用纳米材料进行细胞内部染色
比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。
2.3纳米材料在医药方面的应用
2.3.1纳米粒子用作药物载体
一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、肛门以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。
2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。
2.3.3智能—靶向药物
在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
2.4纳米材料用于介入性诊疗
日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。
2.5纳米材料在人体组织方面的应用
纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。
目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。
纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。
纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。
参考文献
［1］PhilippeP，NangZLetal.Science，1999，283:1513
［2］孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441
［3］赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40
［4］苗宗宁等.实用临床医药杂志，2003，（3）：212-214
［5］崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24
［6］顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133
［7］胥保华等.生物医学工程学杂志，2004，（2）：333-336
［8］张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510
［9］刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29
［10］姚康德，成国祥.智能材料.北京：化学工业出版社，2002：71
［11］李沐纯等.中国现代医学杂志，2003，13：140-141
生物医学工程前景分析篇5
［关键词］区块链;大数据;医疗保健;人工智能
区块链是一个分布式数据库系统，充当存储和管理事务的“开放式分类账”。它可以创建数字化的交易块，而无须集中控制。区块链有三个关键部分:计算机网络、网络协议和共识机制。网络中的每台计算机都会记录分类账的副本，并且所做的任何更改都必须通过算法检查以确保建议的更改显示有效。通过网络节点授权批准后，新交易块将添加到数据链中。区块链技术相对现有的市场商业体系，具有巨大的应用优势。首先，区块链消除了对第三方交易清算的需求，节省了时间和金钱。其次，增加了网络的责任性和安全性，因为所有参与者都是已知和可信的。区块链不仅仅是技术和金融行业的宠儿，现在已经深入到经济生活的方方面面。医疗保健系统需要处理有关个人的私密数据，区块链可帮助确保患者数据的安全性、实时性和准确性。
1区块链技术的广泛安全性
2019年是区块链诞生10周年，以物联网(IoT)、第五代移动通信技术(5G)、人工智能(AI)、区块链(Block-chain)等为代表的智能科技将极大地拓展智能商业的边界，成为工业互联网时代的推动力。区块链带来的最大价值则是在万物互联的时代，用技术重构信任机制。这将对未来的金融和商业产生深刻影响。由于区块链上文件系统中固有的加密技术，区块链上的数据本质上是高度安全的。这意味着区块链非常适合存储高度敏感的个人数据，这些数据经过精心处理后，可以为生活带来许多的价值和便利。日常生活中，如果使用淘宝或亚马逊网站搜索引擎，它们会推荐我们想要购买的东西。当然，输入这些系统的数据是私密的。通常处理这些私人数据的企业必须投入大量资金来满足数据安全方面的标准。即便如此，大规模的个人数据泄露事件越来越常见。区块链数据库以加密状态保存，这意味着只要私钥安全，链上的所有数据就安全。AI在安全方面也有很多可以与区块链技术融合的领域。众所周知，数据处理过程中的任何一部分暴露了未加密数据，就意味着安全风险的存在。AI的发展使其网络算法能够在数据仍处于加密状态时进行处理或操作。
2医疗健康大数据与人工智能
当前大数据和人工智能的技术与医疗领域的结合日益紧密，使得各个国家的整体医疗技术水平在不断提高。我国已经开始制定相关政策，鼓励健康医疗健康大数据和AI发展。组织专家认证数据融合安全计算的技术可行性。各地政府明确机制，支持地方医院促进医疗AI发展。这些都为医疗AI数据创新提供了发展机遇。在互联网后时代，互联网价值的显著体现就是区块链技术。有了区块链技术，人们可以定义所有的资产，并且创建各式各样的去中心化应用，其中涉及物联网、云计算、大数据、互联网、医疗、保险以及银行等。由于区块链具有每个单个事务的数据库记录，因此它为机构提供了一种数据实时挖掘模式的方法。从另一个角度来看，区块链极大地提高了数据分析的透明度。与以前的算法不同，区块链的设计拒绝任何无法验证且被认为可疑的输入。因此，建立在区块链技术上的大数据分析算法只需处理完全透明的数据。这样意味着数据质量的优化，提高了AI分析计算的效率。
3区块链技术与人工智能大数据处理技术
自互联网技术出现以来，医疗行业一直在大量涌入数据。随着临床数据量的不断增加，医疗健康领域的区块链商业智能已成为巨大的需求。人工智能大数据处理技术是指利用互联网平台，通过AI技术简化某些过程，而无须人为干预来实现预期的数据处理方法。在医疗保健领域，AI技术可以融入广泛的治疗保健流程中，从而减少管理工作量，消除资金浪费，增强信息交换，并能提供实时数据分析以及患者监控。医疗健康数据AI技术，除了能减少医疗保健组织必须处理的大量数据处理工作外，还有助于提高运营效率和降低人员成本。区块链技术与AI大数据处理技术的结合将会使医疗健康机构获得巨大的效益。具体分析如下。
3.1改善医疗机构治疗水平
医疗保健组织依靠数字工具和技术来支持他们的日常运营，最终目标是改善医疗水平。建立在互联网上的区块链技术，提供完善的区块链商业智能服务，与医疗保健数据AI相结合。通过使用AI工具引入预测分析元素，确定患者生命安全、检查等待时间、满意度评估、疾病和复发风险、潜在治疗成本、再入院可能性等参数，从而系统自动给出患者护理方案，计算平均住院时间，帮助医疗保健专业人员对患者诊断做出明智的决定。
3.2更好分配资源
目前医疗机构以电子方式存储患者记录几乎已成为常态。医疗工作者可以从集中存储的患者数据库中精准挑选出相关的信息，以促进更好地预测和可操作的诊断方案。将医疗保健数据AI与区块链商业智能相结合的另一个关键优势是，通过跨部门分配基于需求的精确数据来更好地管理资源，从而减少浪费。例如，由于预测分析可以帮助确定患者何时准备好出院，因此它还有助于更好地分配病床、药品和员工等资源，以帮助减少浪费。区块链商业智能工具能够从健康应用程序以及可穿戴设备(如计步器和健身带)访问可下载数据。这使医疗保健专家能够利用互联网准确跟踪健康指标和信息。这些数据对于医疗保健从业者了解患者的生活方式和病史非常有用。
3.3促进数据挖掘技术广泛使用
大数据技术工具变得越来越便宜，不断增长的吸引力促使各种医疗健康机构有足够的驱动力去购买相应的技术。区块链商业智能非常适合这种模式，它提供经济而全面的解决方案，提高医疗机构的服务质量和运营质量。通过与AI技术的融合，区块链技术能够分析实验室结果和测试报告等临床数据，它可以协助护理人员，帮助他们制定更有效的患者护理计划，更多地关注需要额外关注和护理的患者。区块链商业智能工具的数据挖掘能力可以帮助医疗保健从业者更精确地评估治疗计划，确定选择的治疗方案。这些工具还可用于预测任何给定治疗程序的确切结果，通过帮助组织了解医疗方案的缺陷并采取纠正措施，有助于提高医疗质量。
4区块链技术在医疗健康机构的应用
互联网之所以发展迅速，同互联网一开始就有比较好的场景有关，无论是E－mail还是Web都是互联网信息交流非常自然的应用场景。区块链技术发展至今，存在一个较大的问题是应用场景的缺失，缺少能具体承载区块链技术的舞台和场景。目前，利用区块链商业智能和数据分析的最大障碍是:缺乏有效利用数据分析的资源，无法对分析性能进行基准测试，以及难以将分析结果引入可操作的决策中。随着互联网的蓬勃发展，世界各地的医疗保健机构正在快速转变为分布式数据存储库，这为区块链技术提供了广阔的应用场景。安全和隐私在医疗保健中至关重要。黑客对医疗健康数据的任何攻击都可能对医疗机构造成极大的破坏，因为它们不仅受到经济损失，而且自身声誉也会受到极大影响。最重要的是，在任何违反数据安全的情况下，最大的受害者是患者个人的私人信息，从付款的信用卡详细信息到医疗诊断的结果，隐私没有得到足够保护。医疗机构产生的数据由于需要长期保留而难以管理，这意味着医疗保健机构需要一种有远见的方法来确定数据的存储、访问和使用方式。此外，医学领域的数据管理软件通常具有建立定期访问权限的范围，该权限根据需要为来自不同部门的不同工作人员提供临时查看功能。这些因素使医疗机构更加迫切需要定期审查其数据，以便删除、修改或匿名化信息。同样，输入任何医疗健康机构记录的数据也需要格式化，描述特征和检查结果数据必须准确，然后才能为机构内的不同用户访问，以用于医疗、管理和计费目的。这种要求进一步加剧了在医疗保健领域管理数据的难度。为了应对这些挑战，医疗保健部门正在寻求在四个关键领域:临床、运营、管理和财务领域，使用区块链技术增强商业智能和数据分析工具。区块链技术将协助医疗组织设置中的最高领导者建立正确的部署策略，通过引入数据可视化和智能化，促进医疗技术人员技能升级，建立大数据AI分析技术等新概念，使员工熟悉使用区块链商业智能工具，从机构数据库中获取更多有效的资源。区块链技术针对医疗保健系统大数据进行精心设计，全面规划，通过最少的处理算法，精简数据输入和输出过程，从而形成一个去中心化、智能高效、面向未来的大数据系统。
生物医学工程前景分析篇6
关键词：纳米材料生物医学应用
1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性
1.1纳米碳材料
纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2纳米高分子材料
纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3纳米复合材料
目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。
此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。
2纳米材料在生物医学应用中的前景
2.1用纳米材料进行细胞分离
利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。
2.2用纳米材料进行细胞内部染色
比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。
2.3纳米材料在医药方面的应用
2.3.1纳米粒子用作药物载体
一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。
2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。
2.3.3智能—靶向药物
在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
2.4纳米材料用于介入性诊疗
日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。
2.5纳米材料在人体组织方面的应用
纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。
目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。
纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
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