發(fā)表醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)論文
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發(fā)表醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)論文篇一
生物醫(yī)學(xué)工程回顧與展望
生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical Engineering,BME)是一門生物、醫(yī)學(xué)和工程多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué),它是用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法,研究新材料、新技術(shù)、新儀器設(shè)備 ,用于防病、治病、保護(hù)人民健康,提高醫(yī)學(xué)水平的一門新興學(xué)科。
生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)際上做為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn),始于20世紀(jì)50年代,特別是隨著宇航技術(shù)的進(jìn)步 、人類實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來(lái),生物醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。在我國(guó),生物醫(yī)學(xué)工程做為一 個(gè)專門學(xué)科起步于20世紀(jì)70年代,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長(zhǎng)、我國(guó)著名 的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科最早的倡導(dǎo)者。1977年中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生物 醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的創(chuàng)建、1980年中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)的成立,有力地推進(jìn)了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工 程的發(fā)展。目前,我國(guó)許多高校科研單位均設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu),從事著生物醫(yī)學(xué)的科研 教學(xué)工作,在我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
顯微鏡的發(fā)明 “解剖”一詞由希臘語(yǔ)“Anatomia”轉(zhuǎn)譯而來(lái),其意思是用刀剖割,肉眼觀察研究人體結(jié)構(gòu)。17世紀(jì)Lee Wenhock發(fā)明了光學(xué)顯微鏡,推動(dòng)了解剖學(xué)向 微觀層次發(fā)展,使人們不但可以了解人體大體解剖的變化,而且可以進(jìn)一步觀察研究其細(xì)胞 形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。隨著光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn),醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相繼誕生了細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞病理 學(xué),從而將醫(yī)學(xué)研究提高到細(xì)胞形態(tài)學(xué)水平。
普通光學(xué)顯微鏡的分辨能力只能達(dá)到微米(μm)級(jí)水平,難以分辨病毒及細(xì)胞的超微細(xì)結(jié)構(gòu) 、核結(jié)構(gòu)、DNA等大分子結(jié)構(gòu)。而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡,使人們能觀察到納米(nm )級(jí)的微小個(gè)體,研究細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的發(fā)明都是醫(yī)學(xué)工程研究 的成果,它們對(duì)推動(dòng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起了重要作用。
影像學(xué)診斷飛躍進(jìn)步 影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法,而今天由于X線CT技術(shù)的出現(xiàn) 和應(yīng)用,使影像學(xué)診斷水平發(fā)生了飛躍,從而極大地提高了臨床診斷水平。即計(jì)算機(jī)體斷層 攝影(computed tomography CT),即是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理人體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫(yī)生的信息量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通X線照片觀察所得的信息。目前,螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經(jīng)問(wèn)世,能快速掃描和重建圖像,在臨床應(yīng)用中取代了多數(shù)傳統(tǒng)的CT, 提高了診斷準(zhǔn)確率[1]。醫(yī)學(xué)工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(MRI),它不僅 可分辨病理解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化,還能做到早期識(shí)別組織生化功能變化的信息,顯示某些疾 病在早期價(jià)段的改變,有利于臨床早期診斷??梢哉J(rèn)為MRI工程的進(jìn)步,促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診斷學(xué) 向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展,向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)MRI、MRA、FMRI、MRS發(fā)展。 根據(jù)核醫(yī)學(xué)示蹤,利用正電子發(fā)射核素(18F,11C,13N)的原理,創(chuàng)造 的正電子發(fā)射體層攝影(PET),是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。美國(guó)新聞媒體把PET列為十大 醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的榜首。PET問(wèn)世不過(guò)30年歷史,但它已顯示出對(duì)腫瘤學(xué)、心臟病學(xué)、神經(jīng)病 學(xué)、器官移植,新藥開(kāi)發(fā)等研究領(lǐng)域的重要價(jià)值[2]。影像學(xué)診斷水平的不斷提高 ,與20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
介入醫(yī)學(xué)問(wèn)世 介入醫(yī)學(xué)是一種微創(chuàng)傷的診療技術(shù)。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技術(shù)治療疾病的創(chuàng)始人,他們用導(dǎo)管對(duì)下肢動(dòng)脈阻塞性病變進(jìn)行擴(kuò)張治 療取得成功。1967年Margulis首先使用過(guò)介入放射學(xué)(Interventional Radiology),這是醫(yī) 學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載。1977年 Gruenzing成功地進(jìn)行了首例冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò) 張術(shù)獲得成功以后,介入性診療技術(shù)由于其創(chuàng)傷小、患者痛苦少,安全有效而倍受臨床歡迎 。20世紀(jì)80年代隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展,高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造 影(DSA)、射頻消融技術(shù)以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相 繼問(wèn)世,使介入性診療技術(shù)發(fā)生了飛速進(jìn)步,臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,從心血管、腦血管、 非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應(yīng)證,并使診療效果明顯提高,患者可減免許多大手術(shù)之苦。有人把介入診療技術(shù)視 為與藥物診療、手術(shù)診療并列的臨床三大診療技術(shù)之一,也有人把介入診療技術(shù)稱之為20世 紀(jì)發(fā)展起來(lái)的臨床醫(yī)學(xué)新領(lǐng)域--介入醫(yī)學(xué)[3,4]。
人工器官的應(yīng)用 當(dāng)人體器官因病傷已不能用常規(guī)方法救治時(shí),現(xiàn)代臨床醫(yī)療技術(shù)有可能使用一種人工制造的裝置來(lái)替代病損器官或補(bǔ)償其生理功能,人們稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀(jì)50年代以前,風(fēng)濕性心臟瓣膜病的治療,除了應(yīng) 用抗風(fēng)濕藥物、強(qiáng)心藥物對(duì)癥治療外,對(duì)病損的瓣膜很難修復(fù)改善,不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應(yīng)用人工心肺機(jī)體外循環(huán)技術(shù),在心臟停跳狀態(tài)下切開(kāi)心臟,進(jìn)行更換人 工瓣膜或進(jìn)行房、室間隔缺損的修補(bǔ),使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復(fù)健康。心外科 之所以能達(dá)到今天這樣的水平,主要是由于人工心肺機(jī)的問(wèn)世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材料、新技術(shù)的結(jié)果[5]。
腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良,而人工腎血液透析技術(shù)已挽救了大量腎病晚期患者的生 命,腎病治療學(xué)也因此有了很大進(jìn)步。
現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程中人工器官的發(fā)展也非常迅速,除上述人工器官外,人工關(guān)節(jié)、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應(yīng)用,使千千萬(wàn)萬(wàn)的患者恢復(fù)了健康。 可以說(shuō),人體各種器官除大腦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,放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、醫(yī)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)等先 進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)和儀器設(shè)備都是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程研究開(kāi)發(fā)的成果,綜上可見(jiàn),20世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工 程的發(fā)展,顯著提高了醫(yī)學(xué)診斷和治療水平,有力地推動(dòng)著醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步。
21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程展望 縱觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的 歷史,從倫琴發(fā)現(xiàn)X線到今天X射線診療技術(shù)的發(fā)展,從朗茲萬(wàn)發(fā)現(xiàn)超聲波到今天B超診斷的 廣泛應(yīng)用,從布洛赫和伯塞爾發(fā)現(xiàn)核磁共振到今天MRI的問(wèn)世,從赫斯費(fèi)爾德發(fā)明CT到今天C T成像系統(tǒng)的應(yīng)用,都是以物理學(xué)工程技術(shù)為基礎(chǔ)、醫(yī)學(xué)需求為前提發(fā)展起來(lái)的醫(yī)學(xué)新技術(shù) 。循著20世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的軌跡,我們有理由預(yù)測(cè)21世紀(jì)新的醫(yī)學(xué)診療技術(shù)可能在以下10個(gè)方 面有重大突破和創(chuàng)新:
(1)各種診療儀器、實(shí)驗(yàn)裝置趨向計(jì)算機(jī)化、智能化,遠(yuǎn)程醫(yī)療信 息網(wǎng)絡(luò)化,診療用機(jī)器人將被廣泛應(yīng)用。[6]
(2)介入性微創(chuàng),無(wú)創(chuàng)診療技術(shù)在臨床醫(yī)療中占有越來(lái)越重要的地位。激光技術(shù),納米技術(shù) 和植入型超微機(jī)器人將在醫(yī)療各領(lǐng)域里發(fā)揮重要作用。
(3)醫(yī)療實(shí)踐發(fā)現(xiàn)單一形態(tài)影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著PET的問(wèn)世和應(yīng) 用,形態(tài)和功能相結(jié)合的新型檢測(cè)系統(tǒng)將有大發(fā)展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診 查系統(tǒng)將在21世紀(jì)問(wèn)世。
(4)生物材料和組織工程將有較大發(fā)展,生物機(jī)械結(jié)合型、生物型人工器官將有新突破,人 工器官將在臨床醫(yī)療中廣泛應(yīng)用。
(5)材料和藥物相結(jié)合的新型給藥技術(shù)和裝置將有很大發(fā)展,植入型藥物長(zhǎng)效緩釋材料,藥 物貼覆透入材料,促上皮、組織生長(zhǎng)可降解材料,可逆抗生育絕育材料、生物止血材料將有 新突破。
(6)未來(lái)醫(yī)療將由治療型為主向預(yù)防保健型醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。為此,用于社區(qū)、家庭、個(gè)人醫(yī) 療保健診療儀器,康復(fù)保健裝置,以及微型健康自我監(jiān)測(cè)醫(yī)療器械和用品將有廣泛需求和應(yīng) 用。
(7)除繼續(xù)努力加強(qiáng)生物源性疾病防治外,對(duì)精神、心理、社會(huì)源性疾病的防治診療技術(shù)和 相應(yīng)儀器設(shè)備的研制受到越來(lái)越多的重視與開(kāi)發(fā),研制精神分析、心理安撫、生物反饋型診 療技術(shù)和設(shè)備將是生物醫(yī)學(xué)工程的新起點(diǎn)。
(8)創(chuàng)傷是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型創(chuàng)傷防護(hù)裝置、生命急救系統(tǒng)是未來(lái)生 物醫(yī)學(xué)工程的重要課題。
(9)即將迎來(lái)的21世紀(jì)是分子生物學(xué)時(shí)代,有關(guān)分子生物學(xué)的診療新技術(shù)將快速發(fā)展,遺傳 、疾病基因診療技術(shù),生物技術(shù)和微電子技術(shù)相結(jié)合的DNA芯片、雪白芯片和診療系統(tǒng)將被 廣泛應(yīng)用。
(10)空氣污染、環(huán)境污染嚴(yán)重危害著人類健康,研究和開(kāi)發(fā)勞動(dòng)保護(hù)、家庭保健、個(gè)人防護(hù) 用的人工氣候微環(huán)境是未來(lái)不能忽視的問(wèn)題。
1997年我國(guó)發(fā)布了關(guān)于衛(wèi)生工作改革與發(fā)展的決定,提出了奮斗目標(biāo):“到2000年,基本實(shí) 現(xiàn)人人享有初級(jí)衛(wèi)生保健”,到2010年國(guó)民健康的主要指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到或接近世界 中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平,在欠發(fā)達(dá)地區(qū)達(dá)到發(fā)展中國(guó)家的先進(jìn)水平。1999年國(guó)家科技部召開(kāi)了“ 發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)戰(zhàn)略研討會(huì)”,國(guó)家工程院開(kāi)展了有關(guān)發(fā)展我國(guó)醫(yī)療器械工業(yè)戰(zhàn)略研 究等,對(duì)推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展、落實(shí)創(chuàng)新工程戰(zhàn)略布置起著重要作用。20世紀(jì)人類與 疾病做斗爭(zhēng),在醫(yī)學(xué)診療技術(shù)上取得了重大成就;但面向21世紀(jì)的巨大挑戰(zhàn),我們要?jiǎng)訂T起 來(lái),調(diào)整政策,制定規(guī)劃,改革醫(yī)學(xué)研究教學(xué)的舊模式,發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)多學(xué)科交叉合作的優(yōu)勢(shì),創(chuàng)建全新的生物醫(yī)學(xué),為人民造福。
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