理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践

对理工科院校生物医学工程专业本科人才培养模式与特色进行了探讨,介绍了国内主要理工科院校的培养目标、特点和各自优势。根据教学资源优势,培养能利用工程学手段,解决人类生命及健康问题的研究和应用型人才,是理工科院校生物医学工程专业人才教育的重要目标。一方面,充分利用理工科院校在工程学科方面的优势;另一方面,根据学科的交叉性与涉及领域的广泛性,密切跟踪学科的发展与社会需求变化,从而培养高素质的复合型高级专业科技人才。在生物医学工程专业特色建设方面,各高校秉承各自的特色学科方向,以科研带动教学,以教学促进科研,科研与教学并重。结合华南理工大学生物医学工程专业的教学实践,重点讨论生物医学工程专业本科人才培养的模式改革与课程体系建设问题。重点体现于:注重生物医学工程学科鲜明的交叉复合特性,专业人才培养日趋国际化,按学生特点实行分流机制与个性化培养,尤其重视学生创新、创业和实践能力的培养,加强本、硕、博三阶段的连续性,积极推行教学方法、手段的改革。

生物医学工程专业创新性人才培养的探索与实践

介绍了我国生物医学工程教育的现状,分析了创新性人才培养的必要性,从人才培养的模式、试验基地的建设、教学与教材的改革、师资培训及参加科研项目等方面,阐述人才培养模式的探索及实践。

生物医学测量与仪器课程网络化教学的探索与实践

随着现代医学技术的不断发展,"生物医学测量与仪器"作为生物医学工程专业的主干专业课程之一,传统教学模式已不能满足教学需求,网络化教学成为一种趋势。就此从课程信息教学平台的建设、网络化教学模式的设计等方面对如何开展生物医学测量与仪器课程的网络化教学进行了探讨和实践,取得良好成效。

数字化医疗的发展与医学工程人才培养

数字化医疗技术的迅速发展,带来了新一轮的医疗模式改革,进一步带动了生物医学工程产业及教育的发展。本文首先介绍了数字化医疗发展的三个方向,然后阐述了医学工程技术人才培养的现状及今后发展的一些建议。

加强实验实践教学体系建设 培养理工科综合型人才

为了向新兴的生物医学工程产业输送严谨求实的学术型人才、专业扎实的研究型人才、有创新实践能力的交叉学科人才,我校生物医学工程专业不断加强本科实验实践教学体系建设,逐步构建一个具有交叉学科特色的、规范化与开放式相结合、可持续发展的专业实验实践体系,可为理工科综合型专业人才的培养提供良好的教学实验和科研实践环境,对促进生物医学工程产业快速、持续地健康发展具有重大的社会意义和经济价值。

基于蓝牙技术的无线移动监护系统

介绍基于蓝牙技术设计实现的一种无线移动监护系统,研制的该系统可实现多种生理参数的远程移动监护,具有使用方便、成本低、可靠性好、抗干扰能力强等特点。

左心循环系统的建模与仿真

将左心模型与四元件的动脉系统Windkessel模型耦合,构成左心-动脉系统交互的左心循环系统模型。模型包括左心房、左心室、二尖瓣、动脉瓣和动脉系统,实现了对左心循环系统的血流动力学模拟。应用状态空间法和SIMULINK框图模型法两种技术和MATLAB工具,进行了数学建模和数值计算,具有模型直观、容易实现、方便调节参数等优点。应用这一仿真模型,可以对左心室容积、血压及主动脉血压和血流等进行动态模拟。仿真结果与生理实际情况相符。

基于Android系统的生理数据蓝牙传输技术

目的:本文建立基于Android智能系统的生理参数移动监护系统,实现生理数据从监测模块向智能手机端传输。方法:在生理参数检测端增加蓝牙传输模块,将检测端采集到的心电等生理数据发送至Android系统智能手机端,智能手机端利用Android蓝牙API开发类,对手机端蓝牙实现打开蓝牙、搜索附近蓝牙设备等基本操作,再利用Socket连接,实现数据传输。同时手机端利用界面编程类,实现心电图界面显示,利用文件操作类实现数据存储和初步的心率计算,最终实现心电等生理参数的接收、显示、心率分析以及传输。结果:Android系统智能手机端接收蓝牙模块发送的心电数据,绘成实时心电图表,绘制在手机屏幕上,并对心电数据进行初步分析,计算得到心率值,显示在手机屏幕顶端,若心率值偏高或偏低,则发出语音报警信息。该系统演示了生理数据的传输过程,实现了蓝牙接口的数据传输控制技术。结论:本文立足于移动医疗监护系统,实现了多生理参数在Android系统中的蓝牙接口传输控制方法,该技术应用前景广泛。

基于NIOSⅡ软核处理器和USB2.0的医学图像压缩和传输

目的:为了进一步探讨医学图像的压缩与高速传输的问题,本文在NIOSⅡ软核处理器下进行医学图像压缩与传输的软硬件协同设计的研究。方法:采用Altera公司开发的基于SOPC技术的NIOSⅡ嵌入式处理器,完成一个医学图像压缩以及高速传输系统。整个系统硬件部分主要包括大容量FPGA芯片、Cypress公司的EZ-USB FX2 Cy7C68013芯片以及外围存储器。采用适合FPGA实现的行列分解的方法,将复杂度高、消耗时间多的2D-DCT部分实做成IP核形式即硬件实现,并根据硬件电路实现的特点进行优化;通过NIOSⅡ定制指令的方法来调用此硬件加速部分提高整个算法的运行速度;采用USB2.0接口来完成图像数据的高速传输。结果:通过对照,我们发现系统取得良好的压缩效果,基本上不影响医学诊断。结论:该系统性价比高且能在短时间内以较低的成本实现,其使用新的技术新的方法给医学仪器设计领域带来一个新的亮点。

基于ISD4004的红外遥控医院语音播报系统的设计

目的:设计一种红外可遥控的医院语音播报系统,用于医院智能化语音播报服务。方法:利用单片机AT89S52和红外遥控模块控制ISD4004语音芯片来实现医院语音录制和播报。在简单分析ISD4004单片语音芯片工作原理的基础上,通过系统功能模块各部分的连接及软硬件设计,实现数字化语音的存储和回放以及语音播报的智能化和自动化。结果:利用ISD4004语音芯片,构建了基于红外遥控的医院语音播报系统。结论:提供了一个低成本、高性能的自动循环医院语音播报的解决方案,实现了医院语音服务的智能化和自动化,满足了医院人性化语音服务的需要。

医学电子仪器课程改革研究与人才培养的探索

目的:根据医学电子仪器课程自身的特点及最新的技术发展情况,进行课程改革及人才培养模式的研究。方法:首先介绍了我国生物医学工程教育的现状,重点阐述了医学电子仪器课程改革的目标及具体实施,最后对人才培养模式提出一些建议。结果:通过课程改革研究及人才培养模式的探索,取得了一定的经验,但是还必须坚持不懈地将教学改革及创新进行下去,争取早日形成本专业的特色及优势。结论:专业课程改革及创新性人才培养模式的研究,对于推动专业及课程的发展是非常有益的。

基于ZigBee的无线传输脉搏检测系统设计

目的:设计了一种基于ZigBee技术的无线传输脉搏检测系统。方法:由CC2430控制单元将脉搏传感器采集到的人体浅表动脉处的搏动信号通过模拟电路的预处理,经数模转换后得到数字信号,再将转换后的数字信号传给控制和显示单元中的信息处理单元,进行处理和显示,同时将数据通过ZigBee无线通讯单元发送到上位机,由上位机存储数据,供医护人员检索和回放。结果:实验表明,此系统能够对人体的脉搏信号进行实时采集,同时可通过ZigBee无线网络进行实时、安全、可靠的通信。结论:该检测系统通过运用ZigBee无线通信技术,可以通过人体随身携带的无线终端采集到脉搏数据,使采集系统具有移动性,因此能广泛适用于健康运动监测、医院移动监测等领域。

穿戴式社区医疗健康监护系统的设计

目的:设计一种新型的穿戴式社区医疗健康监护系统。方法:系统由穿戴式生理信号检测、无线数据传输和中央信号处理等3部分组成,采用了穿戴式检测、Zigbee无线通讯等新式研究技术。结果:把采集到的信号通过Zigbee无线网络上传至社区医疗监护系统终端,进行信号的处理、显示和预诊断,并具备紧急报警的功能。结论:实验表明,此系统能够对人体的生理信号进行实时采集同时通过Zigbee无线网络进行实时、安全、可靠的通信,适用于健康运动监测、医院移动监测等领域。

《医学图象处理》网络教学平台的建设

目的:进行《医学图象处理》网络教学平台的设计,推进网络资源的有效应用。方法:根据医学图象处理课程的内容及特点,利用网络教学平台,进行课程资源建设,并积极探索课程的教学模式,开展基于网络环境的教学改革试验,重点研究基于网络环境的课程教学模式、教学设计、教学策略、教学效果与教学评价等问题。结果:基本完成了《医学图象处理》网络教学平台的建设。结论:基于网络的教学平台,可以极大地提高教学效率与教学质量,加强学生掌握知识与应用知识的能力。

医学影像类课程教学模式探索

目的:探索医学影像学类课程的教学模式与新方法 ,改善课程教学效果,培养学生学习兴趣、提高实践能力。方法:将理论与实践相结合,实行三类三阶段案例教学法,强化实验教学,重视实践教学,聘请行业专家上讲台授课;进行研讨教学,增加学生的参与度,增强师生之间的交流与互动;充分利用计算机网络技术与教学在线平台,实现资源共享,开展实时交流讨论、答疑辅导、作业、测验和考试、信息反馈、教学和学习效果评估等。结果:探索并总结了以学生为中心、强化学生参与度的多种教学模式与方法,建立了教学在线网络化课程教学平台,实施课程教学。结论:教学实践与教学反馈证明,该教学模式能显著改善教学效果、提高教学质量。

基于ZigBee的ICU病房实时监护系统设计

目的:研究设计一种基于ZigBee无线技术的ICU病房实时监护系统。方法:对该系统的结构和功能进行分析、设计,阐述了生理数据采集及无线传输模块、监护基站和监护中心站的功能设计,并介绍了实现该系统的开发环境及关键技术。结果:该系统采用ZigBee无线技术,可方便患者的治疗,且监护基站和中心站可有效辅助医生诊断治疗。结论:该系统以ZigBee无线通信技术作为生理参数采集的通讯技术,非常适合组建ICU病房监护的前端无线传感网络,可以大大减少危重患者身上的电缆连线,便于对患者进行各种治疗,且该系统的监护基站和中心站可全面、准确记录患者生命体征、医疗、护理情况,方便监察病情的进展,提供医疗、护理策略指导。

由DICOM医学图像文件获得设备无关位图的方法

目的:根据临床调查,DICOM3.0医学图像文件格式的解析及解决其显示问题是医学图像处理的基础,对医学影像技术的研究有重要意义。方法:首先针对DICOM3.0标准,系统分析了DICOM医学图像文件格式,主要阐述了文件信息头和数据元素的格式,提出了在Windows平台下利用线性调窗实现DICOM图像的DIB位图显示。结果:利用线性调窗成功实现了CT、MR图像的显示,同时针对默认状态下显示效果欠佳,采用手动调窗改善显示效果。结论:实验证明,该方法能较好地实现DICOM医学图像的显示,满足一定的临床需求,同时也为后续工作奠定基础。

基于JPEG2000的医学图像压缩

本文结合头部CT和MRI图像压缩,研究了JPEG2000标准和感兴趣区域(ROI)编码技术在医学图像压缩中的应用。通过计算峰值信噪比(PSNR),对编码后的图像进行率失真评价,进行了无损压缩和适当的有损压缩实验,并对JPEG2000标准和JPEG标准的应用效果进行对比。实验结果和分析表明,JPEG2000标准和ROI技术应用于医学图像压缩,对保证医学图像重要信息不失真,又能够提高压缩比,是一个优越的方案。

生物医学工程专业建设与人才培养模式探讨

结合生物医学工程专业特点,从多方面重点讨论了专业建设及人才培养的模式,以促进学科发展,培养出真正满足社会需求的专业技术人才。

ICU无线输液与监护系统的ZigBee网络

无线输液监护网络方便医生对重症病人实施各种诊疗操作,而且可以实时根据病情变化来及时调整输液治疗方案。本文构建了基于ZigBee的ICU无线输液监护系统,包括集成生理参数检测及无线收发功能的微型化传感器通信模块、星型躯域传感网、床边输液监护基站、护士中央服务器。临床实验对多个病人的心电、脉搏、血氧、呼吸四个生理参数进行连续24小时无线监护并反馈输液控制。结果表明,该网络具有稳定性高、抗干扰能力强、功耗低等特点。该研究创造性地利用ZigBee无线通信技术构建输液监护系统,打破传统的ICU诊疗模式,提高了医疗水平及对重症病人的诊疗质量。