生物醫(yī)學信息技術全文(5篇)

[摘要]生物醫(yī)學是一門新興的學科，它是應用了生物學、醫(yī)學和生命科學的理論和方法而發(fā)展起來。隨著信息技術的高速發(fā)展，計算機科學已經深度參與和滲入到生物技術的研究之中了。生物醫(yī)學應用多屬于大規(guī)模計算密集型應用，而生物醫(yī)學研究中也越來越頻繁地涉及到大數據存儲和高性能集群運算需求技術，所以需要采用大規(guī)模的計算環(huán)境支持。

[關鍵詞]生物醫(yī)學；計算平臺；管理模式；運行與維護

近幾年，隨著生物醫(yī)學應用的飛速發(fā)展，大規(guī)模生物醫(yī)學應用計算平臺正從傳統(tǒng)的以計算集群為基礎的網格環(huán)境向高性能計算環(huán)境快速發(fā)展，以承載和支撐大規(guī)模生物與醫(yī)學為中心任務，充分利用其并行運算和大數據處理的能力，為大數據提供高效的處理和分析機制。

一、生物醫(yī)學計算平臺的有效管理

（一）生物計算平臺發(fā)揮的作用以及工作宗旨

其作為相對獨立的輔助部門存在，為教學科研提供保障，最大限度地發(fā)揮資源的利用率，提供一流的生物醫(yī)學計算和存儲等服務工作。因此，計算平臺是否能夠按需求服務，科研和教學用戶對平臺服務是否滿意，如何通過創(chuàng)建和創(chuàng)新服務而為生物醫(yī)學研究創(chuàng)造更多的價值等一系列問題，依然是需要關注的重點問題。

（二）生物計算平臺所面臨的建設、運營等主要問題

摘要：在信息化日益發(fā)達的時代，大數據也逐漸走入人們的生活中。基于大數據技術的挖掘和分析應運而生，在生物醫(yī)學研究和臨床診治中廣為應用，且發(fā)揮了重大作用。大數據為醫(yī)學研究和診療帶來便利的同時，也存在很多問題。在進行數據挖掘和分析過程中，一系列的信息安全問題和病患隱私泄露給生物醫(yī)學發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)和風險，也對生物醫(yī)學研究和診療的社會公信產生了沖擊。生物醫(yī)學依托大數據、安全智能和態(tài)勢感知技術，構建了一個基于大數據平臺的生物醫(yī)學信息安全管控系統(tǒng)。通過大數據技術對信息數據進行挖掘、大數據關聯(lián)分析、共享和展現，實現更為有效的監(jiān)督與管理。

關鍵詞：大數據；生物醫(yī)學；網絡信息安全；管控平臺；態(tài)勢感知

0引言

大數據技術的發(fā)展基于計算機技術、信息存儲方式、云計算和移動終端設備的高速發(fā)展與革新。人類社會從物質文明到精神文明的邁進，信息技術的發(fā)展功不可沒。大數據技術的運用給社會發(fā)展帶來了沖擊，正在逐漸走進千家萬戶，通過改變人們的生活方式為人們帶來了便利服務[1]。對于生物醫(yī)學領域而言，從提出研究人類基因組的項目以來，隨著基因組學、各種外科醫(yī)學等知識的快速積累，逐漸研發(fā)了很多實時、定量、定性分析的測試技術，大規(guī)模臨床研究日益增多，使得數據的生成和共享急劇增加。在這個大背景下，在大量數據分析和解讀過程中，隱私保護和信息安全問題成為了生物醫(yī)學中亟需解決的難題[2]。所以，在國家信息發(fā)展的戰(zhàn)略形勢下，亟需成立基于大數據的生物醫(yī)學信息安全管控平臺，建立完善的安全預警分析機制，應對新形勢下的人身安全與信息安全威脅因素。

1生物醫(yī)學信息安全管控平臺的發(fā)展現狀及需求

1.1發(fā)展現狀

21世紀，生物醫(yī)學迅猛發(fā)展，醫(yī)學科研和實踐中產生的大量醫(yī)學數據需要人們進行分析。因此，必須有一套完備的服務體系作為支撐。在信息的規(guī)整過程中，促使研究人員和臨床診斷醫(yī)生的思維方式發(fā)生了轉變，這種微妙的變化已從數據生產和數據積累轉變?yōu)閷祿M行深度的挖掘與分析[3]。新興大數據技術在醫(yī)學上的應用與分析，使得醫(yī)學研究、發(fā)展、疾病診斷與預防以及公共衛(wèi)生管理等有了長足的發(fā)展。任何事物都是一把雙刃劍，人們在享受大數據為提供便利的同時，不得不重視信息安全問題，信息安全問題與生物醫(yī)學研究存在諸多的矛盾[4]。在大數據應運而生的時代，患者的隱私保護問題成為了阻礙生物醫(yī)學發(fā)展的最關鍵因素。另外，這些隱患的泄露給生物醫(yī)學領域帶來了嚴重的影響，影響了個人及團體的生物醫(yī)學研究，很多患者在配合治療時個人信息得不到很好的保護，讓不法分子有了可乘之機，對社會造成了極其惡劣的影響?？偟膩碚f，大數據+醫(yī)學是生物醫(yī)學發(fā)展的必然趨勢。大數據技術已廣泛的運用到生物醫(yī)學的諸多方面，逐漸影響著醫(yī)學的發(fā)展。大數據技術能讓紛繁復雜的數據簡單，但是，必須要確保信息的安全。

1明確專業(yè)方向和目標

由于生物醫(yī)學工程專業(yè)是新興發(fā)展起來的新學科，大眾缺乏對其的了解，因此實際工作中我們發(fā)現，部分考生報考專業(yè)時帶有盲目性，往往對專業(yè)的名稱產生誤解，致使入學后發(fā)現專業(yè)與自己所期望的不符而產生迷茫和厭學的狀況；另外，由于全國的生物醫(yī)學工程專業(yè)畢業(yè)生比例較小，社會知名度不夠高，學生入校后也容易產生消極心理，不知道學了有什么用，將來到哪里就業(yè)等等疑問，因此我們除了加大宣傳力度，在招生時將學科的發(fā)展規(guī)劃、課程設置、社會需求等作大力宣傳，使學生真正了解專業(yè)的定位而根據自己的興趣和特長選擇報考外，更注重對入校后學生的思想教育，如定期開展一些交流活動，請一些專業(yè)領域的專家學者作學術報告，使學生了解生物醫(yī)學工程領域的前沿發(fā)展方向；邀請已經畢業(yè)的生物醫(yī)學工程專業(yè)的本科生、研究生以及博士生等與同學們座談，了解他們現在從事的職業(yè)、研究的內容等，提供給學生一個發(fā)展的目標和方向；帶領學生到一些與生物醫(yī)學工程產業(yè)緊密相關的公司、企業(yè)、醫(yī)院等參觀，組織學生參加深圳每年一屆的醫(yī)療器械博覽會，讓他們通過實地感受和了解，從而熱愛生物醫(yī)學工程專業(yè)，增強信心，也極大提高了學習興趣，學習更有了動力和目標。

2合理設置專業(yè)課程

我們堅持“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的人才培養(yǎng)模式[1]，要求學生在學習期間能接受先進的理論和技術，培養(yǎng)較強的分析、解決問題能力。課程設置除學校規(guī)定的政治理論、外語等公共課程外，專業(yè)課程分為四條主線：1）醫(yī)學儀器與生物醫(yī)學信號處理，還包括：電子技術、電路分析、信號與系統(tǒng)、數字信號處理、數字圖像處理、醫(yī)學圖像處理等；2）微機原理及其應用，還包括：單片機（ARM、MCU、DSP）技術、算法語言、網絡技術、計算機在生物醫(yī)學中的應用等；3）醫(yī)學基礎知識，包括：解剖與生理學、臨床醫(yī)學概論等；4）生物醫(yī)學工程專業(yè)課程，包括：生物醫(yī)學測量、醫(yī)學傳感器原理及應用、生理系統(tǒng)建模與仿真、醫(yī)學成像技術、生物力學、生物材料等，以醫(yī)學儀器與信息為主軸，兼顧力學、材料等其他主干領域，滿足涉及面廣的生物醫(yī)學工程綜合人才培養(yǎng)的要求，讓學生在接受多方面全方位專業(yè)基礎教育的同時，也可以根據自己的喜好選擇在感興趣的領域繼續(xù)深造。

3開展教學改革生物醫(yī)學工程專業(yè)注重培養(yǎng)復合通用型的應用人才，這就要求我們在教學過程中必須方式多樣，注重培養(yǎng)學生的實踐能力。

3．1采取多種教學方法

改變過去單純的“教師講、學生聽”的注入式教學方式，轉變?yōu)椤皩W為主，教為導”的方法，課堂多以啟發(fā)式、討論式教學[2]。這樣可以活躍氣氛，教會學生自己學習、自己思考、自己發(fā)現的能力。

1引言

生物醫(yī)學工程（biomedicalengineering，BME）是應用自然科學和現代工程技術的原理與方法，多層次研究人體結構、功能及其生命現象，研究用于防病、治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的制品、材料、裝置和系統(tǒng)的交叉性邊緣學科。其主要的特點是多學科交叉、理工醫(yī)結合，工程性和實踐性很強。在軍醫(yī)大學這樣的醫(yī)科院校中培養(yǎng)工程技術人才，必須要改變原有培養(yǎng)醫(yī)科學生的模式，采取適應工程技術人才培養(yǎng)特點的教學體系，突出工程性，強調實踐性教學。改變現有實踐教學模式，構建新的實踐教學體系，是生物醫(yī)學工程專業(yè)建設和人才培養(yǎng)中需要體現的重要內容[1]。

2生物醫(yī)學工程專業(yè)學員創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的探索與經驗

我校生物醫(yī)學工程專業(yè)五年制本科人才培養(yǎng)的目標是：“面向我軍衛(wèi)勤保障的需要和軍事醫(yī)學的發(fā)展，培養(yǎng)具有生物醫(yī)學、電子技術、信息技術和軍事醫(yī)學電子衛(wèi)生裝備等專業(yè)知識，具備將生物醫(yī)學與電子信息技術相結合的能力，能夠從事軍事醫(yī)學電子衛(wèi)生裝備研究、設計、管理、使用和維修工作的高級工程技術人才?！庇捎谖倚Ｉ镝t(yī)學工程專業(yè)的培養(yǎng)方向是生物醫(yī)學電子工程，這是一門科技含量高、技術密集、應用性強的學科，其基礎理論、創(chuàng)新探索都必須依賴實踐來驗證。因此，實踐教學占據著戰(zhàn)略性地位，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關鍵環(huán)節(jié)。根據我校生物醫(yī)學工程人才培養(yǎng)目標，突出工程特性，培養(yǎng)具有電子技術創(chuàng)新精神和實踐能力的人才是該專業(yè)建設的基本任務，學生的綜合素質和創(chuàng)新能力不僅需要通過基礎理論和專業(yè)理論的學習來培養(yǎng)，更要通過實踐教學各個環(huán)節(jié)來鍛煉，以使學員不斷提高創(chuàng)新實踐能力并將所學理論知識和實踐技能應用于實際醫(yī)學問題的解決中。我們主要采取了以下做法：

2.1注重基本實驗技能訓練，重組課程實驗教學內容

電子技術與信息技術教學包含了一系列課程（電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統(tǒng)、數字信號處理、傳感器原理、醫(yī)學電子儀器等等），對這些課程的實驗項目進行精選、整合、改造，實現以基礎性實驗、綜合性實驗教學模塊為基礎的分層遞進的實驗教學內容。對現有的實驗進行優(yōu)化整合，主要目的是配合理論教學，使學生熟悉理論知識和掌握基本實踐技能，提高教學效益，在不增加現有實驗課學時的前提下，適當開設綜合性實驗。

2.2培養(yǎng)綜合運用知識能力，強化綜合性設計性實驗

一、生物醫(yī)學工程學科特點

生物醫(yī)學工程學科是運用現代自然科學和工程技術原理與方法,從工程學的角度研究生物體(特別是人體)的結構、功能及其相互關系,揭示生命現象、探索生命本質,研究和開發(fā)用于防病治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的人工材料、制品、裝置、系統(tǒng)和工程技術的一門綜合性學科[1],是理工類學科與生物醫(yī)學學科深度交叉、高度融合的邊緣性學科,所涵蓋的領域十分廣泛,具有“覆蓋廣、交叉深、發(fā)展快、變化多”等其他學科不具有的特點。根據研究側重點,生物醫(yī)學工程學科可分為信息技術型、材料技術型、生物技術型、生物醫(yī)學研究型、醫(yī)療器械產業(yè)型、臨床生物醫(yī)學工程、軍事生物醫(yī)學工程等7類[2]。當前討論和研究的熱點領域主要有:生物醫(yī)學材料、生物力學、醫(yī)療信息技術、生物芯片與傳感技術、組織工程及再生醫(yī)學、介入醫(yī)學工程、醫(yī)療器械等7個方面[3]。

二、醫(yī)科院校生物醫(yī)學工程學科專業(yè)教育現狀分析

高等醫(yī)科院校生物醫(yī)學工程學科和臨床醫(yī)學結合緊密,醫(yī)學大背景很深厚,具備豐富的醫(yī)學類學科教學資源和優(yōu)越的臨床設備實踐條件等優(yōu)勢,但同時因學科體系不完善、教學師資力量比較薄弱、專業(yè)實驗室建設投資大等影響因素,一定程度上制約了生物醫(yī)學工程學科專業(yè)的高效快速發(fā)展。

1.理工學科體系不完善。生物醫(yī)學工程專業(yè)學科涵蓋面非常廣,廣到什么程度呢?可以用四個字形容———“包羅萬象”,如果用“學科頻譜”來描述學科涵蓋面寬度,生物醫(yī)學工程無疑是88個一級學科中“頻譜寬度”最寬的學科。目前大多數開設生物工程學的高等醫(yī)科院校,物理、數學、化學等基礎學科相比理工科院校比較薄弱,而且缺乏材料、自動化等重要工程學科的有力支撐,這些支撐學科的缺少會導致相應課程設置不完善以及綜合性實踐訓練平臺缺乏,學生無法系統(tǒng)地學習工程類課程,得不到系統(tǒng)扎實的工程技術訓練,影響人才培養(yǎng)目標的整體實現。

2.復合型師資比較缺乏。要實現培養(yǎng)醫(yī)工結合與交叉的復合型高級工程技術人才目標,首先需建設一支醫(yī)工結合與交叉的復合型師資隊伍方陣。在高等醫(yī)科院校,生物醫(yī)學工程專業(yè)師資隊伍中具有理工科教育背景和醫(yī)學教育背景的教師比較多,而既懂醫(yī)學又懂工程技術,能將工程技術與醫(yī)學需求緊密結合起來的復合型、交叉型、融合型師資比較缺乏,教師隊伍知識結構普遍不夠合理,與各相關學科交叉融合能力弱,這些現狀一定程度上影響了課程體系構建以及教學質量和人才培養(yǎng)質量。

3.創(chuàng)新能力培養(yǎng)不扎實。生物醫(yī)學工程專業(yè)85%以上的基礎課和專業(yè)(基礎)課程都要開展實踐教學,必須建設相應的實踐教學平臺,這些實驗室建設要求高、儀器設備多、投入大,部分院校在生物醫(yī)學工程專業(yè)課程實驗條件建設經費投入不足,單獨開設的實驗課程比較少,實踐教學體系不夠完善;課程標準中演示性、驗證性等基礎性實驗設置比較多,而綜合性、設計性實驗設置比較少[4];缺乏“大學生電子設計創(chuàng)新基地”等綜合性實訓實驗硬件軟件平臺和組織管理經驗;學生規(guī)模小,缺少其他理工科學科支撐,組隊參加全國大學生電子設計競賽、全國大學生挑戰(zhàn)杯設計競賽等活動較為困難。