生物醫學工程發展現狀與未來發展方向范文

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［摘要］隨著越來越多的科學技術應用到疾病的診治中，現代醫學的發展正經歷著顛覆性的變革，人們對疾病的診治技術也提出了越來越高的要求，也愈發的苛求完美的治療效果，正是基于這樣的背景生物醫學工程被更多的臨床醫師和研究者們所重視，而在生物學、工程學及醫學的完美結合下誕生的介入超聲學技術則近乎完美的實現了人們對微創的追求，這些高端的微創診療設備是結合物理、工程、技術的綜合發展。本文首先簡要介紹生物醫學工程在醫學中的運用情況，然后結合我們的實際工作回顧生物醫學工程在臨床及介入超聲醫學中的研究進展和醫學生物工程在臨床工作中未來的發展前景。

［關鍵詞］生物醫學工程；介入超聲學；微創技術

生物醫學工程學是生物學、自然科學與工程學、醫學等多專業結合的典型的交叉性學科，研究內容涉及：探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機理，并通過相關技術手段對疾病提供診斷、治療、預防的有效方法。不久的將來，各種技術相互融合、現有技術的不斷演變、改進，新技術的發明、醫療整合及精準醫療的出現會更好的為人民的健康事業服務。未來醫學對于操作的微創性、精準性的要求會越來越高，生物醫學工程在醫學中的應用也越來越廣、越來越精，生物醫學的發展無疑會對醫學的發展展現其巨大的創造力和推動力。

1生物醫學工程在臨床中的應用及發展

1．1微創技術

“微創技術”始終貫穿于整個醫學發展，是醫學技術未來發展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創操作”的概念［1］。而“微創外科”的概念是在微創概念的基礎上出現的，其本質是腔鏡技術。相對于傳統開放手術，實則就是對患者采用最小創傷達到最佳治療效果的方法都歸“微創技術”，如介入超聲、介入放射、內鏡、腔鏡及微創化手術等。而這些微創技術創造、發明，都是在生物學、工程學及醫學等多學科的融合下完成的。

1．2內鏡技術

我國內鏡技術起步較晚，但發展較快，目前國內臨床工作中常用的是纖維內鏡。伴隨科學技術及醫學技術的不斷發展，內鏡和腔鏡技術都不同程度的得到進一步發展及完善，診療過程也越來簡便、微創化，是微創技術發展中最為全面和成熟的，如目前有更輕便的膠囊內鏡等，無處不體現生物醫學工程的重要性。

1．3腔鏡技術

腔鏡技術的發展在過去的20世紀80年代后期才有了質的飛躍，其中最為突出的是腹腔鏡技術的發展，自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術之后，腔鏡技術在國內發展迅猛，直到今天腔鏡技術廣泛應用于各個外科領域［2］，目前國際及國內更流行的有3D腹腔鏡及達芬奇機器人手術系統。

2生物醫學工程在影像及介入醫學的應用

2．1影像介入技術

隨著醫學技術的進步，影像學科也在不斷發展，尤其是透視引導下的微創技術更是發展迅猛。根據透視設備的不同，透視微創技術主要包括在X光／CT引導、超聲引導和MRI引導下開展的透視微創治療技術。而介入超聲因其設備輕便、操作簡便、無輻射等優點深受廣大醫務人員及患者的青睞。

2．2介入放射學

介入放射學技術是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應用的，此技術出現后就引起了世界醫學界的廣泛關注，從此，世界范圍內掀起了研究和應用的熱潮。其應用范圍也在不斷擴展。介入放射學因其創傷小、效果好等特點，世界范圍內絕大部分醫療機構都成立有不同規模的、單獨的介入科，介入治療在國內外已成為部分疾病的常規診治措施，甚至取代了外科手術。

2．3CT引導下的微創－數字技術與醫學的融合

生物醫學不僅在診療設備、三圍圖像重建及數字醫學等方面取得跨越式的進步，而且在診療模式也發生了根本性的改變，這些成果的取得恰恰是在計算機輔助下完成的［3］。主要體現為CT輔助的立體定位技術，例如CT定位引導下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。

2．4超聲引導微創技術

我國在半個多世紀前超聲學已應用于醫學臨床診斷，相對于其他醫學影像學，超聲有其諸多優勢（如無放射性、無創傷、費用低廉、設備簡單、報告迅速、便于多次隨訪等），而且還可以動態觀察機體或臟器情況，對體內病理改變比較直觀，故在超聲引導下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進行微創治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視，尤其在小腫瘤的治療優勢更明顯，其不僅代表了21世紀現代醫學發展的方向，而且還展現了其定位精準、療效顯著、微創安全的醫學發展模式。介入超聲學在臨床的應用使其成為最具發展潛力和學術活力的醫學科學體系。近10余年，由超聲科、醫學工程學科專家創立和發展起來的這門新型學科技術，正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫師所應用，這不僅使得介入超聲學得到更迅速的傳播和承認、在腫瘤及多種技術的綜合應用等方面取得重要進展，同時也體現了生物醫學工程在臨床中的重要地位。超聲引導下腫瘤的射頻消融術對探針的要求比較高，而目前對金納米材料的研究成了科學研究領域的一大熱點，并取得了很大進展。大量的研究結果表明，金納米材料具有獨特的光學、電學、熱學、化學等性質，在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機物的選擇性催化反應等領域有著巨大的優勢和廣闊的應用前景［4～7］。面對學科發展之迅速。要求我們必須努力發展新技術、開展新業務，同時也要求我們技術操作更科學、合理、規范、個體化［8］，而這些恰恰需要有生物醫學工程的參與，才能創造出更多、更精、更無創的醫療設備。

3生物醫學工程展望

3．1生物醫學工程學與其他學科的多學科合作

微創技術需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”，“會治病”更重要，這就要求我們必要要培養一種臨床思維模式，這正如我們需要通過“微創”在客觀上建立另一種臨床思維模式，即微創技術的創新－微創醫學的長遠發展［9］；在微觀上，借國家醫改大好政策，展望未來5～10年微創技術將會進一步發展及普及，如現有各種微創技術的全面、系統提升，以及不同技術間的融合及新技術的創新發展。但是，微創醫學發展到今天仍挑戰巨大，特別是學科之間競爭激烈，這些可以在醫療資源及專業主導地位的分配反映出來，故使我們不僅要更進一步加快學科建設、人才培養，而且要促使基礎、臨床及預防醫學和其他多個學科之間的合作，更進一步加快生物醫學工程在醫學中創造新方法、制造新設備的步伐，最終使各個學科受益，各個患者、醫生受益。

3．2醫療整合

近些年臨床各亞專科、亞專業的進一步細化，國內醫學的發展模式也是以“能分則分、能細則細”為主，這雖然在一定程度上提高了診療水平，同時伴隨的是醫學知識及診療實踐出現碎片化、機械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫頭，腳痛醫腳’的狀況以及未來醫學到底該如何發展？樊代明、郎景和等多名院士及著名醫學專家在2016年中國整合醫學大會的發言稱：實現醫學模式轉變不僅要進行醫學整合，而且未來醫學發展的方向，更需要我們為保障人類健康而具備新的臨床思維模式和新的醫學觀念，而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫學，前提必須是以人的整體為基礎，根據生物、心理、社會、環境的現實將各醫學專業目前國際最先進的知識和各專科最有效的治療加以有機整合，使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫學體系，醫療服務不僅使得心身并舉、防治結合，而且要達到醫養共進、人病同治的目的。國民全面健康，醫學發展必須要靠基礎醫學、臨床醫學、生物工程學及預防醫學等多學科整合，醫學又是自然科學、社會科學和人文科學等多學科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關的學科或科學都應該用來更好的為醫學服務，為人類健康服務。而生物醫學工程正是這樣一門學科。同時把各種先進知識、有效實踐經驗進行合理、不同程度的整合，使其更好的為人類健康服務，形成生命醫學高度融合的乘法效應。

3．3精準醫療

美國總統奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講，宣布美國正式啟動“精準醫學”研究計劃［10］。早在2011年，由美國科學院、工程院、國立衛生研究院及美國科學委員會就共同發出了“精準醫學”的倡議［11～13］。其最高規模4大研究機構的聯手倡議，為未來的醫學指明方向，代表精準醫學就是未來的醫學發展方向。醫學發展史上發展的3個里程碑分別是經驗醫學、實驗醫學和循證醫學。而過去的研究模式以試驗為主導的［14，15］，這不僅和臨床距離大，而且根本無法達到臨床需求。而以臨床為主導的新研究模式恰恰是目前所提出的精準醫學，精準醫療的發展必然要應用更精準的醫療儀器及設備，而精準設備及儀器的研發恰恰需要生物醫學工程與其他學科的融合［16］。展望未來，所有疾病的治療最終都將走向精準醫學，醫學的發展一定和生物醫學工程的“同呼吸、共命運”。

參考文獻：

［3］羅長坤．當前生物醫學發展特征及其對科技創新方式的啟示［J］．醫學與哲學，2014，35（1A）：1－4．

［4］張磊，劉曉燕，沈晶晶，等．納米顆粒在抗癌藥物可控靶向釋放中的應用［J］．化學進展，2013，25：1375－1382．

［5］曹豐晶，胡玉才，王卓，等．金納米顆粒在疾病診斷和食品檢測領域的研究進展［J］．中國材料進展，2012，31：31－35．

［6］凌萍，張旭光，涂或．納米金在腫瘤顯像與放射治療中的應用［J］．國際放射醫學核醫學雜志，2011，35：59－62．

［7］王亮，孟祥舉，肖豐收．負載型納米Au催化劑催化氧化反應的研究進展［J］．石油化工，2010，39：827－833．

［8］馬和平．微創介入放射學的臨床實踐與展望［J］．內蒙古醫學雜志，2006，38（6）：489－491．

［9］王永光．微創、微創外科與微創醫學［J］．中國醫刊，2004，39（1）：57－59．

［10］曾小峰，邁向精準醫療［J］．中華醫學信息導報，2015，30（15）：11．

作者：張瑞敏 單位：包頭市第四醫院