基于醫工融合的生物醫學超聲技術課程建設及實踐研究

劉紅+呂丹+程海憑

摘 要 生物醫學超聲技術是生物醫學工程專業的一門專業核心課程，其綜合了超聲物理學、電子學、計算機學、臨床醫學等多門學科。傳統的工學授課方式很少結合臨床診斷，僅從原理和電路開展教學。通過教材、實訓條件、教學方式、師資培養等幾個方面的建設，進行醫工融合課程建設的探索，使教學更具針對性和實用性。

關鍵詞 醫工融合；生物醫學超聲技術；問題為導向；課程建設

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）16-0095-03

Abstract The course of biomedical ultrasound technology is a profe-ssional core course for the major of biomedical engineering， it is a multi-discipline combination which covers ultrasound physics， elec-tronics， computer science and clinical medicine. Traditional engi-neering teaching method concentrated on the physical principle and circuit analysis， but rarely involved any clinical diagnosis. This paper focused on the practice of curriculum construction based on combi-nation of medical-engineering， involving teaching materials， trai-ning condition， teaching methods， and teacher training. These mea-sures ended with more pertinence and practicability in teaching.

Key words combination of medical-engineering； biomedical ultra-sound technology； problem oriented； curriculum construction

1 前言

醫用超聲設備作為典型的影像類設備，因其價格低、無輻射、應用廣等特點，是現代醫學不可替代的醫用產品，也是城鄉醫院普及率最高的醫療電子產品。生物醫學超聲技術課程結合現代超聲物理學、電子學、計算機學、臨床醫學等多門學科，是生物醫學工程專業、醫學影像專業學生必修的專業核心課程。

傳統學院的超聲設備課程，以超聲物理為基礎，從電路的角度對超聲發射、接收、處理、顯示等幾個方面開展教學，這種基于知識點的教學方式很難激起學生的學習熱情。同時，由于授課教師缺乏臨床經驗或思想上不重視結合應用，學生對超聲設備的臨床應用知之甚少。而醫學院校的超聲課程，通常以疾病的命名、臨床表現、聲像圖表現、診斷與鑒別等順序展開，對設備的結構、參數設置的原理、圖像調節之間的關系幾乎沒有專業認知。這是大學課程醫工脫節的一個普遍現象。

探索新型教學方式，開展教育資源建設，融合醫學需求和工學特色，是現代醫學院校教育的一個迫切需求。本文將從市場分析、課程設計及實驗項目等方面，探索醫工融合課程的建設方案。

2 開展醫工融合的超聲課程建設，符合市場及專業的需求

生物醫學超聲技術課程建設符合市場人才需求 隨著生活水平的提高，人們對健康的重視程度不斷加大，加快了醫院及相關單位對B超設備的需求量。據智研咨詢發布的《2016—2022年中國醫用超聲設備行業分析及市場深度調查報告》，2014年，全球醫用超聲診斷設備市場規模已達62億美元，預計2019年，規模將達74億美元。市場的迅猛發展，帶動了對具有超聲專業知識的人才需求。生物醫學超聲技術課程的開設將為生物醫學工程專業學生的發展打好基礎。

生物醫學超聲技術課程建設符合臨床醫學需求 超聲診斷設備是利用超高頻聲波（20 KHz以上）對人體進行無損傷檢查的一種醫用成像診斷儀，其利用超聲波反射強度與圖像灰度之間的轉換，可清晰地顯示人體組織、器官、胎兒的圖像。在國內老齡化加深、疾病發病率提升等趨勢下，超聲診斷的剛性需求增大。同時，隨著超聲醫學和計算機技術的不斷進步，超聲檢查在臨床各個領域得到應用。超聲醫學已從傳統的二維及彩色多普勒技術，發展到目前三維、四維成像技術，諧波成像技術，彈性成像技術及實時造影技術，超聲技術得到多方面的發展。

臨床上對超聲醫生的專業水平要求日益提高，僅以醫學知識為背景的超聲認知已不能完全滿足診斷的需求，了解醫學設備基礎也是醫生的一項必備技能。

生物醫學超聲技術課程建設符合專業知識結構需求 從培養方案看，生物醫學超聲技術課程是集醫學成像技術與醫學電子儀器構成原理兩大專業知識背景，以人體解剖學、電路原理、模擬電子技術、數字電子技術等課程為基礎，并行于醫學儀器應用與設計、生物醫學傳感器等課程的專業課程，如圖1所示。可見，生物醫學超聲技術課程在生物醫學工程專業培養體系中具有重要地位。

本課程的建設將從超聲設備的特殊性出發，利用真實超聲設備進行設備原理及電路分析，通過PBL教學方式，使學生掌握超聲臨床技能。

3 總結經驗，探索課程改革方式

上海健康醫學院超聲課程教學組從教學資源、教學方法、師資隊伍三個方面入手，有步驟、有重點、有針對性地進行醫工融合生物醫學超聲技術課程改革探索。

教學資源建設 目前，國內針對超聲成像技術的教材并不多，已有教材所著技術相對落后或偏重于理論。為了突出學校培養學生專業能力、綜合思維能力和應用能力的要求，課程組結合市場先進技術及發展趨勢，邀請企業一線的技術骨干和醫院的超聲科主任共同參與教學資源的建設，包括教材、實訓設備、實訓講義等。以典型的超聲成像設備為主線，融合聲學基礎知識、電子技能、臨床應用及市場發展等方面，使之成為具有醫學院生物醫學工程專業特色的教學資源庫。endprint

圖2是學校與國內知名超聲企業合作開發的實訓平臺。該平臺以市場上的典型數字B超的內部電路板為載體，能完全實現B超的各項診斷功能。同時與實訓教材配套，設置相關的信號采集點，學生可以通過軟件設置參數，采集信號，并分析信號的變換與圖像變換間的關系。與傳統的實驗相比，更具有實用性和先進性，使學生的技能符合市場的需求。

教學方式改革 問題為導向的教學模式在超聲課程教學中應用，以臨床的聲像圖為起點，分析對設備顯像的要求。以圖像的顯像需求為出發點，設置設備參數，延伸到設備的指標及電路結構，最后反饋到聲像圖，解決臨床需求。課程內容豐富，教學目的明確，將有效地調動教與學的積極性。

以超聲換能器原理知識點的教學為例，教學的開展從患者的臨床表現及需求開始，依次按照醫生的工作習慣，如探頭的選擇、病人體位、儀器參數的設置、圖像的顯示流程，貫穿探頭的分類、探頭結構、頻率與圖像、超聲場分析、圖像分辨率等知識點，如圖3所示。

由于課時限制，在超聲課程的臨床技能方面，教學過程中采用PBL教學模式。課堂上通過創設真實的問題情境，以學生小組為單位學習，要求學生課下自己去學習、尋找學習方法，提出實驗方案。結合本科教學激勵計劃，開放夜間實驗室，配備專業教師指導。學生通過課下的練習，掌握超聲的操作技能，培養學生的臨床認知。

教師隊伍的建設 課程將采取請企業和臨床專家進校培訓或派教師到企業和醫院學習的方式，使教師對設備的技術和臨床應用有較為深刻的認識。通過到企業、醫院進行業務進修或聘請專家來校指導等，讓教師跟蹤超聲技術發展動態，學習超聲應用的趨勢，積累臨床應用經歷，提高實踐技能和技術開發應用水平。

4 結語

開展醫工融合的“生物醫學超聲技術”課程改革，是醫學院校生物醫學工程專業課程建設的探索。利用學校的優質教育教學資源，突破原有專業壁壘，使學生在臨床應用和工程技術兩個方面都融會貫通，加強學生的專業實踐技能，從而真正達到應用型本科教學的目的。

參考文獻

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