大數(shù)據(jù)時代的智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)建設(shè)

廖文喆

（河北工業(yè)大學(xué)人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院，天津 300401）

國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》《健康中國2030規(guī)劃綱要》和科技部《“十三五”醫(yī)療器械科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等，提出未來15年內(nèi)推進(jìn)健康中國建設(shè)的行動綱領(lǐng)，將人民健康放在優(yōu)先發(fā)展的地位，將高性能醫(yī)療器械確定為醫(yī)藥工業(yè)與醫(yī)療衛(wèi)生方面重大突破的領(lǐng)域之一。隨著大數(shù)據(jù)、醫(yī)療和人工智能領(lǐng)域的飛速發(fā)展，我國對傳統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域提出了新的要求，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)畢業(yè)生的培養(yǎng)出現(xiàn)了新的方向。智能醫(yī)學(xué)作為新興醫(yī)學(xué)方向的典范，以傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)，以醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)為骨架，以人工智能技術(shù)為連接點，以患者為核心。智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)診斷的基礎(chǔ)上，以大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)等新興技術(shù)作為支撐，將人工智能與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，探索人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，協(xié)同創(chuàng)新人機(jī)交互技術(shù)，將大數(shù)據(jù)、云計算和臨床患者相融合，探究生命與疾病的聯(lián)系與規(guī)律。培養(yǎng)可使用大數(shù)據(jù)等人工智能技術(shù)，輔助診療的醫(yī)學(xué)工作者，在掌握醫(yī)學(xué)知識的同時，兼具人工智能專業(yè)數(shù)據(jù)處理能力的高素質(zhì)綜合性人才。當(dāng)前醫(yī)學(xué)專業(yè)與人工智能專業(yè)是兩天互相平行的專業(yè)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使雙方有了大量的交集，兩個學(xué)科融合的結(jié)果是智能醫(yī)學(xué)專業(yè)，相較于傳統(tǒng)醫(yī)療工作者，智能醫(yī)學(xué)專業(yè)人才更善于利用大數(shù)據(jù)、云計算和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)解決醫(yī)療方面的問題，開創(chuàng)性以人工智能領(lǐng)域的技術(shù)幫助診療，引領(lǐng)醫(yī)學(xué)未來發(fā)展。

1 智能醫(yī)學(xué)專業(yè)面臨的問題

當(dāng)前國內(nèi)有關(guān)智慧醫(yī)療的市場，難以滿足人民的需求，市場提升空間較大，國際市場空間存在較大的潛力。較大空間的背后是人才的短缺，尤其對既具有醫(yī)學(xué)專業(yè)知識又兼?zhèn)淝把丶夹g(shù)能力的人才的渴求，人才缺口達(dá)到上千萬。智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一個交叉和綜合的學(xué)科，對學(xué)生的要求較高，本專業(yè)的專業(yè)性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)，導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法深入了解整個行業(yè)，未培養(yǎng)出良好的科研素質(zhì)和動手能力，當(dāng)學(xué)生將專業(yè)知識與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，會存在一些問題。

（1）專業(yè)性。

目前國內(nèi)相關(guān)智能醫(yī)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)體系中，會將著力點放在電子類專業(yè)上，醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)知識較少，缺少醫(yī)學(xué)類專業(yè)培養(yǎng)，大量的電氣、信息、自動化類型的知識，導(dǎo)致國內(nèi)智能醫(yī)學(xué)畢業(yè)生在培養(yǎng)過程中，與電子信息專業(yè)畢業(yè)生并無較大差別。部分畢業(yè)生在就業(yè)和升學(xué)的過程中，無法區(qū)分自身與其他電氣、自動化、信息專業(yè)的學(xué)生，無法發(fā)揮本專業(yè)的特點，難以判斷自身立足點是醫(yī)學(xué)還是其他專業(yè)。

（2）行業(yè)性。

在進(jìn)行學(xué)生培養(yǎng)過程中，忽略了行業(yè)發(fā)展對本專業(yè)的影響，未將行業(yè)需求和學(xué)生培養(yǎng)相結(jié)合，學(xué)生無法系統(tǒng)、綜合了解整個行業(yè)，無法明確自身在行業(yè)中的位置，將主要培養(yǎng)的醫(yī)學(xué)和次要的人工智能相隔離。

（3）體系性。

目前部分相關(guān)醫(yī)學(xué)專業(yè)均與電氣、信息等專業(yè)交叉融合，將自身培養(yǎng)的重點放在交叉融合的部分，但國內(nèi)目前并沒有相關(guān)的儀器設(shè)備可供選擇，導(dǎo)致學(xué)生的培養(yǎng)方向過程中，智能醫(yī)學(xué)學(xué)生與電子類、電氣類使用相同的儀器設(shè)施和課程教材，培養(yǎng)體系偏離了醫(yī)學(xué)培養(yǎng)，使課程體系的思路不明確。

（4）發(fā)展性。

畢業(yè)生就業(yè)和升學(xué)的情況反映出了培養(yǎng)情況，只培養(yǎng)了一批智能醫(yī)學(xué)畢業(yè)生，學(xué)生在入職后，需要企業(yè)經(jīng)過長時間的繼續(xù)培養(yǎng)，才符合崗位需求，升學(xué)成為研究生后，無法立即進(jìn)行研究生學(xué)習(xí)，需要一段時間適應(yīng)科研學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容。

需要建立一整套智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的課程體系，通過課程、試驗、實習(xí)和畢設(shè)等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)出具有專業(yè)性、行業(yè)性、體系性和發(fā)展性的高水平人才，為智慧醫(yī)療領(lǐng)域輸送后備力量。

2 智能醫(yī)學(xué)工程課程建設(shè)目標(biāo)

智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是滿足國家發(fā)展規(guī)劃的新興交叉學(xué)科，立足于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和醫(yī)學(xué)，發(fā)展數(shù)據(jù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，在智慧醫(yī)療、智能養(yǎng)老、人機(jī)交互等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會，打造新的經(jīng)濟(jì)增長點。可與醫(yī)工相結(jié)合，探索新的發(fā)展方向，將人工智能相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，培育綜合性人才。

2.1 師資隊伍建設(shè)目標(biāo)

河北工業(yè)大學(xué)智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)共20門核心課程，主要教師組有26位老師，全部具有碩士及以上學(xué)歷，其中24位具有博士學(xué)位，16位老師曾出國留學(xué)或訪學(xué)。最近三年在本領(lǐng)域內(nèi)拿到教改項目15項，科研項目22項，了解本領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)發(fā)展方向和先進(jìn)技術(shù)。

2.2 學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)堅持學(xué)校“工學(xué)并舉”辦學(xué)特色和“興工報國”辦學(xué)傳統(tǒng)，培養(yǎng)適應(yīng)國家政策和京津冀經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)對智能醫(yī)學(xué)人才的需要，具有全球視野、良好人文素養(yǎng)、團(tuán)隊合作精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，具有必備的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識、智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)知識和基本技能，具有較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、溝通協(xié)調(diào)能力的醫(yī)工融合的、智能醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具有河北工大特色的專業(yè)人才。可將電氣電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療信息大數(shù)據(jù)，如智能采集、智能分析、智能診療、臨床實踐等環(huán)節(jié)，可在醫(yī)療與健康智能產(chǎn)品制造相關(guān)行業(yè)、醫(yī)學(xué)相關(guān)研究院所、高校和綜合性醫(yī)院等事業(yè)單位，從事智能化醫(yī)學(xué)裝置與信息系統(tǒng)的研究、產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)、管理、教育和醫(yī)療技術(shù)支持與臨床醫(yī)學(xué)服務(wù)等工作。

（1）人文修養(yǎng)。

具有健全的人格和良好的科學(xué)文化素養(yǎng)，具備高尚的職業(yè)道德和強(qiáng)烈的社會責(zé)任感及職業(yè)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、管理、身心健康。

（2）溝通協(xié)作。

具備國際化視野及國際交流能力，可在多學(xué)科和跨文化環(huán)境下開展工作。具有組織管理能力和團(tuán)隊合作能力，具備在團(tuán)隊中分工協(xié)作、交流溝通的能力、發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用的潛力，可勝任智能醫(yī)學(xué)工程與智能醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)企事業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)、經(jīng)營與管理等工作。

（3）專業(yè)知識。

具備寬廣的智能醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)視野，具有堅實的自然科學(xué)和醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)知識、掌握智能醫(yī)學(xué)工程相關(guān)的工程技術(shù)知識及智能醫(yī)學(xué)研究、智能醫(yī)療裝備設(shè)計研發(fā)、健康保障等領(lǐng)域的專業(yè)知識，可綜合利用資源和現(xiàn)代工具對智能醫(yī)學(xué)工程復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行研究。

（4）工程能力。

可綜合運(yùn)用專業(yè)知識和工程技術(shù)對智能醫(yī)學(xué)工程復(fù)雜問題進(jìn)行分析，對智能醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域?qū)嶋H項目提出設(shè)計開發(fā)解決方案，可在本專業(yè)與相關(guān)交叉學(xué)科從事生產(chǎn)運(yùn)行與技術(shù)管理等工作。

（5）終身學(xué)習(xí)。

具有可持續(xù)發(fā)展、自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，掌握自主習(xí)的方法，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。在跨文化和多學(xué)科背景下，具有良好的國際化視野、較強(qiáng)的溝通交流以及組織管理能力，針對工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，可評價智能醫(yī)學(xué)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。

3 智能醫(yī)學(xué)工程課程設(shè)置

智能醫(yī)學(xué)工程是一門集電氣、醫(yī)學(xué)、計算機(jī)等專業(yè)相結(jié)合的交叉學(xué)科，完善的課程體系，系統(tǒng)的課程設(shè)置是智能醫(yī)學(xué)工程課程體系建設(shè)的必備條件。在課程設(shè)計過程中，分別考慮硬件、軟件、算法、醫(yī)學(xué)等相關(guān)課程，將每類課程的不同部分相結(jié)合，如醫(yī)學(xué)影像學(xué)、智能醫(yī)學(xué)圖像處理、深度學(xué)習(xí)與醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘、醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)等課程相互滲透，使學(xué)生在學(xué)到專業(yè)課程的同時，了解和掌握智能醫(yī)學(xué)的行業(yè)背景和發(fā)展方向。

智能醫(yī)學(xué)工程課程體系如圖1所示。

圖1 智能醫(yī)學(xué)工程課程體系

4 結(jié)語

通過對智能醫(yī)學(xué)工程學(xué)生的教學(xué)調(diào)研，新設(shè)立的智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)針對性學(xué)習(xí)了人工智能、計算機(jī)、醫(yī)學(xué)等不同專業(yè)的知識，將不同專業(yè)的知識相融合，搭建一個符合時代發(fā)展、滿足學(xué)生自身發(fā)展、滿足用人企業(yè)需求的新興學(xué)科平臺，在宏觀上顧全專業(yè)的發(fā)展方向，微觀上滿足個人發(fā)展需求，學(xué)生積極主動參與到教學(xué)中，使學(xué)術(shù)能夠保質(zhì)保量完成學(xué)習(xí)任務(wù)，整體教學(xué)效果良好，成果顯著。