生物醫學工程學在醫院的應用

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1醫學工程學發展歷史

從17世紀列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光學顯微鏡發現微生物開始，醫學的每一次重大進展都留下了工程技術的痕跡。200多年前Galvani和Volta兩位科學家在電生理方面的先驅性研究，常為追溯生物醫學工程的發展時提起。現代生物醫學工程孕育于19世紀，其作為一門獨立學科的發展歷史還不過數十年時間。1985年X射線發現后，X光機很快進入醫學臨床，開創了醫學圖像學。以后航天技術、微電子技術、計算機等高技術的飛速發展，為人類研究和改善生命運動過程開辟了新的前景，工程技術與醫學更加廣泛深入地滲透結合，于是逐步形成了多學科與生物醫學交叉融合的生物醫學工程學科。生物醫學工程在20世紀50年代形成學科領域，60年代崛起發展。1953年，德國在ILMENAU大學建立了第一個生物醫學工程系。1964年，世界性的生物醫學工程聯合會(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering，IFMBE)成立，到1991年已舉辦九屆世界生物醫學工程大會。1979年，美國物理學家科馬克(A.M.Cormack)和英國的電氣工程師亨斯菲爾德(G.N.Hounsfield)發明了用電子計算機將X射線穿透人體形成重疊影像展開技術，無創傷地取得人體橫斷面圖像，創造了X射線CT，因而獲得諾貝爾生理學與醫學獎，更成為工程技術與醫學交叉融合而對醫學進步產生巨大推動作用的標志。自20世紀60年代以來，美國許多著名大學都開始了生物醫學工程高層次人才的培養，代表了全世界生物醫學教學和研究的前沿。美國生物醫學工程從基礎教育到研究生培養，從理論教學到行業訓練乃至職業培訓，都有一套較為完善的制度，從而在生物醫學工程領域長盛不衰。我國的生物醫學工程學科是1978年由國家科委正式確立的，1980年成立了中國生物醫學工程學會，1986年正式加入世界生物醫學工程聯合會IFMBE。截止2003年，我國已有48所綜合或理工科大學、18所獨立醫科大學設立了生物醫學工程專業，培養從本科到博士各層次專業人才，另有9所專科院校開設了醫療器械專科教育。

2國外醫學工程學科的發展方向

在國外，醫學工程專業已經深入到醫學的各個領域，發揮著重要的作用。主要體現在醫療設備研發、醫療設備管理、醫療設備維護以及醫療設備的質量控制方面。

2.1醫療設備研發

各種醫療設備的研發均源于醫學臨床實踐，國外的醫學生經過4年的理工科大學學習，其醫生均為生物醫學工程和臨床醫學的雙學士。因此，國外醫療設備的研發速度和思路遠大于國內，許多最新的醫療設備發明均源于國外臨床實踐[2]。

2.2醫療設備管理

醫療設備管理主要是通過科學化管理更大效能地發揮醫療設備的作用，為醫療機構創造更大的效益。其中包括醫療設備的采購、醫療設備的監控及醫療設備的效率評價等。

2.3醫療設備維護

醫療設備使用過程當中維護、保養異常重要，因此醫療設備的維護是醫學工程專業在國外醫療機構的主要職能之一。

2.4醫療設備的質量控制

醫療設備若保證其診斷治療質量則必須進行定期的質量控制，包括計量檢測、周期檢驗、強制檢驗和維修后計量修正等，確保醫療設備的性能和準確性[3]。

3國內醫學工程發展情況

國內醫學工程專業起始于20世紀80年代，軍隊主要有第一軍醫大學生物醫學工程系(現更名為南方醫科大學生物工程學院)，每年全國招生40人左右，主要方向是：放射醫學專業和醫學影像專業，突出的成就是研制出了我國第一臺X刀放射治療系統。第四軍醫大學生物醫學工程系每年全國招生20余人，主要方向是：電子工程與計算機智能化，突出成就是全國第一次研制人體阻抗斷層成像。地方大學開設生物醫學工程專業的主要有浙江大學、清華大學、四川大學、天津大學及成都電子科技大學等[4]。地方大學培養生物醫學工程專業與部隊有差別，軍隊主要是以醫科大學為基礎，畢業生的醫學理論基礎較好，但是理工科稍微欠缺；地方大學主要是理工科為基礎，基礎醫學有所欠缺。因此，之后北京大學、四川大學開設生物醫學工程專業時則結合了雙方的優勢，取得了很好的效果。醫學工程專業的人員不深入臨床是無法獲得創新靈感的[5]。就生物醫學工程專業人才分布流向而言，主要是去往大型國外醫療設備公司做銷售、售后服務；去往國內醫療設備公司做研發、銷售；去往各類醫院的設備科、信息科、網絡中心等。

4醫學工程專業在醫院的發展

醫學工程專業是醫院發展的主流方向，醫學工程在醫院雖然屬于輔助科室，但對于醫院的發展實屬不可或缺，其主要工作是設備管理、設備維護、質量保證和設備計量。

4.1醫療設備管理

醫院的醫療設備管理工作非常重要，醫院的核心競爭力是醫院的先進的醫療設備。如何最大限度地發揮醫療設備的作用和醫療設備的全生命周期管理是醫療設備管理的主要目標[6]。(1)設備的購置論證。以購置何種醫療設備最有利于醫院的學科建設和發展為目的，每采購一種醫療設備均需進行嚴格的購置論證。(2)設備的購置管理。設備的購置需要調研、論證及招標等多個環節，購置管理需要采用科學化的方法優化流程、提高效率及避免商業腐敗。(3)設備的檔案管理。醫療設備使用和后期的管理必須進行科學化的醫療設備檔案管理，目前網絡化、電子化檔案管理是發展的趨勢[7]。(4)設備的發放儲存。設備和耗材的發放和儲存是物流管理的范疇之一，如何降低庫存減少資金積壓、提高儲存的質量等需要進行科學、精心的研究[8]。(5)設備的使用監督。醫療設備能否有效使用需要監督和管理，提高設備的使用效率，加強設備的使用監督是醫療設備管理中的重要環節。(6)設備的報廢回收。設備使用一定的時間需要報廢，何種設備符合報廢的標準、報廢的設備如何處置等是醫學工程人員的重要研究范疇。(7)設備的效益評估。何種醫療設備可以繼續購置、何種醫療設備購置后會虧損等是對醫療設備的效益評估，同時也是醫院領導對醫療設備采購決策的主要依據。(8)設備的租賃管理。有些醫療設備沒有必要每個臨床科室都去購買，設備租賃是提高設備的利用率的好辦法。做好醫院內設備的租賃管理，合理高效地調整設備是醫學工程科室的重要管理范疇。4.1.1醫療設備管理目標和原則(1)醫療設備管理目標：設備檢查收益是醫院最大的利潤增長點，應圍繞新技術、新設備開展醫院的新業務，設備管理的目標就是使得設備在醫院收益中發揮最大的作用。(2)醫療設備管理原則：科學化管理，科學化決策，以經濟效益為中心對設備進行科學化評估和決策，避免設備的閑置、浪費、重復性購置，把設備的效益發揮最大化。4.1.2醫療設備管理中存在的問題及對策(1)現階段醫院在設備管理方面存在以下主要問題：①設備采購盲目，事先的評估不足或者評估誤差大；②采購的設備其發揮效能低下，無預先的盈虧控制體系，無法發揮設備的效能；③設備管理混亂，使用率、開機率不足，無法有效調動臨床使用科室的積極性；④設備的監控體系缺乏，無法對具體設備的效益做出定量評估，致使再次采購缺乏依據。(2)針對以上存在的問題可以采取以下的一些對策：①醫學工程科應該承擔起自己的職能，配合院領導做好設備購置的科學決策；②設備管理是科學，決策的原則是效益，圍繞效益做好醫院的設備統籌；③設備管理包括設備的購置、監督、報廢、評估，是醫療設備“全生命周期”的科學管理，是醫學工程學科研究的主要方向；④因地制宜發揮醫療設備的最大效能。

4.2醫療設備維護

設備維護是延長設備使用壽命、提高設備使用率和效率的關鍵[9]。現在的設備維護不同于過去，設備維護主要應做好以下工作：①設備維護從過去的簡單修補到設備的效益保證轉變，能發揮設備的最大效益是核心；②設備維護從簡單的元件維護，到整機的保障，著重強調時間和經濟效益的比例；③設備維護從簡單設備的維修到復雜大型設備的工作保障；④設備安全維護的出發點和立足點是醫院的經濟效益和社會效益；⑤醫療設備維護應該從以往的集中統一維護逐步過渡到專人保養維護，提高設備的使用率，將設備的故障隱患消滅在萌芽狀態之中；⑥醫療設備維護應該從以往的等待設備隨機故障發生后的緊急隨機維修逐步發展到對設備預防性維護保養，充分發揮設備的效能。

4.3醫療設備質量保證

醫療設備的質量保證是發揮醫療設備作用的前提，醫療設備的精度和準確度直接關系到診斷和治療的結果。因此，對醫療設備的質量控制是醫療設備管理的重中之重。國外的大型醫療設備有嚴格的治療控制流程和管理人員。醫療設備的保證已經逐步成為醫學工程學科的一個重要分支。醫院的大型醫療設備必須進行定期的周期檢驗和質量監控。為此，醫療設備質量控制工程師應運而生，成為醫療設備發揮作用的“保護神”[10]。

4.4醫療設備計量

醫療設備計量是保證醫療設備診斷治療準確的前提。設備計量包括：設備使用前的計量檢定；設備維修后的計量檢定[3]。設備的檢定類型：國家強制計量檢定(強檢)；周期性計量檢定(周檢)。《計量法》是醫療設備計量工作的依據。軍隊計量體系規定軍區總醫院建立三級計量站，為醫院醫療設備進行計量的強檢和周檢。醫療設備計量是醫學工程科的重要職責。

5結語

每一次的醫學進步都與工程學息息相關，因此作為醫學工程師應該要深入臨床一線，發現問題解決問題，成為真正的臨床工程師。只有理解了臨床的問題才能有新的思路和新的科研方向。科研創新應該從基礎做起，把握科研發展的方向。應用于臨床診斷數據的獲取、分析的單片機技術以及在醫學中應用的計算機技術是醫學工程飛速發展的基礎；設備管理的自動化和科學化、檢測設備的無創化、小型化及家庭化是科研發展的重要方向[11]。

作者：張虎軍 張超群 張楠楠 蔡峰 顧建文 工作單位：成都軍區總醫院醫務部