生物醫(yī)學(xué)技術(shù)全文(5篇)

【摘要】3D打印技術(shù)能夠進(jìn)行個(gè)性化定制，給生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的技術(shù)突破。本文首先概述了3D打印技術(shù)，之后就其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展前景展開(kāi)了論述。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù)；生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；應(yīng)用；發(fā)展

1引言

19世紀(jì)末就已經(jīng)出現(xiàn)了3D打印思想，但真正將其付諸實(shí)踐是在20世紀(jì)80年代。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并以其獨(dú)特的制造模式改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，且有望實(shí)現(xiàn)一體化、個(gè)性化、社會(huì)化、可視化的生產(chǎn)方式，為社會(huì)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。當(dāng)前，3D打印技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等社會(huì)各領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了第三次科技革命的發(fā)展。3D打印技術(shù)就是通過(guò)精確控制將原本虛擬的模型轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的物品。如果將其應(yīng)用至生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對(duì)組織再生工程、藥物傳輸、術(shù)前治療計(jì)劃確定等方面將會(huì)產(chǎn)生不可估量的影響。

23D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)又被稱為3D快速成型技術(shù)、添加制造技術(shù)或者增材制造技術(shù)，主要是以物體的數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)控制，將數(shù)字模型打印為用粉末狀金屬或者塑料等材料層層堆疊的三維實(shí)體。目前，依據(jù)沉積方法和使用材料的不同，3D打印技術(shù)可分為以下幾類。一是分層實(shí)體成型，簡(jiǎn)稱LOM。該技術(shù)主要采用紙、金屬箔、塑料薄膜等材料，并將這些材料依次切割、膠合，如此反復(fù)直至成型。其特點(diǎn)是原材料價(jià)格較低，制作成本低。二是熔融沉積成型，簡(jiǎn)稱FDM。該技術(shù)主要使用塑料纖維或者金屬絲等熱塑性材料，并將原材料加熱至熔融狀態(tài)，之后將其擠壓于工作臺(tái)上，待其冷卻就會(huì)形成一層截面，如此重復(fù)操作直至三維物體成型。其特點(diǎn)是污染較小、操作簡(jiǎn)便、材料可重復(fù)利用。三是立體光固化成型，簡(jiǎn)稱SLA。該技術(shù)主要采用液態(tài)光敏樹脂材料，將特定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的激光聚焦至材料表面，使其按照一定順序固化成型。因此，該技術(shù)的缺點(diǎn)是要求原材料是光敏材料，造價(jià)較高，且維護(hù)成本不菲。其優(yōu)點(diǎn)是速度較快，不需要切削工具和相關(guān)模具。四是選擇性激光燒結(jié)成型，簡(jiǎn)稱SLS。該技術(shù)運(yùn)用激光將固體粉末進(jìn)行分層燒結(jié)，并逐層疊加直至成型。五是電子束自由成型制造，簡(jiǎn)稱EBF3。該技術(shù)主要采用電子束來(lái)溶化金屬絲，最終制成零件。其主要優(yōu)點(diǎn)為所需原材料較少且后續(xù)需要處理的事情較少。

33D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

摘要：作為本學(xué)科本科教育必修課程之一，生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)這門課程對(duì)學(xué)生日后使用、改進(jìn)及設(shè)計(jì)適用于生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題的傳感器及相關(guān)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。但由于該學(xué)科本身的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，目前適用于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材不但數(shù)量較少，且均存在一定的局限性。本文基于目前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和生物醫(yī)學(xué)工程本科生培養(yǎng)的需求，初步探討了關(guān)于面對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材改革的思路。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程；生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)；教材改革

一、前言

傳感器及相關(guān)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，與醫(yī)療相關(guān)的檢測(cè)分析（生理狀態(tài)常規(guī)檢測(cè)、心電圖及腦電圖等）、成像造影（顯微CT、核磁共振及紅外成像等）及慢性病監(jiān)控和輔助治療（糖尿病、高血壓）中，生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)都起到了至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)水平的飛速發(fā)展，不斷有新的高性能傳感器及技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，這些器件和方法將為醫(yī)療事業(yè)提供突破性的機(jī)遇。因此掌握生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的相關(guān)知識(shí)對(duì)與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科生的就業(yè)和科研發(fā)展均有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。由于該課程對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重要性，目前大部分院校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)都開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程，但是目前出版的適用于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材種類較少，很多院校仍然選用了適合工科電類專業(yè)的一般性傳感器及技術(shù)教材進(jìn)行教學(xué)。基于工科類專業(yè)的應(yīng)用核心指導(dǎo)思想和生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)科特殊性，本文淺析了目前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材的優(yōu)點(diǎn)和局限性，初步探討了關(guān)于面前生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材改革的思路。

二、目前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材的優(yōu)點(diǎn)和局限性

（一）目前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)教材的優(yōu)點(diǎn)

由于經(jīng)典傳感原件和技術(shù)大部分為電學(xué)原件或圍繞電學(xué)原件開(kāi)發(fā)，其后續(xù)信號(hào)處理也依賴由電學(xué)原件構(gòu)成的處理系統(tǒng)，目前生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)所用教材的編纂者通常在電路設(shè)計(jì)，數(shù)字電路和模擬電路方面有較高的學(xué)術(shù)造詣，對(duì)于不同類型的電學(xué)傳感器（差動(dòng)、電容及電感傳感器等）及其相關(guān)電路（直流/交流電橋等）的設(shè)計(jì)從原理到適用性及誤差分析均有完整的分析和論述，本科生掌握基本知識(shí)點(diǎn)后，結(jié)合模擬電路所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容能有效將這些經(jīng)典電學(xué)敏感元件運(yùn)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

1太赫茲波的特性

太赫茲波所處的“承前啟后”的獨(dú)特頻段使其具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，包括高透性、低能性、指紋譜性以及相干性。高透性是指太赫茲對(duì)許多介電材料和非極性物質(zhì)具有良好的穿透性，可對(duì)不透明物體進(jìn)行透視成像，是X射線成像和超聲波成像技術(shù)的有效互補(bǔ);低能性，顧名思義是指太赫茲光子能量很低，只有4．1meV(毫電子伏特)，對(duì)人體級(jí)生物體十分安全;指紋譜性則是源于不同的分子對(duì)太赫茲的吸收及色散特性不同，形成特有的“指紋譜”，每一種物體都有其獨(dú)特的區(qū)別于其他物體的“指紋譜”;太赫茲是由相干電流驅(qū)動(dòng)的偶極子振蕩或由相干的激光脈沖通過(guò)非線性光學(xué)差頻效應(yīng)產(chǎn)生的，因此具有相干性，用于太赫茲成像技術(shù)，可獲得更高的空間分辨率及更深的景深等，目前太赫茲顯微成像的分辨率已達(dá)到幾十微米。

2太赫茲在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用

太赫茲的上述特性使其在生物醫(yī)學(xué)工程的各個(gè)方面有著誘人的應(yīng)用前景。其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:太赫茲生化檢測(cè)、太赫茲醫(yī)學(xué)成像診斷、太赫茲組織檢測(cè)、太赫茲治療以及太赫茲醫(yī)學(xué)通信。

2．1太赫茲生化檢測(cè)

利用太赫茲波對(duì)生物分子的靈敏度和特異性，將太赫茲技術(shù)用于研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能信息，可在分子層面上為疾病的診斷和治療提供理論依據(jù)。太赫茲生化檢測(cè)主要是對(duì)化學(xué)及生物大分子的檢測(cè)，太赫茲波能夠用來(lái)研究如范德華力或者分子間氫鍵作用力等生物分子間相鄰分子的弱作用力。太赫茲波對(duì)脫氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid，DNA)構(gòu)形和構(gòu)象的變化非常敏感，也可以通過(guò)太赫茲光譜進(jìn)行基因分析或無(wú)標(biāo)記探測(cè)。許多學(xué)者都開(kāi)展了這方面的研究。Grant等于1978年研究了太赫茲與氨基酸溶液的相互作用，通過(guò)分析證實(shí)了這種作用是介于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)模式之間的一種作用。Kutteruf等用太赫茲光譜技術(shù)對(duì)固態(tài)短鏈肽序列進(jìn)行了研究，研究表明在1～15THz光譜范圍內(nèi)包含了體系的很多光譜和結(jié)構(gòu)信息，如分子固相結(jié)構(gòu)和與序列相關(guān)的分子信息等。Arora等采用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)，在水相中對(duì)通過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)得到的DNA樣品進(jìn)行了無(wú)標(biāo)記定量檢測(cè)。Brucherseifer等通過(guò)時(shí)間分辨太赫茲技術(shù)證明了復(fù)數(shù)折射率取決于DNA的結(jié)合狀態(tài)。太赫茲生化檢測(cè)方面的研究尚處于起步階段，還有待加強(qiáng)，尤其是對(duì)不同生物大分子的太赫茲光譜特性建立相應(yīng)的特征譜庫(kù)是一項(xiàng)龐大而艱辛的工作，需要生化領(lǐng)域的學(xué)者加強(qiáng)相關(guān)的研究工作。

2．2太赫茲醫(yī)學(xué)成像診斷

[摘要]該文重點(diǎn)依據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程及影像技術(shù)學(xué)專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)以及目前國(guó)內(nèi)外醫(yī)療行業(yè)的用人情況，對(duì)目前該院已有的針對(duì)以上兩學(xué)科專業(yè)的教學(xué)資源和培養(yǎng)方案進(jìn)行總結(jié)和回顧，并對(duì)今后的培養(yǎng)模式進(jìn)行展望。使該院學(xué)生能具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，良好的實(shí)踐技能及優(yōu)秀的社交能力，順應(yīng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不斷變化的形勢(shì)，并且在今后的工作學(xué)習(xí)中能全面發(fā)展，成為對(duì)社會(huì)、國(guó)家和人民作出貢獻(xiàn)的杰出人才。

[關(guān)鍵詞]生物醫(yī)學(xué)工程；影像技術(shù)學(xué)；教學(xué)體系；實(shí)踐教學(xué)

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一門現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)工程技術(shù)相互結(jié)合的學(xué)科，主要在理工科院校開(kāi)展，作為一所以醫(yī)學(xué)教育為主的高校，在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)中，注意與醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐緊密結(jié)合，側(cè)重醫(yī)療器械實(shí)踐培養(yǎng)。該校生物工程專業(yè)前身為醫(yī)學(xué)影像學(xué)（工程方向），自1999年開(kāi)辦至今，根據(jù)實(shí)際情況，不斷修正培養(yǎng)培養(yǎng)，重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力，以“工程素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)”的應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)，為培養(yǎng)目標(biāo)。

1該校發(fā)展歷程

牡丹江醫(yī)學(xué)院自1958年創(chuàng)立以來(lái)，目前已經(jīng)擁有近60年的教學(xué)歷史，1997年6月,學(xué)院通過(guò)了原國(guó)家教委本科教學(xué)評(píng)價(jià),成為全國(guó)首批本科教學(xué)評(píng)價(jià)合格院校。從最初的名不見(jiàn)經(jīng)傳到現(xiàn)如今的發(fā)展壯大，牡丹江醫(yī)學(xué)院在學(xué)科建設(shè)、師資力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在教學(xué)、科研、實(shí)習(xí)和就業(yè)方面均走在了同級(jí)別院校的前列。

2生物工程及影像技術(shù)的發(fā)展背景

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering，BME）是結(jié)合物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)與工程學(xué)原理，從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、行為學(xué)或衛(wèi)生學(xué)的研究；提出基本概念，產(chǎn)生從分子水平到器官水平的知識(shí)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的生物學(xué)制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學(xué)方法，用于疾病預(yù)防、診斷和治療，患者康復(fù)，改善衛(wèi)生狀況等目的[1]。近幾年來(lái)，我國(guó)的醫(yī)療體制變革正處在快速時(shí)期，理工類科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，因此對(duì)于具有較高專業(yè)素養(yǎng)和應(yīng)用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是國(guó)家教育部貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重點(diǎn)大力項(xiàng)目[2]，同時(shí)也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的一項(xiàng)重要措施，該政策旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)，對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是醫(yī)學(xué)專業(yè)其中一門[3]。我國(guó)在2006年時(shí)出臺(tái)了改革政策，將醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)區(qū)分為兩種學(xué)制不同的專業(yè)進(jìn)行教育，此教育模式早在上世紀(jì)西方某些發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)出現(xiàn)，并取得了較好的教育結(jié)果。4年制醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是專門從事影像技術(shù)與操作方面的工作的一類高精尖技術(shù)人才，在儀器操作及治療劑量控制方面的能力水平要明顯優(yōu)于五年制的醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)學(xué)生[4]。

1生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)現(xiàn)狀

我校自2003年開(kāi)辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)以來(lái)，根據(jù)醫(yī)科院校特點(diǎn)，以為醫(yī)療和醫(yī)學(xué)研究服務(wù)為目的，培養(yǎng)能將醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合，從事醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)療電子儀器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)、操作和管理工作，并且能夠開(kāi)展生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科研究的人才[1]。該專業(yè)主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息圖像傳輸、處理等有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)以及醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)知識(shí)，設(shè)置的主干課程有：“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“微機(jī)原理”“生物醫(yī)學(xué)傳感器”“醫(yī)療儀器原理”“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”“生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理”“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”等。另外憑借醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢(shì)還開(kāi)設(shè)了一些醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)課，生理學(xué)、人體解剖等。為了提高教學(xué)質(zhì)量，更好的達(dá)到教學(xué)效果，所開(kāi)設(shè)的這些課程基本上都需要做實(shí)驗(yàn)演示，以增強(qiáng)形象性效果和形象性驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)教育中是必要手段。幾乎每門課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都需要用到各種各樣的電子儀器，主要包括示波器、信號(hào)發(fā)生器等。在傳統(tǒng)教學(xué)中基本上都是使用相對(duì)獨(dú)立、功能固定的電子儀器，不能夠隨意更改它們的結(jié)構(gòu)和功能。對(duì)于需要電子計(jì)算機(jī)之類的課程而言，一般都得配備幾十套教學(xué)儀器來(lái)供教學(xué)使用，這些儀器設(shè)備還需要不斷更新維護(hù)，教學(xué)成本比較高。另外，在醫(yī)學(xué)院校對(duì)于和醫(yī)學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程很多實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作比較困難，效果不理想。中國(guó)的醫(yī)學(xué)教育資源本身很緊張，另外醫(yī)院的設(shè)備多是大型設(shè)備，體積龐大，價(jià)格昂貴，操作使用復(fù)雜，臨床使用要求高，一般院校很難滿足大型醫(yī)療設(shè)備的教學(xué)使用需要。因此，在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中就出現(xiàn)很多問(wèn)題，比如醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的人體生理參數(shù)采集等演示效果不好，所以，傳統(tǒng)的醫(yī)療儀器教學(xué)只能偏重于理論講解，不夠生動(dòng)，即使有個(gè)別實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸浣虒W(xué)效果也不理想。在當(dāng)前學(xué)校經(jīng)費(fèi)較少的情況下，如果大量增加常規(guī)儀器、儀表的配置，學(xué)校財(cái)力難以支付。這樣容易造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新及實(shí)踐能力都有一定影響。隨著現(xiàn)代測(cè)試功能和計(jì)算機(jī)技術(shù)的密切結(jié)合，出現(xiàn)的虛擬儀器技術(shù)可以幫助我們克服一些硬件上不能解決的難題，彌補(bǔ)傳統(tǒng)儀器教學(xué)的不足。

2虛擬儀器在課程中的應(yīng)用

2.1虛擬儀器簡(jiǎn)介

虛擬儀器（VirtualInstrument，VI）是一種新興的儀器，一種功能意義上的儀器，在以通用計(jì)算機(jī)為主的硬件基礎(chǔ)上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義虛擬的操作面板，測(cè)試功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)[2]。其實(shí)質(zhì)是以計(jì)算機(jī)為核心的儀器系統(tǒng)與電腦軟件技術(shù)的密切結(jié)合，將儀器裝入計(jì)算機(jī)。通過(guò)軟件將計(jì)算機(jī)硬件資源與儀器硬件融合，通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器中的由硬件電路完成的功能，利用計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能來(lái)模擬傳統(tǒng)儀器的控制端，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能來(lái)管理儀器系統(tǒng)，完成對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析處理等，可以多種形式輸出結(jié)果，少量的硬件模塊則為虛擬儀器的正常運(yùn)行提供信號(hào)I/O接口設(shè)備來(lái)完成不同要求的測(cè)試。虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器沒(méi)有的性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間短、開(kāi)發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的靈活開(kāi)放性。不同領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師都借助虛擬儀器來(lái)解決工作與課題中的實(shí)際問(wèn)題。所以，虛擬儀器自誕生以來(lái)就在測(cè)量、航空航天、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程教學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等世界范圍的眾多領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用[3]。LabVIEW是美國(guó)NI（NationalInstrument）公司推出的一種基于圖形化編程的軟件開(kāi)發(fā)工具，將功能強(qiáng)大的圖形化設(shè)計(jì)平臺(tái)LabVIEW與相關(guān)硬件結(jié)合應(yīng)用于教學(xué)上，能夠使傳統(tǒng)理論教學(xué)與實(shí)際有效結(jié)合，幫助學(xué)生完成從理論到實(shí)踐的學(xué)習(xí)。LabVIEW軟件平臺(tái)結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件可以開(kāi)發(fā)出示波器、信號(hào)發(fā)生器等常用的電子儀器，不僅可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器且擺脫了傳統(tǒng)電子儀器功能單一、更換維護(hù)麻煩等缺點(diǎn)[4]。將基于LabVIEW的虛擬儀器應(yīng)用在教學(xué)中極大提高了教學(xué)效率，已經(jīng)逐漸成為一種新的手段。

2.2在醫(yī)療儀器教學(xué)中應(yīng)用

“醫(yī)學(xué)儀器原理”是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程涉及了醫(yī)學(xué)和電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理、傳感器技術(shù)等方面的知識(shí)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科目。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生，要掌握常見(jiàn)的醫(yī)療儀器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，而且還要具有一定的創(chuàng)新思想和科研水平，有開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)高水平的醫(yī)療電子儀器的素質(zhì)[5]。因此做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平和綜合能力的關(guān)鍵。醫(yī)學(xué)儀器原理實(shí)驗(yàn)主要將人體生理信號(hào)的檢測(cè)及處理分析作為教學(xué)內(nèi)容，包括了人體血壓信號(hào)、心電、體溫、呼吸、脈搏等生理參數(shù)的測(cè)量。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，因?yàn)槿梭w生理信號(hào)比較微弱要先經(jīng)過(guò)信號(hào)的放大、濾波等預(yù)處理，再進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡。信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集到計(jì)算機(jī)上以后，利用LabVIEW的圖像化語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的各種分析，包括數(shù)值分析、頻譜分析等，再通過(guò)儀器軟面板把結(jié)果顯示在電腦上。我們以人體呼吸測(cè)量為例，這種設(shè)備一般只在醫(yī)院常見(jiàn)，用于教學(xué)中的儀器基本上沒(méi)有。因此講過(guò)理論原理后，學(xué)生不能夠真正透徹的明白，無(wú)法滿足教學(xué)上的需要。我們利用少量硬件設(shè)計(jì)結(jié)合LabVIEW軟件編程構(gòu)建了一個(gè)人體呼吸測(cè)量系統(tǒng)，采用阻抗式呼吸測(cè)量原理，硬件電路主要涉及放大和濾波環(huán)節(jié)，限于篇幅就不詳細(xì)說(shuō)明了。圖1為基于LabVIEW平臺(tái)搭建的呼吸測(cè)量面板圖，針對(duì)學(xué)生教學(xué)取得了很好的效果，同學(xué)們一致反映對(duì)呼吸測(cè)量的原理有了更透徹的認(rèn)識(shí)，并且能學(xué)習(xí)新的軟件技術(shù)，擴(kuò)展知識(shí)面。在LabVIEW環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)只需要根據(jù)實(shí)際情況，比如是呼吸測(cè)量還是心電測(cè)量等，通過(guò)軟件編程及很少的硬件連接便可完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，即節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本，又利于實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新，讓教師和學(xué)生脫離了傳統(tǒng)教學(xué)儀器功能單一的框框，更重要的是可以充分提高學(xué)生積極性和發(fā)揮創(chuàng)造性，像搭積木一樣，根據(jù)不同的測(cè)試需要，在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一個(gè)基于虛擬儀器技術(shù)的測(cè)試測(cè)量裝備，這樣做還能夠充分的節(jié)省高校技術(shù)資源[6]。