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生物医学工程回顾与展望
生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新仪器设备 ，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇航技术的进步 、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我国，生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国著名 的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前，我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研 教学工作，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。
显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来，其意思是用刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜，推动了解剖学向 微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。
普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞的超微细结构 、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，使人们能观察到纳米(nm )级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。
影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于x线ct技术的出现 和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography ct),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。x线ct 片提供给医生的信息量，远远大于普通x线照片观察所得的信息。目前，螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已经问世，能快速扫描和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的ct， 提高了诊断准确率[1]。医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(mri)，它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾 病在早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为mri工程的进步，促进了医学诊断学 向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态mri、mra、fmri、mrs发展。 根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18f，11c，13n)的原理，创造 的正电子发射体层摄影(pet)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把pet列为十大 医学生物技术的榜首。pet问世不过30年历史，但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值[2]。影像学诊断水平的不断提高 ，与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。
介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治 疗取得成功。1967年margulis首先使用过介入放射学(interventional radiology)，这是医 学文献出现“介入”一词的最早记载。1977年 gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩 张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎 。20世纪80年代随着生物医学工程的发展，高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造 影(dsa)、射频消融技术以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世，使介入性诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、 非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的临床医学新领域--介入医学[3，4]。
人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏瓣膜病的治疗，除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难修复改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材料、新技术的结果[5]。
肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生 命，肾病治疗学也因此有了很大进步。
现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千万万的患者恢复了健康。 可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。
此外，放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上可见，20世纪生物医学工 程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推动着医学科学的进步。
21世纪生物医学工程展望 纵观医学新技术诞生和发展的 历史，从伦琴发现x线到今天x射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天b超诊断的 广泛应用，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天mri的问世，从赫斯费尔德发明ct到今天c t成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术 。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新：
(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信 息网络化，诊疗用机器人将被广泛应用。[6]
(2)介入性微创，无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术，纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。
(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着pet的问世和应 用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。
(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破，人 工器官将在临床医疗中广泛应用。
(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效缓释材料，药 物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有 新突破。
(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应 用。
(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。
(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救系统是未来生 物医学工程的重要课题。
(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快速发展，遗传 、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的dna芯片、雪白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。
(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。
1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2000年，基本实 现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等，对推动生物医学工程产业发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争，在医学诊疗技术上取得了重大成就;但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起 来，调整政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优势，创建全新的生物医学，为人民造福。
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口腔医学在临床医学的应用
20世纪90年代在临床医学实践中迅速发展并受到广泛关注的一门新兴学科，其核心是慎重、准确和明智地应用当前所能获得的最佳客观研究证据，结合医生的个人专业技能和临床经验，充分考虑病人的价值和愿望，把三者完美地结合制定治疗措施。循证医学在世界医学领域的蓬勃发展给传统医学教育和实践模式带来了极大的震动。将循证医学应用于口腔医学，则产生了循证口腔医学。走循证医学之路，将循证医学理念引入口腔医学教育中，也就成为必然的发展趋势。
1循证医学对口腔医学教学的意义
1.1传统口腔医学教育的不足：传统的口腔医学教育模式以经验医学为主，在医疗实践中，医生根据自己的专业知识与实践经验，听取专家的意见、结合教科书或权威参考书籍的观点处理病例。由此培养出来的医学生基础理论和基本技能较好，但创新精神和创造能力不足。随着科技的飞速发展，传统的医学教育暴露出很多缺陷：教学内容滞后，不利于新知识的传播;教学方法单一，重视知识的传授而不注重学生思维的培养;教学模式是以教师为中心和以教材为中心等。在这种教育方式下，学生对口腔临床知识的学习主要表现为被动地接受现成知识和死板的记忆过程，对问题不会质疑，学习没有积极性、主动性和创造性。医学生历来受这种经验医学的教育与熏陶，并在毕业后以这种思维模式和方法进行临床实践。在医学快速发展的今天，若不注重自身的知识更新，其知识很快就会老化，从而影响医疗质量。
1.2循证医学的价值
1.2.1循证医学是一门遵循科学证据的学科：循证医学意即遵循科学依据的医学，是由加拿大mcmaster大学20 世纪80 年代提出的一种临床学习策略，是提出疑问，检索和评价相关数据，并将此信息应用于临床实践的一种方法。循证医学就是寻找、评价与合理使用当前条件下所有最有效高质量的证据，针对每一位患者的诊治过程进行决策，以达到最佳治疗效果。具体的实施办法可归纳为五个步骤：①确定临床实践中的问题;②检索有关的医学文献;③严格的文献评价;④应用最佳证据，指导临床决策;⑤通过实践，提高临床学术水平和医疗质量。循证医学提供的证据是指人体试验的证据，包括病因、诊断、预防、治疗、康复和预后等方面的证据，追求证据的高质量和不断补充完善。治疗性试验证据根据其质量和可靠程度分为五级：一级：按照特定病种的特定疗法收集所有质量可靠的随机对照试验后所作的系统评价或meta-分析，可靠性最高;二级：单个的样本量足够的随机对照试验结果，可靠性次之;三级：设有对照组但未用随机方法分组的研究;四级：无对照的系列病例观察;五级：专家意见，可靠性最差。
1.2.2口腔医学教育中引入循证医学的必要性：循证医学教育的模式首先要启发和鼓励学习者善于从实践中发现问题、归纳问题。其次是高效率地查阅文献，并对文献中的结论进行分析和评价，提炼出针对具体问题的答案。掌握以问题为基础的循证医学教育的技巧和方法，就能成为一名终身的自我教育者。口腔医学是一门实践性极强的学科，许多疾病由于病因和发病机理不明，治疗手段多种多样，争议颇多。例如口腔白斑、扁平苔藓的治疗，龋病的防治等。随着基础医学与材料科学的发展，新的技术、方法、药物、材料不断涌现，如何针对病人的实际情况，选择最佳治疗手段，成为口腔临床面临的新课题。在这种情况下，以逻辑推论和临床经验为基础的医疗技术可能显得苍白无力。口腔医学实践中循证医学的引入，为临床医生进行医疗决策提供可靠证据。口
腔医师应自觉运用循证 医学的理论，使用当代最佳证据，结合具体情况为患者制定出最佳的治疗方案，不断提高自己的医疗水平，使患者受益。
2循证医学在口腔医学 教育中的 应用
2.1循证医学教学即以“问题为中心”的教学模式：循证医学被誉为“21世纪的 临床医学”，是以“问题”为基础的医学教育模式。从医学教育的角度看，循证医学以解决临床问题为出发点，它提出了一整套在临床 实践中发现问题，寻找现有的最好证据，评价和综合分析所得证据及应用结果以指导疾病的诊断、治疗和预后的理论和方法，这有助于培养学生树立正确、科学的医学观，为规范其今后的临床实践行为打下基础。教师要引导学生积极参与“提出问题、寻求证据、系统评价”的全过程。结合循证医学的口腔医学教育，既注重基础知识的掌握，又鼓励学生学会提出问题，独立思考问题，通过选择性、批判性地评价医学文献和综合临床研究获得最佳证据。循证口腔医学教育模式重在能力的培养，教会学生如何学习，变“死学”为“巧学”，使学生从被动的接受者转变为学习的设计者和主动者，由接受知识转变为探究知识，培养学生终身学习的习惯和能力。
2.2实施循证医学的条件
2.2.1循证医学实施所需的医学文献资源：循证医学是临床流行病学、医学 统计学、现代信息学与临床医学的结晶。为保证循证医学的实施，学校要创造必要的条件，使研究证据的查寻方便、简捷。除了具备常用的医学文献数据库如medline数据库、embase数据库、中国生物医学文献数据库(cbm)外，还应提供二次研究证据的数据库如cochrane图书馆、循证医学评价(evidence base medicine reviews，ebmr)，或相关的杂志如循证医学杂志(evidence based medicine，ebm)、循证牙科学杂志(evidence-based dentistry，ebd)及书籍等。
3口腔循证医学实践面临的问题
循证口腔医学在我国尚处于扫盲阶段，人们对其认识和掌握还需要一个过程。在循证实践过程中，还存在一些问题。首先，循证医学证据尚需进一步 发展和完善，当前并非所有临床问题都能找到相应的高质量的循证医学证据;其次，循证医学作为新型医学模式的出现，在医学界引起广泛争议，一直受到传统医学模式和专家意见的排斥;此外，临床医务人员信息资源获取的困难，对循证医学了解贫乏，及过多看重 经济效益等也将影响循证医学的实施。
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