生物医学工程专业医学物理课程设置意义探讨

2022-09-11

生物医学工程 (Biomedical Engine ering, BME) 崛起于2 0世纪6 0年代。其内涵是:工程科学的原理和方法与生命科学的原理和方法相结合, 认识生命运动的规律 (定量) , 并用以维持、促进人的健康。

医学物理的目标是用物理学的理论和方法为改善人类的健康服务。它的发展涉及把物理学应用于疾病的预防、诊断、治疗和康复等许多方面。医学物理研究的领域很广, 物理学研究的各个层次, 从声、光、热、电、磁到核物理和核技术, 以及理论力学、热力学统计物理、电动力学和量子力学为代表的四大力学涵盖的理论和方法也是医学物理发展的基础。在应用中又使得这些理论和方法得到进一步的发扬光大, 在技术层面上, 很多新技术, 例如超声技术、激光技术、纳米技术、电磁波技术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测技术等等, 也都是医学物理的关键技术。目前医学物理发展最快的是物理诊断学、物理治疗学、医学物理仪器装备和医学物理信息学[1]。

我国医学物理工作者的主要任务是运用物理学的原理和方法解决疾病预防、诊断和治疗中出现的各种物理问题[2]。医学物理工作者应当认真关注和深入研究医学中的各种物理问题。医学中的物理学问题涉及把物理学的概念、理论和方法应用于人类疾病的预防、诊断、治疗和康复全过程。由于物理学和医学都是范围非常广泛的大一级学科, 所以, 医学物理学科必须重新定义和归纳相应的知识结构, 以形成一门独立的学科, 才能使得相应的学生能够在与其他学科大体相当的时间内完成学业, 成为这方面的专门人才。因此, 医学物理学科不是应该不应该有, 也不是涉及的范围窄还是宽的问题, 而是如果没有这个学科, 我国人口的健康服务水平不可能和生产力的发展同步。世界上5 0多年来形成并快速发展的医学物理学已经定义了自己的学科范围和内容, 我国可以从中获得启发。现在世界医学物理学的主流仍然是医学影像物理学和肿瘤放疗物理学, 但是物理学的各个分支学科都已经和正在形成与医学结合的新的发展方向, 物理学的声、光、热、电、磁, 以及作为现代物理标志的核物理和核技术, 甚至基本粒子技术都可以为人类的健康服务, 而且已经形成了相应的装置和诊疗的核心技术。现代技术提供的很多新方法和新技术, 例如超声技术、激光技术、纳米技术、电磁波技术、磁共振技术、同位素技术、光源和射线探测技术等等, 也都是医学物理学科中广泛使用的关键技术。关于如何把医学中的物理问题进行归类和总结不是本文主要讨论的问题, 但是从医学的需求角度可以将医学中的物理问题归纳为诊断、治疗、装置和软件4个方面。

医学放射线领域的影像诊断以及治疗系统的进步, 对医疗质量的提高做出很大的贡献。自从发明X线以来, 在体外观察到影像, 经历长时间的研究, X线向C T和C R图像处理方面发展。除X线之外应用到临床医疗的还有电磁波、声波、热能量等, 对癌症进行放射线疗法已发展到了一个新的阶段。

这些所以不断改进和提高, 是由于热爱这项事业的医学物理学者 (medical physicist简称MP) 和优秀的临床医生们, 通过诊疗相互密切协作而取得的。

欧美各国的实践证明[3], 对临床的诊疗设施或医学物理部门设置的重要性很早就被认识。于1 9 5 8年在北美就成立了医学物理学会 (A A P M) 。正因为实际工作非常需要他们才涌现出这样多的M P, 作为专家工作在医疗战线的各个领域, 待遇也高于医师。

在影像诊疗上, 由于显影手法和图像处理等的高效率、多样化, 就更加迫切的需要M P。在这一领域, 如在M R这一类仪器制造及其光谱分析, 立体影像解析、常见的P A C S (医学影像的管理系统) 、人工智能 (A I) 、基础知识资料和回路系统等都十分需要MP[3]。

国内很多大学已经开始了培养医学物理人才的实践。北京大学建立了北京市医学物理和工程重点实验室正在为我国培养急需的医学物理和工程方面的人才而努力。清华大学成立了医学物理和工程研究所, 并开始招收医学物理工程硕士生, 南京航空航天大学成立了本硕连读的医学物理专业并开始招生, 武汉大学物理学院已经招收医学物理硕士生班。国内一些医疗专科学校, 正在通过院校的重新整合实现本科和研究生的教学, 有些医科大学也在这方面开展工作, 从事医学图像分析和处理的研究所更多[2]。

包尚联教授等人[4~6]近年来在向国务院等有关部委申请在我国医院设置医学物理师岗位和在大学确认医学物理学学科以培养这方面的人才。最大的希望是在不久的将来, 能够实行M P制度。

2006年5月27日, 由中国物理学会咨询委员会发起联合中国生物医学工程学会物理分会、中国电子学会生命科学电子分会、中国仪器仪表学会医疗仪器分会、北京大学医学物理和工程北京市重点实验室和清华大学医学物理和工程研究所共同举办了“医学物理学科、数字医疗核心装备研发、医学物理师制度”研讨会提出发展医学物理学科的建议[4]。

我国目前对医学物理师需求很大[6]。以肿瘤放射治疗中医师与物理师的比例为例, 发达国家为2∶1或1∶1, 而我国是8∶1。按照我国人口, 未来我国需要医学物理师1万多人, 而目前只有1000余人, 且在岗的医学物理人员素质偏低, 知识结构不合理, 其中大学本科毕业以上的只占6 0%左右。

课程设置方面, 为了培养医学物理师, 需增加肿瘤放射物理学、核医学物理学以及非电离辐射医学物理学等课程[6]。相信随着医学物理学科列入国家教育专业目录, 增加医学物理课程设置以培养医学物理师适应国内对该类型的人才的迫切需求是当务之急。

摘要：医学物理的目标是用物理学的理论和方法为改善人类的健康服务。它的发展涉及把物理学应用于疾病的预防、诊断、治疗和康复等许多方面。文章论证了在生物医学工程专业进行医学物理课程设置以培养医学物理师的必要性和紧迫性。

关键词：医学物理,医学物理师