新平台申报书暨南大学生物医学工程系.docx

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新平台申报书暨南大学生物医学工程系

附件4：

新平台申报书

中央级普通高校改善基本办学条件专项资金

项目申报书

项目名称：

2019暨南大学医疗器械实验平台项目-生科院

项目学校：

暨南大学

主管部门：

国务院侨务办公室

申报日期：

2018年4月15日

中华人民共和国财政部制

项目申报书

项目名称

暨南大学医疗器械实验平台项目

项目编码

（财务与国有资产管理处填）

项目实施地址

校本部第二理工楼216/213/217室等

项目负责人姓名

马栋

项目负责人电话

85222942

项目属性

1.延续项目□2.新增项目□√

立项依据及主要内容

立项依据：

医疗器械行业是一个多学科交叉的高技术产业，市场广阔，需求旺盛。

特别是伴随人口老龄化和二胎政策的实施，我国医疗器械行业将迎来井喷式增长。

借助于本系现有的生物医学工程研发平台，加大医疗器械方向的人才培养力度，有助于提高我院生物医学工程专业的知名度，符合国家和广东省的经济社会发展战略，支撑广东社会经济发展。

建设医疗器械实验平台，既是“十三五”规划内容，也是省教学示范中心和省重点专业建设任务需要。

同时，作为具有特色的生物医学工程专业，医疗器械实验平台的建设将继续提升我校本专业在全国的地位和知名度。

目前，在条件准备方面，本系已建立起较为成熟的“生物材料”和“医学电子”两个本科培养方向作为医疗器械方向的基础，开设了《生物材料加工工艺实验》、《生物材料学实验》、《医学传感器实验》、《医学电子学实验》、《医学物理学实验》、《激光生物学实验》等医疗器械方向基础实验，为新设立医疗器械实验平台奠定了坚实的基础。

同时借力于本系的广东省实验教学示范中心和省重点专业建设，联合校内优势资源（电子系、华医康复科等），本项目拟将“生物材料”和“医学电子”两个方向紧密结合，建立医疗器械实验平台，对专业发展和广东社会经济发展均具有积极意义。

医疗器械实验平台定位和规划：

（1）医疗器械平台是学生学习医疗器械所涉及的材料学、电子学、医学信号处理、生物光子学、医学物理学等基础知识与技术的实验平台；

（2）医疗器械平台是学生应用电子学、光学、材料学、医学物理学等基础技术开发医疗器械的实践基地；（3）医疗器械平台是学生开展创新实践活动、各学科交叉运用于生物医学工程的研究场所。

根据以上定位，我们的总体规划是：

（1）重组资源，优化配置，强化管理机制。

（2）构建新的实验教学体系。

（3）广泛研究和应用现代实验教学技术和手段。

（4）加强医疗器械平台实验室建设。

建设内容：

围绕医疗器械技术，建立基于医疗器械技术各交叉学科的基础识、工程应用、创新活动的三个层面多个模块的实验教学体系。

1.基础层：

教学目标是培养学生掌握医疗器械技术各交叉学科的基础知识，能运用各基础知识解决实际问题，采用实验教学的方式，将医疗器械

立项依据及主要内容

实验划分为以下几个基础模块：

硬件电路：

电路设计与仿真、电路板画图与加工、电路焊接与调试等。

生物材料与器械：

材料制备与表征、3D打印、静电纺丝等。

软件：

Matlab、SPSS、LabVIEW、AutoCAD、COMSOL等。

医学电子设计：

生物记录与刺激电极的设计、生物电放大器和滤波器的设计与分析、生物数据采集与通讯等。

医学信号处理：

生物电信号模拟和数字滤波器的设计、生物电信号（ECG、EEG、EMG、VEP、CAP等）的提取和去噪、医学图像的处理及三维重建技术等。

基础层实验课程的教学方式采用讲授与实训相结合，在课程前期教会学生使用必要的实验工具，然后在每一个实验开始之前，介绍相关的理论知识、实验背景、实验要求、实验方法等，布置实验任务后，学生以个人或者小组为单位，实验操作完成，最后提交实验报告。

基础层的实验内容部分在已开设的实验课程里已涵盖，如《医学电子学》、《生物医学传感器》、《生物材料学》等实验课开设了硬件电路、医学电子设计相关、实验材料与器械相关的实验内容，《数字医学信号与图像处理》实验课开设了医学信号处理方面相关实验内容，同时也对SPSS和LabVIEW两个软件进行了讲授。

而《MATLAB在生物医学工程中的应用》详细讲授了Matlab的具体使用方法。

在下一步建设中可在软件方面讲授AutoCAD、COMSOL等常用软件。

2.应用层：

主要为了帮助学生在所学基础学科的基础上设计简单医疗器械、或对医疗器械所获取的生理信息进行检测分析。

通过应用层的实验设计使学生将基础层所学的实验技能系统化并能灵活运用，同时加强对专业知识的理解和掌握，促进各基础学科与工程学科的交流和合作交叉。

应用层实验课程的教学方式主要以综合性实验为主，第一年建设我们选择智能机器人和智能生物信号调控系统两个医疗器械实验案例为教学内容。

这两个实验项目理论性和应用性较强，其中既涉及到大量的基础学科知识，包括医学电子学、医学物理学、材料加工、生物医学传感器、激光生物学、计算机程序设计等，同时需要具备相应的工程思想，以建立完善的医疗器械的概念。

通过开展这两个综合性实验项目，可以将现有课程《激光生物医学》、《医疗器械与医学仪器》和《医疗器械设计》的实验课整合起来一起上，这些项目建立了各学科基础理论与实体实验间的桥梁，既对课程理论给予有力补充，又在某种程度上使得工程实验有了思想上的指导。

具体实验项目如下：

智能机器人：

以技术相对成熟的工业机器手为例，包括视觉识别模块、控制模块、机器手、电源模块、驱动电路。

涉及的基础层知识包括整个系统硬件电路的设计、焊接与调试，以及软件开发，软件开发又分视频信号的采集与处理、机器手方位等信号的采集和控制等。

智能生物信号调控系统：

选择纳米颗粒介导的光刺激神经调控系统的设计为例，具体实验包括动物模型的建立、纳米颗粒的制备与测试、光刺激信号的产生和控制、神经电行为的检测等，该实验项目同样需要用到基础层各方面的基本技能。

立项依据及主要内容

3.创新层：

在基础层和应用层的基础上，运用中心各种硬软件平台，在中心教师的指导下，学生利用各基础知识技术与软件工具，开展与医疗器械相关实验活动、参加各类医疗器械创新及其他科学实践活动、完成与医疗器械技术相关本科毕业设计。

第一年，我们拟完成基础层建设、并初步开展部分应用层建设工作。

所需仪器设备与实验项目的关系及预算如下，同时见附件（附后）。

立项依据及主要内容

实施方案及可行性

项目实施方案：

目前生医系已有实验室“生物材料实验室”、“医学物理实验室”、“医疗仪器实验室”、疗虚拟仪器实验室”分别位于第二理工楼213、216、217，按照医疗器械实验平台的建设需要新增“生理信号检测实验室”等功能分区，可将“生理信号检测实验室”与现有“医学物理教学实验室”进行整合。

本系已在拐角大厅中隔出一间板房作为本科教学仪器平台I，另正在将231进行装修作为本科教学仪器平台II。

实验项目及拟购设备的场地安排见附件1。

在原有生医系本科教学实验室基础上重新规划，并配合生物医学工程专业本科实验教学的相关课程，开展以“实训操作”为主体，“案例教学”为辅助，以综合性、设计性实验和本科创新工程实验为载体，对生物医学工程专业的教学科研资源实现有效、优化整合，将新增实验室与原有实验室实现功能模块相统一、建设特点鲜明的医疗器械实验教学平台。

这个实验平台的建立将进一步发挥生物医学工程学科的整体优势，提高和拓宽了生物医学工程学科间的交叉融合实力和范围，有效节省了教学、科研资源，对提高生物医学工程专业学生的研发医疗器械所需基本技能和学习实践能力具有重要意义。

可行性分析：

1、生物医学工程专业特色鲜明、具备优势

生物医学工程系拥有生物医学工程本、硕、博、博后一条龙的教学体系，拥有广东省生物医学工程实验教学示范中心，实验室总面积3100平方米，常规设备3000多万元。

其中，本科教学实验中心790平方米，实验设备1056万元；部分科研设备也服务于本科教学，主要服务于综合实验的测试表征。

实验中心每学年承担本科实验13门、项目数82个，达到教育部规定的25%的要求；另有5家大学生校外实践基地（包括1家省级大学生校外实践基地），硬件条件满足。

2、师资力量优势具备

生物医学工程系现有专任教师30人，生师比为4.2。

其中，45岁以下中青年教师占教师总数的64.3%，具有博士学位教师占教师总数71.4%，具有高级职称教师占教师总数64.3%。

每位教师均有独立或合作承担本科生课程。

实验技术人员6人、教学秘书1人，实验技术人员分别协助生物材料、医学电子、生物化学三个方向的专任教师进行实践教学，目前可满足本专业本科实践教学的需要。

我们还与学校的发育与再生医学系、电子系、华侨医院康复科等院系合作，请外系老师承担专业课程，充分利用各种资源提升本科教学内容和水平，师资条件得到保证。

作为应用性强的工科学科，本专业除了专任教师外，还聘请了国内外有影响力的高端人才和企业人才作为兼职/客座教授和校外导师，为本专业本科生提供了更多的学习资源和平台。

外聘国内外有影响的兼职和客座教授6人，包括杰青、珠江学者讲座教授、973首席科学家、广东省领军人才、澳大利亚科廷大学副校长；以及来自企业、研发机构的知名企业家、高层次人才共33名作为硕士兼职导师。

专业背景涵盖生物医学工程、材料学、生物学、物理学、医学电子等。

外聘教师按照合同约定，举行讲座、讲授课程、指导本科生实习、毕业设计等。

实施方案及可行性

3、已具备前期基础

生物医学工程系已建立起较为成熟的“生物材料”和“医学电子”两个方向，每年毕业生三十余人，就业率100%。

开设了《生物材料加工工艺实验》、《生物材料学实验》、《医学传感器实验》、《医学电子学实验》、《医学物理学实验》、《激光生物学实验》等医疗器械方向基础实验13门，为新设立医疗器械实验平台奠定了坚实的基础。

借助于省教学实验师范中心和省重点专业建设，本项目拟将“生物材料”和“医学电子”两个方向紧密结合，建立医疗器械实验平台，对专业发展和广东社会经济发展均具有积极意义。

4、核心团队成员

姓名

职称

职务

专业

分工

马栋

副研究员

生物医学工程系副系主任

高分子材料、药物载体

项目负责人

汤顺清

研究员

生物材料教研室组长

生物材料、医用材料

专家，提供医用材料评价方向的规划及意见建议

谢德明

副研究员

医疗器械教研室组长

医疗器械、组织工程

专家，提供有源医疗器械方向的规划及意见建议

牟善松

副研究员

医疗器械工程中心组长

高分子材料加工、医用材料临床应用

专家，提供医用材料临床应用方向的意见建议

毛萱

副研究员

无

生物材料

主要成员，负责医用材料评价方向的申报内容及以后的设备申购、验收

牟宗霞

讲师

无

医疗器械

主要成员，负责有源医疗器械方向的申报内容及以后的设备申购、验收

俞思明

讲师

无

材料科学

主要成员，协调协助完成整个项目书申报工作

周平

实验师

无

医学物理、医学信息

主要成员，协助完成有源医疗器械方向的申报内容，主要负责实验场地及设备申购、验收

袁志坚

实验师

实验室秘书

生物医学工程

主要成员，协助完成医用材料评价方向的申报内容，主要负责实验场地及设备申购、验收

实施方案及可行性

项目进度与计划安排：

第一阶段：

完成基础层建设，购买基础层所需仪器设备，在《生物材料学》、《医学电子学》、《数字医学信号与图像处理》、《激光生物医学》和《医学物理学》等课程中开设新的医疗器械实验，主要开展硬件电路，材料加工，医学电子设计，医学信号处理等的实验教学，让学生掌握设计医疗器械的基本技能。

第二阶段：

开始建设应用层试验平台，开设《激光生物医学》实验课，并开展智能生物信号调控系统实验项目。

第三阶段：

开设《医疗仪器设计》实验课，开展智能机器人和医疗器械评价相关实验项目。