产学研紧密结合建设超声治疗学课程的探索与实践.doc

产学研紧密结合 建设《超声治疗学》课程的探索与实践李发琪，曾德平，王 华，王竹彪，杜永洪，邹建中，颜家珍（重庆医科大学生物医学工程系，重庆400016）［摘要］超声无创治疗技术的飞速发展，对学科建设和人才培养提出了重要的需求和 更高的要求作为较早开设《超声治疗学》课程的高校，紧跟学科发展，产学研紧密结 合，将科研成果引入教学，建设学科交叉的师资队伍，加强教材建设，注重培养学生创 新实践能力，在实践过程中探索《超声治疗学》的课程建设，取得了很好的效果［关键词］超声治疗学；产学研；课程建设超声医学是声学、医学和电子工 程技术相结合的一门交叉学科超声 在医学中用于诊断和治疗，其中，超 声诊断作为一种无创诊断技术已在医 学中广泛使用上个世纪90年代，高 强度聚焦超芦（High Intensity Focused Ultrasound, HIFU）无创治疗肿瘤兴起 在国家科学基金的支持下，我国在聚 焦超声治疗领域的设备研制、临床应 用及若干基础研究方面取得了突破性 的成果，走在了世界的前列，在国际 上积累了数量最多的临床病例，推动 了该领域的发展以聚焦超声无创治 疗为代表的超声治疗是一门符合现代 医学从有创向无创治疗发展方向的新 兴学科，并在医学应用中展示出广阔 的前景。

一、紧跟学科发展，为社会培养急需 人才2004年2月，美国国会在西雅图 召廿美国科学促进会（AAAS）年会， 邀谙了全球顶尖的30位科学家探讨全 球科学和技术的前沿问题，超声治疗 技术首次入选为未来全球科技的重耍 前沿问题Z—会后，《Nature》杂志 （2004年2月）就超声治疗发表了题 为"Silent sound zaps cancer"（静静的 超声杀死癌症）的专题文章，文中报 道“中国已经率先将HIFU用丁临床治 疗肝癌、肾癌，展示岀良好的有效性 和安全性，并具有无辐射、无创等特 点，对传统医学提岀了挑战”⑴超声 治疗除了无创治疗肿瘤外，在医学中 还用丁•：血管成形术、超声去脂、眼 药物传送、经皮药物传送、药物传送 到大脑、溶栓、乳化、基因传送、基 因治疗、降低动脉增生、坐骨神经修 复、止血等，超声治疗正在逐渐形成 一个多学科交叉的新领域由于中国 在这一领域的贡献，促成了国际治疗 超声学会的建立，引起了国际上许多 国家政府、高校、科研机构和GE、 Siemens、Philips等医疗器械巨头的关 注，并不断加大科研投入一个新领域的成熟和发展，需要 有学科的支撑，而学科的成熟和发展 需要有强大的人才队伍，面对超声治 疗蓬勃的发展态势和激烈的竞争格 局，学科建设和人才奇缺已成为制约 超声无创治疗发展的瓶颈。

为此，我 校在对超声治疗领域10多年基础研 究、设备研制和临床应用取得的成果 基础上，于2002年成立了生物医学工 程系，依托超声医疗国家工程研究中 心、超声医学工程省部共建国家重点 实验室、生物医学工程重点学科以及 具有特色和优势的超声治疗研究，实 行产学研一体化，先后建立了医疗器 械专业和临床医学专业物理医学方向 （五年制本科和七年制本硕连读），培 养学生能从医、工结合的视角思考和 解决问题的复合型人才，使学生毕业 时分别成为物理治疗设备临床应用领 域的物理医学医师和在物理治疗设备 研发领域的医疗器械研发丁程师《超声治疗学》作为我校医疗器 械专业和临床医学专业（物理医学方 向）的主要专业课，近十年来，将医 学和工学两个一级学科有机融合，充 分利用自身的学科优势及产学研紧密 结合的有利条件，积极进行课程建设二、将科研成果引入教学，保持教学内 容的先进性超声治疗是利用超声波的能量特 性（即主动特性），把一定能量的超声 波作用于人体病变部位，通过某种生 物物理机制（机械的、热学的或空化 的）对人体组织的状态、功能或结构 产生一定的影响、变化、以至破坏而 达到既定的医疗冃的根据专业培养 冃标，《超声治疗学》的课程H标是研 究超声波与人体组织相互作用的声学 基础、生物学效应及具物理机制和实 现临床治疗的工程技术问题。

通过本 课程的学习，使学生掌握超声治疗的 基本理论、工程技术、临床应用以及 设备操作的基础知识和技能，为将来 从事与超声治疗等医疗设备的临床应 用或研究开发打下坚实的基础我们根据课程冃标，积极进行教 学内容建设，始终坚持将科研成果引 入教学的方向，保持教学内容的先进 性自1988年以来，我校对聚焦超声 治疗的生物学效应、丁.程技术与临床 丿应用进行了潜心研究，解决了一系列 阻碍聚焦超声无创治疗技术发展的难 题，首次提出了 “生物学焦域”概念, 通过对HIFU治疗系统的优化、生物学 效应研究、治疗剂量学研究、组织声 环境以及改变组织声环境研究等，初 步建立了超声治疗的基础理论体系⑺ 我们将对超声治疗的科研成果首次引 入教学，建立了《超声治疗学》的课 程体系，将该课程分为“声学基础”、 “超声波产生与传播”、“超声生物学 效应”、“高强度聚焦超芦治疗技术”、 “其他超声治疗技术”五个知识模块, 加强学生对超声的理性认识，并与临 床应用相结合，使本课程一开始就有 一个高的起点我们将重庆医科大学研制的具有 我国自主知识产权的聚焦超声肿瘤治 疗系统应用于本科教学Z后，超声治 疗妇科常见疾病、超声治疗过墩性鼻 炎的设备相继问世。

课程团队把超声 治疗科研中涉及众多良性肿瘤及非肿 瘤性疾病治疗的理论与技术及时引入 教学内容，加强了临床应用的教学，使学生进一步了解超声治疗的前沿, 保持教学内容的先进性⑶发挥产学研结合的优势，建设医工结合的师资队伍超声治疗学涉及不同学科的许多 知识，因此必须组建一支多学科人才 相互交融的师资队伍我们充分发挥 产学研一体化的优势，在科研、成果 转化以及产业化过程中聚集的一支多 学科交叉、荣获教育部创新团队的学 术梯队，建设起医、工结合、知识结 构、学科结构、职称结构合理的教师 队伍8名教师老中青结合，分别来自 生物医学工程、材料学、光学、临床 医学、影像学、肿瘤学等不同的学科 专业；教师队伍包括教授5人、副教 授2人、讲师1人，高级职称占87.5%； 有博士4人，硕士2人，占教师总数 的75%O 6名教师的硕、博学位由5 所院校授予，秉承了多所院校的学术 风格，学缘结构合理现有博士生导 师2人、硕士生导师5人教师队伍中专职教师与来自科 研、生产、临床一线的师资相结合， 有效地加强了理论与实践的交融，提 高了教学效果队伍中有重庆海扶（HIFU）技术有限公司的高级工程师,曾经参与过聚焦超声治疗设备的研 发，对超声治疗设备的工程技术有深 刻理解，使学生更容易掌握超声治疗 工程技术方面的基本知识。

有从事 HIFU肿瘤治疗、妇科疾病治疗的医 生，他们结合自身的临床经验给学生 讲授超声治疗的临床应用，指导学生 拟定超声临床治疗方案教学团队互相学习，取长补短， 在教学实践中学术水平和教学水平不 断提升荣获重庆市教学团队，两次 获得国家技术发明和科技进步二等 奖，有973计划项冃的首席科学家， 有国家杰出青年基金获得者、“何梁何 利基金会”科学技术进步奖获得者、 国家“白千万人才工程”第一、二层 次计划人选专家、国家杰出专业技术 人才、市级优秀骨干教师有三名教 师晋升教授四、根据课程目标要求，积极进行教 材建设《超声治疗学》是一门年轻、迅 速发展中的多学科交叉的新兴学科 我系是首家开出《超声治疗学》本科 课程的院系，在全国乃至世界都没有 成熟的木科教材可采用，更无全国统 编教材可循开始我系将冯若、王智 彪教授主编的的《实用超声治疗学》 作为教材，（2002年，南京大学出版 社）在使用中我们发现：这是一部学 术箸作，与实现课程冃标有一定差距, 不太适合本科学生作教材使用，同时 不能反映超声治疗的快速发展，而且 教材与专业培养R标结合不够紧密， 未能反映我系的专业特色为此，我系在长期科研的基础上, 经过儿轮的教学实践，于2007年，由 王智彪教授牵头组织编写了《治疗超 声原理与应用》。

该教材邀请了国内 声学、超声医学、超声工程技术、超 声物理、声化学、生物医学工程、临 床医学等领域的专家参加编写，同时 总结了我校长期潜心于聚焦超声治疗 技术的基础理论、工程技术、临床应 用研究的成果，还引用了国内外其他 研究机构发表的文章、标准等，使该 教材紧扣专业培养R标和课程A标要 求，2008年由南京大学出版社出版， 受到了校内外专家和学生们的好评南京大学声学研究所冯若教授等专家 认为：《治疗超声原理与应用》教材是 冃前国内少有的同类教材，具有基础 性、应用性和前沿性在编写上设计 新颖，从多角度阐述了超声治疗的原 理，列举了丰富的临床治疗例证，把 学科前沿知识以深入浅出的方式传授 给学生，填补了国内相关领域教材的 空白五、加强实践教学和实验室建设，培 养学生的动手能力1.精心设计实践教学根据课程冃标和对应用型人才培 养的要求，实践教学既要与木课程理 论教学内容衔接，乂耍为学生创造足 够的独立操作机会，还要培养创新思 维和能力⑷为此,我们将《超声治疗 学》实验教学体系分为两阶段：与理 论课同步进行的课内实验和进入生产 实习削一个月的集中实验课内实验：包括基础实验和综合 实验通过治疗超声声输出测量、组 织声特性测量、超声治疗设备生物学 效应实验，使学生进一步巩固超声治 疗的声学基本理论。

集中实验：安排在学生课程学习 结朿后，在专业实习Z前，为期1个 月一是进行超声临床治疗基本技能 培训；二是安排设计性实验，学生通 过查阅文献资料，自主设计实验方案, 独立操作超声治疗设备，开展超声辐 照活体动物靶组织实验，模拟临床治 疗2.加强专业实验室建设组建了三个设备一流的丁•程类专 业实验室：为其装备有生物电测量、 超声测量、X线成像、电治疗、激光 治疗、放射治疗、超声治疗等各类仪 器，使学生学习和了解医学仪器的基 本原理及基木操作技能同吋依托省部共建超声医学工程 国家重点实验宅良好的实验条件以及 超声医疗国家工程研究中心的研发平 台，建立了学生校内实践基地，配备 了磁共振引导超声治疗系统、JC200 超声肿瘤治疗系统、CZF妇科治疗设 备等超声治疗装备为学生实践能力 和综合素质的培养提供了得天独厚的 条件六、组织学生参加课外科研引导学生参加科研活动是激发学 生创新意识，培养创新思维和实践能 力的有效途径我系设置了 “海扶Z 星”学生科研基金，每年投入经费六 万元，设置开放课题io项，发布课题 指南，引导有科研兴趣爱好的学生口 由组成实验团队，以答辩竞标的方式 申请创新科研实验专项资金，学生利 用寒、暑假开展课题实验工作。

本课程团队教师积极参与课题指 南的拟订、课题竞标答辩，还选派导 师对学生的科研给予过程指导，从开 题报告评审、实验方案设计、实验数 据的收集和分析整理到撰垢科研论 文，进行全方位指导科研活动的开 展激发了学生的求知欲，增强了学习 的兴趣，提高自主学习的能力，学生 已有两篇论文发表，一项专利被相关 部门接受《超声治疗学》经过十儿年的建 设，在同行帮助和自身努力下取得了 可喜成效，学生对该课程重视度很高, 学习后反映良好但我们深知《超声 治疗学》毕竟是在声学基础、超声医 学等学科基础上发展起来的一门新兴 学科，与成熟学科相比还存在一定差 距，今后耍走的路还长我们诚恳希 望与全国的同行共同探讨这门课程的 建设，以培养高质量的人才，推动超 声治疗的发展［参考文献］1. Jim Giles, silent sound zaps cancer : ultrasound cuts side effects when used to remove tumours［J］. Nature News. 2004,2.2. 中国科学技术协会主编，中国生物医学 工程学会编著.2006—2007生物医学工 程学。