1.4 生物医学工程师的职能
广义上,生物医学工程专业主要培养3类人才:医疗保健系统的临床工程师;工业界的生物医学设计工程师;做研究工作的科学家。此外,目前还按照生物医学工程师所履行的3种不同职能进行分类,他们之间的区另u很明显,分别介绍如下。
第一类是3类中最常见的一类工程师,可以称为“解题人”。临床工程师和生物医学设计工程师最可能成为这类人,他们与生命科学家之间保持着传统的服务关系。科学家发现并提出问题,由工程师应用专业技术来解决。但是,要有效并成功地“解题”,双方必须了解对方的术语,具有很好的信息交流和沟通。生物医学工程师必须了解生物学方面的情况,做出正确的判断,发挥自己的知识才能,解决所给予的问题,并且用生命科学家可以理解的语言阐述所设计的解决方法。如果不能做到这些,那么“生物医学”这个冠名就名不副实了。
第二类人员比较少,可以称为“科技企业家”,工业界的生物医学设计工程师最可能成为这类人。他们认为,生命科学家和医生所接受的工程技术方面的教育与现有的技术潜能之间存在着相当大的差距,生命科学家不太可能结合现有的技术水平来提出问题。因此,科技企业家通过考察生物学和医学某些前沿领域的问题,自己寻找和确定先进技术可能发挥作用的地方,自己提出问题,然后解决问题。先设计,再用硬件和软件来实现。最后,这些企业家还必须证明他们的研究成果是有用的,说服医学界接纳这些成果。与前述“解题人”的境况不同,企业家的工作是有风险的,他们的成果没有现成的消费者。但是,一旦冒险成功,那么无论是科学上还是经济上,都会前进一大步,比按照传统程序的进展速度要快得多。科技企业家的工作性质决定了他们应该掌握大量工程学和医学方面的知识,并且具有丰富的医疗系统方面的经验。
第三类生物医学工程师称为“工程科学家”,在科研机构和公司研究所最多,他们主要致力于应用工程学原理和技术来研究生物学过程。他们常用的最强方法就是为所研究的生物系统建立合适的物理模型或者数学模型。例如,在研究心脏功能时,工程科学家就需要探究血液流过人体心脏这个匪夷所思的血泵时的复杂过程。他们会建立数学模型来模拟心脏收缩时的动力学特性,用方程来定义血流的行为。然后,利用计算机资源和仿真技术来求解数学模型,从而揭示生物系统的特性。由于过于复杂,这些模型的特性无法用解析计算或者直观推导的方法来求解。而且,模型仿真的结果可用于指导实际生物系统的实验设计;反过来,实验的结果又可以用来改进数学模型。如此反复,就可以一步步深入揭示生物学机制。
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