生物医学信息技术全文(5篇)

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第1篇：生物医学信息技术范文

生物医学工程（biomedicalengineering，BME）是应用自然科学和现代工程技术的原理与方法，多层次研究人体结构、功能及其生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的制品、材料、装置和系统的交叉性边缘学科。其主要的特点是多学科交叉、理工医结合，工程性和实践性很强。在军医大学这样的医科院校中培养工程技术人才，必须要改变原有培养医科学生的模式，采取适应工程技术人才培养特点的教学体系，突出工程性，强调实践性教学。改变现有实践教学模式，构建新的实践教学体系，是生物医学工程专业建设和人才培养中需要体现的重要内容[1]。

2生物医学工程专业学员创新实践能力培养的探索与经验

我校生物医学工程专业五年制本科人才培养的目标是：“面向我军卫勤保障的需要和军事医学的发展，培养具有生物医学、电子技术、信息技术和军事医学电子卫生装备等专业知识，具备将生物医学与电子信息技术相结合的能力，能够从事军事医学电子卫生装备研究、设计、管理、使用和维修工作的高级工程技术人才。”由于我校生物医学工程专业的培养方向是生物医学电子工程，这是一门科技含量高、技术密集、应用性强的学科，其基础理论、创新探索都必须依赖实践来验证。因此，实践教学占据着战略性地位，是培养创新型人才的关键环节。根据我校生物医学工程人才培养目标，突出工程特性，培养具有电子技术创新精神和实践能力的人才是该专业建设的基本任务，学生的综合素质和创新能力不仅需要通过基础理论和专业理论的学习来培养，更要通过实践教学各个环节来锻炼，以使学员不断提高创新实践能力并将所学理论知识和实践技能应用于实际医学问题的解决中。我们主要采取了以下做法：

2.1注重基本实验技能训练，重组课程实验教学内容

电子技术与信息技术教学包含了一系列课程（电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、数字信号处理、传感器原理、医学电子仪器等等），对这些课程的实验项目进行精选、整合、改造，实现以基础性实验、综合性实验教学模块为基础的分层递进的实验教学内容。对现有的实验进行优化整合，主要目的是配合理论教学，使学生熟悉理论知识和掌握基本实践技能，提高教学效益，在不增加现有实验课学时的前提下，适当开设综合性实验。

2.2培养综合运用知识能力，强化综合性设计性实验

在专业基础课实验中，将过去模拟电子技术、数字电子技术等课程中的设计性实验设置为相对独立的综合设计性实验，主要通过自主探索的形式培养学生独立思考、协作攻关的精神以及解决实际问题的能力，以达到知识和能力综合训练的目的。具体方法是教师编列实验题目，提出技术要求。题目的难度与学生的水平相适应，题目的内容与专业方向及学生兴趣相吻合。学生以小组为单位自行选题，通过查阅文献资料，优化技术路线，独立开展实验等环节实施综合训练。使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现以及装配调试，到最后的总结报告和文档整理等全过程的各个环节。通过上述实验课教学改革，有效调动了学生学习的积极性和主动性，培养了学生综合运用知识的能力和动手能力。

2.3开展多层次第二课堂活动，培养分析解决问题能力

开展了多种类型和内容丰富的第二课堂活动，这既是课程教学内容的补充，也是实践教学不可缺少的环节。一种是普及性的第二课堂活动，内容力求覆盖面广、应用性强，既有教师选题，也有学生自主选题进行实验研究。从专业基础课开始组织，有效地丰富了学生视野，拓展了学习内容。另一种是提高性的第二课堂活动，对学习成绩优秀、钻研精神强的学生实行导师制，组织他们参加课外科技活动和全国性大学生创新设计竞赛等实践教学，让学生直接介入实际的科研活动中。通过第二课堂活动有效地发挥了学生学习的潜能，变被动学为主动学，培养了学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。

3我校生物医学工程学员实践能力培养模式的不足

目前，我校生物医学工程专业课程体系设置主要包括：公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程等4类。从实践教学的效果来看，目前这种模式存在2点不足：一是课程设置不科学，体系不完整，与国内外其他生物医学工程院校相比缺少专业选修课程、综合实践课程这2类课程[2]；二是实践教学没有按照实践能力培养的规律进行设计。实践能力的培养必须从基础做起，由低到高逐次递进，以电子技术综合设计为例，在设计性实验中应当将主要精力用于方案设计和技术指标的实现上，但是部分学员由于电子工艺基本功不扎实，一些原本不应该出现的问题却由于焊接加工水平欠佳反复出现，从而影响了设计性实验的整体效果。由于工程实践能力包含了方方面面的素质要求，从设备使用、工艺掌握、器件选择、方案设计等等由低到高的各项能力的培养，是需要一点一滴积累并逐渐形成经验的一个长期过程，绝非一朝一夕之功，也不是某一门课程所能解决的，必须将其作为系统工程搞好顶层设计，在整个课程体系之中加以解决。创新实践能力的培训必须是多层次的并且贯穿始终的完整培训，需要完成包括基础电子工艺掌握、基本实验设备操作到复杂医学电子系统的设计等一系列阶梯式的体系化训练。使学生在大学期间，乃至研究生阶段，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践环节和各种社会实践活动，这对学生掌握扎实的基础理论知识和专业知识，提高独立分析问题和解决问题的能力，提高团队合作意识，提高创造性和竞争能力都大有益处[2]。只有经过这样训练的学生才能具备比较强的实践动手能力，能够有效地通过工程技术手段解决实际问题，从而满足用人单位和部队建设的需要。所以，建立健全完备的实践教学体系是当前深化教学改革，加强顶层设计的重要工作之一，必须按工程人才的培养规律设计科学合理的实践教学体系。

4构建生物医学工程专业学员创新实践能力培养体系的设想与建议

创新实践能力可分为基本技能—综合技能—设计技能—创新技能4个层次，不同层次的能力培养要有相对应的教学内容和训练方法，通常需要采用验证性实验—综合性实验—设计性实验—研究性实验等有针对性地加以训练。为实现创新实践能力的全面培养，必须改变传统的实践教学模式，把培养学生的创新精神和实践能力放在首位。以优化知识结构、提高综合素质为指导制定实践教学计划和方案，调整实践教学组织结构；安排大型综合实验设计课程和实践训练，形成科学合理、内容完备的教学体系和培养模式；构建良好的实践教学支撑环境。使学生在学校期间，不间断地进行传统型、综合型、设计型和创新型等各种实践学习环节和各种社会实践活动，使其创新实践能力不断发展，从而真正提高学生独立分析问题和解决问题的能力，提高创造性和竞争能力，这也是提高专业教学水平和与国际教育接轨的必然选择[3]。

4.1实践课程体系建设

为了更好地适应军医大学对生物医学工程人才培养的要求，根据培养生物医学工程专业学员创新实践能力的探索并结合其他院校在实践体系建设上的经验，我们认为生物医学工程专业课程体系设置应当涵盖公共基础课程、医学基础课程、工程专业基础课程、专业课程、专业选修课程、综合实践课程等6类课程。其中对于实践能力的培养应构建4个层次、5个类型的课程培训体系。

4.1.1基础课程实验

这一类实验的内容和方式比较传统，实验和课程内容的联系紧密，每门课程课内安排实验18学时。通过对授课内容的验证、实现与分析，帮助学生掌握基本理论和方法，锻炼学生动手能力，培养学生的基本工程素质。除基本实验外，一般要求至少安排一个具有综合性质的实验，能够对整门课程起到融会贯通的作用。对每一门课程的课内实践环节的安排和内容，都需要进行充分的论证，以保证每门课程实验内容的合理性。

4.1.2综合实践课程

这个训练层次的重要性体现在，使学生掌握应用工程技术解决实际问题的基本方法，同时培养其初步的创新能力。创新能力的获取必须要拥有扎实的基础，如果基础不牢，所谓创新是没有保障的，即便有非常新颖的想法，但是无法实现也是枉然。创新的方法往往产生于对传统既有方法的熟悉上，充分了解各种方法的特点，并根据对实际问题的分析提出有价值的建议，创造性地采用不同以往的方法和手段处理和解决问题。创新一定是无限的想像与有限的技术选择相结合的产物。通过这类实践课程训练学生对知识的综合运用，掌握工程技术解决问题的程序和方法，突出工程实践中关键环节的训练，实现对不同学习阶段的学员工程实践能力的综合培训，使其具备工程技术人员基本的实践能力。综合实践课程在进入专业基础学习阶段以后安排，将每学期的所有理论教学及考试在前18周内完成，余下的2～3周时间用于开设独立的综合实践课程。

（1）电子工艺实习。主要培养学生在电子线路焊接、装配、调试、元器件识别、选择、基本仪器使用等方面的能力，组装具有实用价值的小型电路。安排这个训练的目的，主要是锻炼学员在电子技术应用中的基本操作技能，如果没有这个过程，直接进入电子技术课程设计阶段，就会出现因为电子工艺不过关造成的各种各样的问题，为电路设计和调试带来层出不穷的障碍。所以必须要有这个训练过程，以保证在后续课程中学生具有比较熟练和稳定的电子工艺能力，而尽量避免因为工艺问题造成的失败。

（2）电子技术课程设计。是在具备电子学基本实验技能的基础上，进行综合能力培养的实践训练课程，以电路设计为重点，内容侧重综合应用模电、数电知识，完成制作较为复杂的带有生物医学功能的电路或者小型电子系统（例如心电信号放大器）。一般是给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。

（3）虚拟仪器技术课程设计。掌握LabView在信号采集、处理、分析以及功能电路整合方面的应用，侧重于生物信号的处理及其虚拟仪器系统的设计。

（4）生物医学信号检测与处理综合实验。其目的是使学生在熟悉电子系统基本设计和数字信号处理主要方法的基础上，把现代信号处理理论与临床医学紧密结合起来，掌握常见的生物医学信号采集方法，医学信号传感器、采集仪器的使用，利用各种信号处理手段解决临床诊断与治疗方面的信号分析与处理问题。使学生了解医学信号处理系统的实现过程：医学信号→信号采集→信号处理→信号识别与特征提取→临床诊断，培养学生应用Matlab和LabView提供的各种处理方法解决医学问题的能力，并强调各种处理方法的硬件实现。

（5）现代医学仪器综合设计。在学生学完全部课程进入毕业设计前一个学期进行，学生综合应用所学过的基础课、专业基础课和专业课的基础理论、基本知识和基本技能，融合医学仪器课程内容，独立完成一个医学信号检测、处理、控制系统的设计、安装、调试，完成医学信号的数据采集和存贮、数据显示、数据分析和处理，通过对专业课实验进行的高度整合，让学生对所学知识进行高层次的融合。学生从本课程拟定的题目中选择，或者自己拟定题目，独立完成一个检测人体信号的小型医学仪器系统，并使所设计的软硬件系统达到要求的各项技术指标。学生通过该课程较系统地学习生物医学信号处理和控制方面的方法和技术，在生物医学信号处理技术、计算机技术、测量技术、控制技术及实验技能等方面得到全面训练，对医学信号的拾取、测量、处理、应用有一个系统地了解，从而在综合能力上得到培养，同时为完成毕业设计打下坚实的基础[4]。

4.1.3创新性课外科技活动

开展丰富多彩和形式多样的创新性课外科技活动，其主要目的是使学生在完成第二层次训练的基础上，了解学科前沿、开阔科技视野、激发创新意识，充分发挥和调动学生创新实践的潜能，结合军事医学应用和实际问题的解决开展研究性实践活动。结合我军卫勤保障和军事医学的需求，应用电子信息技术和电磁检测技术等生物医学工程学方法，有针对性地开展创新实验活动。从军事医学电子卫生装备设计思想的提出、技术指标的设定、研究方案的形成、工程设计的优化等方面训练学员，培养他们在我军军事斗争卫勤保障条件下解决军事医学问题的创新思维和创新能力，以此提高军事生物医学工程专业人才的综合素质。该层次的训练侧重于创新能力的培养，主要以第二课堂的形式围绕科研方向开展，也可以围绕专业选修课开展，并鼓励学有所长的学生积极申报学校创新实验基金，开展进一步的深入研究，并指导学生发表学术论文，申请国家专利。在条件成熟的情况下推荐他们参加各种类型的全国大学生科技竞赛。对于部分已取得较好成果的学员，可在此基础上直接进入毕业设计环节，并给予他们优先报考硕士研究生的资格。

4.1.4实习

临床工程实习是理论联系实际，培养学员分析问题、解决问题能力的重要阶段。通过临床实习，使学员进一步加深对专业课程理论知识的理解和掌握，全面了解现代化医疗仪器设备的基本原理、安装调试、维护保养，熟悉部分医学仪器结构特点和工作原理及存在问题，建立医疗卫生装备体系的基本知识架构，培养学员运用已学基础理论知识，初步分析和解决医学仪器设备实际问题的能力，为毕业后从事医疗设备专业工作，提升任职能力打下基础。

4.1.5毕业设计

毕业设计的质量可以衡量专业教学的水平，是学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计的开展将紧密结合学科研究方向和实际科研课题，把重点放在学员创新思维和能力的培养，充分发挥学员的主动性和创造性上。毕业设计注重以下能力的培养：（1）调研、查阅中外文献和搜集资料的能力；（2）理论分析、制定或设计实验方案的能力；（3）实验研究、综合分析和数据处理的能力；（4）交叉融合理工医等学科综合知识的能力；（5）外语、计算机应用和论文写作的能力；（6）综合应用工程技术手段解决实际问题的能力；（7）团队合作的能力。方法上让学生自由选题，独立完成毕业设计课题。针对要解决的实际问题，指导学生通过查阅资料，以互相讨论的形式逐步总结出解决问题的思路，要求学生利用计算机进行理论设计，并进行虚拟实验和仿真分析，经过比较优选出最佳方案，进而设计出实用的电子系统，完成系统的软硬件调试并达到设计技术指标；最后提供设计报告，接受专家组考评并通过答辩。通过毕业设计使学生了解科研的方法、程序和步骤，增强科研意识。这种对科学实践全程参与的教学方式可以全面培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神，真正实现了理论和实际动手能力相结合的创新实践能力培养。

4.2创新实验室建设

创新实验室建设旨在针对我军面临的多样化军事任务，满足我军卫勤保障需求和军事医学发展需要，从军事医学电子技术教学与训练、军队卫生装备教学与训练等方面入手，与烧伤外科学、防原医学、野战外科学、野战内科学、军事预防医学、高原军事医学以及新概念武器防治学等军事医学紧密结合，以电子技术应用、装备教学实训为基础，培养应用军事生物医学工程的技术方法，解决部队卫勤保障和军事医学问题的创新实践能力。创新实验室主要服务于学员专业学习阶段，在第二课堂、创新实践、综合实验、军事医学课程设计、毕业设计、专业实习以及卫勤演练中对学员实施相关训练活动。从培养军队院校学员为军服务的意识出发，使其在学习训练中了解军事医学的主要问题，学会应用军事生物医学工程方法解决相关问题，同时提高创新实践能力，在这一过程中军事生物医学工程专业综合创新实验室的建设是必不可少的，这对于军事生物医学工程专业学员开展相关学习实践以及任职训练是必须要具备的一个基本条件。

第2篇：生物医学信息技术范文

生物医学工程学科是运用现代自然科学和工程技术原理与方法,从工程学的角度研究生物体(特别是人体)的结构、功能及其相互关系,揭示生命现象、探索生命本质,研究和开发用于防病治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置、系统和工程技术的一门综合性学科[1],是理工类学科与生物医学学科深度交叉、高度融合的边缘性学科,所涵盖的领域十分广泛,具有“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等其他学科不具有的特点。根据研究侧重点,生物医学工程学科可分为信息技术型、材料技术型、生物技术型、生物医学研究型、医疗器械产业型、临床生物医学工程、军事生物医学工程等7类[2]。当前讨论和研究的热点领域主要有:生物医学材料、生物力学、医疗信息技术、生物芯片与传感技术、组织工程及再生医学、介入医学工程、医疗器械等7个方面[3]。

二、医科院校生物医学工程学科专业教育现状分析

高等医科院校生物医学工程学科和临床医学结合紧密,医学大背景很深厚,具备丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件等优势,但同时因学科体系不完善、教学师资力量比较薄弱、专业实验室建设投资大等影响因素,一定程度上制约了生物医学工程学科专业的高效快速发展。

1.理工学科体系不完善。生物医学工程专业学科涵盖面非常广,广到什么程度呢?可以用四个字形容———“包罗万象”,如果用“学科频谱”来描述学科涵盖面宽度,生物医学工程无疑是88个一级学科中“频谱宽度”最宽的学科。目前大多数开设生物工程学的高等医科院校,物理、数学、化学等基础学科相比理工科院校比较薄弱,而且缺乏材料、自动化等重要工程学科的有力支撑,这些支撑学科的缺少会导致相应课程设置不完善以及综合性实践训练平台缺乏,学生无法系统地学习工程类课程,得不到系统扎实的工程技术训练,影响人才培养目标的整体实现。

2.复合型师资比较缺乏。要实现培养医工结合与交叉的复合型高级工程技术人才目标,首先需建设一支医工结合与交叉的复合型师资队伍方阵。在高等医科院校,生物医学工程专业师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏,教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱,这些现状一定程度上影响了课程体系构建以及教学质量和人才培养质量。

3.创新能力培养不扎实。生物医学工程专业85%以上的基础课和专业(基础)课程都要开展实践教学,必须建设相应的实践教学平台,这些实验室建设要求高、仪器设备多、投入大,部分院校在生物医学工程专业课程实验条件建设经费投入不足,单独开设的实验课程比较少,实践教学体系不够完善;课程标准中演示性、验证性等基础性实验设置比较多,而综合性、设计性实验设置比较少[4];缺乏“大学生电子设计创新基地”等综合性实训实验硬件软件平台和组织管理经验;学生规模小,缺少其他理工科学科支撑,组队参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生挑战杯设计竞赛等活动较为困难。

4.学生专业思想不牢固。生物医学工程学作为一门新兴的边缘学科,覆盖面广,涉及领域跨度大,专业知识体系复杂,专业课程内容在各学科之间交叉频繁,本科学生对本专业缺乏深入的了解、足够的信心和学习热情;相对材料、自动化、机械、通信以及临床、医学影像等专业,生物医学工程专业学生所学知识普遍存在“宽而不精”,“广而不细”等问题,就业时相对处于劣势;部分学生由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。

三、对策初探

高等医科院校要盯准医工结合的复合型高级工程技术人才培养目标,突出学科交叉综合培养、工程技术意识培养、创新能力素质培养,深化教学改革,加大教学投入,改善教学环境,加强队伍建设,充分发挥医学院校资源优势,积极探索具有医科院校特色的生物医学工程专业教育培养模式,构建科学合理的课程体系和实践教学体系,不断提升生物医学工程人才培养质量。

1.坚持走“先研究生后本科生”的教育培养模式。“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”等特点决定了生物医学工程学科专业的开设和建设,对教学基本建设、课程体系构建、师资队伍力量、实践教学平台等方面要求比较高,必须具备一定水平的软硬件条件。医科院校在开设建设之初,往往存在培养方向不明确、课程体系不科学、平台条件不完善、师资力量不足等困难和问题,因此,对于计划开设生物医学工程专业的高等医科院校来说,要坚持走“先研究生培养后本科生培养”的教育培养模式,通过5-10年时间的研究生培养和学科建设,加强教学基本建设,积累教学经验,规范教学管理,建设一支高素质师资队伍和一批高水平的实验教学平台,构建完善的课程培养体系和实践教学体系,为本科生培养创造良好的学习条件和学习环境。

第3篇：生物医学信息技术范文

关键词：大数据；生物医学；网络信息安全；管控平台；态势感知

0引言

大数据技术的发展基于计算机技术、信息存储方式、云计算和移动终端设备的高速发展与革新。人类社会从物质文明到精神文明的迈进，信息技术的发展功不可没。大数据技术的运用给社会发展带来了冲击，正在逐渐走进千家万户，通过改变人们的生活方式为人们带来了便利服务[1]。对于生物医学领域而言，从提出研究人类基因组的项目以来，随着基因组学、各种外科医学等知识的快速积累，逐渐研发了很多实时、定量、定性分析的测试技术，大规模临床研究日益增多，使得数据的生成和共享急剧增加。在这个大背景下，在大量数据分析和解读过程中，隐私保护和信息安全问题成为了生物医学中亟需解决的难题[2]。所以，在国家信息发展的战略形势下，亟需成立基于大数据的生物医学信息安全管控平台，建立完善的安全预警分析机制，应对新形势下的人身安全与信息安全威胁因素。

1生物医学信息安全管控平台的发展现状及需求

1.1发展现状

21世纪，生物医学迅猛发展，医学科研和实践中产生的大量医学数据需要人们进行分析。因此，必须有一套完备的服务体系作为支撑。在信息的规整过程中，促使研究人员和临床诊断医生的思维方式发生了转变，这种微妙的变化已从数据生产和数据积累转变为对数据进行深度的挖掘与分析[3]。新兴大数据技术在医学上的应用与分析，使得医学研究、发展、疾病诊断与预防以及公共卫生管理等有了长足的发展。任何事物都是一把双刃剑，人们在享受大数据为提供便利的同时，不得不重视信息安全问题，信息安全问题与生物医学研究存在诸多的矛盾[4]。在大数据应运而生的时代，患者的隐私保护问题成为了阻碍生物医学发展的最关键因素。另外，这些隐患的泄露给生物医学领域带来了严重的影响，影响了个人及团体的生物医学研究，很多患者在配合治疗时个人信息得不到很好的保护，让不法分子有了可乘之机，对社会造成了极其恶劣的影响。总的来说，大数据+医学是生物医学发展的必然趋势。大数据技术已广泛的运用到生物医学的诸多方面，逐渐影响着医学的发展。大数据技术能让纷繁复杂的数据简单，但是，必须要确保信息的安全。

1.2建设需求

目前，全国兴起了信息化建设的热潮。各个医院都希望利用方便快捷的信息管理技术，这些技术必须依附于大数据技术才能完成。所以，必须充分认识到网络信息安全的严峻形势，提前进行有针对性的研究，努力构建符合实际情况的网络信息安全管控平台，以便积极应对网络信息安全威胁，确保医院服务系统的正常运行。通过平台建设，促进信息化建设，全面提升网络管控和保障能力，进一步提高医院综合服务能力。

2生物医学信息安全管控平台关键技术

2.1从大数据到安全智能

生物医学信息安全管控平台的智能化运营、控制、管理都离不开大数据技术的支撑协作，从大数据到生物医学信息安全管控平台的安全智能，体现在广度、深度和攻击预警三个维度上。大数据平台安全智能三个维度的实现，需要将大数据技术深入融入到平台的各层逻辑层面中。

2.2态势感知技术

态势感知是在一定时间和空间下，对当前信息化系统、设备和环境因素动态变化的感知、综合理解以及状态变化预测的过程，包括当前态势因素采集、态势评估、未来发展态势预测等。态势感知通过机器学习和数据建模分析来发现潜在的入侵和高隐蔽性攻击威胁，并通过IP溯源系统追踪、锁定黑客身份。态势感知的技术能力主要表现在安全监控、入侵检测、弱点分析、可视化大屏、威胁分析以及可编程引擎等方面。

3平台总体建设方案

3.1总体设计

基于大数据的生物医学信息安全管控平台（以下简称“管控平台”）从逻辑功能上分为四个层次：数据采集层、数据共享层、业务层和展示层。

3.2数据采集层

基于大数据的数据采集层主要实现全网实时流量和各类日志（包括IP/域名备案数据、IDC基础资源数据、IDC访问日志、日志留存数据、僵木蠕数据、恶意程序数据、流监测数据、DNS解析数据、网站不良数据以及第三方的监测数据等）的采集汇聚。同时也为上层系统提供了反馈意见。

3.3数据共享层

数据共享是对各类原始数据进行分析和整理，然后再通过数据共享层存储和预处理，达到数据共享目的。通过组合查询分析等一系列先进数据处理技术，最终将数据分割成分布式数据存储分析模块，方便为上层业务或别的系统提供便利，实时从库中调取文件。数据共享层主要基于一些数据库，主要有漏洞库、恶意代码库、IP/域名库、恶意程序库、入侵特征库和策略库等一系列的数据比对库。通过大数据构建框架，对数据进行大范围、深层次、多维度的挖掘。同时也对海量信息进行深度分析与安全挖掘，最终形成一种特定的技术分析库[5-6]。此外，数据共享层还能为其他系统或平台提供实时的数据输出和定期数据发送，方便有关部门进行数据的提取与运用。

3.4业务层

业务层主要实现的是业务处理逻辑、算法等。业务层可划分为互联网管控模块等模块，方便业务层的管理与实施。在整个业务层模块，互联网管控模块是该管控平台的核心，它主要对数据解析还原、管控策略配置和管控命令生成能力进行了升级。网络安全管理模块对于网安事件有特定的数据分析能力，在实践过程中升级改造了三大引擎：异常流量监测引擎、移动恶意程序监测引擎、僵木蠕监测引擎。信息安全管理模块主要是对采集的信息进行综合分析，同时也方便对流量信息和日志中存在的安全隐患进行整体把控，实现对网络信息安全分类全量的监管，为事件的处理提供可靠的依据。主要功能包括DC基础信息安全事件分析及管控功能、针对钓鱼网站以及互联网不良信息监测分析功能等专网监测管理功能。安全管理能力模块主要应用于各类行业中进行实施监管，为全网互联、广泛互联提供有力的技术支撑。基础资源管理模块能够对管控平台基础数据资源进行详细的处理与分析，升级改造IP/域名比对引擎、系统指纹探测引擎以及应用指纹探测引擎[7]。大数据分析模块是该管控平台的核心，主要是采用基于分布式流式数据处理方式，对数据进行深度的挖掘与分析。在宏观上对网络信息安全进行有效把控，使数据广泛互联与分析，将各个事件有机结合在一起，由点到面，由面到体，方方面面进行全局的分析与处理。该技术的应用能为上层数据提供业务数据支持，也能进行资产漏洞预警的深度分析与关联分析。大数据时代，能有效定位到攻击源与攻击时间的发生区域，减少故障带来的损失。大数据的运用势必会对网络的全面升级起到关键作用，同时也是净化网络环境的关键一步。

3.5展示层

在展示层，可以通过管控平台对数据共享层、业务层进行数据传送与数据支持。可利用目前最为先进的态势感知技术，对互联网信息安全进行整体的分析，方便对整体态势感知、资产分布、网络安全事件分布、流量异常监测以及多源安全数据等多种信息资源进行合理化的展示和管理[8]。

4结语

大数据逐渐改变了生物医学的发展模式，也是对传统信息管理与分析的一次颠覆性革命。它的运用势必会促进生物医学的共享研究和临床精准诊疗，也会对流行疾病、重大疾病进行原因筛选，提供更好的治疗方案。但是，必须要考虑信息安全和个人的隐私保护问题，必须合理采集和使用数据，切不可为了自身利益，泄露患者和库内的数据资源。在技术方面大数据在医学上的应用已没有任何问题，目前要解决个人的信息安全与隐私问题。生物医学信息安全建设必须循序渐进、逐步发展。只用通过不断地优化处理，生物医学的信息安全才能得到保证。另外，需要完善的制度与法律作为支撑，确保生物医学信息安全管控平台安全、健康、稳定、高效地运行。

参考文献

[1]秦文哲,陈进,董力.大数据背景下医学数据挖掘的研究进展及应用[J]中国胸心血管外科临床杂志,2016,23(1):55-60.

[2]张宁,徐远旭,杨帆,等.大数据时代的生物医学研究[J].中华医学科研管理杂志,2015,28(1):34-39.

[4]杨高明,杨静,张健沛.隐私保护的数据研究[J].计算机科学,2011,38(9):1117.

第4篇：生物医学信息技术范文

[关键词]生物医学；计算平台；管理模式；运行与维护

近几年，随着生物医学应用的飞速发展，大规模生物医学应用计算平台正从传统的以计算集群为基础的网格环境向高性能计算环境快速发展，以承载和支撑大规模生物与医学为中心任务，充分利用其并行运算和大数据处理的能力，为大数据提供高效的处理和分析机制。

一、生物医学计算平台的有效管理

（一）生物计算平台发挥的作用以及工作宗旨

其作为相对独立的辅助部门存在，为教学科研提供保障，最大限度地发挥资源的利用率，提供一流的生物医学计算和存储等服务工作。因此，计算平台是否能够按需求服务，科研和教学用户对平台服务是否满意，如何通过创建和创新服务而为生物医学研究创造更多的价值等一系列问题，依然是需要关注的重点问题。

（二）生物计算平台所面临的建设、运营等主要问题

一方面，各实验室和院所的发展对生物计算平台的建设提出许多新的挑战，需要长远目光和快速响应，比如每年的项目申报。另一方面，因频繁变化的业务使计算平台日常管理遭遇很多突发状况，如临时停电、软硬件技术故障、突击检查等，要求提前做好充分的准备工作。

（三）生物计算平台服务管理的广度和深度

生物计算机平台对人、基础设施、信息资产、其他资产的管理，范围广，涉及到的面多，只有抓住信息这个要素以信息管理为重点，以流程为指标，建立标准服务级别，并进行模块化管理。

（四）定制的服务体系构架

1）服务级别管理：计算机平台的核心使命是为各类用户提供满意的存储及计算服务，因此立足于平台的实际，针对不同用户的特点，制定和实施相匹配的用户服务协议，是衡量平台工作的核心标准之一。

2）财务管理：计算机平台逐年累月积累下来的教学和科研经验，必须考虑投入和产出效益。因此，需要设计预算和计费管理、运维的管理、对外服务的管理等，费用约定应明确体现在服务协定上，这对改善计算平台的运维和服务质量，提升平台的使用平率都十分必要。

3）持续可用性管理：作为一个重点建设，任务繁重的计算平台，必须在人员、技术、资产等方面进行持续管理。并必须明确计算平台服务需求，这样平台的工作目标才是明确的，这样优化和基础构架才有实用性。

4）事故能力的管理：为避免用户违规、例外操作等造成的事故，计算机平台需要制定严格的服务质量标准，并在此基础上规范操作、记录操作事故现象、分析并给出报告，以达到与用户沟通、减少事故次数、提高服务质量的目的。计算平台需要通过合理的岗位设置，来实现各类服务，并通过对人员的培训，以及对资源的优化合理配置，来发挥计算平台投资的最大效能。

5）问题配置管理：为兑现服务协议，降低事故损失，有必要开展事前分析，找出潜在因素，减少服务成本和对用户的影响。而合理地配置是计算机平台软件协同、高效工作的基石，对系统的配置项需要定期确认，以确保变更管理和日志。

6）变更管理：科学试验的流程变更需要合理管理，因计算平台面向的用户众多，拥有的信息资源有限，而在实际过程中，用户的使用权限或端口会经常进行变更，所以用户出于自身需要对软硬件的变更也是变更管理工作的重点。为使IT技术信息透明化，应定期有关产品的配置项信息，而计算机平台通常使用可信第三方提供的软件产品。

二、生物医学计算平台的合理化运维

（一）生物医学计算平台下的用户维度

在传统模式下，业务系统与物理服务器明确对应，而采用计算平台后，是利用虚拟服务器进行服务的，其数量会动态增减。如要查看客户满意度、群集开机率、任务按时完成率以及平均等待时间，都可以在计算平台中操作实施。因计算平台面向的用户面广，所以用户维度是关键。在为各类用户提供满意的计算平台服务，并达到与客户之间的良好沟通，才能对计算平台的使用率以及良好的信誉有很大的提升。

（二）生物医学计算平台下科研项目与业绩的维度

随着生物医学计算平台的发展，国家极度重视生物医学，为该科学投入了大量的物力财力，鼓励科研人员的积极参与，将计算平台累积下来的宝贵科研资源进行研究、分析、整合。在预算成本的控制范围内，科研工作者研究开发科研项目的同时，又为国家科研项目开源节流、控制成本，这对改善对外服务管理、项目成本以及完善计算平台都起到了极大的促进作用，为国家在科研上的可持续发展打开了便利之门。

（三）生物医学计算平台下建立面向客户服务的虚拟化共享系统

计算机平台下，协助客户运维管理部门实现从成本中心向价值中心的转化，突出体现在计算平台下科技价值体系的贡献与重要性。国家在计算平台下虚拟化的管理与技术还相对比较薄弱，所以这就要求在提高运维管理效率、降低运维资源投入的前提下，改善和提高计算平台的运行模式，让用户在虚拟化的系统下，有权共享系统资源。虚拟化共享系统根据用户可能需要的服务将进行分类，生成相应的虚拟机模板。系统自动会在用户提出申请需要时，从存储系统取出虚拟机模板，根据模板生成相应的虚拟机，并自动对其他所需资源进行配置，自动测定资源余量，然后提交到一个有资源余量的物理机上运行，最后给提出申请的用户进行分配。

（四）生物医学计算平台下资源的优化使用

在医院数据中心，提供的服务和很多业务系统的运行时间段不同，多数业务系统在白天的访问量较大，晚上则相对较小。服务器在采购数据时，峰值是日常值的几倍甚至几十倍，这就导致大部分日常时间中服务器多数空闲，资源浪费严重。在计算机平台下，虚拟服务与自动化服务相结合，可以使系统资源得到最优化的使用，可设定各系统的服务时间段，在系统使用量较小的时候，减少该服务使用数据量、释放其占用资源，将这些资源转交给其他服务和系统。也可关闭不提供服务的服务器，以节省电力。

三、结语

为了有效提高管理与运维效果，在生物医学计算平台的管理实践中，我们对其中的部分进行了因地制宜的修改、增减和实施，并在平台内部进行了相对严格的标准化和文档化记录。而生物医学计算平台的管理与运维对促进我国的生物医学技术，以及对现代化的可持续发展都有着积极的促进作用。

[参考文献]

[1]赵伯诚,朱元元,马锡坤.南京军区"医云工程"实践与效果分析[J].中国数字医学,2013.

[2]金岳辉,吴祯.虚拟化环境下IT运维自动化管理探究[J].中国金融电脑,2013.

第5篇：生物医学信息技术范文

1.1生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1.2生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(BioelectricSignals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(BiomagneticSignals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(BiochemicalSignals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(BiomechanicalSignals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(BioacousticSignal),如心音、脉搏、心冲击等。按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从被干扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3.1频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3.2相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(CoherentAverage)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3.3小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。