第一篇：生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)概論感想

生物醫(yī)學(xué)工程概論論文

摘要 生物醫(yī)學(xué)工程（Biomedical Engineering,簡(jiǎn)稱BME）是門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科。

關(guān)鍵詞

認(rèn)知；生物材料；醫(yī)學(xué)成像；生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)；生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理；生物醫(yī)學(xué)測(cè)量

1.什么是生物醫(yī)學(xué)工程

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering,簡(jiǎn)稱BME）是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科。是多種工程學(xué)科與生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。它要求把人體各個(gè)層次上的生命過程(包括病理過程)看作是一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)變化過程；把工程學(xué)的理論和方法與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的理論和方法有機(jī)地結(jié)合起來去研究這類系統(tǒng)狀態(tài)變化的規(guī)律；并在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用各種工程技術(shù)手段，建立適宜的方法和裝置，以最有效(目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)成本)的途徑，人為地控制這種變化．以達(dá)預(yù)定的目標(biāo)。

2.生物醫(yī)學(xué)工程的研究領(lǐng)域

生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面： 生物力學(xué)，生物材料學(xué)，醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)，生物系統(tǒng)的建模與控制，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與傳感器，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理，物理因子在治療中的應(yīng)用及其生物效應(yīng)，人工器官等。

2.1 生物力學(xué)

生物力學(xué)是運(yùn)用力學(xué)的理論和方法，研究生物組織和器官的力學(xué)特性，研究機(jī)體力學(xué)特征與其功能的關(guān)系。生物力學(xué)的研究成果對(duì)了解人體傷病機(jī)理，確定治療方法有著重大意義，同時(shí)可為人工器官和組織的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。生物力學(xué)的發(fā)展方向有兩個(gè)大方向：微觀層次發(fā)展：為生命體各基本層次建立本構(gòu)關(guān)系或力學(xué)模型奠定基礎(chǔ)；系統(tǒng)綜合方向發(fā)展：即在對(duì)生物組織、體內(nèi)流體研究基礎(chǔ)上，建立各種人體器官(如心、肺、肝、耳、鼻等)的力學(xué)模型，進(jìn)而設(shè)計(jì)各大系統(tǒng)(如呼吸、消化、循環(huán)、生殖等系統(tǒng))的力學(xué)模型，從而為臨床醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

2.2 生物材料

生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復(fù)或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)材料，即用于取代、修復(fù)活組織的天然或人造材料。這些材料包括金屬、非金屬及復(fù)合材料、高分子材料等；目前輕合金材料的應(yīng)用較為廣泛。金屬植入材料是應(yīng)用最早的生物醫(yī)用材料,目前常見的植入金屬材料主要為超低碳奧氏體不銹剛、鈷鉻合金、純鈦和鈦合金3類材料。生物材料有廣泛的應(yīng)用，如：應(yīng)用理想的醫(yī)用骨粘合劑來固定骨折，甚至促進(jìn)骨折的愈合。氧化鋯陶瓷具有優(yōu)良的生物學(xué)性能，能作為股骨頭替代材料，而且有希望作為牙種植基臺(tái)。納米級(jí)羥基磷灰石材料有復(fù)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白及誘導(dǎo)生成血管能力, 納米羥基磷灰石／羧甲基殼聚糖(N—HA／cMcTs)復(fù)合生物材料還可用來制備注射性軟組織填充劑等。膠原蛋白-硫酸肝素神經(jīng)生物支架材料也有望用于神經(jīng)損傷的修復(fù)。到2009年，SCI共收錄生物材料類期刊22種。2005/2009-08，共收錄了該領(lǐng)域1 330篇中國(guó)著者(不包括臺(tái)灣)文章，說明中國(guó)作者在該領(lǐng)域的研究非?；钴S，也說明了生物材料的發(fā)展前景是十分美好的。

2.3 醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)

醫(yī)學(xué)影像是臨床診斷疾病的主要手段之一，也是世界上開發(fā)科研的重點(diǎn)課題。醫(yī)用影像設(shè)備主要采用 X射線、超聲、放射性核素磁共振等進(jìn)行成像。

2.3.1 X射線成像裝置主要有大型X射線機(jī)組、X射線數(shù)字減影(DSA)裝置、電子計(jì)算機(jī)X射線斷層成像裝置(CT)；

2.3.2 超聲成像裝置有B型超聲檢查、彩色超聲多普勒檢查等裝置；超聲成像設(shè)備是目前醫(yī)院中僅次于投影X射線機(jī)使用得最頻繁的成像設(shè)備。目前臨床上使用的超聲成像系統(tǒng)基本上都是采用脈沖回波亮度調(diào)制方式成像(即B型超聲顯像儀)。超聲成像的突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)人體無損、無創(chuàng)、無電離輻射，同時(shí)又能提供人體斷面實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)圖像。因此廣泛地用于心臟或腹部的檢查。此外，我還得知我校的三維超聲技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.3.3 磁成像設(shè)備有核磁共振成像（MRI）系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)有：無高能（X－Ray）輻射，故安全、對(duì)人體無創(chuàng)可以對(duì)人體組織作出形態(tài)和功能的診斷；提供精細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)信息（MRI分辨率可達(dá)0.5mm；）獲取人體的三維圖像數(shù)據(jù)較容易（直接產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)，無需重建）另外，它還可以在不注射造影劑的情況下顯示血管影像。此外還有紅外線成像和正在興起的阻抗成像技術(shù)等。

2.3.5 光聲成像技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中新興的無損檢測(cè)技術(shù)，具有對(duì)比度高、分辨率好、穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)有很大的應(yīng)用前景。

2.4生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與傳感器

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是對(duì)生物體中包含的生命現(xiàn)象、狀態(tài)、性質(zhì)、變量和成分等信息的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和量化的技術(shù)。生物醫(yī)學(xué)傳感器是獲取各種生物信息并將其轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量與處理的信號(hào)(一般為電信號(hào))的器件，是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。主要有三大類：生物傳感器，物理傳感器，電化學(xué)傳感器。其意義在于促進(jìn)了生理量、生化量、生物量和各種生命現(xiàn)象檢測(cè)方法的進(jìn)展，對(duì)推動(dòng)生命科學(xué)各領(lǐng)域的研究，以及對(duì)新型診斷、治療方法與人體功能輔助器械的新發(fā)展都具有十分重要的作用。生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)作為生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)重要組成部份，經(jīng)歷了數(shù)百年的變遷，在近30年取得飛躍進(jìn)步，對(duì)醫(yī)學(xué)以至于人類的生活產(chǎn)生了重要的影響。近幾年迅速發(fā)展的虛擬儀器技術(shù)的迅速發(fā)展，構(gòu)建不同于傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的虛擬式生物醫(yī)學(xué)儀器系成為了可能這必然會(huì)對(duì)我國(guó)的醫(yī)療電子設(shè)備和儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

2.5生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的主要任務(wù)是根據(jù)生物醫(yī)學(xué)的信號(hào)特點(diǎn)．應(yīng)用信息科學(xué)的基本理論和方法．研究如何從被干擾和噪聲淹沒的觀察記錄中提取各種生物醫(yī)學(xué)信號(hào)中所攜帶的信息．并對(duì)它們進(jìn)行分析、解釋和分類。信號(hào)處理的領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛而又深入的，已在不同程度上滲透到幾乎所有的醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域．從預(yù)防醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)到臨床醫(yī)學(xué)，從醫(yī)療、科研到健康普查，都已有許多成功的例子．如：心電圖ECG分析，腦電圖，EEG分析，視網(wǎng)膜電圖ERG分析，X光片處理，CT圖像重建，健康普查的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，疾病的自動(dòng)診斷，細(xì)胞、染色體顯微圖像處理，血流速度測(cè)定，生物信號(hào)的混沌測(cè)量等等。MEA信號(hào)鋒電位的主成分分類用的就是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)是生理、測(cè)量、模式識(shí)別、人工智能和數(shù)字信號(hào)處理等多種學(xué)科的交叉領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的研究方向有強(qiáng)噪聲干擾下的微弱生理信號(hào)及其信息的動(dòng)態(tài)提取，建立主要的生理信號(hào)(例如心電圖、腦電圖等)處理的軟件包一數(shù)據(jù)庫(kù)與程序庫(kù)，心電、腦電、肌電的有效處理方法等。

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研、臨床、監(jiān)控等，并顯示出越來越重要的地位。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)包括各種生理參數(shù)，如腦電、心電、肌電等生物電信號(hào)；心跳、血壓、呼吸、血流量、脈搏、心音等的非電量信號(hào)。這些信號(hào)均是強(qiáng)噪聲背景下的低頻(小于200Hz)微弱信號(hào)

(幅度小于100 mV)，這就對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)有很高的精度要求?。正由于采集的信號(hào)具有生物信號(hào)特有的特點(diǎn)：高背景噪聲，且隨機(jī)性大，即影響因素很多并且不可能用確定性的數(shù)學(xué)函數(shù)來表達(dá)，信號(hào)弱等I 2l，故需采用各種數(shù)字信號(hào)處理的方法來提取我們需要的信號(hào)。所以人體信號(hào)采集和分析系統(tǒng)的地位顯得越來越重要。

2.6 人工器官

2.6.1 人工器官的概念

人工器官的研究是模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能，用人工材料制成能部分或全部替代人體自然器官功能的機(jī)械裝置。當(dāng)人體器官發(fā)生病傷而用常規(guī)方法不能醫(yī)治時(shí)，有可能給病人使用一個(gè)人工制造的系統(tǒng)來取代或部分取代病損的自然器官，補(bǔ)償或修復(fù)其功能。

2.6.2人工器官的發(fā)展方向

人工器官的發(fā)展方向有：人工心臟瓣膜的研究，血液凈化技術(shù)的研究,人工心臟起博器的研究，人工腎、肺、肝、胰等。人工器官長(zhǎng)期體內(nèi)移植對(duì)機(jī)體影響研究。

3.學(xué)習(xí)了生物醫(yī)學(xué)工程概論后我的收獲與總結(jié)

通過對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程概論課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程不再陌生，學(xué)了概論之后，它神秘的面紗已被揭開，生物醫(yī)學(xué)工程是一門新型的有很大潛力的交叉學(xué)科，處于生命科學(xué)與信息技術(shù)科學(xué)及工程學(xué)的交叉領(lǐng)域。作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生，只要我們學(xué)好專業(yè)知識(shí)，多思考，多動(dòng)手，相信我們?cè)诰哂泻芎玫陌l(fā)展前景的同時(shí)也一定能為中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)！

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【18】劉海龍，王兵(華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430074)MEA信號(hào)鋒電位的主成分分類 生物醫(yī)學(xué)工程研究 第24卷 文章編號(hào)：1672—6278(2005)03—0137-04 【19】馮大淦 , 朱志良 , 姜慧妍等 生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù) 科學(xué)出版社;第1版(2011年1月1日)【20】馮 帆（南京解放軍國(guó)際關(guān)系學(xué)院）關(guān)于現(xiàn)階段生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的技術(shù)與進(jìn)展 科學(xué)時(shí)代 2010年 第11期

【21】王保華 生命科學(xué)與信息技術(shù)間的交叉研究 中國(guó)醫(yī)療器械雜志 2002年 26卷第l期

第二篇：生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)概論感想

山東科技大學(xué)電子通信與物理學(xué)院

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)概論學(xué)習(xí)心得

作者：xxxxx

學(xué)號(hào)：xxxxxxxxxxxxxx 班級(jí)：生物醫(yī)學(xué)工程xxx

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)概論學(xué)習(xí)心得

經(jīng)過六節(jié)課的學(xué)習(xí)，我對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)有了一定的認(rèn)識(shí)，也對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程中的一些技術(shù)有了一定的了解，同時(shí)，對(duì)于本專業(yè)未來的發(fā)展方向也更為明確了，對(duì)于通過學(xué)好本專業(yè)的信心也大為增強(qiáng)，學(xué)習(xí)的動(dòng)力也是大為提升。

在幾節(jié)專業(yè)概論當(dāng)中，我了解到了我們大學(xué)期間究竟要學(xué)習(xí)那些課程，例如大三時(shí)上的生理學(xué)、模式識(shí)別、EDA等課程，大四時(shí)上的醫(yī)學(xué)成像原理等，同時(shí)我們也要學(xué)習(xí)醫(yī)用儀器的設(shè)計(jì)，以便于在畢業(yè)后更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，我也了解到了學(xué)好計(jì)算機(jī)語言的重要性，C#，java等計(jì)算機(jī)語言等是我們以后發(fā)展中的重要工具。

同時(shí)，生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人數(shù)比較多，我們有眾多的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐考入我國(guó)各知名院校，例如現(xiàn)在大四就有學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐考入浙江大學(xué)，西安交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名高校，在課上我們也了解到了我們有哪些高校在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域發(fā)展的比較好，各知名高校在生醫(yī)專業(yè)的發(fā)展方向等，同時(shí)也認(rèn)清了當(dāng)前考研的嚴(yán)峻形勢(shì)，讓我對(duì)考研有了比較理性的認(rèn)識(shí)。

當(dāng)然，及時(shí)我們很多同學(xué)都有計(jì)劃考驗(yàn)，但是這并不意味著我們需要大學(xué)期間每天埋頭于自習(xí)室，終日準(zhǔn)備考研的知識(shí)。陸翔老師就向我們介紹了許多適合我們的科技創(chuàng)新賽事，讓大家明白了鍛煉動(dòng)手能力的重要性，這也直接造就了我身邊大批同學(xué)踴躍報(bào)名各項(xiàng)科技創(chuàng)新競(jìng)賽，例如：電子設(shè)計(jì)大賽，機(jī)器人大賽，物理創(chuàng)新大賽，數(shù)學(xué)建模等。我認(rèn)為我們參加這些比賽不論是否得獎(jiǎng)，都是一種提高，因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^這些比賽自己實(shí)實(shí)在在動(dòng)手從開始設(shè)計(jì)到成品完整的做出一些東西。在專業(yè)概論課中，老師也像我們舉了一些生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)所做出的一些成果，例如我們學(xué)校就有生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室，可以控制各自行走，其他的諸如仿生牙齒等都是我們生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的前輩們?cè)O(shè)計(jì)制造的，同時(shí)，我們也簡(jiǎn)單了解的醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展歷史，明白了透視，CT，彩超等常見醫(yī)學(xué)檢測(cè)手段的適用范圍，我也認(rèn)識(shí)到了醫(yī)療檢測(cè)手段對(duì)于治療疾病的重要意義，可以說，當(dāng)前醫(yī)療水平的逐步提高離不開我們生醫(yī)人的辛勤努力！

而對(duì)于就業(yè)而言，在國(guó)內(nèi)也有諸如東軟，外企諸如西門子等都是我們生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的比較不錯(cuò)的企業(yè)，同時(shí)，我們山東境內(nèi)也有不少生醫(yī)專業(yè)對(duì)口的企業(yè)，例如威高集團(tuán)等，我們不少學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐也在那些企業(yè)中發(fā)展的非常優(yōu)秀。我們的就業(yè)范圍相對(duì)也比較廣泛，例如研發(fā)，售后，一員的設(shè)備科都需要我們專業(yè)的畢業(yè)生。而就畢業(yè)后的薪資而言，我們專業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，畢業(yè)五年平均月薪在我校各專業(yè)中排名第一，這讓我對(duì)未來有著足夠的信心，同時(shí)也促使我更加的努力，畢竟更高的薪資意味著需要更高的能力，意味著我們將來需要承擔(dān)更多的責(zé)任，因而我們一定要在大學(xué)期間努力提升自己！

六節(jié)的專業(yè)概論課不能讓我們對(duì)一個(gè)專業(yè)多么的精通，但也讓我們基本了解了生物醫(yī)學(xué)工程這個(gè)專業(yè)。我也已經(jīng)基本清楚我們當(dāng)前需要學(xué)習(xí)的知識(shí)，需要提高的能力，我相信在我們的共同努力下，我們一定會(huì)在生物醫(yī)學(xué)工程這個(gè)專業(yè)中發(fā)展的越來越好！

第三篇：生物醫(yī)學(xué)工程概論

我對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程的認(rèn)識(shí) BiomadicalEngineeringinMyMind 陳凱樂U201312603生物醫(yī)學(xué)工程201301班

內(nèi)容摘要：

生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，其基本任務(wù)是研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題，揭示人體奧秘，特別是人體的生理、病理過程，同時(shí)運(yùn)用工程技術(shù)手段，從事相應(yīng)醫(yī)療儀器和生命科學(xué)儀器的研究和開發(fā)，用于疾病的預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)，保障人類健康。本文綜述了生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)生發(fā)展過程、研究?jī)?nèi)容、研究現(xiàn)狀及其在軍事中的廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)學(xué)軍事前景

Abstract: Biomedicalengineering,a multidisciplinaryemerging discipline integrating the theoryand methods of biology, medicine and engineering,whose basic task is tostudy and solveproblems inbiologyandmedicine, reveal the mysteries ofthe human body, especially the physiological andpathological processes, meanwhile, use engineeringtechniques to study and develop medical equipmentand life science instruments, for the prevention, diagnosis, treatment and rehabilitation, to protecthuman health.This paper reviews the development process, research content, research status and its wide range of applications in biomedical engineering in the military.Keywords: Biomedical Engineering, Medicine, Military, Prospect

1引言

生物醫(yī)學(xué)工程是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的交叉學(xué)科，是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)角度，多層次研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段。它涉及生物信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像、圖像處理、生物信號(hào)處理、生物力學(xué)、生物材料、三維建模和系統(tǒng)分析等領(lǐng)域；研究方法中一個(gè)最重要的手段就是運(yùn)用仿生研究，研發(fā)出和人體結(jié)構(gòu)和功能相類似的工程產(chǎn)品以適應(yīng)疾病診斷治療需要；生物醫(yī)學(xué)工程伴隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步和醫(yī)療器械的發(fā)展而不斷成熟，在健康教育、疾病預(yù)防、疾病診斷、疾病治療、疾病康復(fù)中都發(fā)揮重要作用，也將在未來戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮越來越大的影響。

2生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展 生物醫(yī)學(xué)工程始于20世紀(jì)50年代，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程作為一個(gè)專門學(xué)科則起步于20世紀(jì)70年代，我國(guó)著名的醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科最早的倡導(dǎo)者。生物醫(yī)學(xué)工程標(biāo)志性成果主要包括4個(gè)方面：

2．1顯微鏡的發(fā)明

17世紀(jì)發(fā)明了光學(xué)顯微鏡，其分辨能力達(dá)到微米（μm）級(jí)水平；20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的電子顯微鏡，使人們能觀察到納米（nm）級(jí)的微小個(gè)體。

2．2影像學(xué)診斷進(jìn)步

影像學(xué)診斷是20世紀(jì)醫(yī)學(xué)診斷最重要也是發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，50年代X線透視和攝是臨床最常用的影像學(xué)診斷方法；1972年第1臺(tái)CT誕生，只能用于顱腦檢查；1974年，全身CT出現(xiàn)；現(xiàn)在螺旋CT（SpiralCT）能快速掃描和重建圖像，提高了診斷準(zhǔn)確率；1976年，第1臺(tái)商用正電子發(fā)射體層攝影（PET）誕生，PET是目前最先進(jìn)的影像診斷技術(shù)；1980年，第1臺(tái)可以用于臨床的全身MRI誕生；1984年，美國(guó)第1臺(tái)醫(yī)用磁共振獲得FDA認(rèn)證，MRI工程的進(jìn)步，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)診斷學(xué)向功能與形態(tài)相結(jié)合的方向發(fā)展，向超快速成像、準(zhǔn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)MRI、MRI、fMRI、MRS發(fā)展；2000年，第1臺(tái)PET/CT誕生；2010年，MRI/PET誕生等。

2．3介入醫(yī)學(xué)問世

1964年，Dotter和Judkin最早使用介入技術(shù)導(dǎo)管對(duì)下肢動(dòng)脈阻塞性病變進(jìn)行擴(kuò)張治療取得成功；1967年，Margulis首先使用介入放射學(xué)，這是醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)出現(xiàn)“介入”一詞的最早記載；1977年，Gruenzing成功地進(jìn)行了首例冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò)張術(shù)獲得成功；20世紀(jì)80年代，隨著高精度計(jì)算機(jī)化影像診查儀器、數(shù)字減影血管造影（DSA）、射頻消融技術(shù)以及高分子新材料制成的介入技術(shù)用的各種導(dǎo)管相繼問世，使介入性診療技術(shù)飛速進(jìn)步。

2．4人工器官（artificialorgan）的應(yīng)用

人造心臟瓣膜的試制開始于20世紀(jì)40年代后期，1953年，垂屏式氧合器人工心肺機(jī)的研發(fā)，開始了人工心肺機(jī)體外循環(huán)技術(shù)應(yīng)用；1958年，瑞典醫(yī)生奧克·森寧為患者植入了世界首例全埋藏式人工心臟起搏器；1960年，美國(guó)首次將人造硅膠球心臟瓣膜植入一位風(fēng)心病二尖瓣狹窄患者體內(nèi)，術(shù)后長(zhǎng)期存活，開創(chuàng)了人工心臟瓣膜置換的先河；1982年，美國(guó)人工心臟研究小組為一患者植入完全人工心臟使其存活了112d；Abio-Cor于2001年獲得批準(zhǔn)使用人工心臟；同時(shí)，人工關(guān)節(jié)、人工肝、人工肺也在臨床得到了大量應(yīng)用。

3生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的特點(diǎn)

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是一門高度綜合的交叉學(xué)科，這是它最大的特點(diǎn)。所謂交叉學(xué)科是指由不同學(xué)科、領(lǐng)域、部門之間相互作用，彼此融合形成的一類學(xué)科群。從學(xué)科發(fā)展的歷史長(zhǎng)河來看，新學(xué)科的產(chǎn)生大都是傳統(tǒng)或成熟學(xué)科相互交叉作用產(chǎn)生的結(jié)果。而且，生物醫(yī)學(xué)工程所指的學(xué)科交叉，不是生物醫(yī)學(xué)同哪一個(gè)工程學(xué)科分支的簡(jiǎn)單結(jié)合，而是多學(xué)科、廣范圍、高層次上的融合。近年來，高分子材料科學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等自然科學(xué)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展。此外，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科所涉及的領(lǐng)域非常廣泛?？梢哉f，有多少理工科分支，就會(huì)產(chǎn)生多少生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，這種多學(xué)科的交叉融合涉及到所有的理、工學(xué)科和所有的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)分支。這樣一來，當(dāng)任何一個(gè)學(xué)科取得突破進(jìn)展時(shí)都能影響到生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，使其發(fā)展的速度異常迅速。

4研究?jī)?nèi)容與領(lǐng)域

生物醫(yī)學(xué)工程的研究?jī)?nèi)容包括：基礎(chǔ)性研究，涉及生物力學(xué)、生物材料學(xué)、生物醫(yī)學(xué)信息的提取與處理、生物系統(tǒng)建模與仿真、各種物理因子的生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞等；應(yīng)用性研究，直接為醫(yī)學(xué)服務(wù)，涉及生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與傳感技術(shù)，生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù)，醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù)，人工器官、醫(yī)用制品和儀器，康復(fù)與治療工程技術(shù)等。當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程研究的重要領(lǐng)域包括：

4．1生物力學(xué)

研究生命體運(yùn)動(dòng)和變形的學(xué)科，主要通過生物學(xué)與力學(xué)原理方法的有機(jī)結(jié)合，認(rèn)識(shí)生命過程的規(guī)律，解決生命與健康領(lǐng)域的科學(xué)問題；研究領(lǐng)域主要包括：生物流變學(xué)、心血管生物力學(xué)與血液動(dòng)力學(xué)、骨關(guān)節(jié)生物力學(xué)等。

4．2組織工程學(xué)

應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和工程學(xué)的原理，吸收現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、材料與工程學(xué)等學(xué)科的科研精華，在體內(nèi)或體外構(gòu)建組織和器官，以維持、修復(fù)、再生或改善損傷組織和器官功能，是繼細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)之后，生命科學(xué)發(fā)展史上又一新的里程碑，標(biāo)志著醫(yī)學(xué)將走出器官移植的范疇，步入制造組織和器官的新時(shí)代。

4．3生物材料學(xué)

研究與生物體特別是人體組織、血液、體液相接觸或作用時(shí)不凝血、不溶血、不引起細(xì)胞突變、畸變和癌變，不引起免疫排異和過敏反應(yīng)，無毒、無不良反應(yīng)的特殊功能材料。

4．4人工器官

主要研究人體組織與器官的再生、修復(fù)與替代。人工器官在臨床上的應(yīng)用，挽救了不少垂危的生命，為臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展開拓了新途徑。

4．5生物傳感器技術(shù)

使用固定化的生物分子結(jié)合換能器，用來偵測(cè)生物體內(nèi)或生物體外的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)或與之起特異性交互作用后產(chǎn)生響應(yīng)的技術(shù)。

4．6生物系統(tǒng)建模與仿真 對(duì)生物體在細(xì)胞、器官和整體等各層面的參數(shù)及其相互關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，并用計(jì)算機(jī)求解該模型以分析和預(yù)測(cè)各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制和狀態(tài)。

4．7生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)

生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)與處理幾乎成為了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科共同的研究方向。

4．8醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù)

研究如何將人體有關(guān)生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式，或?qū)σ勋@得的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行分割、分類、識(shí)別、解釋及三維重建等進(jìn)行分析處理。

4．9物理因子的生物效應(yīng)及其醫(yī)療應(yīng)用

通過對(duì)生物群體流行病學(xué)調(diào)查、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn)及細(xì)胞和分子水平等多層次研究，了解物理因子對(duì)生物體的作用效應(yīng)及作用機(jī)理，確定其有效和允許的作用劑量，發(fā)展運(yùn)用物理因子生物效應(yīng)診斷和治療疾病的技術(shù)，并防止其可能發(fā)生的有害影響。

5生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究現(xiàn)狀

5．1發(fā)達(dá)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀

在美國(guó)以及歐洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，早在上世紀(jì)70年代就指出生物醫(yī)學(xué)工程的重要性，基于其強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)、科技實(shí)力，經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的努力均取得了各自的成果。如今，這些國(guó)家在生物醫(yī)學(xué)工程方面處于世界前列。但是面對(duì)當(dāng)今科技飛速發(fā)展的新形勢(shì)，他們?nèi)栽谙氡M一切辦法努力前進(jìn)。在美國(guó)，許多著名大學(xué)根據(jù)自身?xiàng)l件和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的特點(diǎn)以及社會(huì)需要采用各種方式積極推進(jìn)“學(xué)科交叉計(jì)劃”。這樣一來，生物醫(yī)學(xué)工程在這一有利條件下迅速發(fā)展，朝向以整合生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)及工程科學(xué)等高度交叉跨領(lǐng)域方向發(fā)展。這種發(fā)展方向既促進(jìn)了傳統(tǒng)性專業(yè)的提升，又為逐步形成新專業(yè)創(chuàng)造了條件。

另外，美國(guó)政府因認(rèn)識(shí)到新的世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)促進(jìn)衛(wèi)生保障事業(yè)發(fā)展所具有極大的重要性，急需扭轉(zhuǎn)美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研發(fā)工作群龍無首的分散局面，美國(guó)第102屆國(guó)會(huì)于3000年1月34日通過立法，在國(guó)立衛(wèi)生研究院內(nèi)設(shè)立了國(guó)家生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程研究所，規(guī)定由該所負(fù)責(zé)對(duì)美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的科研創(chuàng)新、開發(fā)應(yīng)用、教育培訓(xùn)和信息傳播等進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理，促進(jìn)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的基本了解、合作研究以及跨學(xué)科的創(chuàng)新。這也大大推動(dòng)了美國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展。

5．2國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀

我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來說起步比較低。自上世紀(jì)80年代以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前全國(guó)已有很多所高校內(nèi)設(shè)有此專業(yè)，在一些理、工科實(shí)力較強(qiáng)的高校內(nèi)均建有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)。由于這些學(xué)校的理、工等學(xué)科在全國(guó)都有重要的影響，且大都設(shè)有國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，他們開展起來十分方便，這些院校均是以科研性學(xué)科設(shè)置的。此外，還有一些醫(yī)學(xué)院校則是以醫(yī)學(xué)作為基底學(xué)科，置入某些工程學(xué)科的知識(shí)，并以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為目的建立相關(guān)的課程體系，而對(duì)于生物學(xué)中所涉及到的細(xì)胞及分子生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)及生物技術(shù)，對(duì)于工程技術(shù)中的控制技術(shù)、材料學(xué)均較少涉及，這些院校培養(yǎng)的目標(biāo)就是將生物醫(yī)學(xué)工程運(yùn)用于實(shí)際。因?yàn)樯镝t(yī)學(xué)工程是以理、工、醫(yī)為基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)中的許多問題只有在這些學(xué)科相互結(jié)合的前提下才能得以解決。要將基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品，將美好的前景分析變?yōu)樾l(wèi)生保健的實(shí)際行動(dòng)而服務(wù)于廣大人民，就離不開生物醫(yī)學(xué)工程師。這就是這些生物醫(yī)學(xué)工程工作者的工作理念。

6生物醫(yī)學(xué)工程在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

6．1生物醫(yī)學(xué)工程在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景

生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)不僅為軍事醫(yī)學(xué)及其相應(yīng)基礎(chǔ)研究提供必要的技術(shù)、手段、方法、儀器和設(shè)備，而且也是軍事醫(yī)學(xué)研究成果物化為衛(wèi)勤保障裝備，實(shí)現(xiàn)我軍衛(wèi)勤裝備現(xiàn)代化、高技術(shù)化的橋梁。例如，生物力學(xué)利用力學(xué)的基本原理，結(jié)合生理、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)，從分子力學(xué)到系統(tǒng)力學(xué)各個(gè)不同的層次來研究生物體的力學(xué)問題，研制各種生物材料和人工器官的基礎(chǔ)，也是武器裝備和衛(wèi)勤裝備研制過程中人機(jī)匹配設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。生物材料是與人體組織相接觸或作用而對(duì)人體無毒副作用、不凝血、不溶血、不引起人體細(xì)胞突變、畸變和癌變，也不引起免疫排斥和過敏反應(yīng)的特殊功能材料。可開發(fā)出在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛用途的抗凝血材料、可降解性骨修補(bǔ)材料、吸咐解毒材料、藥物緩釋材料、生物粘合材料、抗粘連材料、透析及超過濾用的膜材料、外科手術(shù)縫線、藥物載體材料、記憶合金等。生物系統(tǒng)建模與仿真通過對(duì)生物細(xì)胞、器官和整體各層次的行為參數(shù)及其關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，用電子計(jì)算機(jī)分析和預(yù)測(cè)各種條件下生物系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和狀態(tài)。這種技術(shù)可以替代軍事醫(yī)學(xué)研究中某些復(fù)雜、長(zhǎng)期、昂貴乃至無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，如航天、航空、潛水及危險(xiǎn)條件下的生物系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，提高研究效率，并可為施加不同控制條件研究對(duì)生物系統(tǒng)運(yùn)行過程的影響。生物系統(tǒng)建模與仿真也是醫(yī)學(xué)智能儀器研制的重要基礎(chǔ)。人工器官是用人工材料制成的、模擬人體器官的結(jié)構(gòu)與功能、可部分或全部代替自然器官功能的機(jī)械裝置，對(duì)于戰(zhàn)傷救治、減少傷殘、提高傷病員的生存質(zhì)量具有重要意義。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是各種醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)，生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)綜合反映了通信、生理、模式識(shí)別、人工智能和數(shù)字信號(hào)處理多類技術(shù)，已成為醫(yī)學(xué)研究、疾病診斷和指導(dǎo)治療的重要技術(shù)，為避免或改善飛行員空間定向障礙、意識(shí)喪失提供了新的手段。

6．2衛(wèi)星遙感技術(shù)將成為重要的宏觀流行病學(xué)手段

為應(yīng)付未來突發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)需要軍事醫(yī)學(xué)部門及時(shí)提供目標(biāo)地區(qū)可靠的醫(yī)學(xué)地理、流行病學(xué)和自然衛(wèi)生資源等方面的資料。傳統(tǒng)的常規(guī)地面調(diào)查是獲取信息的重要手段，但需要大量人力、物力，而且費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，難以滿足全面、系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)觀測(cè)的需要，更不能適應(yīng)軍事應(yīng)急的要求。隨著空間技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)可以從宏觀上幫助實(shí)現(xiàn)這一目的。地形、地貌、氣溫、濕度、降雨量、生物量、植被、河流、湖泊、大氣環(huán)境及水土流失等許多自然和經(jīng)濟(jì)地理因素與流行病學(xué)、軍隊(duì)衛(wèi)生、衛(wèi)勤保障關(guān)系密切，實(shí)時(shí)、客觀、動(dòng)態(tài)地掌握這些因素的變化情況，對(duì)于制訂軍事醫(yī)學(xué)衛(wèi)生防疫保障方案具有極為重要的意義。對(duì)我國(guó)周邊地區(qū)、重要戰(zhàn)略目標(biāo)地區(qū)、有爭(zhēng)議的地區(qū)以及人員較難進(jìn)入的島礁、叢林、沼澤等進(jìn)行自然地理調(diào)查，衛(wèi)星遙感甚至可能是唯一可行的措施。衛(wèi)星遙感作為一種應(yīng)用空間技術(shù)的發(fā)展已趨于成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，分辨率不斷提高，其快速、客觀、實(shí)時(shí)、覆蓋面廣、信息量大、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是其它技術(shù)無法比擬的，在預(yù)防醫(yī)學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

6．3生物傳感器將是化生戰(zhàn)劑偵檢的有效工具

生物傳感器近年來受到越來越多的重視，它是生物學(xué)的選擇性和靈敏性與微電子技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)物，如酶?jìng)鞲衅?、受體傳感器和抗體傳感器等。生物傳感器可廣泛用于傳染病病原體檢驗(yàn)、化學(xué)和生物戰(zhàn)劑的偵檢、軍隊(duì)食品衛(wèi)生監(jiān)測(cè)、野戰(zhàn)臨床分析、毒物藥物研究、生物工程在線監(jiān)控和戰(zhàn)士體能訓(xùn)練等方面，是最具發(fā)展?jié)摿Φ膫蓹z器材，具有操作簡(jiǎn)便、選擇性好、分析速度快、試樣量小和可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。例如，在化學(xué)戰(zhàn)條件下，利用受體傳感器可與一類戰(zhàn)劑發(fā)生反應(yīng)的特點(diǎn)，先迅速檢測(cè)出戰(zhàn)荊的類別，指導(dǎo)人員及時(shí)采取防護(hù)措施，繼而再用抗體傳感粉進(jìn)一步確定戰(zhàn)劑的種類，采取更具針對(duì)性的防護(hù)。將生物傳愚器與專家系統(tǒng)結(jié)合后，非專業(yè)人員也可使用，甚至可將小型生物傳感器安裝在士兵的軍服內(nèi)使用。80年代末出現(xiàn)的光纖生物傳感器靈敏度更高、應(yīng)用范圍更廣，在化學(xué)和生物戰(zhàn)劑的聯(lián)合偵檢中已進(jìn)入工程開發(fā)和試用階段。

6．4醫(yī)學(xué)電子工程技術(shù)將提高戰(zhàn)傷救治

醫(yī)學(xué)電子工程技術(shù)的應(yīng)用將研制出簡(jiǎn)便可靠的傷員電子尋找器材。新型生物降解性骨修補(bǔ)材料可理想地修復(fù)骨缺損不需要作二次拆旅手術(shù)。膜材料技術(shù)和分子篩技術(shù)等新材料技術(shù)的發(fā)展，將使野戰(zhàn)制液制氧的水平大大提高。記憶合金等熱敏材料可廣泛應(yīng)用于各種部位戰(zhàn)傷骨折的固定。新型創(chuàng)傷敷料將是以新型生物基質(zhì)材料為載體、用微膠囊技術(shù)進(jìn)行廣譜抗菌素控釋、含有促進(jìn)組織生長(zhǎng)的因子、不粘連、透氣性好的多種高技術(shù)的復(fù)合體。用生物材料技術(shù)制成的人工皮膚覆蓋戰(zhàn)傷燒傷創(chuàng)面，可抑制創(chuàng)面感染，促進(jìn)創(chuàng)傷愈合，減少癱痕形成。

7二十一世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程展望

縱觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的歷史，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究領(lǐng)域十分廣泛，與其他學(xué)科的集成交叉是多層次、多方面的。利用多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)來揭示人類思維和認(rèn)知的奧秘，是二十一世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)主攻方向。與分子生物學(xué)相結(jié)合，加強(qiáng)細(xì)胞和分子水平的研究，如生物醫(yī)學(xué)納米工程技術(shù)，是生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。微創(chuàng)傷手術(shù)、生物醫(yī)學(xué)微機(jī)電技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)機(jī)器人技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)[8]等正在成長(zhǎng)為新的研究領(lǐng)域。隨著廣泛應(yīng)用現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)成果，未來的醫(yī)療儀器裝置、醫(yī)學(xué)診療過程必將融合更廣泛的集成科學(xué)技術(shù)，創(chuàng)造出新設(shè)備和新技術(shù)，推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)向更高水平發(fā)展。

8結(jié)語·感想

生物醫(yī)學(xué)工程是應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要而建立起來的一門新興學(xué)科，具有高精尖的特點(diǎn)。同時(shí)，由于其以其他學(xué)科為基礎(chǔ)，因利乘便，發(fā)展迅猛，已經(jīng)在很多方面有了深入的應(yīng)用，并且產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。尤其是軍事方面的應(yīng)用，大大減少了人員損傷。也正因其剛剛發(fā)展，仍有很多問題需要我們年輕一輩去探索，我們也有了更多的發(fā)展空間。并且，生物醫(yī)學(xué)工程也是一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)，為我們提供了很多契機(jī)。這也堅(jiān)定了我學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)工程的信念。我們定將在生物醫(yī)學(xué)工程的康莊大道上越走越遠(yuǎn)！

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第四篇：生物醫(yī)學(xué)工程概論 教學(xué)大綱

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)概論教學(xué)大綱

課程名稱：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)概論 學(xué)時(shí)：54 學(xué)分：3

一、課程的性質(zhì)與目的

本課程是面向全校中醫(yī)學(xué)，中藥學(xué)，針灸推拿學(xué)專業(yè)留學(xué)生而開設(shè)的一門選修課。主要通過教師理論講授的方式使學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的定義及發(fā)展史、生物醫(yī)學(xué)工程與生物工程學(xué)的關(guān)系、生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官、生物流體力學(xué)、生物電學(xué)與生物磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與影像醫(yī)學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教育的概況有所了解。重點(diǎn)在于激發(fā)理工學(xué)生對(duì)生物的興趣，而讓生物類學(xué)生認(rèn)識(shí)理工的重要性。

二、教學(xué)內(nèi)容和要求

第一章 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)簡(jiǎn)介（3時(shí)）

掌握生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的定義，了解其發(fā)展史；了解生物醫(yī)學(xué)工程的研究范圍；熟悉生物工程與生物醫(yī)學(xué)工程的關(guān)系。

第二章 生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官（6學(xué)時(shí)）

了解一些能夠植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料，以及具有天然器官功能的人工器官。

第三章 生物流體力學(xué)引論（6學(xué)時(shí)）

了解生物心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)與水動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)等的相互聯(lián)系，以及人生理內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，主要包括血液循環(huán)力學(xué)和呼吸力學(xué)。

第四章 生物電學(xué)與生物磁學(xué)引論（6時(shí)）

了解生物電學(xué)和生物磁學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程上的應(yīng)用。

第五章 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)與影像醫(yī)學(xué)（12學(xué)時(shí)）

了解現(xiàn)代醫(yī)學(xué)數(shù)字影像技術(shù)基礎(chǔ)；熟悉各種醫(yī)學(xué)影像技術(shù)臨床診斷的原理、方法。如醫(yī)用X射線電視系統(tǒng)、X線電子計(jì)算機(jī)斷層成像、超聲醫(yī)學(xué)成像、核醫(yī)學(xué)成像、核磁共振醫(yī)學(xué)成像（NMRI）、醫(yī)用數(shù)字影像信息系統(tǒng)（PACS）。

第六章 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教育概況（3時(shí)）

熟悉生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科類型；了解國(guó)外生物醫(yī)學(xué)工程教育概況；熟悉我國(guó)高校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)設(shè)置的基本情況

三、教學(xué)方法與培養(yǎng)能力

教學(xué)方法為課堂理論講授，教學(xué)手段主要采用多媒體教學(xué)。教學(xué)中注重對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的基本理論、重點(diǎn)知識(shí)的講授，采用啟發(fā)式教學(xué)，課堂上根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和回答問題，注意與相關(guān)課程內(nèi)容的銜接，盡可能的做到深入淺出、融會(huì)貫通。

四、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定

考核方式：期末開卷考試＋小論文

成績(jī)?cè)u(píng)定：期末筆試占50％，小論文占50％。

五、教學(xué)參考書

①《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)導(dǎo)論Ⅰ》(朱翠玲, 第四軍醫(yī)大學(xué)出版社，2004)②《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)》(陳百萬, 科學(xué)出版社1997)③自編教材

第五篇：生物醫(yī)學(xué)工程概論教學(xué)大綱

某大學(xué)教學(xué)大綱

課程編號(hào): 課程名稱:生物醫(yī)學(xué)工程概論 開課院系: 開課教師:

2012—2013學(xué)年第一學(xué)期 課程名稱: 生物醫(yī)學(xué)工程概論

英文名稱: Introduction to Biomedical Engineering 總 學(xué) 時(shí): 40 其中:實(shí)驗(yàn)課 學(xué)時(shí)：0 學(xué) 分: 2 先修課程: 理工類基礎(chǔ) 教 材: 生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論 參考教材:

1、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué).鄧玉林主編，科學(xué)出版社.2、John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Introduction to Biomedical Engineering，Academic Press, 2000.3、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展報(bào)告.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主編,中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社.適用學(xué)生范圍：碩士研究生 課程性質(zhì): 專業(yè)基礎(chǔ) 教學(xué)目標(biāo): 本課程以講座形式，以交叉學(xué)科充滿創(chuàng)新的特點(diǎn)，介紹生物醫(yī)學(xué)工程的基本原理、典型應(yīng)用、最新成果及未來發(fā)展。在最后幾講中將介紹生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)和臨床工程的一些基本知識(shí)，以幫助學(xué)生從事實(shí)際工作時(shí)能盡快入門。課程簡(jiǎn)介: 生物醫(yī)學(xué)工程是理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科，其將現(xiàn)代工程技術(shù)、近代物理學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)結(jié)合起來，形成了對(duì)生命科學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)具有極其重要意義的新興交叉學(xué)科。其屬于技術(shù)科學(xué)范疇，是以生命的人為對(duì)象，用工程學(xué)原理，研究開發(fā)防病、治病、人體輔助功能等為醫(yī)學(xué)應(yīng)用服務(wù)的人工裝置和系統(tǒng)，醫(yī)療儀器、醫(yī)療器械即是其最廣泛的應(yīng)用。

本課程主要介紹生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展史，學(xué)科內(nèi)涵和研究領(lǐng)域，以及未來展望，并重點(diǎn)概括介紹生物醫(yī)學(xué)工程基本原理和方法，包括生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)、處理和識(shí)別、生物醫(yī)學(xué)電子、生物材料、人工器官和組織工程、生物電磁學(xué)、物理因子的生物效應(yīng)及治療作用、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)儀器與設(shè)備、生物系統(tǒng)的建模與仿真、中醫(yī)工程等。

通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握有關(guān)生物醫(yī)學(xué)工程的基本原理及技術(shù)，為從事本專業(yè)的工作和研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容：

第一講 生物醫(yī)學(xué)工程概論（2學(xué)時(shí)，沈海明）

教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)工程概況 教學(xué)要求：對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程有基本了解 內(nèi)容提要：

1、醫(yī)療簡(jiǎn)史

2、現(xiàn)代醫(yī)療體系

3、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科定義

4、學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)

5、學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

6、學(xué)術(shù)組織介紹

第二講 人體解剖生理及生物電現(xiàn)象（4學(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹人體解剖生理及生物電現(xiàn)象

教學(xué)要求：基本了解人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能及生物電現(xiàn)象 內(nèi)容提要：

1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)，等離子膜，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器，DNA與基因表達(dá)

2、主要器官及系統(tǒng)：循環(huán)系統(tǒng)，呼吸系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)，骨骼系統(tǒng)，肌肉系統(tǒng)

3、生物電現(xiàn)象

第三講 生物醫(yī)學(xué)傳感器（4學(xué)時(shí)，徐佳佳）教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)傳感器

教學(xué)要求：掌握生物醫(yī)學(xué)傳感器基本知識(shí) 內(nèi)容提要：

1、傳感器分類，傳感器封裝

2、生物電位測(cè)量：電解液/金屬電極界面，ECG、EMG、EEG電極，微電極

3、物理參數(shù)測(cè)量：位移傳感器，氣流傳感器，溫度測(cè)量

4、血?dú)夂蚿H值傳感器：氧含量測(cè)量，pH值電極，二氧化碳傳感器

5、生物分析傳感器：酶基傳感，微生物傳感

6、光學(xué)傳感器：光纖，傳感機(jī)制

第四講 生物醫(yī)學(xué)儀器（4學(xué)時(shí)，劉文禮）

教學(xué)目的：介紹各種生物醫(yī)學(xué)儀器基本組成、基本設(shè)計(jì)

教學(xué)要求：發(fā)揮交叉學(xué)科特點(diǎn)，掌握各種生物醫(yī)學(xué)儀器基本原理、基本設(shè)計(jì)及應(yīng)用

內(nèi)容提要：

1、生物醫(yī)學(xué)儀器分類

2、模擬電路，器件，時(shí)變信號(hào)，疊加原理

3、信號(hào)調(diào)節(jié)：運(yùn)算放大器，傳遞函數(shù)與復(fù)阻抗，濾波器與頻響

4、儀器設(shè)計(jì)：信號(hào)放大，噪聲抑制，頻率混疊，差分生物電放大器設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換

5、基于微機(jī)的儀器系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)語言 第五講 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理（4學(xué)時(shí)，時(shí)愛娟）教學(xué)目的：介紹常用的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法

教學(xué)要求：發(fā)揮交叉學(xué)科特點(diǎn)，掌握基本的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法的應(yīng)用 內(nèi)容提要：

1、生物信號(hào)的生理基礎(chǔ)：生物電信號(hào)，生物磁信號(hào)，生物化學(xué)信號(hào)，生物機(jī)械信號(hào)，生物聲信號(hào)，生物光信號(hào)

2、生物信號(hào)特性

3、信號(hào)獲取：數(shù)據(jù)采集，生物傳感器、放大器、模擬濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器

4、信號(hào)的頻域表達(dá)

5、Z 變換

6、數(shù)字濾波

7、信號(hào)平均處理

8、小波變換和短時(shí)序列付氏變換

9、人工智能技術(shù)，模糊邏輯，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 第六講 生物材料（4學(xué)時(shí)，徐佳佳）教學(xué)目的：介紹生物材料

教學(xué)要求：了解基本的生物材料和應(yīng)用 內(nèi)容提要：

1、機(jī)械特性和測(cè)試

2、醫(yī)療裝置中的生物材料分類：金屬與合金，陶瓷和玻璃，聚合物，合成物

3、材料老化：金屬腐蝕，聚合物老化，磨損

4、生物效應(yīng)：關(guān)聯(lián)細(xì)胞對(duì)材料的反應(yīng)，發(fā)炎，傷口復(fù)原，感染，免疫反應(yīng)，生物效應(yīng)與生物材料

5、材料老化對(duì)生物系統(tǒng)的影響：老化，腐蝕，磨損

6、生物相容性測(cè)試

7、生物材料和裝置設(shè)計(jì)原則，心臟瓣膜修復(fù)，關(guān)節(jié)替換 第七講 生物醫(yī)學(xué)中的光學(xué)與激光（4學(xué)時(shí)，劉文禮）

教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)中的光學(xué)與激光工程基本內(nèi)容、原理和應(yīng)用 教學(xué)要求：了解光學(xué)與激光基本原理和在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用 內(nèi)容提要：

1、基本光學(xué)原理：電磁波與光譜，光的偏振，吸收、散射和發(fā)光

2、生物組織中的光傳播基本原理：吸收、反射和散射

3、光對(duì)組織的物理作用及測(cè)量：溫度變化，激光多普勒測(cè)速，干涉測(cè)量法

4、光學(xué)生化測(cè)量技術(shù)：吸收、散射、發(fā)光和偏振特性

5、激光致熱治療基本原理

6、醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的光纖和波導(dǎo)：光纖和波導(dǎo)原理，探測(cè)、診斷用光纖探針

7、光學(xué)成像：光學(xué)斷層成像，混合光學(xué)成像

第八講 放射學(xué)成像和磁共振成像（4學(xué)時(shí)，時(shí)愛娟）

教學(xué)目的：介紹放射學(xué)成像、磁共振成像和超聲的基本內(nèi)容

教學(xué)要求：了解X射線、CT、核醫(yī)學(xué)成像、磁共振成像MRI、超聲等基本原理、發(fā)展和應(yīng)用 內(nèi)容提要：

1、發(fā)射型成像系統(tǒng)：基本概念，基本粒子，原子結(jié)構(gòu)與粒子發(fā)射，放射衰變，放射性測(cè)量

2、核醫(yī)學(xué)成像裝置：放射閃爍探測(cè)器，伽馬相機(jī)，正電子成像

3、X線成像系統(tǒng)：基本原理，CT技術(shù)

4、磁共振成像原理

5、磁共振成像技術(shù)

6、功能性磁共振成像

7、聲的傳播原理，波動(dòng)方程，聲阻抗，聲強(qiáng)度，衰減、反射、散射

8、超聲診斷成像：超聲換能器，A、B型超聲成像，B超的分辨率，M和C型超聲成像，血流測(cè)量的多普勒方法，彩色多普勒血流成像

9、超聲技術(shù)進(jìn)展：彩色多普勒功率成像，血流的時(shí)域估計(jì)，多維換能器，三維成像和并行處理，超高頻腔內(nèi)成像，超聲對(duì)比增強(qiáng)與諧波成像

10、超聲波的生物效應(yīng)

第九講 人工器官（4學(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹人工器官的分類和應(yīng)用

教學(xué)要求：了解人工器官的分類及常見人工器官的臨床應(yīng)用 內(nèi)容提要：

1、人工器官概述及分類

2、人工心臟瓣膜的結(jié)構(gòu)及其分類

3、人工腎

4、人工肝

5、人工心臟

6、人工肺

第十講 組織工程（4學(xué)時(shí)，沈海明）

教學(xué)目的：介紹組織工程基本原理、應(yīng)用和發(fā)展

教學(xué)要求：了解組織工程基本內(nèi)容、原理和未來前景 內(nèi)容提要：

1、細(xì)胞治療，利用人類自身細(xì)胞的方法，基本問題

2、組織動(dòng)力學(xué)：組織發(fā)育，大量繁殖的組織，組織形成，組織修復(fù)，組織形成功能性結(jié)構(gòu)，組織工程面臨的挑戰(zhàn)，組織功能評(píng)估

3、干細(xì)胞：特性，實(shí)例，擴(kuò)散行為模型，與組織工程的關(guān)系，細(xì)胞壽命

4、細(xì)胞衰亡過程：分化，運(yùn)動(dòng)，復(fù)制，與組織動(dòng)力學(xué)的關(guān)系

5、細(xì)胞間的交互，生長(zhǎng)因子，細(xì)胞間的直接聯(lián)系，陣列互作用

6、組織微循環(huán)：細(xì)胞在體內(nèi)的功能，組織微循環(huán)，與其它器官的交互

7、生長(zhǎng)進(jìn)程控制：基本概念，關(guān)鍵問題，物質(zhì)傳遞的時(shí)間尺度，液體流動(dòng)和一致性，生物材料

8、臨床細(xì)胞修復(fù)術(shù)：細(xì)胞/組織提供者的個(gè)體差異，反應(yīng)，免疫性排斥，組織獲取，冷藏

考試與成績(jī)?cè)u(píng)定方式：2010年11月18日（2學(xué)時(shí)）

考試形式：期末考試方式是通過課程學(xué)習(xí)總結(jié)，查閱文獻(xiàn)，根據(jù)自己的興趣撰寫相關(guān)的課程報(bào)告。

成績(jī)?cè)u(píng)定方式：課堂演講報(bào)告（50％）+期末考核（50％）