生物医学工程概论

第一篇：生物医学工程概论

我对生物医学工程的认识 BiomadicalEngineeringinMyMind 陈凯乐U201312603生物医学工程201301班

内容摘要：

生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的多学科交叉的新兴学科，其基本任务是研究和解决生物学和医学中的有关问题，揭示人体奥秘，特别是人体的生理、病理过程，同时运用工程技术手段，从事相应医疗仪器和生命科学仪器的研究和开发，用于疾病的预防、诊断、治疗和康复，保障人类健康。本文综述了生物医学工程的发生发展过程、研究内容、研究现状及其在军事中的广泛应用。关键词：生物医学工程医学军事前景

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

生物医学工程是一门由理、工、医相结合的交叉学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学角度，多层次研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段。它涉及生物信息学、医学图像、图像处理、生物信号处理、生物力学、生物材料、三维建模和系统分析等领域；研究方法中一个最重要的手段就是运用仿生研究，研发出和人体结构和功能相类似的工程产品以适应疾病诊断治疗需要；生物医学工程伴随着医学进步和医疗器械的发展而不断成熟，在健康教育、疾病预防、疾病诊断、疾病治疗、疾病康复中都发挥重要作用，也将在未来战场上发挥越来越大的影响。

2生物医学工程的发展 生物医学工程始于20世纪50年代，我国生物医学工程作为一个专门学科则起步于20世纪70年代，我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。生物医学工程标志性成果主要包括4个方面：

2．1显微镜的发明

17世纪发明了光学显微镜，其分辨能力达到微米（μm）级水平；20世纪60年代出现的电子显微镜，使人们能观察到纳米（nm）级的微小个体。

2．2影像学诊断进步

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要也是发展最快的领域之一，50年代X线透视和摄是临床最常用的影像学诊断方法；1972年第1台CT诞生，只能用于颅脑检查；1974年，全身CT出现；现在螺旋CT（SpiralCT）能快速扫描和重建图像，提高了诊断准确率；1976年，第1台商用正电子发射体层摄影（PET）诞生，PET是目前最先进的影像诊断技术；1980年，第1台可以用于临床的全身MRI诞生；1984年，美国第1台医用磁共振获得FDA认证，MRI工程的进步，促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态MRI、MRI、fMRI、MRS发展；2000年，第1台PET/CT诞生；2010年，MRI/PET诞生等。

2．3介入医学问世

1964年，Dotter和Judkin最早使用介入技术导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功；1967年，Margulis首先使用介入放射学，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载；1977年，Gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功；20世纪80年代，随着高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影（DSA）、射频消融技术以及高分子新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性诊疗技术飞速进步。

2．4人工器官（artificialorgan）的应用

人造心脏瓣膜的试制开始于20世纪40年代后期，1953年，垂屏式氧合器人工心肺机的研发，开始了人工心肺机体外循环技术应用；1958年，瑞典医生奥克·森宁为患者植入了世界首例全埋藏式人工心脏起搏器；1960年，美国首次将人造硅胶球心脏瓣膜植入一位风心病二尖瓣狭窄患者体内，术后长期存活，开创了人工心脏瓣膜置换的先河；1982年，美国人工心脏研究小组为一患者植入完全人工心脏使其存活了112d；Abio-Cor于2001年获得批准使用人工心脏；同时，人工关节、人工肝、人工肺也在临床得到了大量应用。

3生物医学工程学科的特点

生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科，这是它最大的特点。所谓交叉学科是指由不同学科、领域、部门之间相互作用，彼此融合形成的一类学科群。从学科发展的历史长河来看，新学科的产生大都是传统或成熟学科相互交叉作用产生的结果。而且，生物医学工程所指的学科交叉，不是生物医学同哪一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。近年来，高分子材料科学、电子学、计算机科学等自然科学的不断发展，极大地推动了生物医学工程学科的发展。此外，生物医学工程学科所涉及的领域非常广泛。可以说，有多少理工科分支，就会产生多少生物医学工程领域，这种多学科的交叉融合涉及到所有的理、工学科和所有的生物学和医学分支。这样一来，当任何一个学科取得突破进展时都能影响到生物医学工程的发展，使其发展的速度异常迅速。

4研究内容与领域

生物医学工程的研究内容包括：基础性研究，涉及生物力学、生物材料学、生物医学信息的提取与处理、生物系统建模与仿真、各种物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递等；应用性研究，直接为医学服务，涉及生物医学信号检测与传感技术，生物医学信息处理技术，医学成像与图像处理技术，人工器官、医用制品和仪器，康复与治疗工程技术等。当前生物医学工程研究的重要领域包括：

4．1生物力学

研究生命体运动和变形的学科，主要通过生物学与力学原理方法的有机结合，认识生命过程的规律，解决生命与健康领域的科学问题；研究领域主要包括：生物流变学、心血管生物力学与血液动力学、骨关节生物力学等。

4．2组织工程学

应用细胞生物学和工程学的原理，吸收现代细胞生物学、分子生物学、材料与工程学等学科的科研精华，在体内或体外构建组织和器官，以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能，是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一新的里程碑，标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。

4．3生物材料学

研究与生物体特别是人体组织、血液、体液相接触或作用时不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应，无毒、无不良反应的特殊功能材料。

4．4人工器官

主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。人工器官在临床上的应用，挽救了不少垂危的生命，为临床医学的发展开拓了新途径。

4．5生物传感器技术

使用固定化的生物分子结合换能器，用来侦测生物体内或生物体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的技术。

4．6生物系统建模与仿真 对生物体在细胞、器官和整体等各层面的参数及其相互关系建立数学模型，并用计算机求解该模型以分析和预测各种条件下生物系统运行的机制和状态。

4．7生物医学信号检测与处理技术

生物医学信号的检测与处理几乎成为了生物医学工程学科共同的研究方向。

4．8医学成像与图像处理技术

研究如何将人体有关生理、病理的信息提取出来并显示为直观的图像、图形方式，或对已获得的医学图像进行分割、分类、识别、解释及三维重建等进行分析处理。

4．9物理因子的生物效应及其医疗应用

通过对生物群体流行病学调查、动物实验、临床试验及细胞和分子水平等多层次研究，了解物理因子对生物体的作用效应及作用机理，确定其有效和允许的作用剂量，发展运用物理因子生物效应诊断和治疗疾病的技术，并防止其可能发生的有害影响。

5生物医学工程领域研究现状

5．1发达国家生物医学工程的现状

在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪70年代就指出生物医学工程的重要性，基于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。

另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第102届国会于3000年1月34日通过立法，在国立卫生研究院内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所，规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理，促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。

5．2国内生物医学工程的现状

我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪80年代以来，经过30多年的发展，目前全国已有很多所高校内设有此专业，在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响，且大都设有国家级重点学科，他们开展起来十分方便，这些院校均是以科研性学科设置的。此外，还有一些医学院校则是以医学作为基底学科，置入某些工程学科的知识，并以医学应用为目的建立相关的课程体系，而对于生物学中所涉及到的细胞及分子生物学、发育生物学及生物技术，对于工程技术中的控制技术、材料学均较少涉及，这些院校培养的目标就是将生物医学工程运用于实际。因为生物医学工程是以理、工、医为基础，医学中的许多问题只有在这些学科相互结合的前提下才能得以解决。要将基础研究转化为工业化产品，将美好的前景分析变为卫生保健的实际行动而服务于广大人民，就离不开生物医学工程师。这就是这些生物医学工程工作者的工作理念。

6生物医学工程在军事领域的应用

6．1生物医学工程在军事医学领域具有广阔的应用前景

生物医学工程技术不仅为军事医学及其相应基础研究提供必要的技术、手段、方法、仪器和设备，而且也是军事医学研究成果物化为卫勤保障装备，实现我军卫勤装备现代化、高技术化的桥梁。例如，生物力学利用力学的基本原理，结合生理、医学、生物学，从分子力学到系统力学各个不同的层次来研究生物体的力学问题，研制各种生物材料和人工器官的基础，也是武器装备和卫勤装备研制过程中人机匹配设计的重要依据。生物材料是与人体组织相接触或作用而对人体无毒副作用、不凝血、不溶血、不引起人体细胞突变、畸变和癌变，也不引起免疫排斥和过敏反应的特殊功能材料。可开发出在军事医学领域具有广泛用途的抗凝血材料、可降解性骨修补材料、吸咐解毒材料、药物缓释材料、生物粘合材料、抗粘连材料、透析及超过滤用的膜材料、外科手术缝线、药物载体材料、记忆合金等。生物系统建模与仿真通过对生物细胞、器官和整体各层次的行为参数及其关系建立数学模型，用电子计算机分析和预测各种条件下生物系统的运行机制和状态。这种技术可以替代军事医学研究中某些复杂、长期、昂贵乃至无法实现的实验，如航天、航空、潜水及危险条件下的生物系统实验，提高研究效率，并可为施加不同控制条件研究对生物系统运行过程的影响。生物系统建模与仿真也是医学智能仪器研制的重要基础。人工器官是用人工材料制成的、模拟人体器官的结构与功能、可部分或全部代替自然器官功能的机械装置，对于战伤救治、减少伤残、提高伤病员的生存质量具有重要意义。生物医学信号检测是各种医学检测仪器发展的重要基础技术，生物医学信号处理技术综合反映了通信、生理、模式识别、人工智能和数字信号处理多类技术，已成为医学研究、疾病诊断和指导治疗的重要技术，为避免或改善飞行员空间定向障碍、意识丧失提供了新的手段。

6．2卫星遥感技术将成为重要的宏观流行病学手段

为应付未来突发战争需要军事医学部门及时提供目标地区可靠的医学地理、流行病学和自然卫生资源等方面的资料。传统的常规地面调查是获取信息的重要手段，但需要大量人力、物力，而且费时较长，难以满足全面、系统、动态观测的需要，更不能适应军事应急的要求。随着空间技术的发展，卫星遥感技术可以从宏观上帮助实现这一目的。地形、地貌、气温、湿度、降雨量、生物量、植被、河流、湖泊、大气环境及水土流失等许多自然和经济地理因素与流行病学、军队卫生、卫勤保障关系密切，实时、客观、动态地掌握这些因素的变化情况，对于制订军事医学卫生防疫保障方案具有极为重要的意义。对我国周边地区、重要战略目标地区、有争议的地区以及人员较难进入的岛礁、丛林、沼泽等进行自然地理调查，卫星遥感甚至可能是唯一可行的措施。卫星遥感作为一种应用空间技术的发展已趋于成熟，应用领域不断拓宽，分辨率不断提高，其快速、客观、实时、覆盖面广、信息量大、重复性好等优点，是其它技术无法比拟的，在预防医学中有着广阔的应用前景。

6．3生物传感器将是化生战剂侦检的有效工具

生物传感器近年来受到越来越多的重视，它是生物学的选择性和灵敏性与微电子技术相结合产物，如酶传感器、受体传感器和抗体传感器等。生物传感器可广泛用于传染病病原体检验、化学和生物战剂的侦检、军队食品卫生监测、野战临床分析、毒物药物研究、生物工程在线监控和战士体能训练等方面，是最具发展潜力的侦检器材，具有操作简便、选择性好、分析速度快、试样量小和可反复使用等优点。例如，在化学战条件下，利用受体传感器可与一类战剂发生反应的特点，先迅速检测出战荆的类别，指导人员及时采取防护措施，继而再用抗体传感粉进一步确定战剂的种类，采取更具针对性的防护。将生物传愚器与专家系统结合后，非专业人员也可使用，甚至可将小型生物传感器安装在士兵的军服内使用。80年代末出现的光纤生物传感器灵敏度更高、应用范围更广，在化学和生物战剂的联合侦检中已进入工程开发和试用阶段。

6．4医学电子工程技术将提高战伤救治

医学电子工程技术的应用将研制出简便可靠的伤员电子寻找器材。新型生物降解性骨修补材料可理想地修复骨缺损不需要作二次拆旅手术。膜材料技术和分子筛技术等新材料技术的发展，将使野战制液制氧的水平大大提高。记忆合金等热敏材料可广泛应用于各种部位战伤骨折的固定。新型创伤敷料将是以新型生物基质材料为载体、用微胶囊技术进行广谱抗菌素控释、含有促进组织生长的因子、不粘连、透气性好的多种高技术的复合体。用生物材料技术制成的人工皮肤覆盖战伤烧伤创面，可抑制创面感染，促进创伤愈合，减少瘫痕形成。

7二十一世纪生物医学工程展望

纵观医学新技术诞生和发展的历史，生物医学工程学研究领域十分广泛，与其他学科的集成交叉是多层次、多方面的。利用多学科交叉的优势来揭示人类思维和认知的奥秘，是二十一世纪生物医学工程的一个主攻方向。与分子生物学相结合，加强细胞和分子水平的研究，如生物医学纳米工程技术，是生物医学工程发展的一个重要趋势。微创伤手术、生物医学微机电技术、生物医学机器人技术、生物医学信息技术[8]等正在成长为新的研究领域。随着广泛应用现代相关技术成果，未来的医疗仪器装置、医学诊疗过程必将融合更广泛的集成科学技术，创造出新设备和新技术，推动现代医学向更高水平发展。

8结语·感想

生物医学工程是应社会发展需要而建立起来的一门新兴学科，具有高精尖的特点。同时，由于其以其他学科为基础，因利乘便，发展迅猛，已经在很多方面有了深入的应用，并且产生了深远的影响。尤其是军事方面的应用，大大减少了人员损伤。也正因其刚刚发展，仍有很多问题需要我们年轻一辈去探索，我们也有了更多的发展空间。并且，生物医学工程也是一个朝阳产业，为我们提供了很多契机。这也坚定了我学习生物医学工程的信念。我们定将在生物医学工程的康庄大道上越走越远！

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第二篇：生物医学工程概论 教学大纲

生物医学工程学概论教学大纲

课程名称：生物医学工程学概论 学时：54 学分：3

一、课程的性质与目的

本课程是面向全校中医学，中药学，针灸推拿学专业留学生而开设的一门选修课。主要通过教师理论讲授的方式使学生对生物医学工程学的定义及发展史、生物医学工程与生物工程学的关系、生物医学材料和人工器官、生物流体力学、生物电学与生物磁学、生物医学工程学与影像医学以及生物医学工程学教育的概况有所了解。重点在于激发理工学生对生物的兴趣，而让生物类学生认识理工的重要性。

二、教学内容和要求

第一章 生物医学工程学简介（3时）

掌握生物医学工程学的定义，了解其发展史；了解生物医学工程的研究范围；熟悉生物工程与生物医学工程的关系。

第二章 生物医学材料和人工器官（6学时）

了解一些能够植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料，以及具有天然器官功能的人工器官。

第三章 生物流体力学引论（6学时）

了解生物心血管系统、消化系统、呼吸系统与水动力学、空气动力学等的相互联系，以及人生理内流体运动规律，主要包括血液循环力学和呼吸力学。

第四章 生物电学与生物磁学引论（6时）

了解生物电学和生物磁学在生物医学工程上的应用。

第五章 生物医学工程学与影像医学（12学时）

了解现代医学数字影像技术基础；熟悉各种医学影像技术临床诊断的原理、方法。如医用X射线电视系统、X线电子计算机断层成像、超声医学成像、核医学成像、核磁共振医学成像（NMRI）、医用数字影像信息系统（PACS）。

第六章 生物医学工程学教育概况（3时）

熟悉生物医学工程学科类型；了解国外生物医学工程教育概况；熟悉我国高校生物医学工程专业设置的基本情况

三、教学方法与培养能力

教学方法为课堂理论讲授，教学手段主要采用多媒体教学。教学中注重对生物医学工程学的基本理论、重点知识的讲授，采用启发式教学，课堂上根据教学内容提出问题，引导学生思考和回答问题，注意与相关课程内容的衔接，尽可能的做到深入浅出、融会贯通。

四、考核方式与成绩评定

考核方式：期末开卷考试＋小论文

成绩评定：期末笔试占50％，小论文占50％。

五、教学参考书

①《生物医学工程学导论Ⅰ》(朱翠玲, 第四军医大学出版社，2004)②《生物医学工程学》(陈百万, 科学出版社1997)③自编教材

第三篇：生物医学工程概论教学大纲

某大学教学大纲

课程编号: 课程名称:生物医学工程概论 开课院系: 开课教师:

2012—2013学年第一学期 课程名称: 生物医学工程概论

英文名称: Introduction to Biomedical Engineering 总 学 时: 40 其中:实验课 学时：0 学 分: 2 先修课程: 理工类基础 教 材: 生物医学工程导论 参考教材:

1、生物医学工程学.邓玉林主编，科学出版社.2、John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Introduction to Biomedical Engineering，Academic Press, 2000.3、生物医学工程学科发展报告.中国科学技术协会主编,中国科学技术出版社.适用学生范围：硕士研究生 课程性质: 专业基础 教学目标: 本课程以讲座形式，以交叉学科充满创新的特点，介绍生物医学工程的基本原理、典型应用、最新成果及未来发展。在最后几讲中将介绍生物医学工程产业和临床工程的一些基本知识，以帮助学生从事实际工作时能尽快入门。课程简介: 生物医学工程是理、工、医相结合的边缘学科，其将现代工程技术、近代物理学、生物学和医学结合起来，形成了对生命科学、现代医学具有极其重要意义的新兴交叉学科。其属于技术科学范畴，是以生命的人为对象，用工程学原理，研究开发防病、治病、人体辅助功能等为医学应用服务的人工装置和系统，医疗仪器、医疗器械即是其最广泛的应用。

本课程主要介绍生物医学工程学科的发展史，学科内涵和研究领域，以及未来展望，并重点概括介绍生物医学工程基本原理和方法，包括生物医学信号的检测、处理和识别、生物医学电子、生物材料、人工器官和组织工程、生物电磁学、物理因子的生物效应及治疗作用、生物力学、医学仪器与设备、生物系统的建模与仿真、中医工程等。

通过本课程的学习，要求学生掌握有关生物医学工程的基本原理及技术，为从事本专业的工作和研究奠定坚实的基础。教学内容：

第一讲 生物医学工程概论（2学时，沈海明）

教学目的：介绍生物医学工程概况 教学要求：对生物医学工程有基本了解 内容提要：

1、医疗简史

2、现代医疗体系

3、生物医学工程学科定义

4、学科培养目标

5、学科发展现状

6、学术组织介绍

第二讲 人体解剖生理及生物电现象（4学时，沈海明）教学目的：介绍人体解剖生理及生物电现象

教学要求：基本了解人体解剖结构和生理功能及生物电现象 内容提要：

1、细胞结构，等离子膜，细胞质和细胞器，DNA与基因表达

2、主要器官及系统：循环系统，呼吸系统，神经系统，骨骼系统，肌肉系统

3、生物电现象

第三讲 生物医学传感器（4学时，徐佳佳）教学目的：介绍生物医学传感器

教学要求：掌握生物医学传感器基本知识 内容提要：

1、传感器分类，传感器封装

2、生物电位测量：电解液/金属电极界面，ECG、EMG、EEG电极，微电极

3、物理参数测量：位移传感器，气流传感器，温度测量

4、血气和pH值传感器：氧含量测量，pH值电极，二氧化碳传感器

5、生物分析传感器：酶基传感，微生物传感

6、光学传感器：光纤，传感机制

第四讲 生物医学仪器（4学时，刘文礼）

教学目的：介绍各种生物医学仪器基本组成、基本设计

教学要求：发挥交叉学科特点，掌握各种生物医学仪器基本原理、基本设计及应用

内容提要：

1、生物医学仪器分类

2、模拟电路，器件，时变信号，叠加原理

3、信号调节：运算放大器，传递函数与复阻抗，滤波器与频响

4、仪器设计：信号放大，噪声抑制，频率混叠，差分生物电放大器设计，A/D转换

5、基于微机的仪器系统，计算机与程序设计语言 第五讲 生物医学信号处理（4学时，时爱娟）教学目的：介绍常用的生物医学信号处理方法

教学要求：发挥交叉学科特点，掌握基本的生物医学信号处理方法的应用 内容提要：

1、生物信号的生理基础：生物电信号，生物磁信号，生物化学信号，生物机械信号，生物声信号，生物光信号

2、生物信号特性

3、信号获取：数据采集，生物传感器、放大器、模拟滤波器，A/D转换器

4、信号的频域表达

5、Z 变换

6、数字滤波

7、信号平均处理

8、小波变换和短时序列付氏变换

9、人工智能技术，模糊逻辑，人工神经网络 第六讲 生物材料（4学时，徐佳佳）教学目的：介绍生物材料

教学要求：了解基本的生物材料和应用 内容提要：

1、机械特性和测试

2、医疗装置中的生物材料分类：金属与合金，陶瓷和玻璃，聚合物，合成物

3、材料老化：金属腐蚀，聚合物老化，磨损

4、生物效应：关联细胞对材料的反应，发炎，伤口复原，感染，免疫反应，生物效应与生物材料

5、材料老化对生物系统的影响：老化，腐蚀，磨损

6、生物相容性测试

7、生物材料和装置设计原则，心脏瓣膜修复，关节替换 第七讲 生物医学中的光学与激光（4学时，刘文礼）

教学目的：介绍生物医学中的光学与激光工程基本内容、原理和应用 教学要求：了解光学与激光基本原理和在生物医学工程中的应用 内容提要：

1、基本光学原理：电磁波与光谱，光的偏振，吸收、散射和发光

2、生物组织中的光传播基本原理：吸收、反射和散射

3、光对组织的物理作用及测量：温度变化，激光多普勒测速，干涉测量法

4、光学生化测量技术：吸收、散射、发光和偏振特性

5、激光致热治疗基本原理

6、医学应用中的光纤和波导：光纤和波导原理，探测、诊断用光纤探针

7、光学成像：光学断层成像，混合光学成像

第八讲 放射学成像和磁共振成像（4学时，时爱娟）

教学目的：介绍放射学成像、磁共振成像和超声的基本内容

教学要求：了解X射线、CT、核医学成像、磁共振成像MRI、超声等基本原理、发展和应用 内容提要：

1、发射型成像系统：基本概念，基本粒子，原子结构与粒子发射，放射衰变，放射性测量

2、核医学成像装置：放射闪烁探测器，伽马相机，正电子成像

3、X线成像系统：基本原理，CT技术

4、磁共振成像原理

5、磁共振成像技术

6、功能性磁共振成像

7、声的传播原理，波动方程，声阻抗，声强度，衰减、反射、散射

8、超声诊断成像：超声换能器，A、B型超声成像，B超的分辨率，M和C型超声成像，血流测量的多普勒方法，彩色多普勒血流成像

9、超声技术进展：彩色多普勒功率成像，血流的时域估计，多维换能器，三维成像和并行处理，超高频腔内成像，超声对比增强与谐波成像

10、超声波的生物效应

第九讲 人工器官（4学时，沈海明）教学目的：介绍人工器官的分类和应用

教学要求：了解人工器官的分类及常见人工器官的临床应用 内容提要：

1、人工器官概述及分类

2、人工心脏瓣膜的结构及其分类

3、人工肾

4、人工肝

5、人工心脏

6、人工肺

第十讲 组织工程（4学时，沈海明）

教学目的：介绍组织工程基本原理、应用和发展

教学要求：了解组织工程基本内容、原理和未来前景 内容提要：

1、细胞治疗，利用人类自身细胞的方法，基本问题

2、组织动力学：组织发育，大量繁殖的组织，组织形成，组织修复，组织形成功能性结构，组织工程面临的挑战，组织功能评估

3、干细胞：特性，实例，扩散行为模型，与组织工程的关系，细胞寿命

4、细胞衰亡过程：分化，运动，复制，与组织动力学的关系

5、细胞间的交互，生长因子，细胞间的直接联系，阵列互作用

6、组织微循环：细胞在体内的功能，组织微循环，与其它器官的交互

7、生长进程控制：基本概念，关键问题，物质传递的时间尺度，液体流动和一致性，生物材料

8、临床细胞修复术：细胞/组织提供者的个体差异，反应，免疫性排斥，组织获取，冷藏

考试与成绩评定方式：2010年11月18日（2学时）

考试形式：期末考试方式是通过课程学习总结，查阅文献，根据自己的兴趣撰写相关的课程报告。

成绩评定方式：课堂演讲报告（50％）+期末考核（50％）

第四篇：生物医学工程专业概论感想

山东科技大学电子通信与物理学院

生物医学工程专业概论学习心得

作者：xxxxx

学号：xxxxxxxxxxxxxx 班级：生物医学工程xxx

生物医学工程专业概论学习心得

经过六节课的学习，我对生物医学工程专业有了一定的认识，也对生物医学工程中的一些技术有了一定的了解，同时，对于本专业未来的发展方向也更为明确了，对于通过学好本专业的信心也大为增强，学习的动力也是大为提升。

在几节专业概论当中，我了解到了我们大学期间究竟要学习那些课程，例如大三时上的生理学、模式识别、EDA等课程，大四时上的医学成像原理等，同时我们也要学习医用仪器的设计，以便于在毕业后更好的适应社会发展的需要，我也了解到了学好计算机语言的重要性，C#，java等计算机语言等是我们以后发展中的重要工具。

同时，生物医学工程专业人数比较多，我们有众多的学长学姐考入我国各知名院校，例如现在大四就有学长学姐考入浙江大学，西安交通大学等国内知名高校，在课上我们也了解到了我们有哪些高校在生物医学工程领域发展的比较好，各知名高校在生医专业的发展方向等，同时也认清了当前考研的严峻形势，让我对考研有了比较理性的认识。

当然，及时我们很多同学都有计划考验，但是这并不意味着我们需要大学期间每天埋头于自习室，终日准备考研的知识。陆翔老师就向我们介绍了许多适合我们的科技创新赛事，让大家明白了锻炼动手能力的重要性，这也直接造就了我身边大批同学踊跃报名各项科技创新竞赛，例如：电子设计大赛，机器人大赛，物理创新大赛，数学建模等。我认为我们参加这些比赛不论是否得奖，都是一种提高，因为我们可以通过这些比赛自己实实在在动手从开始设计到成品完整的做出一些东西。在专业概论课中，老师也像我们举了一些生物医学工程专业所做出的一些成果，例如我们学校就有生物医学工程实验室，可以控制各自行走，其他的诸如仿生牙齿等都是我们生物医学工程专业的前辈们设计制造的，同时，我们也简单了解的医学影像的发展历史，明白了透视，CT，彩超等常见医学检测手段的适用范围，我也认识到了医疗检测手段对于治疗疾病的重要意义，可以说，当前医疗水平的逐步提高离不开我们生医人的辛勤努力！

而对于就业而言，在国内也有诸如东软，外企诸如西门子等都是我们生物医学工程发展的比较不错的企业，同时，我们山东境内也有不少生医专业对口的企业，例如威高集团等，我们不少学长学姐也在那些企业中发展的非常优秀。我们的就业范围相对也比较广泛，例如研发，售后，一员的设备科都需要我们专业的毕业生。而就毕业后的薪资而言，我们专业有着得天独厚的优势，毕业五年平均月薪在我校各专业中排名第一，这让我对未来有着足够的信心，同时也促使我更加的努力，毕竟更高的薪资意味着需要更高的能力，意味着我们将来需要承担更多的责任，因而我们一定要在大学期间努力提升自己！

六节的专业概论课不能让我们对一个专业多么的精通，但也让我们基本了解了生物医学工程这个专业。我也已经基本清楚我们当前需要学习的知识，需要提高的能力，我相信在我们的共同努力下，我们一定会在生物医学工程这个专业中发展的越来越好！

第五篇：生物医学工程

生物医学工程

2010-05-26

生物医学工程利用现代工程技术揭示和研究生命科学现象，从工程学角度解决生物学与医学基础理论及临床应用问题，是21世纪最具潜在发展优势的学科之一，其研究内容涉及电子学、计算机、信息处理、光学、精密机械学、医学、生物学等众多领域。

本专业培养具备理、工、医相结合的知识创新型高级技术人才。通过基础理论、工程技术、医学等多门课程的学习及相关实验技能培养，毕业生将具有扎实的理论基础、丰富的专业知识和熟练的实验技能，可以在生物医学信息检测、图像处理、医学仪器、分析技术及电子信息方向从事研究、开发、应用和管理工作。

天津大学于1979年开始创建生物医学工程专业，是国内首批建立该专业的学校之一，1984年获硕士学位授予权，1993年获博士学位授予权。2000年设立博士后流动站，是教育部长江学者特聘教授设岗单位，天津市重点学科。

本专业师资力量雄厚，现有教授9名（其中8名为博士生导师），长江学者特聘教授2名，天津市海河学者特聘教授1名，副教授11名，已经形成由专家牵头，国内外知名学者以及中青年骨干教师组成的学术梯队，在全国同类专业中名列前茅。与美国、英国、日本、香港等国家和地区有广泛的学术合作，毕业生分布于世界各地，有些已经成为学术骨干及知名学者。

本专业以组织光学、神经工程、生物电检测、信号处理、医学成像、医学物理、生物化学分析等作为主要研究方向，开展有关探索性的科学研究工作，在一些研究领域处于国际、国内领先水平，历年承担国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级基金和攻关项目、国际合作项目等近百项。目前实验室具有各种先进的医学检测和研究设备供学生实验、实习专用。本专业学生在高年级时可进入实验室，在老师指导下开辟第二课堂从事创造性科学实验和科技开发工作，并有多人次在全国和天津市“挑战杯”大学生课外科技作品比赛中获奖。

本专业的主要课程有：人体解剖学、生理学、生物传感技术、自动控制原理、工程光学、信号与系统、生物医学电子学、生物医学光子学、数字信号处理、生物医学信号处理、医用光学检测技术、医学图像处理、医学仪器设计、生物医学和理化分析仪器设计、计算机软件技术基础、微型计算机原理与应用、电路基础、电子技术等，并开设课程设计多个，教学与实验、设计并重。

本专业本科毕业生工作适应性强，就业口径宽，除继续深造者外，可在有关高等学校、研究机构、医疗卫生、环保、商检、技术监督等各领域就业，也可在航空航天、通信、电子和仪器仪表等行业发挥聪明才智。

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