第一篇:大学三年,我的生物医学工程
对生物医学工程专业的就业看法——李珍珍最近转专业的事情好多同学都很迷茫。
首先要给你们确定的是我们专业明年是继续招生的,之前是消息弄错了然后大家就传开了,我向罗亮老师确认过,13年的招生计划也都确定了。
希望对于专业迷惑的同学可以下来之后找我聊一下(***),不是说我们专就业就等于失业,这三年一路走来我并不对我们专业失望,我做的电子方面不比电子专业的差,我所学的控制也是和自动化的同学在一起学习(我也没有觉得他就比我有什么优势)。
以下是我列出的一部分我觉得不管是男生还是女生都可以从事的一些方面(当然以下都是我自己感兴趣的一些课程,还有我不感兴趣的课程我也没有列出来,就交给你们自己以后去发现了)
1)数模电----你以后可以做硬件工程师
2)c语言,C++-----你以后可以做软件工程师
3)嵌入式,单片机——你以后是可以做嵌入式开发方面的4)FPJA——你以后可以从事这方面的,里面有一个集成电路的画版,有很多女生做这方面
5)PCB——在硬件的基础之上,以后可以专门做画PCB的6)生物医学传感器原理与应用——里面涉及了电路方面的知识,李俊国老师讲这个也讲得很好的,以后可以专攻传感器方面的,现在做传感器的公司很多
7)数字图像处理基础——现在的很多的医疗仪器里面都是会涉及到图像处理,你还可以做图像视觉等等,选择很多
我们还有很多其他的课程,我们学的范围很广,大家在这么多课程里面都是可以找到自己的发展方向的8)想要考研的同学可以继续考研深入学习
9)除此之外对于以上方面都没有兴趣的同学你们可以准备自己的自考: 教师资格证
会计证
证券管理等等这些都对专业是没有限制的10)还可以从事销售行业
11)或者是考公务员
以上是我读了三年的书之后我对我们专业的就业的一个分析,希望大家能够谨慎考虑之后再做决定,当然以上也是我自己的一个看法,给大家参考一下。
第二篇:大学工学专业介绍:生物医学工程
大学工学专业介绍:生物医学工程
主干学科:生物医学工程
主要课程:基础医学课程、定量生理学、模拟与数字电子技术、生物医学传感器与测量,微型计算机原理及其在医学中的应用、数字信号处理、医学信号处理、医学图像处理、医学仪器、医学成像技术。
专业概况:
教学实践
包括金工实习(3~4周)、电子设计(2~3周)、生产实习(3~4周)、毕业设计(12~16周)。
培养目标
本专业培养具备生命科学、电了技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结合的科学研究能力,能在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。培养要求
本专业学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识,受到电子技术、信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练,具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
就业方向
1.掌握电子技术的基本原理及设计方法;
2.掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论;
3.具有生物医学的基础知识;
4.具有微处理器和计算机应用能力;
5.具有生物医学工程研究与开发的初步能力;
6.具有一定人文社会科学基础知识;
7.了解生物医学工程的发展动态;
8.掌握文献检索、资料查询的基本方法。
开设院校:
按高校热度排序
[北京]清华大学 [广东]中山大学
[上海]复旦大学 [北京]北京理工大学
[山东]山东大学 [四川]西南交通大学
[河南]郑州大学 [浙江]浙江大学
[吉林]吉林大学 [广东]华南理工大学
[重庆]重庆大学 [山东]山东科技大学
[陕西]西安交通大学 [天津]天津大学
[辽宁]大连理工大学 [江苏]东南大学
[北京]北京交通大学 [四川]电子科技大学
[广东]暨南大学 [陕西]西安电子科技大学
[上海]上海理工大学 [辽宁]东北大学
[安徽]合肥工业大学 [北京]北京工业大学
[江苏]南京航空航天大学 [江苏]中国矿业大学
[河北]燕山大学 [河南]河南科技大学
[重庆]重庆邮电大学 [四川]西南科技大学
[重庆]重庆医科大学 [天津]河北工业大学
[云南]昆明理工大学 [黑龙江]哈尔滨工程大学
[浙江]中国计量学院 [江苏]江苏大学
[河北]河北科技大学 [北京]首都医科大学
[吉林]长春理工大学 [江西]南昌航空大学
[湖北]中南民族大学 [辽宁]沈阳工业大学
[辽宁]中国医科大学 [四川]成都信息工程学院
[北京]北京联合大学 [陕西]西安工业大学
[重庆]重庆工学院 [吉林]长春工业大学
[广东]广州医学院 [河北]东北大学秦皇岛分校
第三篇:2014生物医学工程-武汉大学招生简章
2014年武汉大学
在职人员攻读生物医学工程硕士招生简章
一、报考条件
具备以下条件之一的在职医疗、管理工作人员,或在学校从事工程技术与工程管理教学的教师可以报考:
1、获得学士学位3年。
2、获得国民教育序列大学本科毕业证书4年。
二、招生专业研究方向
1.生物材料:内科、外科、口腔科等(含护理特殊敷料等);2.生物信息:检验科等;3.心脏电生理:心内;4.纳米医药与制药工程:药学;5.组织工程与干细胞:外科、血液科、妇产科;6.医学影像 :影像科;7.医院管理工程:人事、财务、医疗、后勤等管理;8.卫生事业管理;9.医院管理;10.流行病与卫生统计;11.食品与药品安全;12.健康教育与健康促进;13.环境卫生与职业健康;14.健康保险评估;15.儿童少年卫生;16.全球健康。
三、报名考试
采取网上报名与现场确认相结合的方式。入学考试采取两段制考试方式。
第一阶段:考生参加国家统一组织的硕士研究生入学资格考试(Graduate Candidate Test,简称“GCT”)。
第二阶段:“GCT”成绩合格的考生参加我校自行组织的专业基础课考试和专业面试。考试的具体时间、地点请12月初随时关注我校研究生院主页发布的消息。
四、重要时间点
“GCT”网报、现场确认:7月,考试时间:10月最后一个周日(具体时间请以正式通知为准)
五、学籍录取
录取工作由我校与公共卫生学院自行组织和确定,录取分数线由我校自行划定。
六、培养年限
1、采取进校不离岗的学习方式(利用周末、节假日上课为主)。
2、委托培养,学习期间不转户口、人事关系等,工资、医疗费用等均由工程硕士生所在单位承担。
3、完成整个硕士课程学习和论文时间一般为2.5年(最长不超过5年)。
七、学位授予
攻读工程硕士专业学位人员学习期满、修满培养方案规定学分、成绩合格,在导师指导下独立完成学位论文后,可申请在武汉大学组织的论文答辩。通过论文答辩,符合其他有关要求,并经过武汉大学学位评定委员会审议通过后,可授予经国务院学位办注册颁发的生物医学工程硕士学位。获得硕士学位的学生,可报考与基础本科专业、生物医学工程专业相关的博士研究生。
第四篇: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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第五篇:生物医学工程总结
新生研讨论文
生物医学工程
生物医学工程是一门新兴的边缘学科,它综合工程学、生物学和医学的理论和方法,在各层次上研究人体系统的状态变化,并运用工程技术手段去控制这类变化,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服生物医学务。它有一个分支是生物信息、化学生物学等方面主要攻读生物、计算机信息技术和仪器分析化学等,微流控芯片技术的发展,为医疗诊断和药物筛选,以及个性化、转化医学提供了生物医学工程新的技术前景,化学生物学、计算生物学和微流控技术生物芯片是系统生物技术,从而与系统生物工程将走向统一的未来。
生物医学信号处理
主要任务是:根据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从被干扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。
生物医学信号处理,根据生物医学信号的特点,对所采集到的生物医学信号进行分析、解释、分类、显示、存储、和传输。
生物医学信号,是属于强噪声背景下的低频微弱信号,它是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。
从电的性质来讲,可以分成电信号和非电信号,如心电、肌电、脑电等属于电信号;其它如体温、血压、呼吸、血流量、脉搏、心音等属于非电信号,非电信号又可分为:
① 机械量;②热学量;③光学量;④化学量。生物医学信号检测技术是生物医学工程学科研究中的一个先导技术,由于研究者所站的立场、目的以及采用的检测方法不同,使生物医学信号的检测技术的分类呈现多样化,具体介绍如下:
无创检测、微创检测、有创检测;在体检测、离体检测;直接检测、间接检测;非接触检测、体表检测、体内检测;生物电检测、生物非电量检测;形态检测、功能检测;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;透射法检测、反射法检测;一维信号检测、多维信号检测;遥感法检测、多维信号检测;一次量检测、二次量分析检测;分子级检测、细胞级检测、系统级检测。
生物医学信号的特点
①信号弱。②噪声强。③频率范围一般较低,除心音信号频谱成份稍高外,其他电生理信号频谱一般较低。④随机性强,生物医学信号不但是随机的,而且是非平稳的。
生物医学图像处理
什么是医学影像技术?
医学图像处理是一门综合了数学、计算机科学、医学影像学等多个学科的交叉科学,是利用数学的方法和计算机这一现代化的信息处理工具,对由不同的医学影像设备产生的图像按照实际需要进行处理和加工的技术。医学图像处理的对象主要是X射线图像,CT图像,MRI图像,超声图像,PET图像和SPECT图像等。
医学影像技术的发展
现代医学影像技术的发展源于德国科学家伦琴于1895年发现的X射线并由此产生的X线成像技术。在发现X射线以前,医生都是靠“望、闻、问、切”等一些传统的手段对病人进行诊断。医生主要凭经验和主观判断确定诊断结果,诊断结果的正确与否与医生的临床经验直接相关。X射线的发现彻底改变了传统的诊断方式,它第一次无损地为人类提供了人体内部器官组织的解剖形态照片,从此使诊断正确率得到大幅度的提高。
近20年来,随着计算机技术的飞速发展,与计算机技术密切相关的影像技术也日新月异,医学影像学已经成为医学领域发展最快的学科之一。
一、X线成像
X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。
X线影像的形成,是基于以下三个基本条件:首先,X线具有一定的穿透力,能穿透人体的组织结构;第二,被穿透的组织结构,存在这密度和厚度的差异;第三,这个有差别的剩余X线,是不可见的,经过显像过程,经过X线片、荧屏或电视屏,就能获得X线图像。
二、超声成像
超声可以探查出非常细微的病变组织,是X线摄影的有力补充。超声成像也是除了X线以外使用最为广泛的医学成像工具。
超声仪使用的成像物质波源是震动频率在人的听觉范围以外的机械震动波。所以,超声成像是用不可见的也听不到的超声波能量实现的人体成像,超声波对人体无辐射伤害。人们常说的B超只是超声波成像仪的一种。超声成像的缺点是图像对比度差,图像的重复性依赖于操作人员。另外,超声检查的视野有限,难以显示正常组织及较大病变的全貌,不利于与其它检查图像(如CT,MRI)进行对比。
三、CT成像
随着计算机技术的发展,1972年出现了计算机辅助X射线断层扫描术(CT)。CT是以高穿透性、高能量的X射线穿过人体的受检部位后,由于不同组织或器官在组织密度上的差异,使入射的X射线被人体组织的吸收而发生相应的衰减。其主要特点是具有高密度分辨率;能准确测出各种不同组织之间的放射衰减特性的微小差异,以数字图像的形式显示,极其精细地分辨出各种软组织的不同密度,从而形成对比。
CT成像解决了传统X线成像因组织重叠造成的图像分辨率不高的问题,实现了组织器官的断层解剖结构的成像。但是,由于与X线成像技术一样,CT成像也是通过检测人体对X射线的吸收量而获得的图像,因此,CT成像对软组织获得的图像的密度分辨率远没有MRI高。
四、核医学成像
核医学成像是一种对人体无创、安全而有效的成像方法,它最重要的特点是能反映人体内各组织器官功能性的变化,而功能性的变化常发生在疾病的早期。目前,在核医学领域广泛使用的影像技术是SPECT和PET。
核医学成像技术是以放射性核素示踪法为基础的,其基本特点是利用放射性核素制作标记化合物注入人体,释放的正电子与体内存在的电子碰撞而发生湮灭,从而释放出射线,利用体外检测器获得数据,并利用这些数据进行图像重建,进而形成核医学图像。
核医学成像的空间分辨率远没有MRI和CT的高,但是,核医学成像是目前唯一可以在亚分子或分子水平上成像的技术。在核医学成像过程中,注入人体内的放射性药物根据自己的代谢和生物学特性,能特异地分布于体内特定的器官或病变组织,标记在放射性药物分子上的放射性核素由于放出
射线能被体外探测器探测到,通过对探测器探测到的数据进行重建,就可显示放射性核素标记的放射性药物在体内的分布图。
五、MRI成像
MRI的物理学基础是核磁共振现象,其本质是一种能级间跃迁的量子效应。MRI较CT具有独特的优点和特点:无电磁辐射损伤,对软组织具有更高的分辩率,多方向、多参数成像方法,无需用造影剂就能对心血管成像。
MRI系统已成为当今医学影像领域最先进、最昂贵的诊断设备之一,在四大医学影像系统中,磁共振成像也是功能最强大、技术含量最高、软组织图像最清晰、也是目前应用最广、在世界上装机容量最多的医学影像设备之一。
医学图像处理基础
医学图像处理技术是按照临床的要求利用计算机对医学图像进行处理和加工的技术,而计算机只能处理数字化的医学图像。因此,获得数字化的医学图像是进行医学图像处理的先决条件。
1.医学图像的运算2.医学图像变换3.医学图像增强4.医学图像分割
5.医学图像的重建与可视化6.医学图像的配准与融合 7.基于医学图像的计算机辅助诊断技术8.fMRI及SWI图像处理分析技术
9.医学图像存储与传输系统(PACS)家庭健康监护与远程医疗
远程医疗是指通过计算机技术、通信技术与多媒体技术,同医疗技术相结合,旨在提高诊断与医疗水平、降低医疗开支、满足广大人民群众保健需求的一项全新的医疗服务。
远程医疗从广义上讲:使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术发挥大型医学中心医疗技术和设备优势对医疗卫生条件较差的及特殊环境提供远距离医学信息和服务。它包括远程诊断、远程会诊及护理、远程教育、远程医疗信息服务等所有医学活动。从狭义上讲:是指远程医疗,包括远程影像学、远程诊断及会诊、远程护理等医疗活动。
远程医疗包括远程医疗会诊、远程医学教育、建立多媒体医疗保健咨询系统等。远程医疗会诊在医学专家和病人之间建立起全新的联系,使病人在原地、原医院即可接受远地专家的会诊并在其指导下进行治疗和护理,可以节约医生和病人大量时间和金钱。
基本用途
首先,是在一定程度上缓解了我国专家资源、中国人口分布极不平衡的现状。利用远程会诊系统可以让欠发达地区的患者也能够接受大医院专家的治疗。另外,通过远程教育等措施也能在一定程度上提高中小医院医师的水平。
其次是缓解了偏远地区的患者转诊比例高、费用昂贵的问题。远程会诊系统可以让病人在本地就能得到相应的治疗,大大减少了就诊费用。
总结
通过新生研讨课的学习,我对生物医学工程专业有了初步的了解,并且更加坚定了自己的学习目标。整个生物医学工程产业存在一定的市场前景,很多东西亟待发掘。我希望通过自己的学习,能够为国内相关产业做出一定贡献。
另外,由于生物医学工程的面向很广,我对手术规划和市场营销有很大的兴趣,这将作为我未来的发展方向。
在未来,我希望自己能够出国学习,拓宽自己的知识面,并且接触到更加尖端的课题。通过自己的技术,我希望能够解决一些实际问题。