生物医学工程回顾与展望

第一篇：生物医学工程回顾与展望

生物医学工程回顾与展望

生物医学工程回顾与展望

发布时间： 2003-4-14 作者：杨子彬

生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门生物、医学和工程多学

科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新 仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇 航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我 国，生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中 国协和医科大学原院校长、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。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中 国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前，我 国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研 教学工作，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用

刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜，推动了 解剖学向 微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进 一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞 生了细胞学、组织学、细胞病理 学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞 的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而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，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电 子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。

影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域

之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技 术的出现 和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人

体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观 察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世，能快速扫描 和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学 工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅 可分辨病理解剖 结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾 病在 早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为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、MRA、FM RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，创造 的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体 把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿 瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用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首先使用过介入放射学(Interventional Ra diology)，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 张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发 展，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(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世，使介入性 诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管 管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗 并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的 临床医学新领域--介入医学［3，4］。

人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医

疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们 称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏 瓣膜病的治疗，除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难 修复改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技 术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修 补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样 的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材 料、新技术的结果［5］。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病 晚期患者的生 命，肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关 节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千 万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。

此外，放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程 医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上 可见，20世纪生物医学工 程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推 动着医学科学的进步。

21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，从伦琴发现

X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的 广泛应用，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天 C T成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的 医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗 技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新：

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信 息网络化，诊疗用机器人将被广泛应用。［6］

(2)介入性微创，无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技 术，纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着 PET的问世和应 用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂 型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将 有新突破，人 工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效 缓释材料，药 物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育 材料、生物止血材料将有 新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械 和用品将有广泛需求和应 用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防 治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救 系统是未来生 物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快 速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪 白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保 健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2 000年，基本实 现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济 发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先 进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家 工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等，对推动生物医学工程产业 发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争，在医学 诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起 来，调整 政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优

势，创建全新的生物医学，为人民造福。

参考文献

［1］Ge Wang Micheal WV.Preliminary study on helical CT algorithms for pati ent motion estimation and compensation.IEEE Trans.Medical Imagi ng,1995,14(2)：205

［2］Minn H, Lapela M, Klemi PJ et al.Predication of surviva l with fl uorin-18-fluoro deoxyglucose and PET in head and neck caner.J Nucl M e d, 1997,38：1907

［3］Scheinman MM.Catheter Ablation.Circulation, 1991, 83：1489-1498

［4］杨于彬，生物医学工程与介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5 0-52

［5］Katircioglu F , Yamak B,Battalogla B, et al.Long term re sults of mitral valve replacement with preservation of the posterior leaflet.J Heart Valve Dis, 1996,5(3)：302

［6］Peredina A, Allen A.Telemedicine technology and clinical app

第二篇：生物医学工程回顾与展望

生物医学工程回顾与展望

生物医学工程回顾与展望

发布时间： 2003-4-14作者：杨子彬

生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门生物、医学和工程多学

科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新 仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。

生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇 航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我 国，生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中 国协和医科大学原院校长、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。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中 国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前，我 国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研 教学工作，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用

刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜，推动了 解剖学向 微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进 一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞 生了细胞学、组织学、细胞病理 学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而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，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电 子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。

影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技 术的出现 和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人 体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观 察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世，能快速扫描 和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学 工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅 可分辨病理解剖 结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾 病在 早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为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、MRA、FM RI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，创造 的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体

把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿 瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用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首先使用过介入放射学(Interventional Ra diology)，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 张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发 展，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(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世，使介入性 诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管 管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗 并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的 临床医学新领域--介入医学［3，4］。

人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们 称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏 瓣膜病的治疗，除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难 修复改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技 术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修 补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样 的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材 料、新技术的结果［5］。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病 晚期患者的生 命，肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关 节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千 万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。

此外，放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程 医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上 可见，20世纪生物医学工 程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推 动着医学科学的进步。

21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，从伦琴发现

X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的 广泛应用，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天

C T成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的 医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗 技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新：

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信 息网络化，诊疗用机器人将被广泛应用。［6］

(2)介入性微创，无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技 术，纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着 PET的问世和应 用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂 型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将 有新突破，人 工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效 缓释材料，药 物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育 材料、生物止血材料将有 新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械 和用品将有广泛需求和应 用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防 治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救 系统是未来生 物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快 速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪 白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保 健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2 000年，基本实 现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济 发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先 进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家 工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等，对推动生物医学工程产业

发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争，在医学 诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起 来，调整 政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优势，创建全新的生物医学，为人民造福。

参考文献

［1］Ge Wang Micheal WV.Preliminary study on helical CT algorithms for

pati ent motion estimation and compensation.IEEE Trans.Medical Imagi

ng,1995,14(2)：205

［2］Minn H, Lapela M, Klemi PJ et al.Predication of surviva l with fl

uorin-18-fluoro deoxyglucose and PET in head and neck caner.J Nucl M e

d, 1997,38：1907

［3］Scheinman MM.Catheter Ablation.Circulation, 1991, 83：1489-1498

［4］杨于彬，生物医学工程与介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5 0-52

［5］Katircioglu F , Yamak B,Battalogla B, et al.Long term re sults of

mitral valve replacement with preservation of the posterior leaflet.J

Heart Valve Dis, 1996,5(3)：302

［6］Peredina A, Allen A.Telemedicine technology and clinical app

第三篇：生物医学工程回顾与展望

《学科进展专题》

课程论文

生物医学工程回顾与展望

摘要：生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门生物、医学和工学学 科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。

关键词：生物医学工程新兴学科新仪器设备新技术

生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。在我国，生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、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。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前，我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研 教学工作，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜，推动了解剖学向 微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而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，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域 之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技术的出现 和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层 摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世，能快速扫描和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率［1］。医学 工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonanc e)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾 病在早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为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、MRA、FMRI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，创造 的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿

瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值［2］。影像学诊断水平的不断提高，与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用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首先使用过介入放射学(Interventional Radiology)，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 张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20

世纪80年代随着生物医学工程的发展，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(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世，使介入性诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术视 为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的临床医学新领域--介入医学［3，4］。

人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医 疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏瓣膜病的治疗，除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难修复改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材料、新技术的结果［5］。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生 命，肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。

此外，放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上可见，20世纪生物医学工 程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推动着医学科学的进步。

21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，从伦琴发现X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B

超诊断的 广泛应用，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天C T成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新：

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信 息网络化，诊疗用机器人将被广泛应用。［6］

(2)介入性微创，无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术，纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着PET的问世和应 用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破，人 工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效缓释材料，药 物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有 新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应 用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救系统是未来生 物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2000年，基本实 现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术战略研讨会”，国家工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等，对推动生物医学工程产业发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争，在医学

诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起 来，调整政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优 势，创建全新的生物医学，为人民造福。

参考文献

［1］Ge Wang Micheal WV.Preliminary study on helical CT algorithms forpati ent motion estimation and compensation.IEEE Trans.Medical Imagi ng,1995,14(2)：205

［2］Minn H, Lapela M, Klemi PJ et al.Predication of surviva l with fl

uorin-18-fluoro deoxyglucose and PET in head and neck caner.J Nucl M e d, 1997,38：1907

［3］Scheinman MM.Catheter Ablation.Circulation, 1991, 83：1489-1498

［4］杨于彬，生物医学工程与介入性诊疗技术，世界医疗器械，1997，3(9)：5

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［5］Katircioglu F , Yamak B,Battalogla B, et al.Long term re sults of

mitral valve replacement with preservation of the posterior leaflet.J

Heart Valve Dis, 1996,5(3)：302

［6］Peredina A, Allen A.Telemedicine technology and clinical app lica tion.JAMA,1995,273：483-488

第四篇：回顾与展望

回顾与展望

----2004-2005第二期学年总结

随着2004-2005第二学期的结束，我参加工作的第一个年头也顺利的划上句号。在这一学年里，我们系经过不断的摸索，从一棵树苗长为参天大树。回顾本学年，我就自身的问题和工作中的成绩和不足一一汇报。

【2004-2005第二学期工作中的成绩】

1、毕业生教学档案的管理和修正：

在2004-2005第一学期的教学管理中，我们系一切从零开始，不断的揣摩和探索，总结出一套自己的经验。因此，在本学年中我系虽然毕业生达到808人之多，位居全校第三，且对于我系而言，毕业生的教学档案修正和处理又是第一次。但是，在本学年的毕业生教学档案的管理和修正中，我们秉承“严谨、认真、负责”的态度，沿用以往的教学管理模式，采取灵活多变的方法，将毕业生教学档案一一落实到实处。

2、期末考试的安排和监考：

期末考试是大学生整个学期学习的大检阅。期末考试成绩的好坏直接影响到学生下一学年的学习和学校教学工作的开展。做好期末考试安排，是促进我系稳定发展的关键。我系教务办公室根据教师教学计划和学生课程安排，合理利用教师、教室的不同时间段，将我系教师所任班级的考试细致认真的安排下去。

监考是期末考试的另一大事，为了确保学生能在公平、公开和公正的场合下顺利的完成本学年学习的检阅。我们采取严格、严厉和严禁的态度，对每个学生都严厉要求遵守考场制度。因为本学期的期末考试安排中，我系教务工作繁忙，加之学校事务较多，因此在监考中，监考人员严重不足，我系老师皆以大局为重，不顾身体疲乏，一周之内监考了十多堂考试，确保了期末考试的顺利完成。

3、毕业生资格审查和毕业证学位证的办理：

在XX老师的带领下，我系根据学校的规定，对每个毕业生的资格都进行了严谨和慎重的审查，确保没有学生因为资格审查的问题而导致其证件的发放。

7月1日，我跟随教务处到校本部办理毕业生毕业证和学位证。在其中，为了准确的办理其证件，我采取认真负责的态度，严谨对待工作，使我系毕业生的证件办理正确率达到100%，顺利的完成了学生毕业证件的办理。

【2004-2005第二学期工作中的不足之处】

本学年工作中，我的缺点和不足之处也透过工作表现出来。

1、同事间沟通不够，工作进展不顺利：

正确处理同事之间的人际关系，是工作顺利开展的保证。但是在工作中常常和XX老师发生争执，不懂得利用委婉的语气和委婉的方式进行沟通，从而导致在工作中进展不够顺利。

2、缺乏稳重、性格毛躁：

本学年，因为毕业生的事情较为繁多，工作进展较为缓慢。因而在工作中，当事情紧迫时，不能抑止自己的脾气，表现出性格毛躁的一面，不能保持应该有的持重。

3、工作效率有待提高：

本学期，我出任XX级计维班主任，因而在工作中，有些时候不能正确处理好工作中的各种关系，从而导致某些工作延滞，效率不高。因此在下一学年中，应该积极主动寻求提高工作效率的方式方法，达到锻炼和提高自己的目的。

当然，我还有许多的缺点和不足之处，敬请XX老师和各位同事指出批评。

【对2005-2006第一学期工作的几点建议】

1、泾渭分明、各司其职：

在本学年中我们教务这一块，虽然分工比较上学期有了很大的提高，但是仍然做得不好。从而导致在教学工作中出现重复、吃回锅肉的问题，也容易导致因分工不明而出现失误时推卸责任。新的学年中，我们应该分工更加明确，避免吃回锅肉现象和相互推卸情况的发生。

2、次重分清、缓急分明：

2005-2006第一学期的工作中，我觉得应该把持住缓急分明、次重分清这条思路。这样，在开展工作中就能够避免避重就轻、主谓不明的问题，我们也能够及时、准确的干好我们的工作。

3、奖惩明确、责任连带：

在本学年中，我们工作中的失误就没有规定有明确的责任关系。我以为，在今后的工作中，我们应该将各项工作所带来的责任与工作挂钩，严格要求。这样我们应该严厉指出和批评工作中的错误和所带来的负面影响，就能在开展某项工作同时就不用担心另一项工作的进展或者失误。

4、合理搭配、协调发展：

合理的搭配能够使工作中能够取得非常好的效果，而协调发展则是正确处理各项工作的保障。因此，我们必须采取合理的方式、充分发挥协调的精神，大家互补，做到协调发展、合理搭配，进一步提高工作效率。

当然，以上建议谨为自己一时之想法，还不够成熟，还望XX主任指正。

这就是我2004-2005第二学期的工作总结，虽然不如人意，但我想终是我肺腑之言。我真诚的希望，在2005-2006第一学年中，我们的各项工作能蓬勃的开展下去，我们系在XX主任的领导下茁长成长。

第五篇：生物医学工程的发展历程和展望

生物医学工程概论论文

—生物医学工程的发展过程和未来展望

班级 医电121 姓名 代新朝 学号 120411113 成绩

2013年1月10日

生物医学工程的发展过程和未来展望

生物医学工程的发展历程

摘要：生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是一门生物、医学和工学学 科交叉的边缘科学，它是用现代科学技术的理论和方法，研究新材料、新技术、新仪器设备，用于防病、治病、保护人民健康，提高医学水平的一门新兴学科。

关键词：生物医学工程

新兴学科

新仪器设备

新技术

20世纪50年代生物医学工程开始在国际上做为一个新的学科出现，而随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。我国的生物医学工程做为一 个专门学科起步于20世纪70年代，中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、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。1977年中国协和医科大学生物 医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立，有力地推进了我国生物医学工 程的发展。目前，我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构，从事着生物医学的科研 教学工作，在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。

医学影像系统的发展

显微镜的发明

“解剖”一词由希腊语“Anatomia”转译而来，其意思是用 刀剖割，肉眼观察研究人体结构。17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜，推动了解剖学向 微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进一步观察研究其细胞 形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理 学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。

普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而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，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究 的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领 2

生物医学工程的发展过程和未来展望

域 之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技术的出现 和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。X线CT 片提供给医生的信息量，远远大于普通X线照片观察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世，能快速扫描和重建图像，在临床应用中取代了大多数传统的CT，提高了诊断准确率。生物医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅 可分辨病理解剖结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾 病在早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为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、MRA、FMRI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，创造 的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把PET列为十大 医学生物技术的榜首。PET问世不过30年历史，但它已显示出对肿瘤学、心脏病学、神经病 学、器官移植，新药开发等研究领域的重要价值。影像学诊断水平的不断提高 与20世纪生物医学工程技术的发展密切相关。

介入医学问世 介入医学是一种微创伤的诊疗技术。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技术治疗疾病的创始人，他们用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首先使用过介入放射学(Interventional Radiology)，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 张术获得成功以后，介入性诊疗技术由于其创伤小、患者痛苦少，安全有效而倍受临床欢迎。20世纪80年代随着生物医学工程的发展，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(high-polymer)新材料制成的介入技术用的各种导管相 继问世，使介入性诊疗技术发生了飞速进步，临床应用范围不断扩大，从心血管、脑血管、非血管管腔器官到某些恶性肿瘤等都具有使用介入诊疗的适应证，并使诊疗效果明显提高，患者可减免许多大手术之苦。有人把介入诊疗技术 3

生物医学工程的发展过程和未来展望

视 为与药物诊疗、手术诊疗并列的临床三大诊疗技术之一，也有人把介入诊疗技术称之为20世 纪发展起来的临床医学新领域--介入医学。

人工器官的应用 当人体器官因病伤已不能用常规方法救治时，现代临床医 疗技术有可能使用一种人工制造的装置来替代病损器官或补偿其生理功能，人们称这种装置 为人工器官(artificial organ)。如20世纪50年代以前，风湿性心脏瓣膜病的治疗，除了应 用抗风湿药物、强心药物对症治疗外，对病损的瓣膜很难修复改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以应用人工心肺机体外循环技术，在心脏停跳状态下切开心脏，进行更换人 工瓣膜或进行房、室间隔缺损的修补，使心脏瓣膜病、先天性心脏病患者恢复健康。心外科 之所以能达到今天这样的水平，主要是由于人工心肺机的问世和使用了人工心脏瓣膜、人工 血管等新材料、新技术的结果［5］。

肾功能衰竭、尿毒症患者愈后不良，而人工肾血液透析技术已挽救了大量肾病晚期患者的生 命，肾病治疗学也因此有了很大进步。

现代生物医学工程中人工器官的发展也非常迅速，除上述人工器官外，人工关节、人工心脏 起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床都得到应用，使千千万万的患者恢复了健康。可以说，人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外，其余各器官都存在用人工器官替代的 可能性。

此外，放射医学、超声医学、激光医学、核医学、医用电子技术、计算机远程医疗技术等先 进的医疗技术和仪器设备都是现代医学工程研究开发的成果，综上可见，20世纪生物医学工 程的发展，显著提高了医学诊断和治疗水平，有力地推动着医学科学的进步。

生物医学工程展望

纵观医学新技术诞生和发展的 历史，从伦琴发现X线到今天X射线诊疗技术的发展，从朗兹万发现超声波到今天B超诊断的 广泛应用，从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今天MRI的问世，从赫斯费尔德发明CT到今天C T成像系统的应用，都是以物理学工程技术为基础、医学需求为前提发展起来的医学新技术。循着20世纪医学发展的轨迹，我们有理由预测21世纪新的医学诊疗技术可能在以下10个方 面有重大突破和创新：

生物医学工程的发展过程和未来展望

(1)各种诊疗仪器、实验装置趋向计算机化、智能化，远程医疗信 息网络化，诊疗用机器人将被广泛应用。［6］

(2)介入性微创，无创诊疗技术在临床医疗中占有越来越重要的地位。激光技术，纳米技术 和植入型超微机器人将在医疗各领域里发挥重要作用。

(3)医疗实践发现单一形态影像诊查仪器不能满足疾病早期诊断的需要。随着PET的问世和应 用，形态和功能相结合的新型检测系统将有大发展。非影像增显剂型心血管、脑血管影像诊 查系统将在21世纪问世。

(4)生物材料和组织工程将有较大发展，生物机械结合型、生物型人工器官将有新突破，人 工器官将在临床医疗中广泛应用。

(5)材料和药物相结合的新型给药技术和装置将有很大发展，植入型药物长效缓释材料，药 物贴覆透入材料，促上皮、组织生长可降解材料，可逆抗生育绝育材料、生物止血材料将有 新突破。

(6)未来医疗将由治疗型为主向预防保健型医疗模式转变。为此，用于社区、家庭、个人医 疗保健诊疗仪器，康复保健装置，以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应 用。

(7)除继续努力加强生物源性疾病防治外，对精神、心理、社会源性疾病的防治诊疗技术和 相应仪器设备的研制受到越来越多的重视与开发，研制精神分析、心理安抚、生物反馈型诊 疗技术和设备将是生物医学工程的新起点。

(8)创伤是造成青年人群死亡的主要原因，研制新型创伤防护装置、生命急救系统是未来生 物医学工程的重要课题。

(9)即将迎来的21世纪是分子生物学时代，有关分子生物学的诊疗新技术将快速发展，遗传、疾病基因诊疗技术，生物技术和微电子技术相结合的DNA芯片、雪白芯片和诊疗系统将被 广泛应用。

(10)空气污染、环境污染严重危害着人类健康，研究和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。

1997年我国发布了关于卫生工作改革与发展的决定，提出了奋斗目标：“到2000年，基本实 现人人享有初级卫生保健”，到2010年国民健康的主要指标在经济发达地区达到或接近世界 中等发达国家水平，在欠发达地区达到发展中国家的先进水平。1999年国家科技部召开了“ 发展生物医学工程技术 5

生物医学工程的发展过程和未来展望

战略研讨会”，国家工程院开展了有关发展我国医疗器械工业战略研 究等，对推动生物医学工程产业发展、落实创新工程战略布置起着重要作用。20世纪人类与 疾病做斗争，在医学

诊疗技术上取得了重大成就；但面向21世纪的巨大挑战，我们要动员起 来，调整政策，制定规划，改革医学研究教学的旧模式，发挥现代科学多学科交叉合作的优 势，创建全新的生物医学，为人民造福。