第一篇：生物醫學工程專業概論感想

生物醫學工程概論論文

摘要 生物醫學工程（Biomedical Engineering,簡稱BME）是門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科。

關鍵詞

認知；生物材料；醫學成像；生物醫學光子學；生物醫學信號處理；生物醫學測量

1.什么是生物醫學工程

生物醫學工程（BiomedicalEngineering,簡稱BME）是一門由理、工、醫相結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它是運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段的一門綜合性、高技術的學科。是多種工程學科與生物醫學相結合的產物。它要求把人體各個層次上的生命過程(包括病理過程)看作是一個系統的狀態變化過程；把工程學的理論和方法與生物學、醫學的理論和方法有機地結合起來去研究這類系統狀態變化的規律；并在此基礎上，應用各種工程技術手段，建立適宜的方法和裝置，以最有效(目標的實現和經濟成本)的途徑，人為地控制這種變化．以達預定的目標。

2.生物醫學工程的研究領域

生物醫學工程研究領域主要包括以下幾個方面： 生物力學，生物材料學，醫學圖像技術，生物系統的建模與控制，生物醫學信號檢測與傳感器，生物醫學信號處理，物理因子在治療中的應用及其生物效應，人工器官等。

2.1 生物力學

生物力學是運用力學的理論和方法，研究生物組織和器官的力學特性，研究機體力學特征與其功能的關系。生物力學的研究成果對了解人體傷病機理，確定治療方法有著重大意義，同時可為人工器官和組織的設計提供依據。生物力學的發展方向有兩個大方向：微觀層次發展：為生命體各基本層次建立本構關系或力學模型奠定基礎；系統綜合方向發展：即在對生物組織、體內流體研究基礎上，建立各種人體器官(如心、肺、肝、耳、鼻等)的力學模型，進而設計各大系統(如呼吸、消化、循環、生殖等系統)的力學模型，從而為臨床醫學和生物醫學工程學的發展提供一定的理論依據。

2.2 生物材料

生物材料用于人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術材料，即用于取代、修復活組織的天然或人造材料。這些材料包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料等；目前輕合金材料的應用較為廣泛。金屬植入材料是應用最早的生物醫用材料,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用，如：應用理想的醫用骨粘合劑來固定骨折，甚至促進骨折的愈合。氧化鋯陶瓷具有優良的生物學性能，能作為股骨頭替代材料，而且有希望作為牙種植基臺。納米級羥基磷灰石材料有復合骨形態發生蛋白及誘導生成血管能力, 納米羥基磷灰石／羧甲基殼聚糖(N—HA／cMcTs)復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-硫酸肝素神經生物支架材料也有望用于神經損傷的修復。到2009年，SCI共收錄生物材料類期刊22種。2005/2009-08，共收錄了該領域1 330篇中國著者(不包括臺灣)文章，說明中國作者在該領域的研究非常活躍，也說明了生物材料的發展前景是十分美好的。

2.3 醫學圖像技術

醫學影像是臨床診斷疾病的主要手段之一，也是世界上開發科研的重點課題。醫用影像設備主要采用 X射線、超聲、放射性核素磁共振等進行成像。

2.3.1 X射線成像裝置主要有大型X射線機組、X射線數字減影(DSA)裝置、電子計算機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；超聲成像設備是目前醫院中僅次于投影X射線機使用得最頻繁的成像設備。目前臨床上使用的超聲成像系統基本上都是采用脈沖回波亮度調制方式成像(即B型超聲顯像儀)。超聲成像的突出優點是對人體無損、無創、無電離輻射，同時又能提供人體斷面實時的動態圖像。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處于國內領先水平。

2.3.3 磁成像設備有核磁共振成像（MRI）系統，其主要優點有：無高能（X－Ray）輻射，故安全、對人體無創可以對人體組織作出形態和功能的診斷；提供精細的解剖結構信息（MRI分辨率可達0.5mm；）獲取人體的三維圖像數據較容易（直接產生三維數據，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等。

2.3.5 光聲成像技術是生物醫學領域中新興的無損檢測技術，具有對比度高、分辨率好、穿透能力強等優點有很大的應用前景。

2.4生物醫學信號檢測與傳感器

生物醫學信號檢測是對生物體中包含的生命現象、狀態、性質、變量和成分等信息的信號進行檢測和量化的技術。生物醫學傳感器是獲取各種生物信息并將其轉換成易于測量與處理的信號(一般為電信號)的器件，是生物醫學信號檢測的關鍵技術。主要有三大類：生物傳感器，物理傳感器，電化學傳感器。其意義在于促進了生理量、生化量、生物量和各種生命現象檢測方法的進展，對推動生命科學各領域的研究，以及對新型診斷、治療方法與人體功能輔助器械的新發展都具有十分重要的作用。生物醫學測量技術作為生物醫學工程的一個重要組成部份，經歷了數百年的變遷，在近30年取得飛躍進步，對醫學以至于人類的生活產生了重要的影響。近幾年迅速發展的虛擬儀器技術的迅速發展，構建不同于傳統生物醫學系統的虛擬式生物醫學儀器系成為了可能這必然會對我國的醫療電子設備和儀器產業的發展產生重大影響。

2.5生物醫學信號處理

生物醫學信號處理的主要任務是根據生物醫學的信號特點．應用信息科學的基本理論和方法．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學信號中所攜帶的信息．并對它們進行分析、解釋和分類。信號處理的領域是相當廣泛而又深入的，已在不同程度上滲透到幾乎所有的醫療衛生領域．從預防醫學、基礎醫學到臨床醫學，從醫療、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，視網膜電圖ERG分析，X光片處理，CT圖像重建，健康普查的醫學統計，疾病的自動診斷，細胞、染色體顯微圖像處理，血流速度測定，生物信號的混沌測量等等。MEA信號鋒電位的主成分分類用的就是生物醫學信號處理技術。生物醫學信號處理技術是生理、測量、模式識別、人工智能和數字信號處理等多種學科的交叉領域。生物醫學信號處理的研究方向有強噪聲干擾下的微弱生理信號及其信息的動態提取，建立主要的生理信號(例如心電圖、腦電圖等)處理的軟件包一數據庫與程序庫，心電、腦電、肌電的有效處理方法等。

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

(幅度小于100 mV)，這就對信號采集系統有很高的精度要求?。正由于采集的信號具有生物信號特有的特點：高背景噪聲，且隨機性大，即影響因素很多并且不可能用確定性的數學函數來表達，信號弱等I 2l，故需采用各種數字信號處理的方法來提取我們需要的信號。所以人體信號采集和分析系統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構和功能，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械裝置。當人體器官發生病傷而用常規方法不能醫治時，有可能給病人使用一個人工制造的系統來取代或部分取代病損的自然器官，補償或修復其功能。

2.6.2人工器官的發展方向

人工器官的發展方向有：人工心臟瓣膜的研究，血液凈化技術的研究,人工心臟起博器的研究，人工腎、肺、肝、胰等。人工器官長期體內移植對機體影響研究。

3.學習了生物醫學工程概論后我的收獲與總結

通過對生物醫學工程概論課程的學習，我對生物醫學工程不再陌生，學了概論之后，它神秘的面紗已被揭開，生物醫學工程是一門新型的有很大潛力的交叉學科，處于生命科學與信息技術科學及工程學的交叉領域。作為生物醫學工程專業的學生，只要我們學好專業知識，多思考，多動手，相信我們在具有很好的發展前景的同時也一定能為中國生物醫學工程的發展做出自己的貢獻！

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第二篇：生物醫學工程專業概論感想

山東科技大學電子通信與物理學院

生物醫學工程專業概論學習心得

作者：xxxxx

學號：xxxxxxxxxxxxxx 班級：生物醫學工程xxx

生物醫學工程專業概論學習心得

經過六節課的學習，我對生物醫學工程專業有了一定的認識，也對生物醫學工程中的一些技術有了一定的了解，同時，對于本專業未來的發展方向也更為明確了，對于通過學好本專業的信心也大為增強，學習的動力也是大為提升。

在幾節專業概論當中，我了解到了我們大學期間究竟要學習那些課程，例如大三時上的生理學、模式識別、EDA等課程，大四時上的醫學成像原理等，同時我們也要學習醫用儀器的設計，以便于在畢業后更好的適應社會發展的需要，我也了解到了學好計算機語言的重要性，C#，java等計算機語言等是我們以后發展中的重要工具。

同時，生物醫學工程專業人數比較多，我們有眾多的學長學姐考入我國各知名院校，例如現在大四就有學長學姐考入浙江大學，西安交通大學等國內知名高校，在課上我們也了解到了我們有哪些高校在生物醫學工程領域發展的比較好，各知名高校在生醫專業的發展方向等，同時也認清了當前考研的嚴峻形勢，讓我對考研有了比較理性的認識。

當然，及時我們很多同學都有計劃考驗，但是這并不意味著我們需要大學期間每天埋頭于自習室，終日準備考研的知識。陸翔老師就向我們介紹了許多適合我們的科技創新賽事，讓大家明白了鍛煉動手能力的重要性，這也直接造就了我身邊大批同學踴躍報名各項科技創新競賽，例如：電子設計大賽，機器人大賽，物理創新大賽，數學建模等。我認為我們參加這些比賽不論是否得獎，都是一種提高，因為我們可以通過這些比賽自己實實在在動手從開始設計到成品完整的做出一些東西。在專業概論課中，老師也像我們舉了一些生物醫學工程專業所做出的一些成果，例如我們學校就有生物醫學工程實驗室，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學工程專業的前輩們設計制造的，同時，我們也簡單了解的醫學影像的發展歷史，明白了透視，CT，彩超等常見醫學檢測手段的適用范圍，我也認識到了醫療檢測手段對于治療疾病的重要意義，可以說，當前醫療水平的逐步提高離不開我們生醫人的辛勤努力！

而對于就業而言，在國內也有諸如東軟，外企諸如西門子等都是我們生物醫學工程發展的比較不錯的企業，同時，我們山東境內也有不少生醫專業對口的企業，例如威高集團等，我們不少學長學姐也在那些企業中發展的非常優秀。我們的就業范圍相對也比較廣泛，例如研發，售后，一員的設備科都需要我們專業的畢業生。而就畢業后的薪資而言，我們專業有著得天獨厚的優勢，畢業五年平均月薪在我校各專業中排名第一，這讓我對未來有著足夠的信心，同時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更多的責任，因而我們一定要在大學期間努力提升自己！

六節的專業概論課不能讓我們對一個專業多么的精通，但也讓我們基本了解了生物醫學工程這個專業。我也已經基本清楚我們當前需要學習的知識，需要提高的能力，我相信在我們的共同努力下，我們一定會在生物醫學工程這個專業中發展的越來越好！

第三篇：生物醫學工程概論

我對生物醫學工程的認識 BiomadicalEngineeringinMyMind 陳凱樂U201312603生物醫學工程201301班

內容摘要：

生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的多學科交叉的新興學科，其基本任務是研究和解決生物學和醫學中的有關問題，揭示人體奧秘，特別是人體的生理、病理過程，同時運用工程技術手段，從事相應醫療儀器和生命科學儀器的研究和開發，用于疾病的預防、診斷、治療和康復，保障人類健康。本文綜述了生物醫學工程的發生發展過程、研究內容、研究現狀及其在軍事中的廣泛應用。關鍵詞：生物醫學工程醫學軍事前景

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

生物醫學工程是一門由理、工、醫相結合的交叉學科，是多種工程學科向生物醫學滲透的產物。它運用現代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學角度，多層次研究人體的結構、功能及其相互關系，揭示其生命現象，為防病、治病提供新的技術手段。它涉及生物信息學、醫學圖像、圖像處理、生物信號處理、生物力學、生物材料、三維建模和系統分析等領域；研究方法中一個最重要的手段就是運用仿生研究，研發出和人體結構和功能相類似的工程產品以適應疾病診斷治療需要；生物醫學工程伴隨著醫學進步和醫療器械的發展而不斷成熟，在健康教育、疾病預防、疾病診斷、疾病治療、疾病康復中都發揮重要作用，也將在未來戰場上發揮越來越大的影響。

2生物醫學工程的發展 生物醫學工程始于20世紀50年代，我國生物醫學工程作為一個專門學科則起步于20世紀70年代，我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學科最早的倡導者。生物醫學工程標志性成果主要包括4個方面：

2．1顯微鏡的發明

17世紀發明了光學顯微鏡，其分辨能力達到微米（μm）級水平；20世紀60年代出現的電子顯微鏡，使人們能觀察到納米（nm）級的微小個體。

2．2影像學診斷進步

影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要也是發展最快的領域之一，50年代X線透視和攝是臨床最常用的影像學診斷方法；1972年第1臺CT誕生，只能用于顱腦檢查；1974年，全身CT出現；現在螺旋CT（SpiralCT）能快速掃描和重建圖像，提高了診斷準確率；1976年，第1臺商用正電子發射體層攝影（PET）誕生，PET是目前最先進的影像診斷技術；1980年，第1臺可以用于臨床的全身MRI誕生；1984年，美國第1臺醫用磁共振獲得FDA認證，MRI工程的進步，促進了醫學診斷學向功能與形態相結合的方向發展，向超快速成像、準實時動態MRI、MRI、fMRI、MRS發展；2000年，第1臺PET/CT誕生；2010年，MRI/PET誕生等。

2．3介入醫學問世

1964年，Dotter和Judkin最早使用介入技術導管對下肢動脈阻塞性病變進行擴張治療取得成功；1967年，Margulis首先使用介入放射學，這是醫學文獻出現“介入”一詞的最早記載；1977年，Gruenzing成功地進行了首例冠狀動脈球囊擴張術獲得成功；20世紀80年代，隨著高精度計算機化影像診查儀器、數字減影血管造影（DSA）、射頻消融技術以及高分子新材料制成的介入技術用的各種導管相繼問世，使介入性診療技術飛速進步。

2．4人工器官（artificialorgan）的應用

人造心臟瓣膜的試制開始于20世紀40年代后期，1953年，垂屏式氧合器人工心肺機的研發，開始了人工心肺機體外循環技術應用；1958年，瑞典醫生奧克·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，美國首次將人造硅膠球心臟瓣膜植入一位風心病二尖瓣狹窄患者體內，術后長期存活，開創了人工心臟瓣膜置換的先河；1982年，美國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年獲得批準使用人工心臟；同時，人工關節、人工肝、人工肺也在臨床得到了大量應用。

3生物醫學工程學科的特點

生物醫學工程學科是一門高度綜合的交叉學科，這是它最大的特點。所謂交叉學科是指由不同學科、領域、部門之間相互作用，彼此融合形成的一類學科群。從學科發展的歷史長河來看，新學科的產生大都是傳統或成熟學科相互交叉作用產生的結果。而且，生物醫學工程所指的學科交叉，不是生物醫學同哪一個工程學科分支的簡單結合，而是多學科、廣范圍、高層次上的融合。近年來，高分子材料科學、電子學、計算機科學等自然科學的不斷發展，極大地推動了生物醫學工程學科的發展。此外，生物醫學工程學科所涉及的領域非常廣泛。可以說，有多少理工科分支，就會產生多少生物醫學工程領域，這種多學科的交叉融合涉及到所有的理、工學科和所有的生物學和醫學分支。這樣一來，當任何一個學科取得突破進展時都能影響到生物醫學工程的發展，使其發展的速度異常迅速。

4研究內容與領域

生物醫學工程的研究內容包括：基礎性研究，涉及生物力學、生物材料學、生物醫學信息的提取與處理、生物系統建模與仿真、各種物理因子的生物效應、生物系統的質量和能量傳遞等；應用性研究，直接為醫學服務，涉及生物醫學信號檢測與傳感技術，生物醫學信息處理技術，醫學成像與圖像處理技術，人工器官、醫用制品和儀器，康復與治療工程技術等。當前生物醫學工程研究的重要領域包括：

4．1生物力學

研究生命體運動和變形的學科，主要通過生物學與力學原理方法的有機結合，認識生命過程的規律，解決生命與健康領域的科學問題；研究領域主要包括：生物流變學、心血管生物力學與血液動力學、骨關節生物力學等。

4．2組織工程學

應用細胞生物學和工程學的原理，吸收現代細胞生物學、分子生物學、材料與工程學等學科的科研精華，在體內或體外構建組織和器官，以維持、修復、再生或改善損傷組織和器官功能，是繼細胞生物學和分子生物學之后，生命科學發展史上又一新的里程碑，標志著醫學將走出器官移植的范疇，步入制造組織和器官的新時代。

4．3生物材料學

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

4．4人工器官

主要研究人體組織與器官的再生、修復與替代。人工器官在臨床上的應用，挽救了不少垂危的生命，為臨床醫學的發展開拓了新途徑。

4．5生物傳感器技術

使用固定化的生物分子結合換能器，用來偵測生物體內或生物體外的環境化學物質或與之起特異性交互作用后產生響應的技術。

4．6生物系統建模與仿真 對生物體在細胞、器官和整體等各層面的參數及其相互關系建立數學模型，并用計算機求解該模型以分析和預測各種條件下生物系統運行的機制和狀態。

4．7生物醫學信號檢測與處理技術

生物醫學信號的檢測與處理幾乎成為了生物醫學工程學科共同的研究方向。

4．8醫學成像與圖像處理技術

研究如何將人體有關生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式，或對已獲得的醫學圖像進行分割、分類、識別、解釋及三維重建等進行分析處理。

4．9物理因子的生物效應及其醫療應用

通過對生物群體流行病學調查、動物實驗、臨床試驗及細胞和分子水平等多層次研究，了解物理因子對生物體的作用效應及作用機理，確定其有效和允許的作用劑量，發展運用物理因子生物效應診斷和治療疾病的技術，并防止其可能發生的有害影響。

5生物醫學工程領域研究現狀

5．1發達國家生物醫學工程的現狀

在美國以及歐洲等經濟發達國家，早在上世紀70年代就指出生物醫學工程的重要性，基于其強大的經濟、科技實力，經過近半個世紀的努力均取得了各自的成果。如今，這些國家在生物醫學工程方面處于世界前列。但是面對當今科技飛速發展的新形勢，他們仍在想盡一切辦法努力前進。在美國，許多著名大學根據自身條件和生物醫學工程學科的特點以及社會需要采用各種方式積極推進“學科交叉計劃”。這樣一來，生物醫學工程在這一有利條件下迅速發展，朝向以整合生物、醫學、物理、化學及工程科學等高度交叉跨領域方向發展。這種發展方向既促進了傳統性專業的提升，又為逐步形成新專業創造了條件。

另外，美國政府因認識到新的世紀生物醫學工程對促進衛生保障事業發展所具有極大的重要性，急需扭轉美國生物醫學工程領域研發工作群龍無首的分散局面，美國第102屆國會于3000年1月34日通過立法，在國立衛生研究院內設立了國家生物醫學成像和生物工程研究所，規定由該所負責對美國生物醫學工程領域的科研創新、開發應用、教育培訓和信息傳播等進行統一協調和管理，促進生物學、醫學、物理學、工程學和計算機科學之間的基本了解、合作研究以及跨學科的創新。這也大大推動了美國的生物醫學工程學科的發展。

5．2國內生物醫學工程的現狀

我國的生物醫學工程學科相對國外發達國家來說起步比較低。自上世紀80年代以來，經過30多年的發展，目前全國已有很多所高校內設有此專業，在一些理、工科實力較強的高校內均建有生物醫學工程專業。由于這些學校的理、工等學科在全國都有重要的影響，且大都設有國家級重點學科，他們開展起來十分方便，這些院校均是以科研性學科設置的。此外，還有一些醫學院校則是以醫學作為基底學科，置入某些工程學科的知識，并以醫學應用為目的建立相關的課程體系，而對于生物學中所涉及到的細胞及分子生物學、發育生物學及生物技術，對于工程技術中的控制技術、材料學均較少涉及，這些院校培養的目標就是將生物醫學工程運用于實際。因為生物醫學工程是以理、工、醫為基礎，醫學中的許多問題只有在這些學科相互結合的前提下才能得以解決。要將基礎研究轉化為工業化產品，將美好的前景分析變為衛生保健的實際行動而服務于廣大人民，就離不開生物醫學工程師。這就是這些生物醫學工程工作者的工作理念。

6生物醫學工程在軍事領域的應用

6．1生物醫學工程在軍事醫學領域具有廣闊的應用前景

生物醫學工程技術不僅為軍事醫學及其相應基礎研究提供必要的技術、手段、方法、儀器和設備，而且也是軍事醫學研究成果物化為衛勤保障裝備，實現我軍衛勤裝備現代化、高技術化的橋梁。例如，生物力學利用力學的基本原理，結合生理、醫學、生物學，從分子力學到系統力學各個不同的層次來研究生物體的力學問題，研制各種生物材料和人工器官的基礎，也是武器裝備和衛勤裝備研制過程中人機匹配設計的重要依據。生物材料是與人體組織相接觸或作用而對人體無毒副作用、不凝血、不溶血、不引起人體細胞突變、畸變和癌變，也不引起免疫排斥和過敏反應的特殊功能材料。可開發出在軍事醫學領域具有廣泛用途的抗凝血材料、可降解性骨修補材料、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、外科手術縫線、藥物載體材料、記憶合金等。生物系統建模與仿真通過對生物細胞、器官和整體各層次的行為參數及其關系建立數學模型，用電子計算機分析和預測各種條件下生物系統的運行機制和狀態。這種技術可以替代軍事醫學研究中某些復雜、長期、昂貴乃至無法實現的實驗，如航天、航空、潛水及危險條件下的生物系統實驗，提高研究效率，并可為施加不同控制條件研究對生物系統運行過程的影響。生物系統建模與仿真也是醫學智能儀器研制的重要基礎。人工器官是用人工材料制成的、模擬人體器官的結構與功能、可部分或全部代替自然器官功能的機械裝置，對于戰傷救治、減少傷殘、提高傷病員的生存質量具有重要意義。生物醫學信號檢測是各種醫學檢測儀器發展的重要基礎技術，生物醫學信號處理技術綜合反映了通信、生理、模式識別、人工智能和數字信號處理多類技術，已成為醫學研究、疾病診斷和指導治療的重要技術，為避免或改善飛行員空間定向障礙、意識喪失提供了新的手段。

6．2衛星遙感技術將成為重要的宏觀流行病學手段

為應付未來突發戰爭需要軍事醫學部門及時提供目標地區可靠的醫學地理、流行病學和自然衛生資源等方面的資料。傳統的常規地面調查是獲取信息的重要手段，但需要大量人力、物力，而且費時較長，難以滿足全面、系統、動態觀測的需要，更不能適應軍事應急的要求。隨著空間技術的發展，衛星遙感技術可以從宏觀上幫助實現這一目的。地形、地貌、氣溫、濕度、降雨量、生物量、植被、河流、湖泊、大氣環境及水土流失等許多自然和經濟地理因素與流行病學、軍隊衛生、衛勤保障關系密切，實時、客觀、動態地掌握這些因素的變化情況，對于制訂軍事醫學衛生防疫保障方案具有極為重要的意義。對我國周邊地區、重要戰略目標地區、有爭議的地區以及人員較難進入的島礁、叢林、沼澤等進行自然地理調查，衛星遙感甚至可能是唯一可行的措施。衛星遙感作為一種應用空間技術的發展已趨于成熟，應用領域不斷拓寬，分辨率不斷提高，其快速、客觀、實時、覆蓋面廣、信息量大、重復性好等優點，是其它技術無法比擬的，在預防醫學中有著廣闊的應用前景。

6．3生物傳感器將是化生戰劑偵檢的有效工具

生物傳感器近年來受到越來越多的重視，它是生物學的選擇性和靈敏性與微電子技術相結合產物，如酶傳感器、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、化學和生物戰劑的偵檢、軍隊食品衛生監測、野戰臨床分析、毒物藥物研究、生物工程在線監控和戰士體能訓練等方面，是最具發展潛力的偵檢器材，具有操作簡便、選擇性好、分析速度快、試樣量小和可反復使用等優點。例如，在化學戰條件下，利用受體傳感器可與一類戰劑發生反應的特點，先迅速檢測出戰荊的類別，指導人員及時采取防護措施，繼而再用抗體傳感粉進一步確定戰劑的種類，采取更具針對性的防護。將生物傳愚器與專家系統結合后，非專業人員也可使用，甚至可將小型生物傳感器安裝在士兵的軍服內使用。80年代末出現的光纖生物傳感器靈敏度更高、應用范圍更廣，在化學和生物戰劑的聯合偵檢中已進入工程開發和試用階段。

6．4醫學電子工程技術將提高戰傷救治

醫學電子工程技術的應用將研制出簡便可靠的傷員電子尋找器材。新型生物降解性骨修補材料可理想地修復骨缺損不需要作二次拆旅手術。膜材料技術和分子篩技術等新材料技術的發展，將使野戰制液制氧的水平大大提高。記憶合金等熱敏材料可廣泛應用于各種部位戰傷骨折的固定。新型創傷敷料將是以新型生物基質材料為載體、用微膠囊技術進行廣譜抗菌素控釋、含有促進組織生長的因子、不粘連、透氣性好的多種高技術的復合體。用生物材料技術制成的人工皮膚覆蓋戰傷燒傷創面，可抑制創面感染，促進創傷愈合，減少癱痕形成。

7二十一世紀生物醫學工程展望

縱觀醫學新技術誕生和發展的歷史，生物醫學工程學研究領域十分廣泛，與其他學科的集成交叉是多層次、多方面的。利用多學科交叉的優勢來揭示人類思維和認知的奧秘，是二十一世紀生物醫學工程的一個主攻方向。與分子生物學相結合，加強細胞和分子水平的研究，如生物醫學納米工程技術，是生物醫學工程發展的一個重要趨勢。微創傷手術、生物醫學微機電技術、生物醫學機器人技術、生物醫學信息技術[8]等正在成長為新的研究領域。隨著廣泛應用現代相關技術成果，未來的醫療儀器裝置、醫學診療過程必將融合更廣泛的集成科學技術，創造出新設備和新技術，推動現代醫學向更高水平發展。

8結語·感想

生物醫學工程是應社會發展需要而建立起來的一門新興學科，具有高精尖的特點。同時，由于其以其他學科為基礎，因利乘便，發展迅猛，已經在很多方面有了深入的應用，并且產生了深遠的影響。尤其是軍事方面的應用，大大減少了人員損傷。也正因其剛剛發展，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展空間。并且，生物醫學工程也是一個朝陽產業，為我們提供了很多契機。這也堅定了我學習生物醫學工程的信念。我們定將在生物醫學工程的康莊大道上越走越遠！

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第四篇：生物醫學工程概論 教學大綱

生物醫學工程學概論教學大綱

課程名稱：生物醫學工程學概論 學時：54 學分：3

一、課程的性質與目的

本課程是面向全校中醫學，中藥學，針灸推拿學專業留學生而開設的一門選修課。主要通過教師理論講授的方式使學生對生物醫學工程學的定義及發展史、生物醫學工程與生物工程學的關系、生物醫學材料和人工器官、生物流體力學、生物電學與生物磁學、生物醫學工程學與影像醫學以及生物醫學工程學教育的概況有所了解。重點在于激發理工學生對生物的興趣，而讓生物類學生認識理工的重要性。

二、教學內容和要求

第一章 生物醫學工程學簡介（3時）

掌握生物醫學工程學的定義，了解其發展史；了解生物醫學工程的研究范圍；熟悉生物工程與生物醫學工程的關系。

第二章 生物醫學材料和人工器官（6學時）

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 生物流體力學引論（6學時）

了解生物心血管系統、消化系統、呼吸系統與水動力學、空氣動力學等的相互聯系，以及人生理內流體運動規律，主要包括血液循環力學和呼吸力學。

第四章 生物電學與生物磁學引論（6時）

了解生物電學和生物磁學在生物醫學工程上的應用。

第五章 生物醫學工程學與影像醫學（12學時）

了解現代醫學數字影像技術基礎；熟悉各種醫學影像技術臨床診斷的原理、方法。如醫用X射線電視系統、X線電子計算機斷層成像、超聲醫學成像、核醫學成像、核磁共振醫學成像（NMRI）、醫用數字影像信息系統（PACS）。

第六章 生物醫學工程學教育概況（3時）

熟悉生物醫學工程學科類型；了解國外生物醫學工程教育概況；熟悉我國高校生物醫學工程專業設置的基本情況

三、教學方法與培養能力

教學方法為課堂理論講授，教學手段主要采用多媒體教學。教學中注重對生物醫學工程學的基本理論、重點知識的講授，采用啟發式教學，課堂上根據教學內容提出問題，引導學生思考和回答問題，注意與相關課程內容的銜接，盡可能的做到深入淺出、融會貫通。

四、考核方式與成績評定

考核方式：期末開卷考試＋小論文

成績評定：期末筆試占50％，小論文占50％。

五、教學參考書

①《生物醫學工程學導論Ⅰ》(朱翠玲, 第四軍醫大學出版社，2004)②《生物醫學工程學》(陳百萬, 科學出版社1997)③自編教材

第五篇：生物醫學工程概論教學大綱

某大學教學大綱

課程編號: 課程名稱:生物醫學工程概論 開課院系: 開課教師:

2012—2013學年第一學期 課程名稱: 生物醫學工程概論

英文名稱: Introduction to Biomedical Engineering 總 學 時: 40 其中:實驗課 學時：0 學 分: 2 先修課程: 理工類基礎 教 材: 生物醫學工程導論 參考教材:

1、生物醫學工程學.鄧玉林主編，科學出版社.2、John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Introduction to Biomedical Engineering，Academic Press, 2000.3、生物醫學工程學科發展報告.中國科學技術協會主編,中國科學技術出版社.適用學生范圍：碩士研究生 課程性質: 專業基礎 教學目標: 本課程以講座形式，以交叉學科充滿創新的特點，介紹生物醫學工程的基本原理、典型應用、最新成果及未來發展。在最后幾講中將介紹生物醫學工程產業和臨床工程的一些基本知識，以幫助學生從事實際工作時能盡快入門。課程簡介: 生物醫學工程是理、工、醫相結合的邊緣學科，其將現代工程技術、近代物理學、生物學和醫學結合起來，形成了對生命科學、現代醫學具有極其重要意義的新興交叉學科。其屬于技術科學范疇，是以生命的人為對象，用工程學原理，研究開發防病、治病、人體輔助功能等為醫學應用服務的人工裝置和系統，醫療儀器、醫療器械即是其最廣泛的應用。

本課程主要介紹生物醫學工程學科的發展史，學科內涵和研究領域，以及未來展望，并重點概括介紹生物醫學工程基本原理和方法，包括生物醫學信號的檢測、處理和識別、生物醫學電子、生物材料、人工器官和組織工程、生物電磁學、物理因子的生物效應及治療作用、生物力學、醫學儀器與設備、生物系統的建模與仿真、中醫工程等。

通過本課程的學習，要求學生掌握有關生物醫學工程的基本原理及技術，為從事本專業的工作和研究奠定堅實的基礎。教學內容：

第一講 生物醫學工程概論（2學時，沈海明）

教學目的：介紹生物醫學工程概況 教學要求：對生物醫學工程有基本了解 內容提要：

1、醫療簡史

2、現代醫療體系

3、生物醫學工程學科定義

4、學科培養目標

5、學科發展現狀

6、學術組織介紹

第二講 人體解剖生理及生物電現象（4學時，沈海明）教學目的：介紹人體解剖生理及生物電現象

教學要求：基本了解人體解剖結構和生理功能及生物電現象 內容提要：

1、細胞結構，等離子膜，細胞質和細胞器，DNA與基因表達

2、主要器官及系統：循環系統，呼吸系統，神經系統，骨骼系統，肌肉系統

3、生物電現象

第三講 生物醫學傳感器（4學時，徐佳佳）教學目的：介紹生物醫學傳感器

教學要求：掌握生物醫學傳感器基本知識 內容提要：

1、傳感器分類，傳感器封裝

2、生物電位測量：電解液/金屬電極界面，ECG、EMG、EEG電極，微電極

3、物理參數測量：位移傳感器，氣流傳感器，溫度測量

4、血氣和pH值傳感器：氧含量測量，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、光學傳感器：光纖，傳感機制

第四講 生物醫學儀器（4學時，劉文禮）

教學目的：介紹各種生物醫學儀器基本組成、基本設計

教學要求：發揮交叉學科特點，掌握各種生物醫學儀器基本原理、基本設計及應用

內容提要：

1、生物醫學儀器分類

2、模擬電路，器件，時變信號，疊加原理

3、信號調節：運算放大器，傳遞函數與復阻抗，濾波器與頻響

4、儀器設計：信號放大，噪聲抑制，頻率混疊，差分生物電放大器設計，A/D轉換

5、基于微機的儀器系統，計算機與程序設計語言 第五講 生物醫學信號處理（4學時，時愛娟）教學目的：介紹常用的生物醫學信號處理方法

教學要求：發揮交叉學科特點，掌握基本的生物醫學信號處理方法的應用 內容提要：

1、生物信號的生理基礎：生物電信號，生物磁信號，生物化學信號，生物機械信號，生物聲信號，生物光信號

2、生物信號特性

3、信號獲取：數據采集，生物傳感器、放大器、模擬濾波器，A/D轉換器

4、信號的頻域表達

5、Z 變換

6、數字濾波

7、信號平均處理

8、小波變換和短時序列付氏變換

9、人工智能技術，模糊邏輯，人工神經網絡 第六講 生物材料（4學時，徐佳佳）教學目的：介紹生物材料

教學要求：了解基本的生物材料和應用 內容提要：

1、機械特性和測試

2、醫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：關聯細胞對材料的反應，發炎，傷口復原，感染，免疫反應，生物效應與生物材料

5、材料老化對生物系統的影響：老化，腐蝕，磨損

6、生物相容性測試

7、生物材料和裝置設計原則，心臟瓣膜修復，關節替換 第七講 生物醫學中的光學與激光（4學時，劉文禮）

教學目的：介紹生物醫學中的光學與激光工程基本內容、原理和應用 教學要求：了解光學與激光基本原理和在生物醫學工程中的應用 內容提要：

1、基本光學原理：電磁波與光譜，光的偏振，吸收、散射和發光

2、生物組織中的光傳播基本原理：吸收、反射和散射

3、光對組織的物理作用及測量：溫度變化，激光多普勒測速，干涉測量法

4、光學生化測量技術：吸收、散射、發光和偏振特性

5、激光致熱治療基本原理

6、醫學應用中的光纖和波導：光纖和波導原理，探測、診斷用光纖探針

7、光學成像：光學斷層成像，混合光學成像

第八講 放射學成像和磁共振成像（4學時，時愛娟）

教學目的：介紹放射學成像、磁共振成像和超聲的基本內容

教學要求：了解X射線、CT、核醫學成像、磁共振成像MRI、超聲等基本原理、發展和應用 內容提要：

1、發射型成像系統：基本概念，基本粒子，原子結構與粒子發射，放射衰變，放射性測量

2、核醫學成像裝置：放射閃爍探測器，伽馬相機，正電子成像

3、X線成像系統：基本原理，CT技術

4、磁共振成像原理

5、磁共振成像技術

6、功能性磁共振成像

7、聲的傳播原理，波動方程，聲阻抗，聲強度，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，血流測量的多普勒方法，彩色多普勒血流成像

9、超聲技術進展：彩色多普勒功率成像，血流的時域估計，多維換能器，三維成像和并行處理，超高頻腔內成像，超聲對比增強與諧波成像

10、超聲波的生物效應

第九講 人工器官（4學時，沈海明）教學目的：介紹人工器官的分類和應用

教學要求：了解人工器官的分類及常見人工器官的臨床應用 內容提要：

1、人工器官概述及分類

2、人工心臟瓣膜的結構及其分類

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學時，沈海明）

教學目的：介紹組織工程基本原理、應用和發展

教學要求：了解組織工程基本內容、原理和未來前景 內容提要：

1、細胞治療，利用人類自身細胞的方法，基本問題

2、組織動力學：組織發育，大量繁殖的組織，組織形成，組織修復，組織形成功能性結構，組織工程面臨的挑戰，組織功能評估

3、干細胞：特性，實例，擴散行為模型，與組織工程的關系，細胞壽命

4、細胞衰亡過程：分化，運動，復制，與組織動力學的關系

5、細胞間的交互，生長因子，細胞間的直接聯系，陣列互作用

6、組織微循環：細胞在體內的功能，組織微循環，與其它器官的交互

7、生長進程控制：基本概念，關鍵問題，物質傳遞的時間尺度，液體流動和一致性，生物材料

8、臨床細胞修復術：細胞/組織提供者的個體差異，反應，免疫性排斥，組織獲取，冷藏

考試與成績評定方式：2010年11月18日（2學時）

考試形式：期末考試方式是通過課程學習總結，查閱文獻，根據自己的興趣撰寫相關的課程報告。

成績評定方式：課堂演講報告（50％）+期末考核（50％）