第一篇:生物醫學工程學科導論論文
生物醫學工程131班
學科導論論文
BME 學科導論論文
——生物醫學工程131班
羅族
關鍵字:生物醫學工程 研究領域 現狀 發展趨勢 就業前景
一、生物醫學工程簡介
1.學科概況
生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。
2.學科特點
(1)交叉性:它是各種學科知識的高水平交叉、新時代結合的產物;是生命科學(生物學與醫學)現代化的迫切需求;是現代科學技術迅速發展的必然結果。
(2)依賴性:它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系(與傳統學科不同),融合各交叉學科知識為自己的基礎 ;缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標,隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。
(3)復雜性:它知識覆蓋面非常廣,幾乎涉及所有自然科學與技術的基礎理論與知識體系;相關的研究機構、專業教育、企業廠家和市場營銷只能涉足其部分,而不能包攬全局。
(4)服務性:它以應用基礎或直接應用性研究為中心,以最終在生物醫學領域應用為目的;為生命科學的創新性發展提供現代化工具,為醫療衛生事業現代化發展提供新裝備(支撐生物醫學工程產業)。
二、研究領域
生物醫學工程學是工程學與生物學、醫學結合的產物,任何工程學科與生物學和醫學的結合均屬于生物醫學工程的范疇,因此生物醫學工程的研究領域十分廣泛,并在不斷的發展,目前較成熟的領域有如下八個: 1.生物力學 2.生物材料
3.生物系統建模與仿真
4.物理因子在治療中的應用及其生物效應 5.生物醫學信號檢測與傳感器 6.生物醫學信號處理 7.醫學圖像技術
2014/1/5 生物醫學工程131班
學科導論論文
8.人工器官
三、生物醫學工程的現狀
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50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106屆國會于2000 年1 月24 日通過立法,在國立衛生研究院(NIH)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。
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70 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。
但是,從總體上說我國的生物醫學工程學科的發展仍不平衡。30 多年以來,我們在研究方面引進、消化、跟蹤研究多,創造性研究較少;理論方法等應用基礎研究多,取得自主知識產權的應用研究少。處于理工科院校的生物醫學工程學科其工程力量雄厚,但是由于缺少醫學背景,在真正用于臨床、解決醫學實際問題方面還較落后。而處于醫學院校的生物醫學工程學科其研究的主要特點是和醫學結合緊密,醫學大背景深厚,但是工程力量相對落后,科研投入不足。這就是我們國家目前生物醫學工程的現狀。
2014/1/5 生物醫學工程131班
學科導論論文
四、新世紀生物醫學工程的發展趨勢
縱觀生物醫學工程的歷史和目前人類對其的要求可以看出,生物醫學工程 作為學科整體的發展趨勢十分廣泛。
(1)納米材料的出現將使20世紀初期奠定的物理、化學理論基礎面臨重大的挑戰。
與此同時,納米材料本身也將進而取得突飛猛進的發展和應用;此外,材料科學中的分子設計可望實現,與生物組織相結合的組織工程學研究將進入實用階段。而且,將會有更多的人工器官研制成功并將在臨床上投入使用。比如:采用組織工程學方法研制人工胰和人工肝。
(2)電子技術與生物技術的融合可望研制更多、更為新穎的傳感器。比如:目前硅半導體集成度可達109,而人工合成蛋白質的分子器件可使存儲器集成度高達1012位。
(3)隨著計算機網絡和通訊的發展,生物醫學工程將使臨床醫學從住院治療向著門診治療、乃至家庭醫療保健方向發展。
(4)虛擬現實技術的發展將為醫學基礎研究與臨床醫療提供更為先進的技術手段。
(5)光子技術將取得突破性進展,如各種激光器件的開發及光參量放大、光纖、非線性光學、光數據存儲、集成光等技術的發展,半導體激光器在生物醫學中的應用將有更為誘人的前景。
(6)各種物理因子生物效應的深入研究,如生物磁、低強度毫米波的研究,將使人們對人體生命現象有進一步的認識,開發出新的技術裝置。
(7)中醫工程及各種高技術的應用,將使傳統醫學在現代科技基礎上更加光大。
五、生物醫學工程專業就業前景分析
生物醫學工程(Biomedical Engineering, BME)是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的新興邊緣學科,其主要研究方向是運用工程技術手段,究和解決生物學和醫學中的有關問題。本專業研究方向主要包括生命科學、生物力學、醫療器械等,我校生物醫學工程專業方向則為醫療器械方向,主要是為了培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高,具有較深厚現代電子工程技術基礎理論和一定醫學科學知識的生物醫學高級工程技術人才。
據中華醫學會醫學工程學分會副主任委員呂忠生介紹,目前全國大約有6萬家醫院,醫學工程師只占醫院總人數的 10%,與國外30%的比率相差懸殊。作為醫學工程的最大產業,國內1萬多家醫療設備企業也急需醫學工程師。同時現代醫學技術的進步是和生物醫學工程學的發展也是分不開的,由此可見本專業有廣闊的就業前景。
ⅰ現對就讀本專業前景進行簡單分析:
1、出國深造
2014/1/5 生物醫學工程131班
學科導論論文
生物醫學工程屬于綜合交叉發展學科,且與應用有緊密的結合,國外很多著名大學都很注意其發展,所以出國深造機遇很大,也會有更大的發展空間,同時可以轉向學習生命科學,這方面在國外有更先進的發展研究。
2、讀研
生物醫學工程專業考研有很多選擇方向,如電子學方向、醫療器械方向、圖像處理方向、自動化方向、計算機算法與結構等。從歷年的考研情況來看,選擇多,考研情況較好。
3、找工作
ⅱ 生物醫學工程就業前景
生物醫學工程作為一門新興的邊緣學科,它綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。
生物醫學工程興起于20世紀50年代,它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領域之一。
生物醫學工程學與其他學科一樣,其發展也是由科技、社會、經濟諸因素所決定的。這個名詞最早出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會,1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會,后來成為國際生物醫學工程學會。
生物醫學工程學除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高技術之一。以1984年為例,美國生物醫學工程和系統的市場規模約為110億美元。美國科學院估計,到2000年其產值預計可達400~1000億美元。
生物醫學工程學是在電子學、微電子學、現代計算機技術,化學、高分子化學、力學、近代物理學、光學、射線技術、精密機械和近代高技術發展的基礎上,在與醫學結合的條件下發展起來的。它的發展過程與世界高技術的發展密切相關,同時它采用了幾乎所有的高技術成果,如航天技術、微電子技術等。
目前各國競相發展的高技術之一為醫學成像技術,其中以圖像處理,阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及圖像存檔和通信系統為主。在成像技術中生物磁成像是最新發展的課題,它是通過測量人體磁場,來對人體組織的電流進行成像。生物磁成像目前有二個方面。即心磁成像(可用以觀察心肌纖維的電活動,可以很好地反映出心律失常和心肌缺血)和腦磁成像(用以診斷癲癇活動、老年性癡呆和獲得性免疫缺陷綜合征的腦侵入,還可以對病損腦區進行定位和定量)。
另一個世界各國競相發展的高技術是信號處理與分析技術,其中包括心電信號、腦電、眼震、語言、心音呼吸等信號和圖形的處理與分析。
高技術領域中還有神經網絡的研究,目前世界各國的科學家為此掀起了一個研究熱潮。它被認為是有可能引起重大突破的新興邊緣學科,它研究人腦的思維機理,將其成果應用于研制智能計算機技術。運用智能原理去解決各類實際難題,是神經網絡研究的目的,在這一領域已取得可喜的成果。眾所周知,生物醫學工程是理、工、醫、生物等學科高度交叉的新興學科,2014/1/5 生物醫學工程131班
學科導論論文
可在管理機構和國家機關,醫學機構(臨床研究、高度專業化的醫學護理,管理), 在醫療器械的使用、銷售和服務上,研究所,大學(基礎研究,教學),國際制藥、保健品企業(管理、研究和開發),私人機構和醫生合作,畢業生可直接參加高度專業化的醫學護理和解決臨床基礎研究的問題,由他們研制的器械和系統對于疾病的觀察、診斷、治療、緩解起著很重要的作用。
生物醫學工程學科性質定位于工科,因此,這就決定了本學科的主要任務為現代醫學和現代生物學提供最先進的工程理論和方法,培養這些領域急需的人才。本學科一方面要求同學要掌握醫學和生物學的基本知識,同時,要結合醫學學科的特點深入扎實地學習電子、信息類的專業知識,包括醫學電子學、醫學信號的檢測和處理、醫學成像與醫學圖像處理、醫學模式識別、醫療儀器原理及設計等。本學科的數學和外語和清華大學電子、信息類學科一樣要求。
生物醫學工程強調要打好基礎,強調能力的培養,特別強調創新能力的培養,強調要寬口徑培養,注重實踐環節,增加了選修課,取消了限選課,從而拓寬了學生選課空間與個性發展的余地。由于生物醫學工程學科是理、工、醫、生物等學科高度交叉的新興學科,致力于為人的防病、治病、康復和健康以及為探索生命現象提供高水平的科學方法和工程技術手段,因此,其研究和應用領域都極其廣泛,所培養的學生自然也大有用武之地。那么生物醫學工程就業前景與就業方向是什么: 畢業生工作去向主要有以下幾個方向:
(1)醫院
到醫院設備科,放射科,信息中心等部門工作,主要從事醫療器械的維護、采購管理工作以及信息管理等。(2)醫療器械企業
到醫療儀器企業做研發、銷售、維修。銷售主要是做好本區域內老客戶的器械更新等業務,同時需要開發新的銷售渠道;售后工程師,主要負責所屬器械的安裝調試維修等。醫療器械企業南方發展普遍較好,企業多,就業機會多。
(3)電子計算機相關企業
生物醫學工程專業所學知識面廣,包括很多電子計算機方面的課程,很多畢業生進入此類企業工作。
(4)高等醫學院校從事醫學影像技術的教學、科研工作。(5)報考相關方向的公務員。
(6)除此之外,應征入伍、參加支援西部計劃、到村任職、報考選調生、自主創業等就業途徑。
綜上所訴,生物醫學工程就業前景與就業方向還是很明朗的。
2014/1/5 生物醫學工程131班
學科導論論文
六、認識與總結
生物醫學工程學是醫療保健性產業的重要基礎和動力,醫療器械和醫藥工業同生物醫學工程學的研究與應用有著最直接的聯系,它所帶動的產業在國民經濟中占有重要比例,例如美國每年生物醫學工程學帶動的產業就達數百億美元。各國在生物醫學工程方面的投入,隨著生活水平的提高而逐年增加。這門學科面臨著眾多的新課題,許多成果又有著極好的產業化前景,因此生物醫學工程學被稱為朝陽學科。
綜上,我想說的就是生物醫學工程涉及十分的廣泛,因此在學習過程中我們要開闊學習視野,活學活用,在不斷總結、質疑的基礎上創新。關于畢業后就業我認為會有很多的選擇,但是我們想要找到好的工作還得靠自己好好的努力學習,爭取學好、學精自己的專業,并且要盡力去考研更加深入的學習自己的專業。
2014/1/5
第二篇:生物醫學工程專業導論論文
生物醫學工程導論論文(讀后感)
——生醫1202班熊緣緣
摘要: 這篇文章主要是寫了通過自己這學期上的生物醫學工程導論課和平時自己了解的關于生物醫學工程的相關知識,文章介紹了生物醫學工程的概況和學科特點,同時闡述了該學科的研究領域,并且著重寫了生物醫學工程這門學科的現狀和發展趨勢,在最后寫了我對本學科的認識和學習方法,同時激勵自己努力學好本學科。
關鍵字:生物醫學工程研究領域現狀發展趨勢
一、生物醫學工程簡介
1.學科概況
生物醫學工程是一門新興的邊緣學科,它綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。
2.學科特點
(1)交叉性:它是各種學科知識的高水平交叉、新時代結合的產物;是生命科學(生物學與醫學)現代化的迫切需求;是現代科學技術迅速發展的必然結果。
(2)依賴性:它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系(與傳統學科不同),融合各交叉學科知識為自己的基礎 ;缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標,隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。
(3)復雜性:它知識覆蓋面非常廣,幾乎涉及所有自然科學與技術的基礎理論與知識體系;相關的研究機構、專業教育、企業廠家和市場營銷只能涉足其部分,而不能包攬全局。
(4)服務性:它以應用基礎或直接應用性研究為中心,以最終在生物醫學領域應用為目的;為生命科學的創新性發展提供現代化工具,為醫療衛生事業現代化發展提供新裝備(支撐生物醫學工程產業)。
二、研究領域
生物醫學工程學是工程學與生物學、醫學結合的產物,任何工程學科與生物學和醫學的結合均屬于生物醫學工程的范疇,因此生物醫學工程的研究領域十分廣泛,并在不斷的發展,目前較成熟的領域有如下八個:
1.生物力學
2.生物材料
3.生物系統建模與仿真
4.物理因子在治療中的應用及其生物效應
5.生物醫學信號檢測與傳感器
6.生物醫學信號處理
7.醫學圖像技術
8.人工器官
三、生物醫學工程的現狀及發展
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50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106屆國會于2000 年1 月24 日通過立法,在國立衛生研究院(NIH)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。
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70 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。但是,從總體上說我國的生物醫學工程學科的發展仍不平衡。30 多年以來,我們在研究方面引進、消化、跟蹤研究多,創造性研究較少;理論方法等應用基礎研究多,取得自主知識產權的應用研究少。處于理工科院校的生物醫學工程學科其工程力量雄厚,但是由于缺少醫學背景,在真正用于臨床、解決醫學實際問題方面還較落后。而處于醫學院校的生物醫學工程學科其研究的主要特點是和醫學結合緊密,醫學大背景深厚,但是工程力量相對落后,科研投入不足。這就是我們國家目前生物醫學工程的現狀。
3、新世紀生物醫學工程的發展趨勢
縱觀生物醫學工程的歷史和目前人類對其的要求可以看出,生物醫學工程
作為學科整體的發展趨勢十分廣泛。
(1)納米材料的出現將使20世紀初期奠定的物理、化學理論基礎面臨重大的挑戰。
與此同時,納米材料本身也將進而取得突飛猛進的發展和應用;此外,材料科學中的分子設計可望實現,與生物組織相結合的組織工程學研究將進入實用階段。而且,將會有更多的人工器官研制成功并將在臨床上投入使用。比如:采用組織工程學方法研制人工胰和人工肝。
(2)電子技術與生物技術的融合可望研制更多、更為新穎的傳感器。比如:目前硅半導體集成度可達109,而人工合成蛋白質的分子器件可使存儲器集成度高達1012位。
(3)隨著計算機網絡和通訊的發展,生物醫學工程將使臨床醫學從住院治療向著門診治療、乃至家庭醫療保健方向發展。
(4)虛擬現實技術的發展將為醫學基礎研究與臨床醫療提供更為先進的技術手段。
(5)光子技術將取得突破性進展,如各種激光器件的開發及光參量放大、光纖、非線性光學、光數據存儲、集成光等技術的發展,半導體激光器在生物醫學中的應用將有更為誘人的前景。
(6)各種物理因子生物效應的深入研究,如生物磁、低強度毫米波的研究,將使人們對人體生命現象有進一步的認識,開發出新的技術裝置。
(7)中醫工程及各種高技術的應用,將使傳統醫學在現代科技基礎上更加光大。
四、認識與總結
生物醫學工程學是醫療保健性產業的重要基礎和動力,醫療器械和醫藥工業同生物醫學工程學的研究與應用有著最直接的聯系,它所帶動的產業在國民經濟中占有重要比例,例如美國每年生物醫學工程學帶動的產業就達數百億美元。各國在生物醫學工程方面的投入,隨著生活水平的提高而逐年增加。這門學科面臨著眾多的新課題,許多成果又有著極好的產業化前景,因此生物醫學工程學被稱為朝陽學科。
綜上,我想說的就是生物醫學工程涉及十分的廣泛,因此在學習過程中我們要開闊學習視野,活學活用,在不斷總結、質疑的基礎上創新。關于畢業后就業我認為會有很多的選擇,但是我們想要找到好的工作還得靠自己好好的努力學習,爭取學好、學精自己的專業,并且要盡力去考研更加深入的學習自己的專業。
五、參考文獻
[1] “Designing a Career in Biomedical Engineering”—— IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine
[2]朱丹,生物醫學工程導論,2011
[3]生物醫學工程,百度百科,2011
[4] 陳興新,新世紀對生物醫學工程的認識與思考,2007.11.1
[5] 生物醫學材料現狀和發展對策研討會論文集.1997學報1988年12月
[6] 楊子彬。發展中程[J]北京的生物醫學工工業大學
[7] 胡興斌。淺談生物醫學工程的現狀及前景[J]2004年第9期
[8] 陶祖萊.生物醫學工程學科發展報告(2006-2007)[M].北京:中國科學技術出版社,2007.
第三篇:生物醫學工程導論學習體會
生物醫學工程導論學習體會
通過了對這門課的學習,我知道了生物醫學工程是一門非常不錯的課程,它讓我們了解到生物醫學工程是一門由理、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。
生物醫學工程包括了許多學科的知識,因此在學習與該專業有關的課程時,應該要弄懂為止,不要以“不求甚解”的態度來應對。通過這門課程的學習,我知道生物醫學工程是與醫學儀器密切相關的一門學科,在不同的學校生物醫學這門專業也有不同的側重點,而大多數的是以信息為主。
生物醫學工程導論是我們了解生物醫學工程的一個入門,通過了它的學習,我們對這個專業有了美好的期待,
第四篇:生物醫學工程論文
摘要:這篇文章主要是寫了通過自己這學期上的生物醫學工程概論課和平時自己上網說了解的關于生物醫學工程的相關知識,并且著重寫了生物醫學工程其中的某些學科內容,詳細的闡述了它們的具體的內容,最后寫了自己對生物醫學工程的一些認識和展望,特別是最后闡述的那些,我個人認為將是生物醫學工程發展的方向。同時我們可以根據那些來選擇自己學習的方向,好找到自己的目標。
關鍵字:學科概論、生物材料、醫學影像學、生物信息學、發展與展望
生物醫學工程是一門由理、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。有識之士認為,在新世紀隨著自然科學的不斷發展,生物醫學工程的發展前景不可估量。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。它綜合工程學、生物學和醫學的理論和方法,在各層次上研究人體系統的狀態變化,并運用工程技術手段去控制這類變化,其目的是解決醫學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。它有一個分支是生物信息、化學生物學等方面主要攻讀生物、計算機信息技術和儀器分析化學等,微流控芯片技術的發展,為醫療診斷和藥物篩選,以及個性化、轉化醫學提供了生物醫學工程新的技術前景,化學生物學、計算生物學和微流控技術生物芯片是系統生物技術,從而與系統生物工程將走向統一的未來。
生物醫學工程興起于20世紀50年代,它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關系,而且發展非常迅速,成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學與其他學科一樣,其發展也是由科技、社會、經濟諸因素所決定的。這個名詞最早出現在美國。1958年在美國成立了國際醫學電子學聯合會,1965年該組織改稱國際醫學和生物工程聯合會,后來成為國際生物醫學工程學會。生物醫學工程學除了具有很好的社會效益外,還有很好的經濟效益,前景非常廣闊,是目前各國爭相發展的高技術之一。以1984年為例,美國生物醫學工程和系統的市場規模約為110億美元。美國科學院估計,到2000年其產值預計可達400~1000億美元。生物醫學工程學是在電子學、微電子學、現代計算機技術,化學、高分子化學、力學、近代物理學、光學、射線技術、精密機械和近代高技術發展的基礎上,在與醫學結合的條件下發展起來的。它的發展過程與世界高技術的發展密切相關,同時它采用了幾乎所有的高技術成果,如航天技術、微電子技術等。
生物醫學工程因為是一門綜合學科,所以其學科內容十分的豐富。其涉及生物力學、生物控制論、生物效應、生物材料、醫學影像、介入放射學和生物磁成像等方面,所以對于生物醫學工程的學生來說以后就業的方向也是多種多樣的。下面就接著介紹生物醫學工程的學科內容。
首先,說一說生物材料。生物材料的定義很多, 歸納起來可理解為生物材料是一類用于人工器官、修復、理療康復、診斷、檢查、治療疾病等醫療保健領域, 對人體組織、血液不致產生不良影響的功能材料。生物材料的發展已經有非常長的歷史, 自人類認識了解材料起, 就有了生物材料端倪。早在公元前3500 年, 古埃及人就利用棉花纖維、馬鬃做縫合線;16 世紀開始用黃金板修復顎骨, 陶材做齒根;用金屬固定內骨板以及用金屬種植牙齒等。隨著醫學以及材料學的發展, 尤其是新型材料的研究開發成功, 如20 世紀40 年代高分子材料的大力發展, 為生物材料的研究與應用提供了極大的發展機會。目前可以說從人體天靈蓋到腳趾骨、從內臟到皮膚, 從血液到五官, 除了腦以及大多數內分泌器官外, 都可用人工器官來代替。醫學水平的提高以及人類生活質量的改善, 也促進了生物材料的發展。根據發展水平和產業化狀況, 把生物材料分為三個發展階段:
一、惰性生物材料, 即材料與組織細胞無界面作用;
二、生物材料的生物化, 即材料與組織細胞親和性改善, 關注界面間的相互作用;
三、組織工程支架材料, 不僅關注材料與組織細胞的親和性, 還關注材料本身的成型、力學性能和降解能力。下面分別說說這三個階段生物材料的研究狀況和發展前景。
惰性生物材料是指對人體組織化學惰性,其物理機械和功能特性與組織匹配,使材料在應用過程中不致產生不利于功能發揮和對其它組織影響的反應, 特別是與組織接觸或短(長)時間不產生炎癥或凝血現象,無急性毒性或刺激反應,一般無補體激活產生的免疫反應的一類功能材料,這類材料的應用基于對材料本身性能的全面了解,是人類最早、最廣泛應用的生物材料。隨著醫學水平的提高以及人們生活質量的改善,惰性生物材料的應用會向更高層次生物化或組織工程化生物材料過渡。但就目前商品化和普及應用水平看,尤其是醫學的目的從治病救人轉軌到預防保健過程中,需要大量常用人工器官和生物材料為主體的醫療器械,使惰性生物材料在相當長一段時間內占統治地位是研究開發的重點.生物材料的生物化,隨著材料科學、醫學的發展, 以及先進儀器設備的發明, 帶動了生物材料的發展。集中表現在發現新型生物材料, 以及更多關注惰性生物材料所制成的人工器官和醫療器械在使用過程中與組織或血液產生的界面反應。新型生物材料有代表性的成果是20 世紀70 年代發現的鈣磷系玻璃陶瓷, 如羥基磷灰石、B-磷酸三鈣、珊瑚等。這類材料具有與人體骨組織的無機成分有類似的化學組成, 材料抗壓、抗折強度與人骨接近, 植入后與組織親和性良好, 同時有降解作用并誘導成骨細胞(加誘導因子如BMP)的長入, 使植入組織骨化, 一段時間后植入組織轉化為正常組織等特點, 也即材料在使用過程中逐漸生物化。組織工程支架材料,材料生物化畢竟不能改變材料的基本結構。這為材料的長期使用留下隱患,同時器官(尤其是組織)是一個復雜的系統,不可能用單一無活性的材料來模仿其全部或大部分功能。因此在器官(或組織)供體來源非常有限的情況下,如何在體外培養出正常的組織供手術使用,是醫學界和生物醫學工程學界追求的目標之一。組織工程的出現和發展為這一目標的實現提供了可能。組織工程是近十年發展起來的一門新興學科,它是應用生命科學和工程的原理與方法,研究、開發用于修復、增進或改善人體各種組織或器官損傷后功能和形態的新學科,作為生物醫學工程的一個重要分支,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個新的里程碑。組織工程的關鍵是構建細胞和生物材料的三維空間復合體,該結構是細胞獲取營養、氣體交換、廢物排泄和生長代謝的場所,是新的具有形態和功能的組織、器官的基礎。生物材料在組織工程中占據非常重要的地位。同時組織工程也為生物材料出了難題和提供了發展方向,那么組織工程用生物材料(支架材料)應具備哪些性能呢? 首先是無毒,具有良好的生物相容性和組織相容性;其次是可降解吸收,在組織形成過程中材料降解并被吸收。具有可加工性,尤其是能形成三維結構并有較大的孔隙率,以便進行營養物質傳輸、氣體交換、廢物排泄;使細胞按一定形狀生長,良好材料細胞界面,利于細胞黏附、增殖、激活細胞特異基因表達等。目前應用于組織工程研究的生物材料為可降解性天然或合成高分子材料,無機陶瓷或玻璃、珊瑚等。
其次,醫學影像學也是其中非常重要的一個學科。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。醫學影像學的發展受益于現代計算機技術的突飛猛進,其與圖像處理,計算機視覺,模式識別技術的結合產生了一個新的計算機技術分支--醫學圖像處理。
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);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;放射性核素成像設備主要有γ照相機、單光子發射計算機斷層成像裝置和正電子發射計算機斷層成像裝置等;磁成像設備有共振斷層成像裝置;此外還有紅外線成像和正在興起的阻抗成像技術等。
超聲波成像是利用人體內的波散射、組織運動、流體灌注、組織彈性和人體的血液所產生的實時影像。目前在臨床診斷上已得到廣泛應用。但存在信號提取和處理的復雜性以及在影像空間分辨率上的局限性問題。因此, 研究者在尋找新的超聲波成像方法,彈性圖像造影便是一種新的方法。
過去, 磁共振成像(MRI)在臨床醫學中發揮了重要作用, 對軟組織成像有著明顯的優勢。今后, 磁共振的兩個擴展方向是功能性磁共振(Funct io nal MRI ,fM RI)和磁共振波譜學(M agnet ic ResonanceS pect roscolo y, MRS)。fMR I 的價值主要在通過血氧含量繪制人體的腦皮層功能圖, 通過這種技術, 人的神經對不同刺激, 如說話、視覺和聽覺的感應圖可以繪制出來。
還有就是生物信息學方面,生物醫學信息學可理解為醫學信息學(Medical Informatics)和生物信息學(Bioinformatics)的結合。醫學信息學是一個利用計算機和信息技術進行醫學信息交換、理解和管理的領域,其最終目的是在合適的時機和場所為醫學臨床決策提供支持,涵蓋了所有與醫學數據和知識應用相關的數據結構、算法及系統研究,包括基于生物醫學信號處理、醫學成像及圖像處理等方法提供臨床診療支持,面向各類醫療儀器和設備的數據采集、傳輸、管理和應用,以及以患者為中心的各類醫療信息系統等。當前該領域的研究重點是電子健康檔案(或稱電子病歷),通過解決個體綜合醫療健康數據的生成、融合、存儲、傳輸、管理和利用,實現醫療衛生健康的高質量和低成本。目前很多國家和地區均已制定了長期的國家計劃進行全民電子健康檔案的建設。生物信息學伴隨基因組學的研究而產生,主要研究分子級別的生物醫學信息的儲存、檢索和利用。進入后基因組時代后,對基因型和表型關系的闡述成為其研究重點,近年來各類研究成果逐漸走入臨床應用(如生物芯片等)。生物信息學和醫學信息學的邊界趨于模糊,互相滲透和結合的趨勢明顯。廣義上,生物醫學信息學可定義為與醫療服務、生物醫學、公共衛生等領域中信息和知識的集成、管理和利用相關的,理論與實踐研究相結合的交叉性學科領域。
以上就是我對生物醫學工程這個學科的一些了解,接下來就談談我對生物醫學工程這個學科的一些認識,并且談一下自己對這個學科的展望。
從生物醫學工程崛起都現在,生物醫學工程已經深入于醫學, 從臨床醫學到醫學基礎, 并深刻地改變了醫學本身, 而且預示著醫學變革的方向。可以說, 沒有生物醫學工程就沒有醫學的今天。另一方面, 生物醫學工程的興起和發展不僅推動了醫療器械產業的發展, 而且使它發生了質的改變, 最根本的是, 把人和醫療裝置看作是一個系統整體, 強調其間的相互作用, 進而用系統工程的觀念研究發展所需要的醫療裝置, 實現預定的醫療目的。作為一門工程科學, 生物醫學工程學科的發展不能單純追求科學技術先進性, 更不能盲目地以市場為導向。因為, 市場是少數利益集團利用社會心理定勢, 扭曲、放大實際需求的炒作、操作結果。生物醫學工程的發展應當也必須以醫療費用控制、醫學可持續發展為前提。因而, 作為社會健康保障體系的技術支撐, 21 世紀的生物醫學工程學科必然是科學技術和人文的有機結合體。
縱觀醫學新技術誕生和發展的 歷史,從倫琴發現X線到今天X射線診療技術的發展,從朗茲萬發現超聲波到今天B超診斷的 廣泛應用,從布洛赫和伯塞爾發現核磁共振到今天MRI的問世,從赫斯費爾德發明CT到今天CT成像系統的應用,都是以物理學工程技術為基礎、醫學需求為前提發展起來的醫學新技術。循著20世紀醫學發展的軌跡,我們有理由預測21世紀新的醫學診療技術可能在以下10個方 面有重大突破和創新:
(1)各種診療儀器、實驗裝置趨向計算機化、智能化,遠程醫療信 息網絡化,診療用機器人將被廣泛應用。
(2)介入性微創,無創診療技術在臨床醫療中占有越來越重要的地位。激光技術,納米技術 和植入型超微機器人將在醫療各領域里發揮重要作用。
(3)醫療實踐發現單一形態影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著PET的問世和應 用,形態和功能相結合的新型檢測系統將有大發展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診 查系統將在21世紀問世。
(4)生物材料和組織工程將有較大發展,生物機械結合型、生物型人工器官將有新突破,人工器官將在臨床醫療中廣泛應用。
(5)材料和藥物相結合的新型給藥技術和裝置將有很大發展,植入型藥物長效緩釋材料,藥 物貼覆透入材料,促上皮、組織生長可降解材料,可逆抗生育絕育材料、生物止血材料將有 新突破。
(6)未來醫療將由治療型為主向預防保健型醫療模式轉變。為此,用于社區、家庭、個人醫 療保健診療儀器,康復保健裝置,以及微型健康自我監測醫療器械和用品將有廣泛需求和應用。
(7)除繼續努力加強生物源性疾病防治外,對精神、心理、社會源性疾病的防治診療技術和 相應儀器設備的研制受到越來越多的重視與開發,研制精神分析、心理安撫、生物反饋型診 療技術和設備將是生物醫學工程的新起點。
(8)創傷是造成青年人群死亡的主要原因,研制新型創傷防護裝置、生命急救系統是未來生 物醫學工程的重要課題。
(9)即將迎來的21世紀是分子生物學時代,有關分子生物學的診療新技術將快速發展,遺傳、疾病基因診療技術,生物技術和微電子技術相結合的DNA芯片、雪白芯片和診療系統將被 廣泛應用。
(10)空氣污染、環境污染嚴重危害著人類健康,研究和開發勞動保護、家庭保健、個人防護 用的人工氣候微環境是未來不能忽視的問題。
綜上,我想說的就是生物醫學工程涉及十分的廣泛,將來我們出來也會有很多的選擇,但是我們想要找到好的工作還得靠自己好好的努力學習,爭取學好、學精自己的專業,并且有能力的還可以考研去更加深入的學習自己的專業。
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[20] 董秀珍 鄒慧玲 楊國勝 對生物醫學工程學科的幾點再認識
第五篇:論文:學科導論
學科導論課程論文
題目:
職業規劃
姓學專提
名 號
業交
班日
級 期
20140528
一、對專業的認識
電子與信息學院是華南理工大學的老牌學院,09級以前設有信息工程、微電子技術、集成電路設計與系統集成、物理電子技術、電類聯合班等五個專業,10級以后的專業設置發生了一些改變,開始實行大類招生政策,具體到大二下學期才分方向,在分專業方向之前是按照電子信息科學類(工程)、信息工程(卓越班)來招生的,分完專業方向后學院設有電子信息工程、電子科學與技術、信息工程(卓越班)三個專業。現在具體地介紹一下學院的這些專業概況:
1、信息工程(通信工程與電子工程)
這個專業培養學生掌握信號分析、掌握現代通信系統中信源、信道及系統組成的理論和方法;對高速發展的電子與通信技術及通信技術系統具有軟件、硬件級系統工程方面的研究和開發能力。畢業生可從事電子設備、信息系統和通信系統的研究、設計、制造、應用和開發工作。
2、電子科學與技術(微電子技術)
這個專業主要學習繼承模電、數電,大規模集成電路設計課程。畢業后憑借微電子技術,就業于集成電路設計、制造和封裝測試企業,電信部門,電子整機生產企業,或者進入科研機構從事科研、設計開發、技術管理等工作。
3、集成電路設計與系統集成
這個專業主要培養從事電路設計、微電子器件與集成系統領域的研究、設計、只在、開發、管理和教學方面工作的專門高級人才。本專業學生應該具有電路與系統、電磁場與微波技術、電磁場兼容技術、多芯片組件設計和微電子工藝方面的知識。
4、物理電子技術
本專業主要培養從事物理電子、光信息傳輸(光通信)/處理、信息工程、光電探測與傳感等相關領域新技術、新產品的研究和開發的高級工程技術人才。培養能在該領域內從事各種電子材料、元配件、乃至光電子系統方面工作的高級工程技術人才。
5、電類聯合班
這個專業以培養引導電子信息領域拔尖學術性人才為目標,將依托學院強大學科資源,以課題及導師制的形式,讓學生進入省級重點實驗室、國家級實驗教學示范中心、省部級工程中心以及國家級人才培養基礎,重點培養其數理專長與學術探究能力。
6、卓越工程師班(卓越班)
這個專業以培養電子信息產業發展緊缺的高端復合型工程人才為目標,目前主要圍繞通信技術(三星、TCL通信等)、智能家居技術(TCL多媒體、創維等)、集成電路技術(中興、華為、炬力等)以及電子應用技術四個方面,與區域電子信息龍頭企業緊密合作,重點培養其突出的工程實施新能力和良好的職業素養。
7、電子信息科學類(工程)
為滿足我國電子信息產業發展需求,延續學院優良人才培養傳統,迎接世界電子信息產業新一輪產業轉移和全球化競爭的挑戰,培養學生成為新潮電子產品或新型信息服務的首創發明者、技術管理者和行業開拓者,學院2011年實施“信息工程(電子信息科學類)”大類專業招生。此大類專業以精英人才培養為目標,著重從綜合創新能力、“寬深厚”知識體系和專業精英思維三方面對學生進行培養。此大類專業覆蓋信息工程(通信工程與電子工程)、電子科學與技術(物理電子技術)、集成電路設計與系統集成、電子科學與技術(微電子技術)四個本科專業,三年級時按學生意愿為主轉入相應專業。學院重視教學改革,強化數學和工程科學基礎教育,通過全方位工程引導,注重學生個體的充分自我發展,促進形成以主動性、責任感、合作性為表征的良好價值觀念
二、個人未來的職業生涯規劃
首先,從全球來看,我國電子信息產業從“默默無聞”跨越到了“名列前茅”。中國已經成為全球重要的消費電子生產基地,多個消費電子產品產銷量在世界市場上排名第一。2010年,我國電子消費品進出口總額達到了10128億美元,同比增長31.2%,占全國外貿總額達到了34%。中國已經成為全球重要的消費電子生產基地,多個消費電子產品產銷量在世界市場上排名第一。2010年我國規模以上消費電子產業銷售收入規模達7.8萬億元,增長29.5%。消費電子產業作為我國國民經濟基礎性、戰略性產業,已成為國民經濟的重要組成部分。電子信息專業發展勢態好。
其次,從自身的角度出發,當初會選擇這個專業,主要是對無線電這個領域比較好奇,其次,我的物理基礎還不錯,第三是這個專業嘚就業前景一片大好。但是如果更詳細的分析自己,我是否適合這個專業呢?
我剛入學,就為自己制定了比較系統的學習計劃。首先,我不是學霸型人才,很難做到學習拔尖,所以我要保證自己的成績中上就行;但是,由于學習成績的不足,我必須找到別的東西來增強自己的核心競爭力,比如有一定的項目經歷,比如有豐富的學生活動經驗,所以大一我加入了一個校級組織,并結交到一些朋友和累積到一些技術、經驗。大二的時候由于學習任務的加重,再加上參加了學校的SRP的一個項目,就決定退出社團組織,專心學習和項目。到目前為止,一切都還在計劃范圍內。
我計劃,在接下來的兩年在校時間里,除了要保持成績中上之外,還要豐富項目經驗,例如做出一個成功的比賽。
依照我的計劃,畢業后:
1、從事通信行業與技術有關的技術維護、管理等類型的工作;
2、進入大型的通信運營商,有一份體面的薪水;
3、累積工作經驗,逐步從基層轉入管理類崗位。
三、課程學習的心得體會
學科導論課是一門對新生入學迅速了解本專業狀況的很好的課程,它具有引導性的作用,能讓新生在對專業、前途認識很迷惘的時候,結合前人的工作、經驗,給本科生很好的例子和思考空間。它可以站在一定的高度去向新生闡述本專業的一些基本情況以及就業前景,讓新生可以更 加了解和喜歡上這個專業。
從另外一個方面來分析,學科導論課,讓我們更加了解我們專業的情況,對 我們以后的職業生涯規劃起著重要的作用。我們從學科導論課上了解到我們專業 致力于將我們培養成綜合素質高的,符合時代需要的創新型人才,能在通信行業 飛速發展的今天為人們創造出更多新技術。而且,我們還可以獲知當今社會需要 什么樣的人才,自己要發展成管理型,工程師型,還是綜合型人才。對于自己專 業的正確認識,有助于我們選擇自己的發展方向,為以后的職業選擇做出更準確 的定位,從而為個人發展提供有利形勢。不僅僅如此,學科導論課,可以讓我們了解更多的學科前沿的動態,讓我們能夠緊跟科學前進的步伐,知道通信領域的 發展情況。我們還能從學科導論課上知道我們學院的教授、團隊正在研究的與世 界先進技術相關的項目,感興趣的還可以跟老師一起做項目,提高自己的動手能 力和豐富自己的項目經驗。
學科導論課是大學生必修的一門課程,它的重要性是不言而喻的。每個學生都應該花更多的時間和精力好好地在這門課上學習一些與專業相關的 知識,了解足夠多的信息,努力培養自己對本專業的興趣,為自己的專業課程的 學習打下一個好的基礎。而對于學院來說,我覺得應該加大在這方面課程的投入 力度,花更多的課時在這類課程上面,畢竟這是對學生的人生道路具有指導性意 義的課程,我們應該好好珍惜這些。
在上學科導論這門課之前我對這兩門專業還是處于迷迷糊糊的狀態。通過學科導論這門課的學習,老師給我們讓我清楚的認識到我在大二應該在我這個專業走哪個方向。
總之,我覺得這個課很值得上。當然,我覺得下面幾方面改進一下就更完美了:
1、互動少,都是老師在上面講,學生在下面聽,有時老師講的時間過長,學生想問問題,都沒有時間;
2、在課堂上,老師只是簡單、平面向我們展示他們的研究成果和進度,學生因為本來就對這些東西比較遠,所以容易有距離感,所以想能不能帶我們參觀一下他們實驗室,讓我們開開眼界,增加我們的科研興趣。
3、建議老師在每次上課前,通知學生去找相關資料,先做功課,這樣再去聽課,可能效果會更好。
最后,祝這堂課越上越好!