第一篇：生物醫學工程回顧與展望

《學科進展專題》

課程論文

生物醫學工程回顧與展望

摘要：生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)是一門生物、醫學和工學學 科交叉的邊緣科學，它是用現代科學技術的理論和方法，研究新材料、新技術、新儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康，提高醫學水平的一門新興學科。

關鍵詞：生物醫學工程新興學科新儀器設備新技術

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我國，生物醫學工程做為一 個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、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。1977年中國協和醫科大學生物 醫學工程專業的創建、1980年中國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工 程的發展。目前，我國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研 教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

顯微鏡的發明 “解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀Lee Wenhock發明了光學顯微鏡，推動了解剖學向 微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進一步觀察研究其細胞 形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕生了細胞學、組織學、細胞病理 學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而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，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電子顯微鏡的發明都是醫學工程研究 的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。影像學診斷飛躍進步 影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域 之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技術的出現 和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層 攝影(computed tomography CT),即是利用計算機技術處理人體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經問世，能快速掃描和重建圖像，在臨床應用中取代了多數傳統的CT，提高了診斷準確率［1］。醫學 工程研究利用生物組織中氫、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計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅 可分辨病理解剖結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾 病在早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為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、MRA、FMRI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造 的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體把PET列為十大 醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫

瘤學、心臟病學、神經病 學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值［2］。影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。介入醫學問世 介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用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首先使用過介入放射學(Interventional Radiology)，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 張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20

世紀80年代隨著生物醫學工程的發展，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(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相 繼問世，使介入性診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視 為與藥物診療、手術診療并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世 紀發展起來的臨床醫學新領域--介入醫學［3，4］。

人工器官的應用 當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫 療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟瓣膜病的治療，除了應 用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難修復改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人 工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科 之所以能達到今天這樣的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材料、新技術的結果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病晚期患者的生 命，腎病治療學也因此有了很大進步。

現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關節、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用，使千千萬萬的患者恢復了健康。可以說，人體各種器官除大腦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，放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程醫療技術等先 進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果，綜上可見，20世紀生物醫學工 程的發展，顯著提高了醫學診斷和治療水平，有力地推動著醫學科學的進步。

21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，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C T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。［6］

(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。

1997年我國發布了關于衛生工作改革與發展的決定，提出了奮斗目標：“到2000年，基本實 現人人享有初級衛生保健”，到2010年國民健康的主要指標在經濟發達地區達到或接近世界 中等發達國家水平，在欠發達地區達到發展中國家的先進水平。1999年國家科技部召開了“ 發展生物醫學工程技術戰略研討會”，國家工程院開展了有關發展我國醫療器械工業戰略研 究等，對推動生物醫學工程產業發展、落實創新工程戰略布置起著重要作用。20世紀人類與 疾病做斗爭，在醫學

診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起 來，調整政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優 勢，創建全新的生物醫學，為人民造福。

參考文獻

［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］楊于彬，生物醫學工程與介入性診療技術，世界醫療器械，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 lica tion.JAMA,1995,273：483-488

第二篇：生物醫學工程回顧與展望

生物醫學工程回顧與展望

生物醫學工程回顧與展望

發布時間： 2003-4-14作者：楊子彬

生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)是一門生物、醫學和工程多學

科交叉的邊緣科學，它是用現代科學技術的理論和方法，研究新材料、新技術、新 儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康，提高醫學水平的一門新興學科。

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇 航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我 國，生物醫學工程做為一 個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中 國協和醫科大學原院校長、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。1977年中國協和醫科大學生物 醫學工程專業的創建、1980年中 國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工 程的發展。目前，我 國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研 教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

顯微鏡的發明 “解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用

刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀Lee Wenhock發明了光學顯微鏡，推動了 解剖學向 微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進 一步觀察研究其細胞 形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕 生了細胞學、組織學、細胞病理 學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而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，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電 子顯微鏡的發明都是醫學工程研究 的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。

影像學診斷飛躍進步 影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技 術的出現 和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層 攝影(computed tomography CT),即是利用計算機技術處理人 體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀 察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經問世，能快速掃描 和重建圖像，在臨床應用中取代了多數傳統的CT，提高了診斷準確率［1］。醫學 工程研究利用生物組織中氫、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計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅 可分辨病理解剖 結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾 病在 早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為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、MRA、FM RI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造 的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體

把PET列為十大 醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫 瘤學、心臟病學、神經病 學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值［2］。影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。

介入醫學問世 介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用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首先使用過介入放射學(Interventional Ra diology)，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 張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發 展，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(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相 繼問世，使介入性 診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管 管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視 為與藥物診療、手術診療 并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世 紀發展起來的 臨床醫學新領域--介入醫學［3，4］。

人工器官的應用 當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們 稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟 瓣膜病的治療，除了應 用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難 修復改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技 術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人 工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修 補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科 之所以能達到今天這樣 的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材 料、新技術的結果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病 晚期患者的生 命，腎病治療學也因此有了很大進步。

現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關 節、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用，使千千 萬萬的患者恢復了健康。可以說，人體各種器官除大腦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，放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程 醫療技術等先 進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果，綜上 可見，20世紀生物醫學工 程的發展，顯著提高了醫學診斷和治療水平，有力地推 動著醫學科學的進步。

21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，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

C T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。［6］

(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。

1997年我國發布了關于衛生工作改革與發展的決定，提出了奮斗目標：“到2 000年，基本實 現人人享有初級衛生保健”，到2010年國民健康的主要指標在經濟 發達地區達到或接近世界 中等發達國家水平，在欠發達地區達到發展中國家的先 進水平。1999年國家科技部召開了“ 發展生物醫學工程技術戰略研討會”，國家 工程院開展了有關發展我國醫療器械工業戰略研 究等，對推動生物醫學工程產業

發展、落實創新工程戰略布置起著重要作用。20世紀人類與 疾病做斗爭，在醫學 診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起 來，調整 政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優勢，創建全新的生物醫學，為人民造福。

參考文獻

［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］楊于彬，生物醫學工程與介入性診療技術，世界醫療器械，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：生物醫學工程回顧與展望

生物醫學工程回顧與展望

生物醫學工程回顧與展望

發布時間： 2003-4-14 作者：楊子彬

生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)是一門生物、醫學和工程多學

科交叉的邊緣科學，它是用現代科學技術的理論和方法，研究新材料、新技術、新 儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康，提高醫學水平的一門新興學科。

生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇 航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我 國，生物醫學工程做為一 個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中 國協和醫科大學原院校長、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。1977年中國協和醫科大學生物 醫學工程專業的創建、1980年中 國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工 程的發展。目前，我 國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研 教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

顯微鏡的發明 “解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用

刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀Lee Wenhock發明了光學顯微鏡，推動了 解剖學向 微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進 一步觀察研究其細胞 形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕 生了細胞學、組織學、細胞病理 學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞 的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而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，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電 子顯微鏡的發明都是醫學工程研究 的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。

影像學診斷飛躍進步 影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域

之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技 術的出現 和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層 攝影(computed tomography CT),即是利用計算機技術處理人

體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀 察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經問世，能快速掃描 和重建圖像，在臨床應用中取代了多數傳統的CT，提高了診斷準確率［1］。醫學 工程研究利用生物組織中氫、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計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅 可分辨病理解剖 結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾 病在 早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為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、MRA、FM RI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造 的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體 把PET列為十大 醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫 瘤學、心臟病學、神經病 學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值［2］。影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。

介入醫學問世 介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用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首先使用過介入放射學(Interventional Ra diology)，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 張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發 展，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(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相 繼問世，使介入性 診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管 管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視 為與藥物診療、手術診療 并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世 紀發展起來的 臨床醫學新領域--介入醫學［3，4］。

人工器官的應用 當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫

療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們 稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟 瓣膜病的治療，除了應 用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難 修復改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技 術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人 工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修 補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科 之所以能達到今天這樣 的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材 料、新技術的結果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病 晚期患者的生 命，腎病治療學也因此有了很大進步。

現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關 節、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用，使千千 萬萬的患者恢復了健康。可以說，人體各種器官除大腦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，放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程 醫療技術等先 進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果，綜上 可見，20世紀生物醫學工 程的發展，顯著提高了醫學診斷和治療水平，有力地推 動著醫學科學的進步。

21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，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 C T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。［6］

(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。

1997年我國發布了關于衛生工作改革與發展的決定，提出了奮斗目標：“到2 000年，基本實 現人人享有初級衛生保健”，到2010年國民健康的主要指標在經濟 發達地區達到或接近世界 中等發達國家水平，在欠發達地區達到發展中國家的先 進水平。1999年國家科技部召開了“ 發展生物醫學工程技術戰略研討會”，國家 工程院開展了有關發展我國醫療器械工業戰略研 究等，對推動生物醫學工程產業 發展、落實創新工程戰略布置起著重要作用。20世紀人類與 疾病做斗爭，在醫學 診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起 來，調整 政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優

勢，創建全新的生物醫學，為人民造福。

參考文獻

［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］楊于彬，生物醫學工程與介入性診療技術，世界醫療器械，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

第四篇：回顧與展望

回顧與展望

----2004-2005第二期學年總結

隨著2004-2005第二學期的結束，我參加工作的第一個年頭也順利的劃上句號。在這一學年里，我們系經過不斷的摸索，從一棵樹苗長為參天大樹。回顧本學年，我就自身的問題和工作中的成績和不足一一匯報。

【2004-2005第二學期工作中的成績】

1、畢業生教學檔案的管理和修正：

在2004-2005第一學期的教學管理中，我們系一切從零開始，不斷的揣摩和探索，總結出一套自己的經驗。因此，在本學年中我系雖然畢業生達到808人之多，位居全校第三，且對于我系而言，畢業生的教學檔案修正和處理又是第一次。但是，在本學年的畢業生教學檔案的管理和修正中，我們秉承“嚴謹、認真、負責”的態度，沿用以往的教學管理模式，采取靈活多變的方法，將畢業生教學檔案一一落實到實處。

2、期末考試的安排和監考：

期末考試是大學生整個學期學習的大檢閱。期末考試成績的好壞直接影響到學生下一學年的學習和學校教學工作的開展。做好期末考試安排，是促進我系穩定發展的關鍵。我系教務辦公室根據教師教學計劃和學生課程安排，合理利用教師、教室的不同時間段，將我系教師所任班級的考試細致認真的安排下去。

監考是期末考試的另一大事，為了確保學生能在公平、公開和公正的場合下順利的完成本學年學習的檢閱。我們采取嚴格、嚴厲和嚴禁的態度，對每個學生都嚴厲要求遵守考場制度。因為本學期的期末考試安排中，我系教務工作繁忙，加之學校事務較多，因此在監考中，監考人員嚴重不足，我系老師皆以大局為重，不顧身體疲乏，一周之內監考了十多堂考試，確保了期末考試的順利完成。

3、畢業生資格審查和畢業證學位證的辦理：

在XX老師的帶領下，我系根據學校的規定，對每個畢業生的資格都進行了嚴謹和慎重的審查，確保沒有學生因為資格審查的問題而導致其證件的發放。

7月1日，我跟隨教務處到校本部辦理畢業生畢業證和學位證。在其中，為了準確的辦理其證件，我采取認真負責的態度，嚴謹對待工作，使我系畢業生的證件辦理正確率達到100%，順利的完成了學生畢業證件的辦理。

【2004-2005第二學期工作中的不足之處】

本學年工作中，我的缺點和不足之處也透過工作表現出來。

1、同事間溝通不夠，工作進展不順利：

正確處理同事之間的人際關系，是工作順利開展的保證。但是在工作中常常和XX老師發生爭執，不懂得利用委婉的語氣和委婉的方式進行溝通，從而導致在工作中進展不夠順利。

2、缺乏穩重、性格毛躁：

本學年，因為畢業生的事情較為繁多，工作進展較為緩慢。因而在工作中，當事情緊迫時，不能抑止自己的脾氣，表現出性格毛躁的一面，不能保持應該有的持重。

3、工作效率有待提高：

本學期，我出任XX級計維班主任，因而在工作中，有些時候不能正確處理好工作中的各種關系，從而導致某些工作延滯，效率不高。因此在下一學年中，應該積極主動尋求提高工作效率的方式方法，達到鍛煉和提高自己的目的。

當然，我還有許多的缺點和不足之處，敬請XX老師和各位同事指出批評。

【對2005-2006第一學期工作的幾點建議】

1、涇渭分明、各司其職：

在本學年中我們教務這一塊，雖然分工比較上學期有了很大的提高，但是仍然做得不好。從而導致在教學工作中出現重復、吃回鍋肉的問題，也容易導致因分工不明而出現失誤時推卸責任。新的學年中，我們應該分工更加明確，避免吃回鍋肉現象和相互推卸情況的發生。

2、次重分清、緩急分明：

2005-2006第一學期的工作中，我覺得應該把持住緩急分明、次重分清這條思路。這樣，在開展工作中就能夠避免避重就輕、主謂不明的問題，我們也能夠及時、準確的干好我們的工作。

3、獎懲明確、責任連帶：

在本學年中，我們工作中的失誤就沒有規定有明確的責任關系。我以為，在今后的工作中，我們應該將各項工作所帶來的責任與工作掛鉤，嚴格要求。這樣我們應該嚴厲指出和批評工作中的錯誤和所帶來的負面影響，就能在開展某項工作同時就不用擔心另一項工作的進展或者失誤。

4、合理搭配、協調發展：

合理的搭配能夠使工作中能夠取得非常好的效果，而協調發展則是正確處理各項工作的保障。因此，我們必須采取合理的方式、充分發揮協調的精神，大家互補，做到協調發展、合理搭配，進一步提高工作效率。

當然，以上建議謹為自己一時之想法，還不夠成熟，還望XX主任指正。

這就是我2004-2005第二學期的工作總結，雖然不如人意，但我想終是我肺腑之言。我真誠的希望，在2005-2006第一學年中，我們的各項工作能蓬勃的開展下去，我們系在XX主任的領導下茁長成長。

第五篇：生物醫學工程的發展歷程和展望

生物醫學工程概論論文

—生物醫學工程的發展過程和未來展望

班級 醫電121 姓名 代新朝 學號 120411113 成績

2013年1月10日

生物醫學工程的發展過程和未來展望

生物醫學工程的發展歷程

摘要：生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)是一門生物、醫學和工學學 科交叉的邊緣科學，它是用現代科學技術的理論和方法，研究新材料、新技術、新儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康，提高醫學水平的一門新興學科。

關鍵詞：生物醫學工程

新興學科

新儀器設備

新技術

20世紀50年代生物醫學工程開始在國際上做為一個新的學科出現，而隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。我國的生物醫學工程做為一 個專門學科起步于20世紀70年代，中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、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。1977年中國協和醫科大學生物 醫學工程專業的創建、1980年中國生物醫學工程學會的成立，有力地推進了我國生物醫學工 程的發展。目前，我國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研 教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。

醫學影像系統的發展

顯微鏡的發明

“解剖”一詞由希臘語“Anatomia”轉譯而來，其意思是用 刀剖割，肉眼觀察研究人體結構。17世紀Lee Wenhock發明了光學顯微鏡，推動了解剖學向 微觀層次發展，使人們不但可以了解人體大體解剖的變化，而且可以進一步觀察研究其細胞 形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現，醫學領域相繼誕生了細胞學、組織學、細胞病理 學，從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。

普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平，難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、DNA等大分子結構。而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，研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電子顯微鏡的發明都是醫學工程研究 的成果，它們對推動醫學的發展起了重要作用。影像學診斷飛躍進步 影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領 2

生物醫學工程的發展過程和未來展望

域 之一。50年代X光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由于X線CT技術的出現 和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層攝影(computed tomography CT),即是利用計算機技術處理人體組織器官的切面顯像。X線CT 片提供給醫生的信息量，遠遠大于普通X線照片觀察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已經問世，能快速掃描和重建圖像，在臨床應用中取代了大多數傳統的CT，提高了診斷準確率。生物醫學工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振計算機斷層成像系統(MRI)，它不僅 可分辨病理解剖結構形態的變化，還能做到早期識別組織生化功能變化的信息，顯示某些疾 病在早期價段的改變，有利于臨床早期診斷。可以認為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、MRA、FMRI、MRS發展。根據核醫學示蹤，利用正電子發射核素(18F，11C，13N)的原理，創造 的正電子發射體層攝影(PET)，是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體把PET列為十大 醫學生物技術的榜首。PET問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫瘤學、心臟病學、神經病 學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值。影像學診斷水平的不斷提高 與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。

介入醫學問世 介入醫學是一種微創傷的診療技術。Dotter和Judkin(1964 年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人，他們用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首先使用過介入放射學(Interventional Radiology)，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 張術獲得成功以后，介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少，安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發展，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(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相 繼問世，使介入性診療技術發生了飛速進步，臨床應用范圍不斷擴大，從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證，并使診療效果明顯提高，患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術 3

生物醫學工程的發展過程和未來展望

視 為與藥物診療、手術診療并列的臨床三大診療技術之一，也有人把介入診療技術稱之為20世 紀發展起來的臨床醫學新領域--介入醫學。

人工器官的應用 當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時，現代臨床醫 療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能，人們稱這種裝置 為人工器官(artificial organ)。如20世紀50年代以前，風濕性心臟瓣膜病的治療，除了應 用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外，對病損的瓣膜很難修復改善，不少患者因心功能衰竭 死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技術，在心臟停跳狀態下切開心臟，進行更換人 工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修補，使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科 之所以能達到今天這樣的水平，主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工 血管等新材料、新技術的結果［5］。

腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良，而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病晚期患者的生 命，腎病治療學也因此有了很大進步。

現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速，除上述人工器官外，人工關節、人工心臟 起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用，使千千萬萬的患者恢復了健康。可以說，人體各種器官除大腦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，放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程醫療技術等先 進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果，綜上可見，20世紀生物醫學工 程的發展，顯著提高了醫學診斷和治療水平，有力地推動著醫學科學的進步。

生物醫學工程展望

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C T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：

生物醫學工程的發展過程和未來展望

(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。［6］

(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。

1997年我國發布了關于衛生工作改革與發展的決定，提出了奮斗目標：“到2000年，基本實 現人人享有初級衛生保健”，到2010年國民健康的主要指標在經濟發達地區達到或接近世界 中等發達國家水平，在欠發達地區達到發展中國家的先進水平。1999年國家科技部召開了“ 發展生物醫學工程技術 5

生物醫學工程的發展過程和未來展望

戰略研討會”，國家工程院開展了有關發展我國醫療器械工業戰略研 究等，對推動生物醫學工程產業發展、落實創新工程戰略布置起著重要作用。20世紀人類與 疾病做斗爭，在醫學

診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起 來，調整政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優 勢，創建全新的生物醫學，為人民造福。