医学工程范文

2024-03-25

医学工程范文第1篇

关键词:医学院;生物医学工程专业;教学改革;教学策略

生物医学工程学科并非一门特别偏门的学科,它是理、工、医、生物等学科高度交叉的新兴学科,算起来是生物医学与工程技术相结合的边缘学科。生物医学工程专业一方面要求学生掌握医学和生物学的基本知识,另一方面希望学生在生物医学基础上扎实地学习电子信息类专业知识,发挥医学工程的重要作用。从当前的社会需求情况来看,生物医学工程专业的毕业生可在生物医学工程等领域工作,为社会发展贡献个人力量。下面从生物医学工程专业的教学定位、课程体系的优化、教学内容的改革、教学方案的设计、理论教学与实践教学并重、加强师资队伍建设等几个方面,对医学院生物医学工程专业教学改革措施进行探讨。

一、生物医学工程专业的教学定位

生物医学工程是教育部颁布的“高校本科专业目录”中的一个专业。学院要贯彻执行党的教育方针,在生物医学工程专业教育教学上体现“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的时代精神,遵循教育教学发展规律,按照社会行业的发展定位,为社会主义现代化建设培养德智体美劳全面发展的高等工程技术应用型人才。生物医学工程专业在制定人才培养方案时,不仅要立足本校的师资力量和人才培养模式,还要考虑当地经济发展水平、产业结构、经济类型等实际情况,保证学生学有所成、学有所长,确保所培养的人才符合时代发展需求。

二、生物医学工程专业课程体系的优化

生物医学工程专业是一门新兴专业,目的是为社会培养高级生物工程专业人才。从这一点来说,调整课程结构是课程体系优化的前提。一般情况下,医学院生物医学工程专业的公共基础课具有很大的稳定性,这些公共基础课也往往是医学院其他专业的选修课,因此,要想优化课程结构,就需要注意加强公共基础课、专业基础课的教学。医学院生物医学工程专业涉及的课程较多,在优化课程体系时,要重视选修课的作用,大量增设选修课,注重提高学生的综合素质,拓展学生的专业知识,让生物医学工程专业的学生在毕业之后能够适应社会行业和人才市场需求。

三、生物医学工程专业教学内容的改革

教学大纲是进行课堂教学的基本依据,高校要根据生物医学工程专业教学大纲的具体要求,改革教学内容,提高课堂教学效率。要通过调查、研究和讨论,按照医学院实际教学现状选择教学内容,规范生物医学工程专业课堂教学内容。在选择教学内容时,要重视理论知识学习和实践活动的双重作用,针对每门课程编制切实可行的教学计划,强调实验、实习基本技能,保证医学院生物医学工程专业教学的有效性。

四、生物医学工程专业教学方案的设计

要按照医学院生物医学工程专业的实际情况,依照教学大纲设计具体的教学方案。首先,在设计教学方案时,要考虑医学院生物医学工程专业的特点。医学院内部同一专业不同方向的教学应注重前期课程趋同、后期分化,按照医学院生物医学工程专业的师资配备和学生数量,在课程设置方面形成“公共基础课”“学科基础课”“专业课”三个层次。其次,在设计教学方案时,要重视实践操作技能的培养。要在理论知识学习的基础上,强调让学生早接触专业核心技能,培养学生的专业思想和专业能力。医学院生物医学工程专业的融合性较高,在设计教学方案时,要以教学大纲为依据,注重综合性、设计性、创新性较强的实验课程设置,锻炼学生的实践能力。再次,在设计教学方案时,要考虑突破现有的生物医学工程专业培养目标定位的限制,由原来重视批量化培养专业人才,转变为培养个性化的、学有专长的生物医学工程专业应用型人才。

五、理论教学与实践教学并重

和其他技术型专业一样,医学院生物医学工程专业要注重理论教学和实践教学的结合,以丰富学生的理论知识,提高学生的实际操作能力。理论教学由来已久,长期以来都是高校教学的一个重点,学校的专业课教师也往往侧重于理论教学。而实践教学往往不受重视,实践教学体系的架构与基本内容尚不能完全符合社会要求。因此,加强实践教学是高校生物医学工程专业教学的一个重点。在实践教学过程中,要始终坚持产、学、研结合的原则,增强学生的工程素质和专业技术应用能力,保证学生专业技能训练的质量。首先,教师在课堂教学中要多组织一些学生能够参与的活动,保证课程实训活动的顺利开展。要重视实训教学环节,采用项目教学法、案例教学法、小组协作学习法等方法,调动学生參与实践活动的积极性。其次,建立基础实验教学平台、专业实验教学平台、见习实习教学基地,重视培养学生的动手能力,这是应用型本科教育的显著特点。要按照生物医学工程专业的就业方向,建设各类实训平台,引导学生运用所学知识解决实际问题,提升生物医学工程专业实训教学效率。再次,重视信息化教学。要利用现代信息技术推进生物医学工程专业教学改革,革新传统教学模式,把信息化课堂作为学生技能和知识学习的阵地,不断提升学生的专业能力,顺应时代对技术型人才的要求。

六、注重加强师资队伍建设

医学院生物医学工程专业教师不仅要辅导学生学习专业知识与技能,更要注重人文关怀,培养学生良好的心理素质,帮助学生更好地适应未来社会的要求。因此,要注重加强师资队伍建设,组建专业团队,建设一支具有较高理论水平和丰富实践经验的双师型教师队伍。要定期对教师进行专业培训,尤其要对年轻教师特别是非生物学科背景的教师进行全方位培养,不断增强生物医学工程专业教师的专业技能,从而间接提高生物医学工程专业教学质量。同时,要鼓励全体在岗教师加速知识结构的调整与更新,为生物医学工程专业的发展奠定坚实的基础,推进课程体系和教学内容的改革。

七、结语

个性化是21世纪人才的基本特征,生物医学工程专业要重视对人才的个性化培养。当前,很多高校尤其是许多专业性院校都拥有一些配置性能较好的计算机教室,但这些教学设备对生物医学工程专业教学而言是不够的。为了持续推进生物医学工程专业教学模式的改革,高校还需要建设各类电子模拟仿真实验室,在校园网的依托下实现发展学生个性与自主教育的突破。要利用网络实验室、生物医学实验室、医学研究训练系统开展创新教育,构建理论教学体系、实践教学体系、综合素质教学体系,让学生在良好的环境中掌握实用技能。要在强化医学基础理论、理工基础理论与技术基础上,转变生物医学工程专业的教学定位,优化课程体系,改革教学内容,更新教学方案,注重理论教学与实践教学的结合,注重加强师资队伍建设,以提高教学效率和教学质量,拓宽学生个性发展空间,培养学生的创新意识和创造才能。

参考文献:

[1]陈明壮,查静茹,汪卓赟,鲁超.新工科背景下的生物医学工程实践教学研究[J].中国医学工程,2020(07).

[2]孙怀远,胡兆燕,廖跃华,杨丽英.基于生物医学工程内涵开展专业基础课多元化实践教学[J].卫生职业教育,2019(20).

[3]魏悦姿,陈晓明,章喜明,傅洪波.医学院校生物医学工程专业人才培养课外教学的研究[J].基础医学教育,2016(09).

[4]王伟,段磊,朱松盛,刘宾,吴小玲.深化实验教学示范中心建设 培养“医用导向型”生物医学工程创新人才[J].实验室研究与探索,2014(05).

[5]张岁霞,杜守洪.生物医学工程(临床工程方向)专业应用型人才培养模式研究[J].新疆医科大学学报,2017(09).

[6]郑旭媛,田心.生物医学工程本科创新能力培养的实践教学改革[J].中国高等医学教育,2013(09).

医学工程范文第2篇

生物医学工程利用现代工程技术揭示和研究生命科学现象,从工程学角度解决生物学与医学基础理论及临床应用问题,是21世纪最具潜在发展优势的学科之一,其研究内容涉及电子学、计算机、信息处理、光学、精密机械学、医学、生物学等众多领域。

本专业培养具备理、工、医相结合的知识创新型高级技术人才。通过基础理论、工程技术、医学等多门课程的学习及相关实验技能培养,毕业生将具有扎实的理论基础、丰富的专业知识和熟练的实验技能,可以在生物医学信息检测、图像处理、医学仪器、分析技术及电子信息方向从事研究、开发、应用和管理工作。

天津大学于1979年开始创建生物医学工程专业,是国内首批建立该专业的学校之一,1984年获硕士学位授予权,1993年获博士学位授予权。2000年设立博士后流动站,是教育部长江学者特聘教授设岗单位,天津市重点学科。

本专业师资力量雄厚,现有教授9名(其中8名为博士生导师),长江学者特聘教授2名,天津市海河学者特聘教授1名,副教授11名,已经形成由专家牵头,国内外知名学者以及中青年骨干教师组成的学术梯队,在全国同类专业中名列前茅。与美国、英国、日本、香港等国家和地区有广泛的学术合作,毕业生分布于世界各地,有些已经成为学术骨干及知名学者。

本专业以组织光学、神经工程、生物电检测、信号处理、医学成像、医学物理、生物化学分析等作为主要研究方向,开展有关探索性的科学研究工作,在一些研究领域处于国际、国内领先水平,历年承担国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级基金和攻关项目、国际合作项目等近百项。目前实验室具有各种先进的医学检测和研究设备供学生实验、实习专用。本专业学生在高年级时可进入实验室,在老师指导下开辟第二课堂从事创造性科学实验和科技开发工作,并有多人次在全国和天津市“挑战杯”大学生课外科技作品比赛中获奖。

本专业的主要课程有:人体解剖学、生理学、生物传感技术、自动控制原理、工程光学、信号与系统、生物医学电子学、生物医学光子学、数字信号处理、生物医学信号处理、医用光学检测技术、医学图像处理、医学仪器设计、生物医学和理化分析仪器设计、计算机软件技术基础、微型计算机原理与应用、电路基础、电子技术等,并开设课程设计多个,教学与实验、设计并重。

本专业本科毕业生工作适应性强,就业口径宽,除继续深造者外,可在有关高等学校、研究机构、医疗卫生、环保、商检、技术监督等各领域就业,也可在航空航天、通信、电子和仪器仪表等行业发挥聪明才智。

医学工程范文第3篇

一、团队主要成员

刘利军、汤守国、张娴文、徐家萍

二、主要研究领域

主要研究生物医学信息及标准在临床实践中的管理与应用,以国际医疗信息标准为基础、国家卫生部医疗信息标准为依据,吸取国内外生物医学信息处理与系统方面的最新理论及成果,将云计算、智能信息处理、自然语言处理和数据挖掘等技术应用于生物医学信息处理之中,解决生物医学信息的集成、共享、分析、挖掘以医学图像处理等方面的基础理论与基本方法。主要涉及国际医疗信息标准(HL

7、DICOM与IHE),医疗信息系统,医学信息集成与共享技术,医疗诊断决策支持技术,临床路径决策支持技术,远程医疗与会诊技术、医学信息可视化技术、医学影像检索与挖掘、远程医学影像传输与存储、生物医学中的自然语言处理与挖掘等。

四、学科特色与优势

医学工程范文第4篇

实验动物学是生命科学研究的基础和重要支撑条件。目前,几乎所有的生命科学领域的科研、教学、生产、检定、安全评价和成果评定都离不开实验动物,实验动物被称为"活的仪器",有着不可替代的作用。在现代科学的带动下,实验动物学已发展成为一门综合性的新兴学科,其发展和应用程度被作为衡量一个国家、一个地区、一个部门或行业,特别是生物医学发展水平的重要标志。

21世纪将是高科技激烈竞争的年代,现代医学及生物高科技已成为时代竞争的热点和制高点,因此,实验动物科学倍受重视。发达国家每年都投入大量资金,以促进实验动物学的发展。实验动物在科学研究中占有重要地位,如美国生物科学课题投资的40%涉及实验动物,60%的生物学课题需要实验动物。美国肿瘤研究中心,每年的研究经费为2.2亿美元,而需要利用实验动物进行研究的课题占1.4亿美元。有人统计,我国生物医学科研课题的60%以上需要实验动物。由此可见实验动物在科学研究中所占的重要位置。 1.生物医学方面

实验动物学与医学、生物学的关系尤为密切,生物医学上的许多重大发现和成就都与实验动物息息相关。正如巴甫洛夫所说:"没有对活动物进行的实验和观察,人们就无法认识有机界的各种规律。"对于医学科学来说,探讨危害人类健康的各种疾病的发病、治疗与治愈机制及其生理、生化、病理、免疫等方面的机制,无一不是通过动物实验而阐明或证实的。如在癌症的研究中,由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物,对各种肿瘤的致癌原因,尤其是化学致癌物质、病毒致癌,肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面研究有了极大的进展。计划生育研究中有相当大的工作量是在动物身上完成的。外科中器官的移植,必须先在动物身上反复进行实验。其它疾病,如高血压、动脉硬化、肥胖症、糖尿病、肝炎、老年病、艾滋病等都需运用相应的动物模型来进行实验研究,来阐明各方面的机理,最后达到治疗和预防的目的。目前,对于生物学的研究已进入分子水平,而这一领域大部分研究材料也是来自实验动物。

2.制药和化工方面

实验动物在制药工业方面的应用非常广泛,新药的研制,必须通过安全性试验,其中包括动物的急性、亚急性及慢性毒性试验,三致试验(致癌、致畸、致突变),有的还要利用实验动物模型进行效果试验,证明对机体无毒性或安全可靠、有效后方能申请报批,否则可能会给人类造成不可挽回的恶果。如1962年西德某药厂生产一种反应停(Thalidomide)药物给孕妇使用,结果造成畸胎儿发生率增高,给子孙后代带来灾难。药品出厂前,每批都要用实验动物进行检测,以确保绝对安全。化工产品的毒副作用对生命的影响,都是从动物实验中获得的结果。因此,实验动物在医药、化工领域里被称为"有生命的试剂",是各种药理、毒理实验工作的重要条件,成为衡量医药、化工科学技术水平的重要标准。

实验动物也是医药工业上生产疫苗、诊断用血清、某些诊断用抗原、免疫血清等的重要材料,都是将菌毒种等接种于动物体内而制成。例如:从牛体制备牛痘苗,猴肾制备小儿麻痹症疫苗,马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清,金黄地鼠肾制备乙脑和狂犬病疫苗,小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。

3.在农牧科学方面

农业上大量使用化肥和农药,对残毒的分析检测离不开实验动物。安全性评价居农药研究开发的首位,必须用高质量的实验动物进行三致试验,急性、亚急性、慢性毒性及迟发性毒性,联合毒性,世代繁殖毒性等试验。新农药的研究开发往往因为它对人类健康有危害而告失败,因此,研究的成功率仅占合成化合物的1/30000,研究周期约需7~8年。没有合格的实验动物来做试验,而造成经济上和时间上的损失是十分惊人的。如过去大量使用有机氯农药、杀虫日米、杀蟥剂等都因后来发现有致癌作用而停止使用,但有的已对环境造成了污染。

实验动物在畜牧科学方面的应用,主要范围是疫苗制备和鉴定、生理试验、胚胎学研究、饲料营养分析、饲料添加剂、兽药的有害影响等试验,保证畜牧业的健康发展和肉、奶、蛋等畜产品的安全性。

4.轻工业科学方面

人们的吃穿用,包括食品、食品添加剂、皮毛及化学纤维、生活日常用品、各种化妆品等,特别是化学制品有害成分的影响,都要用实验动物进行安全性试验,证明对人体确实无急慢性毒副作用,无致癌、致畸、致突变作用后,方能生产和供应市场。

5.在重工业和环境保护方面

对重工业有害物的鉴定和防治,对整个环境的保护,包括废物的、气体的、光辐射的、声干扰的等方面的研究工作中,实验动物都是重要替代者。

6.在国防和军事科学方面

各种武器杀伤效力,化学、辐射、细菌、激光武器的效果和保护,以及在宇宙、航天科学试验中,实验动物都作为人类的替身提供了大量有价值的科学数据。

7.其他方面

在商品鉴定和国际贸易中,已把实验动物鉴定列为法规,它直接影响着对外贸易的数量、质量和信誉。实验动物还在交通、建筑、海洋、石油等方面具有广泛的应用。实验动物的特点决定了它应用的广泛性,因为它具有微生物和遗传背景明确,模型性状显著且稳定,纯度高,敏感性强,反应性一致,重现性好以及繁殖快、产仔多,价格相对低廉等特点。在科学研究中,它成为"活的试剂"、"活的精密仪器",实验动物科学的发展对科技进步和经济发展起了很大的推动作用,发展实验动物科学具有重大的现实意义和深远的战略意义。

动物模型的意义

在生命科学领域中,实验研究是学科发展的基础,尤其是动物实验,是生命科学实验研究中的重要组成部分。对实验动物进行科学的繁育,以及实施严格的质量监测和管理,其目的就是使动物实验研究准确无误而更接近真实,使实验结果具有科学性和重复性。在动物实验中人们发现,动物在生命活动中的生理和病理过程,与人类或异种动物都有很多相似之处,并可互为参照,一种动物的生命活动过程可以成为另一种动物乃至人类的参照物。这样就赋予动物实验更广泛的意义,也使动物模型的建立成为可能。

科学研究是探索未知,实验研究的结果往往会出乎意外,不受人为的控制,所以关乎人类本身的研究,在人体上进行试验,风险很大;对一些数量很少的珍稀动物,或一些因体型庞大,不易实施操作的种类,往往用取材容易,操作简便的另一种动物来进行实验研究,代替人类或原来的目标动物,这就是动物实验。为了保证这些动物实验更科学、准确和重复性好,用各种方法把一些需要研究的生理或病理活动相对稳定地显现在标准化的实验动物身上,供实验研究之用。这就称之为动物实验中的动物模型。

生物医学研究的进展常常依赖于使用动物模型作为实验假说和临床假说二者的试验基础。人类各种疾病的发生发展是十分复杂的,要深入探讨其疾病的发病机理及疗效机理不能也不应该在病人身上进行。可以通过对动物各种疾病和生命现象的研究,进而推用到人类,探索人类生命的奥秘,以控制人类的疾病的衰老,延长人类的寿命。

人类疾病的动物模型(AnimalModelofHumanDiseases)是生物医学科学研究中所建立的具有人类疾病模似性表现的动物实验对象和材料。使用动物模型是现代生物医学研究中的一个极为重要的实验方法和手段,有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。

长久以来人们发现,以人本身作为实验对象来推动医学的发展是困难的,临床所积累的经验不仅在时间和空间上存在着局限性,许多实验在道义上和方法学上还受到种种限制。而动物模型的吸引力就在于它克服了这些不足点,其在生物医学研究中所起到的独特作用,正受到越来越多的科技工作者的重视。动物模型的优越性主要表现在以下几下方面。

(一)避免了在人身上进行实验所带来的风险

临床上对外伤、中毒、肿痛病因等研究是有一定困难的,甚至是不可能的,如急性和慢性呼吸系统疾病研究进很难重复环境污染的作用。辐射对机体的损伤也不可能在人身上反复实验。而动物可以作为人类的替难者,在人为设计的实验条件下反复观察和研究。因此,应用动物模型,除了能克服在人类研究中经常会遇到的理论和社会限制外,还容许采用某些不能应用于人类的方法学途径,甚至为了研究需要可以损伤动物组织、器官或处死动物。

(二)临床上平时不易见到的疾病可用动物随时复制出来

临床上平时很难收集到放射病、毒气中毒、烈性传染病等病人,而实验室可以根据研究目的要求随时采用实验性诱发的方法在动物身上复制出来。

(三)可以克服人类某些疾病潜伏期长,病程长和发病率低的缺点

一般遗传性、免疫性、代谢性和内分泌等疾病在临床上发病率很低,例如急性白血病的发病率较降,研究人员可以有意识地提高其在动物种群的中发生频率,从而推进研究。同样的途径已成功地应用于其他疾病的研究,如血友病、周期性中性白细胞减少症和自身免疫介导性疾病等。

临床上某些疾病潜伏期很长,很难进行研究,如肿瘤、慢性气管炎、肺心病、高血压等疾病,这些疾病发生发展很缓慢,有的可能要几年、十几年、甚至几十年。有些致病因素需要隔代或者几代才能显示出来,人类的寿命期相对来说是很长的,但一个科学家很难有幸进行三代以上的观察,而许多动物由于生命的周期很短,在实验室观察几十代是容易的,如果使用微生物甚至可以观察几百代。

(四)可以严格控制实验条件,增强实验材料的可比性

一般说来,临床上很多疾病是十分复杂的,各种因素均起作用,患有心脏病的病人,可能同时又患有肺脏疾病或肾脏疾病等其他疾病,即使疾病完全相同的病人,因病人的年龄、性别、体质、遗传等各不相同,对疾病的发性发展均有影响。采用动物来复制疾病模型,可以选择相同品种、品系、性别、年龄、体重、活动性、健康状态、甚至遗传和微生物等方面严加控制的各种等级的标准实验动物,用单一的病因作用复制成各种疾病。温度、湿度、光照、噪音、饲料等实验条件也可以严格控制。

无论营养学、肿瘤学和环境卫生学等方面,同一时期内很难在人身上取得一定数量的定性疾病材料。动物模型不仅在群体的数量上容易得到满足,而且可以通过投服一定剂量的药物或移植一定数量的肿瘤等方式,限定可变性,取得条件一致的模型材料。

(五)可以简化实验操作和样品收集

动物模型作为人类疾病的“缩影”,便于研究者按实验目的需要随时采取各种样品,甚至及时处死动物收集样本,这在临床是难以办到的。实验动物向小型化的发展趋势更有利于实验者的日常管理和实验操作。

(六)有助于更全面地认识疾病的本质

临床研究未免带有一定的局限性。已知很多病身体除人以外也能引起多种动物感染,其表现可能各有特点。通过对人畜共患病的比较研究,可以充分认识同一病原体(或病因)对不同机体带来的各种损害。因此从某种意义上说,可以使研究工作升毕到立体的水平来揭示某种疾病的本质,从而更有利于解释在人体上所发生的一切病理变化。

动物疾病模型的另一个富有成效的用途,在于能够细致地观察环境或遗传因素对疾病发生发展的影响,这在临床上是办不到的,对于全面地认识疾病本质有重要意义。

医学工程范文第5篇

摘要 生物医学工程(Biomedical Engineering,简称BME)是门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、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的一门综合性、高技术的学科。

关键词

认知;生物材料;医学成像;生物医学光子学;生物医学信号处理;生物医学测量

1. 什么是生物医学工程

生物医学工程(BiomedicalEngineering,简称BME)是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、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的一门综合性、高技术的学科。是多种工程学科与生物医学相结合的产物。它要求把人体各个层次上的生命过程(包括病理过程)看作是一个系统的状态变化过程;把工程学的理论和方法与生物学、医学的理论和方法有机地结合起来去研究这类系统状态变化的规律;并在此基础上,应用各种工程技术手段,建立适宜的方法和装置,以最有效(目标的实现和经济成本)的途径,人为地控制这种变化.以达预定的目标。

2. 生物医学工程的研究领域

生物医学工程研究领域主要包括以下几个方面: 生物力学,生物材料学,医学图像技术,生物系统的建模与控制,生物医学信号检测与传感器,生物医学信号处理,物理因子在治疗中的应用及其生物效应,人工器官等。

2.1 生物力学

生物力学是运用力学的理论和方法,研究生物组织和器官的力学特性,研究机体力学特征与其功能的关系。生物力学的研究成果对了解人体伤病机理,确定治疗方法有着重大意义,同时可为人工器官和组织的设计提供依据。生物力学的发展方向有两个大方向:微观层次发展:为生命体各基本层次建立本构关系或力学模型奠定基础;系统综合方向发展:即在对生物组织、体内流体研究基础上,建立各种人体器官(如心、肺、肝、耳、鼻等)的力学模型,进而设计各大系统(如呼吸、消化、循环、生殖等系统)的力学模型,从而为临床医学和生物医学工程学的发展提供一定的理论依据。

2.2 生物材料

生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,即用于取代、修复活组织的天然或人造材料。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等;目前轻合金材料的应用较为广泛。金属植入材料是应用最早的生物医用材料,目前常见的植入金属材料主要为超低碳奥氏体不锈刚、钴铬合金、纯钛和钛合金3类材料。生物材料有广泛的应用,如:应用理想的医用骨粘合剂来固定骨折,甚至促进骨折的愈合。氧化锆陶瓷具有优良的生物学性能,能作为股骨头替代材料,而且有希望作为牙种植基台。纳米级羟基磷灰石材料有复合骨形态发生蛋白及诱导生成血管能力, 纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖(N—HA/cMcTs)复合生物材料还可用来制备注射性软组织填充剂等。胶原蛋白-硫酸肝素神经生物支架材料也有望用于神经损伤的修复。到2009年,SCI共收录生物材料类期刊22种。2005/2009-08,共收录了该领域1 330篇中国著者(不包括台湾)文章,说明中国作者在该领域的研究非常活跃,也说明了生物材料的发展前景是十分美好的。

2.3 医学图像技术

医学影像是临床诊断疾病的主要手段之一,也是世界上开发科研的重点课题。医用影像设备主要采用 X射线、超声、放射性核素磁共振等进行成像。

2.3.1 X射线成像装置主要有大型X射线机组、X射线数字减影(DSA)装置、电子计算机X射线断层成像装置(CT);

2.3.2 超声成像装置有B型超声检查、彩色超声多普勒检查等装置;超声成像设备是目前医院中仅次于投影X射线机使用得最频繁的成像设备。目前临床上使用的超声成像系统基本上都是采用脉冲回波亮度调制方式成像(即B型超声显像仪)。超声成像的突出优点是对人体无损、无创、无电离辐射,同时又能提供人体断面实时的动态图像。因此广泛地用于心脏或腹部的检查。此外,我还得知我校的三维超声技术处于国内领先水平。

2.3.3 磁成像设备有核磁共振成像(MRI)系统,其主要优点有:无高能(X-Ray)辐射,故安全、对人体无创可以对人体组织作出形态和功能的诊断;提供精细的解剖结构信息(MRI分辨率可达0.5mm;)获取人体的三维图像数据较容易(直接产生三维数据,无需重建)另外,它还可以在不注射造影剂的情况下显示血管影像。此外还有红外线成像和正在兴起的阻抗成像技术等。

2.3.5 光声成像技术是生物医学领域中新兴的无损检测技术,具有对比度高、分辨率好、穿透能力强等优点有很大的应用前景。

2.4生物医学信号检测与传感器

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质、变量和成分等信息的信号进行检测和量化的技术。生物医学传感器是获取各种生物信息并将其转换成易于测量与处理的信号(一般为电信号)的器件,是生物医学信号检测的关键技术。主要有三大类:生物传感器,物理传感器,电化学传感器。其意义在于促进了生理量、生化量、生物量和各种生命现象检测方法的进展,对推动生命科学各领域的研究,以及对新型诊断、治疗方法与人体功能辅助器械的新发展都具有十分重要的作用。生物医学测量技术作为生物医学工程的一个重要组成部份, 经历了数百年的变迁,在近30年取得飞跃进步, 对医学以至于人类的生活产生了重要的影响。近几年迅速发展的虚拟仪器技术的迅速发展,构建不同于传统生物医学系统的虚拟式生物医学仪器系成为了可能这必然会对我国的医疗电子设备和仪器产业的发展产生重大影响。

2.5生物医学信号处理

生物医学信号处理的主要任务是根据生物医学的信号特点.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.并对它们进行分析、解释和分类。信号处理的领域是相当广泛而又深入的,已在不同程度上渗透到几乎所有的医疗卫生领域.从预防医学、基础医学到临床医学,从医疗、科研到健康普查,都已有许多成功的例子.如:心电图ECG分析,脑电图,EEG分析,视网膜电图ERG分析,X光片处理,CT图像重建,健康普查的医学统计,疾病的自动诊断,细胞、染色体显微图像处理,血流速度测定,生物信号的混沌测量等等。MEA信号锋电位的主成分分类用的就是生物医学信号处理技术。生物医学信号处理技术是生理、测量、模式识别、人工智能和数字信号处理等多种学科的交叉领域。生物医学信号处理的研究方向有强噪声干扰下的微弱生理信号及其信息的动态提取,建立主要的生理信号(例如心电图、脑电图等)处理的软件包一数据库与程序库,心电、脑电、肌电的有效处理方法等。

生物医学信号处理被应用于医学教学、科研、临床、监控等,并显示出越来越重要的地位。生物医学信号包括各种生理参数,如脑电、心电、肌电等生物电信号;心跳、血压、呼吸、血流量、脉搏、心音等的非电量信号。这些信号均是强噪声背景下的低频(小于200Hz)微弱信号

(幅度小于100 mV),这就对信号采集系统有很高的精度要求⋯。正由于采集的信号具有生物信号特有的特点:高背景噪声,且随机性大,即影响因素很多并且不可能用确定性的数学函数来表达,信号弱等I 2l,故需采用各种数字信号处理的方法来提取我们需要的信号。所以人体信号采集和分析系统的地位显得越来越重要。

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拟人体器官的结构和功能,用人工材料制成能部分或全部替代人体自然器官功能的机械装置。当人体器官发生病伤而用常规方法不能医治时,有可能给病人使用一个人工制造的系统来取代或部分取代病损的自然器官,补偿或修复其功能。

2.6.2人工器官的发展方向

人工器官的发展方向有:人工心脏瓣膜的研究,血液净化技术的研究,人工心脏起博器的研究,人工肾、肺、肝、胰等。人工器官长期体内移植对机体影响研究。

3.学习了生物医学工程概论后我的收获与总结

通过对生物医学工程概论课程的学习,我对生物医学工程不再陌生,学了概论之后,它神秘的面纱已被揭开,生物医学工程是一门新型的有很大潜力的交叉学科,处于生命科学与信息技术科学及工程学的交叉领域。作为生物医学工程专业的学生,只要我们学好专业知识,多思考,多动手,相信我们在具有很好的发展前景的同时也一定能为中国生物医学工程的发展做出自己的贡献!

参考文献: 【1】陈睿博(沈阳理工大学材料科学与工程学院 沈阳 110168) 医用多孔钛及其合金的制备 科技创新导报(Science and Technology Innovation Herald) 2010 NO.29 文章编号:1674-098X(2010)10(b)-0038-01 【2】肖海军 薛峰 医用骨粘合剂的发展与应用 医学综述 2011 Vol.17 No.10 【3】丁玉宝,杨建军,杨凤丽,王大山,张慧敏,吴品林,耿新杰 .氧化锆陶瓷材料的生物相容性[J] .中国组织工程研究与临床康复 第 15 卷 第 12 期 2011–03–19 出版,15(12):2153-2156. 【4】常祺,黄昌林,黄涛. 纳米级羟基磷灰石/骨形态发生蛋白复合物修复兔桡骨大段缺损及局部血管内皮细胞生长因子的表达[J]. 中国组织工程研究与临床康复,2011,15(12):2113-2116. 【5】蔡淑云,郭秋菊,郭万厚,舒畅,李长菊,潘璐,王琳 纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖复合材料作为注射性软组织填充剂的实验研究 中国美容医学 2011 Vol. No.6 【6】李晓龙,穆长征,马云胜. 胶原蛋白-硫酸肝素神经生物支架材料的制备[J] .中国组织工程研究与临床康复,2011,15(12):2125-2128. 【7】何萍,薛秀珍,张帆,戴华胜. 生物材料研究经典论文、核心著者与期刊:SCI收录生物材料类期刊的引文分析[J] 中国组织工程研究与临床康复 ,2011,15(12):2199-2205. 【8】洪明乾 生物医学成像百年史 科技进展 Vol.17 No.4 【9】刘忠国 山东大学 生物医学图像

【10】张建英,谢文明,曾志平,李 晖 光声成像技术的最新进展 中国光学 2011年4月 文章编号1674-2915(2011)02-011l-07 【11】庄天戈 生物医学成像的若干发展动向 中国医疗器械信息 2004 第10卷第2期

【12】 徐国栋,骆清铭 生物医学测量的现状与发展 武 汉 体 育 学 院 学 报 2002年5月 第36卷 第3期

【13】王保华 生物医学测量及控制技术新进展 中国医疗器械杂志 2003年 27卷第2期

【14】李欣,焦永炜,刘春玲 生物医学测量技术发展展望 哈尔滨医科大学学报 1990,第5 期

【15】季忠,秦树人.基于虚拟仪器技术的生物医学信号测量与分析方法研究川中国 临床康复,2005.9.1 文章编号:1671—5926(2005)0t一0202—04 【16】高智贤.张业宏 MATLAB在生物医学信号处理中的应用 福建电脑 2010年第2期

【17】王大雄 生物医学信号处理方法初探 湖州师范学院学报 2004年2月 第26卷 第1期

【18】刘海龙,王兵 (华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室,湖北武汉430074) MEA信号锋电位的主成分分类 生物医学工程研究 第24卷 文章编号:1672—6278(2005)03—0137-04 【19】冯大淦 , 朱志良 , 姜慧妍等 生物医学信息技术 科学出版社; 第1版 (2011年1月1日) 【20】冯 帆(南京解放军国际关系学院)关于现阶段生物医学信号处理的技术与进展 科学时代 2010年 第11期

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