生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)介紹

1、6:44:021 一、生物醫(yī)學(xué)工程的重要性一、生物醫(yī)學(xué)工程的重要性 百年總計(jì)(1901-2000)91（屆次）100% 屬于BME范疇1618 % 與BME密切相關(guān)1314 % 不采用BME方法、技術(shù)、 設(shè)備與材料就不能完成的 3943 % 與BME無關(guān)的2325% 美國(guó)的保羅-勞特布爾和英國(guó)的彼得-曼斯菲爾德共 同獲得了2003年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)核磁共 振成像技術(shù)領(lǐng)域突破性成就：三維圖像。 BME在百年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中的份額 6:44:022 生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品與醫(yī)藥產(chǎn)品一樣生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品與醫(yī)藥產(chǎn)品一樣 是保證人民健康的必需品是保證人民健康的必需品 u目前，發(fā)達(dá)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品市

2、場(chǎng)與藥品 市場(chǎng)之比已達(dá)1：1.9，我國(guó)僅1：6 。 u全國(guó)17.5萬(wàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中60%的設(shè)備仍保持在上 世紀(jì)80年代水平。 6:44:023 我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品現(xiàn)狀我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品現(xiàn)狀 u近年來，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展， 2005年我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)總銷售額已逾730 億元，比2000年增長(zhǎng)了60%，其中中型醫(yī)療設(shè) 備銷售額約100億元；出口額已從10年前的0.13 億美元猛增到2005年的24.90億美元。 u但總體看，我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)集聚程度低， 全國(guó)醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)12243家，年銷售額 1億元以上的企業(yè)只有60余家； u產(chǎn)品性能普遍落后，技術(shù)含量高的大型生物醫(yī)學(xué) 工

3、程產(chǎn)品少。 6:44:024 u為加快生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家計(jì)委在為加快生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家計(jì)委在“十十 五五” “十一五十一五”期間組織實(shí)施了生物醫(yī)學(xué)工程高期間組織實(shí)施了生物醫(yī)學(xué)工程高 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)基金。技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)基金。 u國(guó)家計(jì)委專項(xiàng)支持國(guó)家計(jì)委專項(xiàng)支持BMEBME四大重點(diǎn)技術(shù)方向：四大重點(diǎn)技術(shù)方向： （1 1）重大疾病的急救、診療、康復(fù)技術(shù)和裝置）重大疾病的急救、診療、康復(fù)技術(shù)和裝置 （2 2）社區(qū)醫(yī)療系統(tǒng)工程技術(shù)和裝備）社區(qū)醫(yī)療系統(tǒng)工程技術(shù)和裝備 （3 3）醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和裝備）醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和裝備 （4 4）生物醫(yī)學(xué)材料表面處理技術(shù)、器件及其制備）生物醫(yī)學(xué)材料表面處理技術(shù)

4、、器件及其制備 工藝，組織工程和生物人工器官，生物微系統(tǒng)技工藝，組織工程和生物人工器官，生物微系統(tǒng)技 術(shù)等。術(shù)等。 6:44:025 u根據(jù)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃，生物醫(yī)學(xué) 工程高技術(shù)專項(xiàng)基金將按照當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù) 和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療影像設(shè)備、醫(yī)療 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備、腫瘤物理治療設(shè)備等11大類產(chǎn)品。 u力爭(zhēng)使我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)2010年實(shí)現(xiàn)銷售收入 達(dá)1500億元，促使我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向高 性能化的歷史性轉(zhuǎn)變，培育國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)， 提高我國(guó)醫(yī)療保健系統(tǒng)技術(shù)和裝備水平，扭轉(zhuǎn)高端 醫(yī)療器械主要依靠進(jìn)口的局面。 6:44:036 u生物醫(yī)學(xué)工程生物醫(yī)學(xué)工程(Biome

5、dical Engineering, BME)是是 綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來 的的新興邊緣學(xué)科新興邊緣學(xué)科，其主要研究方向是，其主要研究方向是運(yùn)用工程技術(shù)手運(yùn)用工程技術(shù)手 段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題?，F(xiàn)在的?，F(xiàn)在的 生物醫(yī)學(xué)工程在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方生物醫(yī)學(xué)工程在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方 面起著巨大作用，世界各個(gè)主要國(guó)家均將它列入高技面起著巨大作用，世界各個(gè)主要國(guó)家均將它列入高技 術(shù)領(lǐng)域，重點(diǎn)投資優(yōu)先發(fā)展。術(shù)領(lǐng)域，重點(diǎn)投資優(yōu)先發(fā)展。 6:44:037 醫(yī)學(xué)基

6、礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ) 電子技術(shù)電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息技術(shù)信息技術(shù) 6:44:038 1895年: X X射線之父射線之父 倫琴倫琴 倫琴夫人倫琴夫人 的手指的手指 倫琴的實(shí)驗(yàn)室倫琴的實(shí)驗(yàn)室 6:44:039 u生物醫(yī)學(xué)工程在國(guó)際上做為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn)， 始于20世紀(jì)50年代，特別是隨著宇航技術(shù) 的進(jìn)步、人類實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃以來，生物 醫(yī)學(xué)工程有了快速的發(fā)展。 u在我國(guó)，生物醫(yī)學(xué)工程做為一個(gè)專門學(xué)科 起步于20世紀(jì)70年代，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、 中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)原院校長(zhǎng)、我國(guó)著名的 醫(yī)學(xué)家黃家駟院士是我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 科最早的倡導(dǎo)者。 6:44:0310 中國(guó)BME創(chuàng)始人 黃家駟院士 1977年:協(xié)

7、和醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué) 工程專業(yè)成立； 1980年:中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 會(huì)正式成立； 1978年:生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué) 科組成立； 2000年:山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工 程專業(yè)成立。 6:44:0311 生物醫(yī)學(xué)工程由來 u目前，我國(guó)許多高?？蒲袉挝痪O(shè)有 生物醫(yī)學(xué)工程機(jī)構(gòu)，從事著生物醫(yī)學(xué)的 科研教學(xué)工作，在我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程科 學(xué)事業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。 6:44:0312 生物系統(tǒng)的建模與控制 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)與處理 醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)與儀器 遠(yuǎn)程醫(yī)療 康復(fù)工程 生物醫(yī)學(xué)材料 6:44:0313 中中 國(guó)國(guó) 女女 一一 號(hào)號(hào) 6:44:0314 生物醫(yī)學(xué)工程方法：生物醫(yī)學(xué)工程方法： 1 1 直觀形象直觀形

8、象 2 2 客觀性客觀性 3 3 永久保存，便于分析討論永久保存，便于分析討論 傳統(tǒng)聽診法：傳統(tǒng)聽診法： 1 1 醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)醫(yī)生經(jīng)驗(yàn) 2 2 主觀性主觀性 6:44:0315 6:44:0316 6:44:0317 6:44:0318 6:44:0319 1 .X射線計(jì)算機(jī)斷層射線計(jì)算機(jī)斷層(XCT)成像成像 uCT（Computed Tomography）是計(jì)算機(jī) 斷層成像的縮寫?？朔薠光機(jī)平面圖像 在深度方向的重疊，可以得到人體臟器的 斷層（即一薄層）圖像，許多斷層像可以 重建成三維的立體像。 6:44:0420 1 .X射線計(jì)算機(jī)斷層射線計(jì)算機(jī)斷層(XCT)成像成像 6:44:0421

9、CT 機(jī)診斷圖機(jī)診斷圖 6:44:0422 From 2-D Cross-sections to 3-D 6:44:0423 2. MRI uMRI（Magnetic resonance imaging）稱 為磁共振成像，是一種專業(yè)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)精 密、價(jià)格昂貴、具有廣泛使用前途的新的 顯像診斷技術(shù)。 6:44:0424 Felix Bloch 1905-1983 費(fèi)費(fèi) 利克斯利克斯布洛赫布洛赫 Edward Mills Purcell 1912-1997 愛德華愛德華.米爾斯米爾斯.珀塞爾珀塞爾 1952 Nobel Prize for Physics Stanford University M

10、IT 1945年 他們?cè)趲滋靸?nèi)同時(shí)發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象 6:44:0425 Lauterbur, 1929 Mansfied 1933 2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine 19731973年他們分別利用磁場(chǎng)梯度解決空間信息獲取的年他們分別利用磁場(chǎng)梯度解決空間信息獲取的 問題：圖像形成問題：圖像形成 6:44:0426 幾種典型的幾種典型的MRIMRI 6:44:04 27 MRI成像 6:44:0428 3-D Reconstruction 6:44:0429 uPET(Positron Emission Tomography) 正 電子發(fā)射斷層掃

11、描機(jī)，是當(dāng)前被公認(rèn)的、 最先進(jìn)的大型醫(yī)用科研和臨床診斷設(shè)備。 u它不但能像XCT、磁共振成像那樣做結(jié)構(gòu)照 相，還能用于新陳代謝的動(dòng)態(tài)研究。 3. 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）掃描機(jī)）掃描機(jī) 6:44:0430 PET 6:44:0431 4. 移動(dòng)式血管造影系統(tǒng)移動(dòng)式血管造影系統(tǒng) 6:44:0432 移動(dòng)式血管造影系統(tǒng)診斷圖移動(dòng)式血管造影系統(tǒng)診斷圖 6:44:0433 5.超聲診斷儀超聲診斷儀 6:44:04 34 5.超聲診斷儀超聲診斷儀 6:44:0435 6:44:0436 6:44:0437 南極膝關(guān)節(jié) 手術(shù) 美國(guó)馬薩諸塞總醫(yī)院 雙向聲像連接 6:44:0438

12、 德國(guó)Tbingen大學(xué)的Birbaumer教授利用腦機(jī)接口技術(shù) (腦電信號(hào))幫助一個(gè)完全癱瘓的患者進(jìn)行交流，病人甚 至可以在家上網(wǎng) 關(guān)愛老年人：關(guān)愛老年人： A 全世界老年人口占12% B 到2050年，全世界老年人 口數(shù)量將第一次超過兒童人 口數(shù)量。 C 每年有500萬(wàn)人死于中風(fēng) 如何讓老年人生活如何讓老年人生活 得更好？得更好？ 6:44:04 39 Electro-encephalogram (EEG) u 腦電圖 128 electrode array 6:44:04 40 Transcranial magnetic stimulation (TMS) 經(jīng)顱磁刺激 6:44:0441

13、 科學(xué)家和醫(yī)生將一顆狒狒的心臟科學(xué)家和醫(yī)生將一顆狒狒的心臟 移植到出生兩周的女嬰體內(nèi)移植到出生兩周的女嬰體內(nèi) 6:44:0442 Biomedical engineering Mechanical Mechanical Mechanical engineeringengineeringengineering Industrial Industrial Industrial engineeringengineeringengineering Chemical Chemical Chemical engineeringengineeringengineering Electrical and El

14、ectrical and Electrical and computer computer computer engineeringengineeringengineering Civil Civil Civil engineeringengineeringengineering 人工器官的應(yīng)用人工器官的應(yīng)用 6:44:0543 Biomedical engineering http:/ /amebio/research/research.html 6:44:0544 Medical Devices Therapies enabled by “artificia

15、l organs” account for 8% of contemporary medicine 6:44:0545 山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程介紹山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程介紹 1. 專業(yè)簡(jiǎn)介專業(yè)簡(jiǎn)介 u山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科擁有生物醫(yī)學(xué)工程一級(jí) 學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、生物醫(yī)學(xué)工程碩士學(xué)位點(diǎn)和 生物醫(yī)學(xué)工程工程碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)。 u是中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)理事、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程 專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任委員和山東省生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事單位。 u研究所現(xiàn)有教授8人（兼職教授3人）， 副教授3人， 講師2人，其中有博士學(xué)位者10人。 6:44:0546 2. （4+3模式）培模式）培養(yǎng)目標(biāo)和要求 培養(yǎng)目

16、標(biāo)培養(yǎng)目標(biāo) u本專業(yè)培養(yǎng)具備生物醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技 術(shù)及信息科學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，能運(yùn)用工程運(yùn)用工程 技術(shù)手段研究解決生物醫(yī)學(xué)中有關(guān)問題的技術(shù)手段研究解決生物醫(yī)學(xué)中有關(guān)問題的高級(jí)工 程技術(shù)人才。本專業(yè)強(qiáng)化英語(yǔ)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)英語(yǔ)讀 寫聽說訓(xùn)練，使學(xué)生具有較強(qiáng)的國(guó)際交流能力。 u學(xué)生畢業(yè)后，可在生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)儀器領(lǐng)域 及其它電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物信息技術(shù)等 產(chǎn)業(yè)部門從事研究、開發(fā)、教學(xué)及管理工作。 6:44:0547 3. 本專業(yè)所學(xué)課程 u總學(xué)分：總學(xué)分：本科階段本科階段不低于不低于150150學(xué)分，學(xué)分，碩士階段碩士階段不低于不低于 3131學(xué)分。學(xué)分。 u本科階段的主要課程包括：

17、生物醫(yī)學(xué)工程概論、生本科階段的主要課程包括：生物醫(yī)學(xué)工程概論、生 理學(xué)、定量生理學(xué)、人體解剖學(xué)、生物化學(xué)、生物理學(xué)、定量生理學(xué)、人體解剖學(xué)、生物化學(xué)、生物 控制論、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電控制論、生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電 子技術(shù)、醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用、子技術(shù)、醫(yī)學(xué)網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用、 生物醫(yī)學(xué)傳感器與測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、信號(hào)生物醫(yī)學(xué)傳感器與測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、信號(hào) 與系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)成像原理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)影像與系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)成像原理、醫(yī)學(xué)圖像處理、醫(yī)學(xué)影像 學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器、醫(yī)用智能儀器、醫(yī)療設(shè)備維修學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器、醫(yī)用智能儀器、醫(yī)療設(shè)備

18、維修 與管理、生理系統(tǒng)仿真與建模等。與管理、生理系統(tǒng)仿真與建模等。 6:44:0548 3. 本專業(yè)所學(xué)課程 u研究生階段的主要課程包括：馬克思主義理研究生階段的主要課程包括：馬克思主義理 論、論、第一外國(guó)語(yǔ) 、專業(yè)外語(yǔ) 、工程中的矩 陣?yán)碚?、隨機(jī)過程、前沿講座、生物醫(yī)學(xué)信 號(hào)處理、現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)電子學(xué) 、醫(yī)學(xué)圖像處 理等 6:44:0549 4. 本專業(yè)主要專業(yè)實(shí)驗(yàn) u生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)用電子儀器實(shí)驗(yàn)、生生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)用電子儀器實(shí)驗(yàn)、生 物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)傳感器與測(cè)量物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)傳感器與測(cè)量 實(shí)驗(yàn)、微機(jī)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、人體解實(shí)驗(yàn)、微機(jī)在生物醫(yī)學(xué)中的

19、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、人體解 剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、定量生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、定量生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī) 學(xué)圖像處理實(shí)驗(yàn)。學(xué)圖像處理實(shí)驗(yàn)。 u實(shí)驗(yàn)室照片 6:44:0550 5. 山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究方向：山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究方向： u人體生理信息的檢測(cè)、處理和分析技術(shù)。 u血液表觀粘度的在線測(cè)量，心腦血管功能檢測(cè)設(shè) 備的研制。(國(guó)家863項(xiàng)目，省自然科學(xué)基金、重 點(diǎn)攻關(guān)課題) u腦電、心電信息檢測(cè)及信號(hào)處理與分析，腦機(jī)接 口研究。 (省自然科學(xué)基金) u微機(jī)電系統(tǒng)MEMS的研究，超聲微流體驅(qū)動(dòng)、超聲 馬達(dá)的研究。(國(guó)家自然科學(xué)基金課題) 6:44:0551 謝謝謝謝！ 6:44:0552

20、u國(guó)內(nèi)幾所重點(diǎn)大學(xué)生 物 醫(yī) 學(xué) 工 程專業(yè)介紹 6:44:0553 清華大學(xué)生清華大學(xué)生 物物 醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 工工 程程 u主要研究方向： （）生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)與處理； （）醫(yī)學(xué)成像與醫(yī)學(xué)圖像處理； （）生理系統(tǒng)建模與仿真； （）人體運(yùn)動(dòng)及無損檢測(cè)； （）醫(yī)學(xué)信息及智能化醫(yī)學(xué)儀器 6:44:0554 西安交通大學(xué)生西安交通大學(xué)生 物物 醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 工工 程程 u主要研究方向： (1)醫(yī)學(xué)信息工程與儀器； (2)生物醫(yī)學(xué)超聲； (3)心臟電生理與心臟起搏； (4)計(jì)算生物信息學(xué)及應(yīng)用技術(shù)。 6:44:0555 浙江大學(xué)生浙江大學(xué)生 物物 醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 工工 程程 u生物醫(yī)學(xué)信息 在心腦電計(jì)算機(jī)建

21、模仿真、三維圖象重建、 計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)診斷、醫(yī)療信息系統(tǒng)等方面 進(jìn)行重點(diǎn)研究。 u生物傳感及醫(yī)療儀器 研究開發(fā)新型功能材料的微型固態(tài)生物化學(xué) 傳感器和新型醫(yī)療儀器。 6:44:0556 東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程系東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程系 u韋鈺院士創(chuàng)建。 u本學(xué)科的主要研究方向有腦科學(xué)及應(yīng)用、 醫(yī)學(xué)信息處理、生物信息技術(shù)、功能材料 及納米技術(shù)。 u在醫(yī)學(xué)影像和精確診治、生物芯片及納米 生物醫(yī)學(xué)方向，醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)與高密度基 因芯片是首選目標(biāo)。 6:44:0557 天津大學(xué)生天津大學(xué)生 物物 醫(yī)醫(yī) 學(xué)學(xué) 工工 程程 研研 究究 所所 u無損血糖檢測(cè)及動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng) u人體信息檢測(cè)技術(shù)與處理 u生物醫(yī)學(xué)信息處理與生理系統(tǒng)建模 6:44:0558 Have a rest ! 6:44:0559 Have a rest ! 6:44:0560 休休 息息 一一 下下 6:44:0561 u為加快生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家計(jì)委在為