生物醫(yī)學(xué)工程概論教學(xué)大綱

1、某大學(xué)教學(xué)大綱課程編號(hào):課程名稱：生物醫(yī)學(xué)工程概論開課院系：開課教師：20122013學(xué)年第一學(xué)期課程名稱：生物醫(yī)學(xué)工程概論 英文名稱:Introduction to Biomedical Engineering總學(xué)時(shí)：40 具中：實(shí)驗(yàn)課 學(xué)時(shí)：0學(xué)分：2先修課程：理工類基礎(chǔ)教材：生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論參考教材：1、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué).鄧玉林主編，科學(xué)出版社.2、John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Introductionto BiomedicalEngineering , Academic Press, 2000.3、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展報(bào)告.

2、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主編，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社.適用學(xué)生范圍：碩士研究生課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)：本課程以講座形式，以交叉學(xué)科充滿創(chuàng)新的特點(diǎn)，介紹生物醫(yī)學(xué)工程的基 本原理、典型應(yīng)用、最新成果及未來發(fā)展。在最后幾講中將介紹生物醫(yī)學(xué)工程 產(chǎn)業(yè)和臨床工程的一些基本知識(shí)，以幫助學(xué)生從事實(shí)際工作時(shí)能盡快入門。 課程簡(jiǎn)介：生物醫(yī)學(xué)工程是理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科，其將現(xiàn)代工程技術(shù)、近代 物理學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)結(jié)合起來，形成了對(duì)生命科學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)具有極其重要 意義的新興交叉學(xué)科。其屬于技術(shù)科學(xué)范疇，是以生命的人為對(duì)象，用工程學(xué) 原理，研究開發(fā)防病、治病、人體輔助功能等為醫(yī)學(xué)應(yīng)用服務(wù)的人工裝置和系 統(tǒng)，醫(yī)療儀器、醫(yī)

3、療器械即是其最廣泛的應(yīng)用。本課程主要介紹生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展史，學(xué)科內(nèi)涵和研究領(lǐng)域，以及未來展望，并重點(diǎn)概括介紹生物醫(yī)學(xué)工程基本原理和方法，包括生物醫(yī)學(xué)信號(hào) 的檢測(cè)、處理和識(shí)別、生物醫(yī)學(xué)電子、生物材料、人工器官和組織工程、生物 電磁學(xué)、物理因子的生物效應(yīng)及治療作用、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)儀器與設(shè)備、生物 系統(tǒng)的建模與仿真、中醫(yī)工程等通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握有關(guān)生物醫(yī)學(xué)工程的基本原理及技術(shù)，為 從事本專業(yè)的工作和研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容：第一講 生物醫(yī)學(xué)工程概論（2學(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)工程概況教學(xué)要求：對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程有基本了解內(nèi)容提要：1、醫(yī)療簡(jiǎn)史2、現(xiàn)代醫(yī)療體系3、生物醫(yī)學(xué)

4、工程學(xué)科定義4、學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)5、學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀6、學(xué)術(shù)組織介紹第二講 人體解剖生理及生物電現(xiàn)象（4學(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹人體解剖生理及生物電現(xiàn)象教學(xué)要求：基本了解人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能及生物電現(xiàn)象內(nèi)容提要：1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)，等離子膜，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器，DNAW基因表達(dá)2、主要器官及系統(tǒng)：循環(huán)系統(tǒng)，呼吸系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)，骨骼系統(tǒng)，肌肉系統(tǒng)3、生物電現(xiàn)象第三講生物醫(yī)學(xué)傳感器（4學(xué)時(shí)，徐佳佳）教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)傳感器教學(xué)要求：掌握生物醫(yī)學(xué)傳感器基本知識(shí)內(nèi)容提要：1、傳感器分類，傳感器封裝2、生物電位測(cè)量：電解液/金屬電極界面，ECG EMG EEGfe極，微電極3、物理參數(shù)測(cè)量：位移傳感器，氣流傳感

5、器，溫度測(cè)量4、血?dú)夂蚿H值傳感器：氧含量測(cè)量，pH值電極，二氧化碳傳感器35、生物分析傳感器：酶基傳感，微生物傳感6、光學(xué)傳感器：光纖，傳感機(jī)制第四講生物醫(yī)學(xué)儀器（4學(xué)時(shí)，劉文禮）教學(xué)目的：介紹各種生物醫(yī)學(xué)儀器基本組成、基本設(shè)計(jì)教學(xué)要求：發(fā)揮交叉學(xué)科特點(diǎn)，掌握各種生物醫(yī)學(xué)儀器基本原理、基本設(shè)計(jì)及應(yīng)用內(nèi)容提要：1、生物醫(yī)學(xué)儀器分類2、模擬電路，器件，時(shí)變信號(hào)，疊加原理3、信號(hào)調(diào)節(jié)：運(yùn)算放大器，傳遞函數(shù)與復(fù)阻抗，濾波器與頻響A/D4、儀器設(shè)計(jì)：信號(hào)放大，噪聲抑制，頻率混疊，差分生物電放大器設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換5、基于微機(jī)的儀器系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言第五講生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 （4學(xué)時(shí)，時(shí)愛娟）教學(xué)目的：介

6、紹常用的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法教學(xué)要求：發(fā)揮交叉學(xué)科特點(diǎn)，掌握基本的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法的應(yīng)用內(nèi)容提要：1、生物信號(hào)的生理基礎(chǔ)：生物電信號(hào)，生物磁信號(hào)，生物化學(xué)信號(hào)，生物機(jī)械 信號(hào)，生物聲信號(hào)，生物光信號(hào)2、生物信號(hào)特性3、信號(hào)獲取：數(shù)據(jù)采集，生物傳感器、放大器、模擬濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器4、信號(hào)的頻域表達(dá)5、Z變換6、數(shù)字濾波7、信號(hào)平均處理8、小波變換和短時(shí)序列付氏變換9、人工智能技術(shù)，模糊邏輯，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第六講 生物材料（4學(xué)時(shí)，徐佳佳）教學(xué)目的：介紹生物材料教學(xué)要求：了解基本的生物材料和應(yīng)用內(nèi)容提要：1、機(jī)械特性和測(cè)試2、醫(yī)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

7、、材料老化：金屬腐蝕，聚合物老化，磨損4、生物效應(yīng)：關(guān)聯(lián)細(xì)胞對(duì)材料的反應(yīng)，發(fā)炎，傷口復(fù)原，感染，免疫反應(yīng)，生 物效應(yīng)與生物材料5、材料老化對(duì)生物系統(tǒng)的影響：老化，腐蝕，磨損6、生物相容性測(cè)試7、生物材料和裝置設(shè)計(jì)原則，心臟瓣膜修復(fù)，關(guān)節(jié)替換第七講 生物醫(yī)學(xué)中的光學(xué)與激光（4學(xué)時(shí)，劉文禮）教學(xué)目的：介紹生物醫(yī)學(xué)中的光學(xué)與激光工程基本內(nèi)容、原理和應(yīng)用教學(xué)要求：了解光學(xué)與激光基本原理和在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用內(nèi)容提要：1、基本光學(xué)原理：電磁波與光譜，光的偏振，吸收、散射和發(fā)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(duì)組織的物理作用及測(cè)量：溫度變化，激光多普勒測(cè)速，干涉測(cè)量法4、光學(xué)生化測(cè)

8、量技術(shù)：吸收、散射、發(fā)光和偏振特性5、激光致熱治療基本原理6、醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的光纖和波導(dǎo)：光纖和波導(dǎo)原理，探測(cè)、診斷用光纖探針7、光學(xué)成像：光學(xué)斷層成像，混合光學(xué)成像第八講放射學(xué)成像和磁共振成像（4學(xué)時(shí)，時(shí)愛娟）教學(xué)目的：介紹放射學(xué)成像、磁共振成像和超聲的基本內(nèi)容教學(xué)要求：了解X射線、CT、核醫(yī)學(xué)成像、磁共振成像 MRI超聲等基本原理、發(fā)展和應(yīng)用內(nèi)容提要：1、發(fā)射型成像系統(tǒng)：基本概念，基本粒子，原子結(jié)構(gòu)與粒子發(fā)射，放射衰變，放射性測(cè)量2、核醫(yī)學(xué)成像裝置：放射閃爍探測(cè)器，伽馬相機(jī)，正電子成像3、X線成像系統(tǒng)：基本原理，CT技術(shù)4、磁共振成像原理5、磁共振成像技術(shù)6、功能性磁共振成像7、聲的傳播原理，

9、波動(dòng)方程，聲阻抗，聲強(qiáng)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(cè)量的多普勒方法，彩色多普勒血流成像9、 超聲技術(shù)進(jìn)展：彩色多普勒功率成像，血流的時(shí)域估計(jì)，多維換能器，三維成像和并行處理，超高頻腔內(nèi)成像，超聲對(duì)比增強(qiáng)與諧波成像10、超聲波的生物效應(yīng)第九講 人工器官（4學(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹人工器官的分類和應(yīng)用教學(xué)要求：了解人工器官的分類及常見人工器官的臨床應(yīng)用內(nèi)容提要：1、人工器官概述及分類2、人工心臟瓣膜的結(jié)構(gòu)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(xué)時(shí)，沈海明）教學(xué)目的：介紹組織工程基本原理、應(yīng)用和發(fā)展教學(xué)要求：了解組織工程基本內(nèi)容、原理和未來前景內(nèi)容提要：1、細(xì)胞治療，利用人類自身細(xì)胞的方法，基本問題2、組織動(dòng)力學(xué)：組織發(fā)育，大量繁殖的組織，組織形成，組織修復(fù)，組織形成 功能性結(jié)構(gòu)，組織工程面臨的挑戰(zhàn)，組織功能評(píng)估3、干細(xì)胞：特性，實(shí)例，擴(kuò)散行為模型，與組織工程的關(guān)系，細(xì)胞壽命4、細(xì)胞衰亡過程：分化，運(yùn)動(dòng)，復(fù)制，與組織動(dòng)力學(xué)的關(guān)系5、細(xì)胞間的交互，生長(zhǎng)因子，細(xì)胞間的直接聯(lián)系，陣列互作用6、組織微循環(huán)：細(xì)胞在體內(nèi)的功能，組織微循環(huán)，與其它器官的交互7、生長(zhǎng)進(jìn)程控制：基本概念，關(guān)鍵問題，物質(zhì)傳遞的時(shí)間尺