工程学概论1概述

会科学基础及较好的科技写作、外语应用能力和计 算机运用能力； 2. 具有宽厚坚实的专业技术理论基础知识； 3. 具有较强的专业知识和技术的应用能力、具备本专 业所必需的计算、实验、测试及工程实际操作等基 本技能； 4. 掌握本专业内某个专业方向所必需的专业知识，了 解本专业的科学前沿及发展趋势； 5. 具有初步的生物医学工程专业方面的分析设计、科 研、科技开发以及组织管理能力； 6. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
毕业生应能掌握生物医学工程领域的知识，培养 在生物医学电子工程、医学信息处理、医学仪器领 域，以及相关电子技术、计算机技术、信息产业等 部门从事研究、开发、教学、管理等工作的高级工 程技术人才和科研人才。
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6、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1. 具有较为扎实的自然科学基础知识、较好的人文社
• 生物医学工程学则是一门现代工程技术和生命科学(特别是 医学)相结合的高度综合性的生物应用技术科学。就是说， 它是综合运用工程学的理论和方法，深入研究、解释、定 义和解决生物医学上有关问题的一门科学。与此相关的医 学工程学是用现代工程技术研究解决医学问题的一门新兴 边缘学科。其中以工程技术为临床服务的部分又称为临床 工程学。从广义上讲，生物医学工程包括了医学工程。
学时 336
602 868 160
占总学时比例 （%）
91.14
专业任选课
8
128
选修课
创新与拓展类
4
64
人文社科类
4
64
合计
180.5
2446
8.86
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四、我校生物医学工程专业 主要课程
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主要课程
• 人文社科类课程主要包括英语，思想道德修养与法律基础， 中国近代史纲要，马克思主义基本原理，毛、邓、三思想 概论。
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• 生物医学工程作为一门系统的学科虽然是从20世纪60年代开始的， 但工程学原理和技术在生物医学中的应用的历史是非常悠久的，至 少可以追溯到16世纪，迄今已有400余年的历史。
• 最早的有影响的应用实例，可算是伽利略（1564~1642）首先发明 温度计，使千百年来医学对“发烧”的模糊概念有了定量的描述。
• 专业模块课包括生物医学电子学，现代医学仪器，可编 程控制器原理及应用，生物医学电磁场数值分析，数字 图像处理，医学成像系统，生物医学信号处理。
• 专业选修课包括生物医学传感器及测量，远程医疗技术， 单片机原理及应用，生物系统仿真建模，智能控制，生 物电磁学。
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课程名称：生物医学基础 英文名称：Biomedical Foundation 总学时：64 学分：4 课程内容：
生物医学工程专业 工程学概论
李颖
yli2007us@
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课程性质：专业必修课 课程任务：介绍本专业所涉及的学科范围、科学研究领域的
主要内容、国内外研究状况及发展趋势等。 学时: 16学时 课程的主要内容：
一、生物医学工程概述 二、生物医学工程专业培养目标与计划 三、国内外研究状况及发展趋势 四、我校本专业的发展与学术研究情况 五、学术专题报告
• 应用研究则是直接为医学服务的，包括人工器官、生物材料、 医学仪器、计算机的医学应用、临床医学、康复工程等。往 往是根据基础研究获得的知识，运用现代技术具体解决生物 医学中提出的课题。
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学科分类
• 生物医学工程的研究领域很宽，从目前来看BME 学科分类有两种趋势：
• 以应用范畴为依据，可分为医学工程、临床工程、康复 工程、环卫工程、中医工程。
本课程是生物医学工程专业学生的一门专业基础课， 通过这门课的学习使学生了解生物学和医学的基础知识， 为后续课程打下基础。主要内容包括生物学和医学的基础 知识，其中生物学基础：细胞生物学、微生物学基础、免 疫学；医学基础：解剖学基础、生理学基础、病理学基础 等，为后续课程打下基础。
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课程名称：生物物理学 英文名称：Biophysics 总学时：64 学分：4 课程内容：
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课程名称：生物医学工程学 英文名称：Biomedical Engineering Science 总学时：48 学分：3 课程内容：
生物医学工程学课程为生物医学工程专业本科生的 专业基础课，旨在让学生对生物医学工程领域的研究范 畴，各分学科研究的主要内容以及国内外的最新发展动 态进行了解，激发学生的学习热情及对本专业的兴趣， 使学生在了解本专业各个研究方向的基础上，找到适合 自己的发展方向，为将来工作或者继续深造打好基础。 课程主要有以下内容：生物医学工程学概述、现代医学 电子仪器、医学成像技术及医学图象处理概述、生物医 学传感技术概述、生物医学信号处理概述、人工智能、 人体运动信息检测技术、生物材料以及人工器官等。
• 体育与健康类课程包括体育，心理、健康选修课。 • 数学与自然科学类课程主要包括高等数学，工程数学含线
性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换等) ， 普通物理学，普通物理学实验，计算机文化基础，软件技 术基础等。
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• 学科基础类课程主要包括工程图学，电路理论基础，电 工测量，电子技术基础，电子技术基础实验，电磁场， 生物医学基础，专业英语阅读，生物物理学，工程学概 论，信号与线性系统，生物医学工程学，数字信号处理， 自动控制理论，微型计算机原理及应用，计算机仿真。
• 此后，像1676年光学显微镜的发明与制造，1895年X射线的发现和 随之制造的X射线透视摄像机，20世纪30年代诞生的第一台电子显 微镜，50年代初期超声探测技术在医学上的应用，X射线衍射技术 用于阐明遗传物质DNA的双螺旋三维空间结构（成为生命科学发展 中的里程碑）等，都对医学的发展起过重要的推动作用。
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• 生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是运用自然科 学和工程技术的原理和方法，研究人的生理、病理过。
• 生物医学工程是理、工、医相结合的新兴边缘学科，是各 种工程学科向生物医学渗透并相互作用的结果。
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7、主干学科：生物医学工程
8、主干课程和特色课程：
主干课程：电路理论、电子技术、电磁场理论、生物医学基 础、生物医学工程学、生物医学电磁场数值分析、 信号与线性系统、数字信号处理、数字图像处理、 生物医学电子学、生物医学信号处理、医学成像 技术、现代医学仪器、生物医学传感器及测量等。
特色课程：生物医学工程学、生物医学电磁场数值分析、生 物医学电子学、生物医学信号处理、医学成像技 术、现代医学仪器、生物医学传感器及测量等。
• 自20世纪60年代以来，电子技术、计算机技术、材料科学、 激光超声、核物理、微电子以及控制理论等渗透到生物医 学领域，使生物医学进入了一个新的发展阶段，同时形成 了BME这个交叉学科。
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• 生物医学工程有两个发展方向： 1. 利用工程技术手段解决医学上的检测、诊断、治疗、 管理等问题。 2. 进一步探索生命系统的各种运动形式及其规律性。
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OUTLINE
一、生物医学工程概述 二、生物医学工程的研究内容 三、我校生物医学工程专业培养目标与计划 四、我校生物医学工程专业所学主要课程
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一、生物医学工程概述
• 生命科学是21世纪科学技术和社会经济发展的三大支柱产业 之一，生物医学工程是生命科学的重要分支，占有很重要的 地位。
• 生物医学工程(BME)是近年来发展起来的一门用自然科学和 工程技术的理论方法，研究解决医学防病治病，增进人民健 康的一门理、工、医相结合的新兴、交叉学科。它运用电子 技术、计算机技术和信息处理技术等工程技术的原理和方法， 从工程学角度研究、开发用于医学诊断、治疗、人体功能辅 助和卫生保健的医学仪器、设备及系统。在21世纪具有十分 重要的地位，是当今科学研究的必然趋势，有重要的应用前 景，对临床应用和医学研究具有十分重要的意义。
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• 生物医学工程学作为一门新兴的边缘科学，数十年来得到了 巨大的发展，当代几乎所有的高新技术都被它所吸收，为它 所利用，并形成了一个庞大的新兴产业系统。
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二、生物医学工程的研究内容
• BME的研究内容十分广泛。从大的方面看，可分为基础研究 与应用研究两部分。
• 基础研究是运用现代工程手段，对人体基本机理的研究，例 如人体内质量及能量的传递、各种物理因素(如超声波、微波 等)引起的效应以及生物信息的产生、传递、处理与控制等， 包括生物力学、生物效应、生物能量、质量传送，生物信息 的提取和处理，生物系统的建模仿真与控制等。
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9、主要实践环节：
医学实践、金工实习、工艺实习、生产实习、各类 实践课、综合实验课、毕业实习、毕业设计等环节。
10、毕业最低学分：
毕业最低学分：180.5学分
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11、各类课程学分比例分配表
课程性质 必修课
课程类别
人文社科体育 数学自然科学类
学科基础课 专业模块课 实践教学环节
学分
17.5 36.5 53 10 33.5
• 以学科专业为依据，大致可分为医用材料(或生物材料)、 人工器官、生物信息、生物控制、生物效应、生物反馈、 生物能量与质量传递、生物力学、医学电子、医学仪器 及装备、人工智能、医用超声、医用激光、辐照医学、 核医学、医用计算机以及医学物理等。
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研究领域
• 医学测量 • 医学信息、传递和处理 • 医学显示 • 功能辅助和修复 • 生物刺激及治疗 • 生物医学材料 • 医用器件 • 医学信息管理控制系统 • ……
生物物理学是利用传统物理学中的声、光、电、热、 力等手段应用到生物学的一门学科，即将物理学系统应 用到复杂，多样化的生命现象中，加以量化达到简化、 统一，并运用数学的一门学科。主要内容包括：科学的 生物研究法、声光视觉、辐射生物物理学、动物动力学、 分子生物物理学、流体力学与生物现象、神经电位生物 物理学、生物电磁效应及其应用。
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• 从历史上看，生命科学和工程学在概念和方法上相差很大， 因此没有什么联系。
• 工程学是建立在基础自然科学(主要是物理学，也涉及到化 学和生物学等)原理基础上的应用技术科学；而医学是整个 生命科学(也可看作是广义的生物科学)中以实际应用(对疾 病的预防、诊断和治疗)为主的一个部门，它既不同于一般 的基础自然科学，也不同于一般的工程技术科学，是一门 独立的科学。
• 生物医学工程是一个很广阔的学科领域，它对医学乃至生 命科学的发展具有很大的推动作用，其发展水平是衡量生 物学和医学发展水平的重要标志。
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• 生物医学工程是现代工程学原理和技术在生物医学中应用 的科学。
• 生物医学工程学的根本任务是为疾病的预防、诊治和康复 服务，以确保人类的健康。
• 它运用自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学角度 解释了人体的生理、病理过程。它将人体看作是由许多子 系统构成的一个整体系统，并将人体各层次上的生理过程 看作是一个系统的状态变化的过程，把工程学的理论和方 法与生物医学的理论和方法有机的结合起来，去研究这类 系统状态变化的规律。在此基础上进而从工程学角度去解 决疾病的防治及康复问题，即应用各种工程技术手段创建 适宜的方法和仪器设备，以最有效的途径来人为地控制疾 病的变化过程，以达到预期的防治疾病、保障人类健康的 目的。
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三、我校生物医学工程专业 培养目标与计划
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• 我校2001年申请设立“生物医学工程”专业并获批准， 2002年开始招收该专业本科生，2004年正式成立了 生物医学工程系。
• 2003年获得“生物医学工程”一级学科硕士授权点。 • 2004年在电气工程一级学科下设立“生物电工”博士
授权方向，2011年获得生物医学工程工程硕士授予权。
• 60年代来，激光器的研制及其在医学上的应用导致激光医学的形成； 1972年X线CT机的问世，为现代医学影像的形成和发展打下了基础， 在医学影像学中具有划时代的意义；数十年来，电子工程技术，特 别是电子计算机技术的飞速发展，提供了种类繁多的现代医学仪器 设备和诊疗新技术。
• 所有诸如此类的事例，都对生物医学工程学的形成和发展奠定了基 础，创造了条件。
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1、学院：电气工程学院 2、学制：四年 3、专业：生物医学工程 4、授予学位：工学学士学位
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5、培养目标
本专业旨在培养德、智、体、美、劳全面发展， 具有扎实的电气信息类基础理论知识、丰富的生物 医学工程专业知识和熟练的实验技能的优秀的理、 工、医结合的具有创新精神和实践能力的高素质专 门人才。