生物医学工程学的基础理论
深入了解生物医学工程的基本原理
深入了解生物医学工程的基本原理生物医学工程是交叉学科中的一门重要学科，融合了生物学、医学和工程学的理论和技术，致力于研究和应用工程原理和方法来解决医学和生物学问题。
通过深入了解生物医学工程的基本原理，我们可以更好地理解这个领域的重要性以及其在医学和生物学领域中的应用。
一、生物医学工程的定义和概念生物医学工程是一门综合性的学科，主要研究生物学、医学和工程学在医学领域中的交叉应用。
它包括医学成像、生物传感、生物材料、生物信号处理等方面的研究与应用。
二、生物医学工程的基本原理1. 生物学基础：生物医学工程的研究需要基于深入的生物学知识，包括人体解剖学、生理学、细胞生物学等方面的内容。
只有通过了解人体的结构和功能，才能更好地开展与生物医学工程相关的研究工作。
2. 工程学原理：生物医学工程是基于工程学的原理和方法来解决医学问题的。
这包括：- 机械工程：应用机械原理和方法设计和制造生物医学设备，如医疗仪器和人工器官等。
- 材料工程：研发生物材料，用于制造可生体耐受的医疗器械和植入物。
- 电子工程：开发生物传感器和医疗成像设备，用于监测和诊断疾病。
- 计算机科学：应用计算机算法和模型分析和解决医学和生物学领域中的问题。
3. 医学应用：生物医学工程的最终目标是将基础的工程原理应用到实际的医学问题中，以促进人类的健康和医学进步。
例如，在医学影像领域，我们可以利用计算机技术和图像处理算法来分析医学影像，从而帮助医生做出准确的诊断。
三、生物医学工程的应用领域生物医学工程的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 医学影像学：包括X射线、CT、MRI等成像技术，用于诊断和监测疾病。
2. 生物传感器：应用生物传感器技术来检测生物标志物，如葡萄糖、血压等。
3. 医学器械：研发和制造各类医疗设备，如人工器官、假肢等。
4. 病理学与生物信息学：利用计算机技术分析和处理疾病的相关数据，为医学研究提供支持。
5. 生物材料：开发和应用生物相容性的材料，用于制造植入物和医疗器械。
生物医学工程专业学习计
生物医学工程专业学习计生物医学工程专业学习计划引言：生物医学工程是一门融合生物学、医学和工程学的学科，旨在解决医学领域的问题，促进医学技术和生物科学的发展。
为了成为一名优秀的生物医学工程师，我制定了以下学习计划，以全面提升自己的专业知识和技能。
一、基础课程为了打好学科基础，我将认真学习以下核心课程：1. 生物学：学习细胞结构与功能、细胞遗传学等，为深入理解生物医学领域奠定基础。
2. 医学基础知识：学习人体解剖学、生理学和病理学等，了解人体结构和功能，为后续的专业学习做好铺垫。
3. 工程学入门：学习基本的数学、物理和化学知识，掌握工程学的基本理论和方法。
二、专业课程为了深入了解生物医学工程领域，我将学习以下专业课程：1. 生物医学信号处理与分析：学习生物信号的获取、处理和分析方法，如体外监护技术、医学成像技术等。
2. 医学图像处理与分析：学习医学图像的获取、处理和分析方法，如计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）等。
3. 医学仪器与设备：学习医学仪器的原理、设计和使用，了解常见医疗设备的工作原理和应用。
4. 生物材料与人工器官：学习生物材料的特性和应用，了解人工器官的研发和设计原理。
5. 生物医学工程伦理与法规：学习生物医学工程领域的伦理和法规问题，了解研究与应用的合规性和道德准则。
三、实践项目除了理论学习，我还将积极参与实践项目，提升实际操作能力和解决问题的能力。
我计划参与以下项目：1. 实验室研究项目：加入生物医学工程实验室，参与项目研究，掌握实验设计、数据分析和科学论文撰写的技能。
2. 实习经验：申请实习机会，亲身参与生物医学工程项目，了解工程实践和行业要求。
3. 专业竞赛：参加生物医学工程相关的竞赛活动，锻炼团队协作和技术创新能力。
四、学术交流为了与同行专业人士互动和学习，我将积极参与学术交流活动：1. 参加学术会议：定期参加生物医学工程领域的国内外学术会议，聆听专家报告和学习最新研究成果。
生物医学工程学的基础理论——生物力学
国内（70年代）：
康振黄（四川大学），陶祖莱（中科院），吴云鹏（重庆大学）， 王君健（华中工学院），杨桂通（太原理工），柳兆荣（复旦大 学），席葆树（清华大学），吴望一（北京大学）。。。。。。
冯元桢（Yuan-Cheng B.Feng)
美国国家工程院院士(1979)， 美国国家医学研究院院士(1991)， 美国国家科学院院士(1992)， 台湾“中央研究院”院士(1966)。 曾获国际微循环学会最高奖Landis奖、国际生物流变学会最高奖 Poiseuille奖、美国机械工程师学会“百年大奖”(1981)、美国国 家工程院“创始人奖”（1998）等。 1966年以前,主要从事航空工程和连续介质力学方面的研究并取 得卓著成果，其第一部专著《空气弹性力学》已成为气动－弹性 力学领域的经典著作。 1966年以后致力于生物力学的开拓，是举世公认的生物力学的开 创者和奠基人。
生物力学的研究方法
进行生物力学的研究首先要了解生物材料的
几何特点，进而测定组织或材料的力学性质，确 定本构方程、导出主要微分方程和积分方程、确 定边界条件并求解。对于上述边界问题的解，需 用生理实验去验证。若有必要，还需另立数学模
型求解，以期理论与实验相一致。
研究步骤
1. 首先要考虑生物的形态、器官以及组织的解剖 绪构和微结构，充分认识研究对象的几何特征， 建立合理的物理模型； 2. 测定组织或材料的力学性质，即确定本构方程。 对活组织的测量，困难是很大的。通常的做法 是对所研究的材料通过分析先给出其本构关系 的某种数学表达式，在此数学表达式中保留若 干待定常数，这些常数可以通过在体或离体实 验来确定；
borelli16081679意大利数学家天文学家和医学家第一个推导出天体以椭圆路径运动的原因其专著论动物的运动阐明了肌肉的运动和身体的动力学问题研究了鸟的飞行鱼的游动和心脏和肠的运动意大利数学家天文学家和医学家第一个推导出天体以椭圆路径运动的原因其专著论动物的运动阐明了肌肉的运动和身体的动力学问题研究了鸟的飞行鱼的游动和心脏和肠的运动robertboyle16271691研究了肺阐述了水中的气体与鱼类呼吸的关系罗伯特?虎克16351703细虎克定律细胞莱昂哈得?欧拉17071783提出了脉搏波传播方程jeanpoiseuille17991869医学专业学生创造了用水银压力计测量狗的主动脉血压的方法发现了粘性流的医学专业学生创造了用水银压力计测量狗的主动脉血压的方法发现了粘性流的poiseuille定律s
生物医学工程课程介绍
生物医学工程课程介绍
生物医学工程课程介绍通常由以下几个方面组成：
1. 生物医学工程基础知识：这一部分主要介绍生物医学工程领域的基本理论和原理，包括人体解剖学、生理学、病理学等基础知识，以及电子学、机械学、材料学等工程学科的基本原理。
2. 生物传感器与仪器：这一部分主要介绍生物传感器的原理和应用，包括生物信号采集与处理、生物信号的识别和分析等内容。
此外，还会介绍一些常用的生物医学仪器，如心电图仪、血压计、呼吸机等。
3. 医学成像技术：这一部分主要介绍医学成像技术的原理和应用，包括X射线成像、超声成像、磁共振成像、核素成像等。
学生将学习如何使用这些技术来诊断和治疗疾病。
4. 生物材料与人工器官：这一部分主要介绍生物材料的性质、应用和制备方法，以及人工器官的设计与制造。
学生将学习如何选择和使用合适的材料来制作人工组织和器官，以替代不可修复的人体组织。
5. 医学信息与健康监测：这一部分主要介绍医学信息学的基本概念和方法，包括医学数据的采集、存储和分析等。
同时也会介绍一些健康监测技术，如远程健康监测、健康数据分析等。
6. 生物医学工程实践：这一部分主要是针对生物医学工程的实际应用和解决方案进行实践训练。
学生将参与实验室实训、项
目设计等活动，以培养综合应用所学知识的能力。
通过以上课程的学习，学生将获得生物医学工程领域的基本知识和技能，为从事医疗设备研发、生物医学影像学、人工器官研究等相关工作打下坚实的基础。
生物医学工程基础
新路
－－带来生物学与医学的变革
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D、生物医学工程是社会效益
与经济效益的综合
医学重于社会效益，工程重于
经济效益，生物医学工程是医学与
工程学的结合，则是社会效益与经
济效益必然的结合
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• 坚持“以人为本”的宗旨 • 反对“利益至上”的倾向 必须在保证功能性的同时，保证不对宿
是综合生物学、医学和工程学的理论和
方法而发展起来的边缘学科
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一般定义
“应用物理学和工程学的技术来 解决生命系统中的问题，突出强调人 类疾病的诊断、治疗和预防” -----------生物医学工程学
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工程学
生物 医学工程
生物学
医 学
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更详细说明：
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三合一学说
工程应用学说
生物医学工程
结合学说
2017/8/312“三合一学说”生物学＋医学＋工程学＝生物医学工程学
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“工程应用学说”
生物医学工程学是工程学在医学和 生物学中的应用
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“结合学说”
生物医学工程学是生物学、医学
和其它非生物学科的结合
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生物医学工程的目标
几乎所有工程学和物理学都可与生 物医学相互结合 探索人类正常生理学
表征组织与器官的病变机理
给出研究和技术开发的最佳手段
提供治疗与预防的有效方法
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1.2 生物医学工程：
研究内容和基本任务
【专业介绍】生物医学工程专业介绍
【专业介绍】生物医学工程专业介绍生物医学工程专业介绍一、专业概述生物医学工程要求学生深入掌握电子技术、计算机技术、信息处理理论、医学与工程相结合的科学研究能力，解决科学研究、医疗仪器开发、产品开发、，生物医学领域大型医疗设备的运行和维护管理，并能胜任其他领域的电子技术和计算机技术。
生物医学工程专业介绍二、培养目标生物医学工程专业培养与生命科学、电子技术、计算机技术、信息科学等相关的基础理论知识，以及医学与工程技术相结合的科研能力，并能从事科研工作，开发和应用于生物医学工程、医疗器械等电子技术、计算机技术、信息产业等部门的高级工程技术人才的教学和管理。
生物医学工程专业介绍三、培养特色生物医学工程不仅是一门工程学科，也是一门边缘学科。
所学基础课程和专业基础课程涵盖电子信息专业的基础课程。
注重培养学生将工程知识与医学知识有机结合，将工程知识和工程技术应用于生物医学领域的能力。
生物医学工程专业介绍四、课程设置现代生物学导论、生理学、定量生理学、生物学主题、生物医学工程导论、电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、电磁测量、计算机文化基础、高级语言编程、，微机原理与应用、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、人体运动信息检测与处理、生物医学电子学、医疗电子仪器、医疗仪器设计、医学图像处理、医学模式识别。
主要实践性教学环节：实践环节有：电子工艺实习、认识实习、金工实习、生理学实验、电子技术综合实验、专业实践综合训练、生产实习、论文综合训练等生物医学工程导论v.就业指导可在管理机构和国家机关，医学机构（临床研究、高度专业化的医学护理，管理）,在医疗器械的使用、销售和服务上，研究所，大学（基础研究，教学），国际制药、保健品企业（管理、研究和开发），私人机构和医生合作，毕业生可直接参加高度专业化的医学护理和解决临床基础研究的问题，由他们研制的器械和系统对于疾病的观察、诊断、治疗、缓解起着很重要的作用。
生物医学工程(一级学科)
学科内容
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。
生物力学中又包括有生物流变学（血液流变学、软组织力学和骨骼力学）、循环系统动力学和呼吸系统动力 学等。生物力学在骨骼力学方面进展较快。
本专业学生主要学习生命科学、电子技术、计算机技术和信息科学的基本理论和基本知识，受到电子技术、 信号检测与处理、计算机技术在医学中的应用的基本训练，具有生物医学工程领域中的研究和开发的基本能力。
模拟电子技术、数字电子技术、人体解剖学、生理学、基础生物学、生物化学、信号与系统、算法与数据结 构、数据库原理、数字信号处理、EDA技术、数字图像处理、自动控制原理、医学成像原理、生物信息学。
包括金工实习（3～4周）、电子设计（2～3周）、生产实习（3～4周）、毕业设计（12～16周）。
本专业培养具备生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学有关的基础理论知识以及医学与工程技术相结 合的科学研究能力，能在生物医学工程领域、医学仪器以及其它电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研 究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。
1.生物医用复合材料组分材料的选择要求
生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决 于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶 瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合 金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗 粒增强体。
2023执业医师技能大纲
2023执业医师技能大纲
2023执业医师技能大纲
一、基础医学知识
1.人体解剖学、组织学、生理学、生化学和微生物学的基本理论知识。
2.神经科学、影像学、药理学和病理学的理论知识。
3.遗传学、免疫学和生物医学工程学的基础理论知识。
二、临床医学知识
1.常见疾病的病因、临床表现、诊断与治疗。
2.重大传染性疾病的防治与管理。
3.内科、外科、妇产科、儿科、眼科、耳鼻喉科、口腔颌面科等专业领域的相关知识与技能。
三、公共卫生知识
1.流行病学理论和方法。
2.基于证据的预防、治疗和管理策略。
3.计划生育、儿童保健与健康促进等方面的知识与技能。
四、临床技能
1.体格检查、病史采集和评估、辅助检查等技能。
2.基本手术技能，如手术伤口缝合、急救手术等。
3.常见疾病的药物治疗、营养支持、康复等技术。
五、医学伦理与法律知识
1.医学伦理原则及其在医学实践中的应用。
2.医学法律体系的组成及医疗纠纷的预防与处理。
六、信息技术应用
1.医疗信息系统、健康档案管理、电子处方等信息化应用技能。
2.基于互联网的医学知识检索、学习与交流技能。
以上为2023执业医师技能大纲，医师需全面掌握以上知识技能，为患者提供高质量、安全、有效的医疗服务。
2024年大学生物医学工程课程大纲
2024年大学生物医学工程课程大纲一、课程简介本课程旨在介绍生物医学工程的基本概念、原理和应用。
通过理论探讨和实践案例分析，帮助学生全面了解生物医学工程领域的核心知识和技能，培养学生的创新思维、问题解决能力和团队协作精神。
二、课程目标1.掌握生物医学工程的基本概念、理论和现实应用；2.了解生物医学工程领域的前沿技术和研究进展；3.培养学生的实践能力，包括实验操作、数据分析和问题解决；4.培养学生的团队合作和沟通能力，以应对跨学科合作的需求；5.激发学生对生物医学工程的兴趣和研究热情，为未来的学术和职业发展打下基础。
三、课程安排和内容1.生物医学工程导论- 生物医学工程的定义和发展历程- 生物医学工程的学科交叉和应用领域- 生物医学工程的伦理和法规要求2.生物医学传感与测量- 生物信号的获取与处理- 生物医学传感器的原理和设计- 生物医学测量技术及其应用案例3.医学成像技术- X射线成像技术- 核磁共振成像技术- 超声成像技术- 光学成像技术- 医学图像处理和分析4.生物材料与人工器官- 生物材料的种类和性能- 生物材料在人工器官和组织工程中的应用- 人工心脏、人工肢体等人工器官的设计与制造5.生物医学信号处理与分析- 生物医学信号的特点和处理方法- 时域和频域分析技术- 信号处理在疾病诊断和治疗中的应用6.生物医学工程中的计算方法- 数值模拟与仿真技术- 生物医学数据的统计分析- 机器学习在生物医学中的应用7.生物医学仪器与设备- 生物医学仪器的分类和原理- 医学影像设备、监护设备、手术辅助设备等- 设备维护与安全问题8.生物医学工程的应用和前景- 生物医学工程在疾病诊断和治疗中的应用- 生物医学工程在康复工程和健康管理中的应用- 生物医学工程的发展趋势和挑战四、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验操作、小组讨论和课程项目等。
学生将有机会参与学科前沿的研究和实践项目，深化对知识的理解和应用能力的培养。
医学院校“生物医学工程概论”研究生课程及教材
医学院校“生物医学工程概论”研究生课程及教材随着科学技术的日新月异，医学领域的发展也日益迅猛。
生物医学工程作为医学和工程学的交叉学科，正日渐成为医学界的热门话题。
在许多医学院校中，都开设了生物医学工程相关的研究生课程，其中最基础和重要的一门课程便是“生物医学工程概论”。
本文将对医学院校“生物医学工程概论”研究生课程及教材进行深入探讨，旨在为有意向从事该领域研究或学习的学生提供参考和指导。
“生物医学工程概论”是一门系统介绍生物医学工程基础理论、技术应用和相关领域研究的课程。
通过该课程的学习，学生将了解到生物医学工程的发展历史、基本原理、技术手段以及未来发展趋势等内容。
这门课程旨在培养学生对生物医学工程领域的整体认知和理解，为学生接下来深入学习相关专业课程打下坚实的基础。
作为研究生课程，这门课程要求学生具备医学和工程学科的基础知识，对生物医学领域具有一定的兴趣和热情，并希望能够更深入地了解生物医学工程的相关知识和技术。
在医学院校开设“生物医学工程概论”课程时，教材的选择至关重要。
优质的教材不仅可以帮助学生更加全面地了解生物医学工程的知识体系，还可以激发学生的学习兴趣，提高学习效果。
目前，关于生物医学工程概论的教材种类繁多，内容涵盖范围广泛，医学院校可以根据自身特点和教学要求选择适合的教材，为学生成才提供更好的学习资源。
医学院校可以选择具有权威性和学术性的教材作为“生物医学工程概论”的主要教材。
这类教材往往由该领域的专家学者编写，内容系统全面，理论基础扎实，是学生全面了解生物医学工程相关知识的重要工具。
这类教材通常会结合国际最新的科研成果和发展趋势，为学生打开一扇了解国际生物医学工程领域的窗口。
医学院校还可以邀请这些专家学者进行专题讲座或学术交流，使学生能够直接从一线专家身上获取最新的科研信息和学术动向。
医学院校也可以引进一些国外优质的生物医学工程概论教材，进行对比学习和交流。
国外生物医学工程领域的发展水平一直处于国际领先地位，他们的教材往往在理论深度和实践应用方面有独到之处，对于培养学生的国际化视野和全球竞争力具有重要意义。
考研生物医学工程知识点梳理
考研生物医学工程知识点梳理生物医学工程是生物学、医学和工程学的交叉领域，通过应用工程学的原理和技术解决医学和生物学领域的问题。
考研生物医学工程知识点涉及到医学、生物学和工程学的一系列概念、理论和实践技术。
本文将对考研生物医学工程的关键知识点进行梳理和介绍。
一、生物医学信号与传感器1.信号与系统的基本概念：信号的定义、信号的分类、连续信号与离散信号、系统的定义、线性系统与非线性系统等。
2.生物电信号：脑电图（EEG）、心电图（ECG）、肌电图（EMG）等常见生物电信号的特点及其在医学工程中的应用。
3.生物医学传感器：温度传感器、压力传感器、湿度传感器等生物医学传感器的原理、结构和应用。
二、医学成像技术1.X射线成像技术：X射线的产生与特性、传统X射线摄影、计算机断层扫描（CT）等。
2.核磁共振成像技术（MRI）：核磁共振的基本原理、MRI仪器的构成和工作原理、MRI图像重建等。
3.超声成像技术：超声的产生与特性、超声传感器、超声成像的基本原理及其在医学工程中的应用。
三、人工器官与生物材料1.人工心脏起搏器：心脏起搏器的基本原理、种类、植入方式、调节方法等。
2.人工关节：人工关节的种类、材料选择、植入手术、功能恢复等。
3.生物材料：生物材料的分类、生物相容性、生物材料的表面改性等。
四、医学图像分析与处理1.数字图像处理基础：图像的获取与表示、图像的增强与恢复、图像的压缩与编码等。
2.医学图像分割：图像分割方法、基于阈值的分割、边缘检测等。
3.医学图像配准：图像配准的概念、配准方法、应用领域等。
五、人工智能在生物医学工程中的应用1.机器学习算法：监督学习与非监督学习、支持向量机、人工神经网络等基本机器学习算法。
2.深度学习算法：卷积神经网络、循环神经网络、生成对抗网络等深度学习算法及其在医学图像分析、疾病诊断和药物设计中的应用。
六、生物医学工程中的伦理与法规1.伦理概念与原则：医学伦理的基本概念、伦理原则（尊重个体自主权、善意与利益平衡、公正等）。
马克思主义生物医学工程学的理论与医学影像技术
马克思主义生物医学工程学的理论与医学影像技术马克思主义生物医学工程学的理论与医学影像技术在当代医学领域具有重要的意义。
马克思主义生物医学工程学将马克思主义哲学原理融入到生物医学工程学中，通过对医学影像技术的研究与应用，推动医学科学的发展和社会公益事业的推进。
一、马克思主义生物医学工程学的基本原理马克思主义生物医学工程学是以马克思主义为指导，以生物医学工程学为基础的学科交叉领域。
它的基本原理主要包括以下几个方面：1.辩证唯物主义的观点：马克思主义生物医学工程学认为，人体的健康与疾病是一个相互作用的系统，需要综合考虑人体内外各种因素对健康的影响。
通过分析这些因素的内在联系，可以实现对医学影像技术的优化和改进。
2.历史唯物主义的观点：马克思主义生物医学工程学认为，医学影像技术的发展与医学科技的进步密切相关，需要结合历史和社会的发展趋势来研究和应用。
通过对医学影像技术历史的探索和总结，可以更好地理解和把握医学影像技术的发展趋势。
3.社会主义的观点：马克思主义生物医学工程学强调社会公益和人民健康的重要性，将医学影像技术的发展与社会医疗保障的改善紧密结合起来。
通过提高医学影像技术的可访问性和可持续性，可以促进社会公平和人民福祉的提升。
二、医学影像技术在马克思主义生物医学工程学中的应用医学影像技术是马克思主义生物医学工程学的重要组成部分，它通过运用光学、声学、电磁、核素等技术手段，对人体进行无创或微创的检查和诊断。
在马克思主义生物医学工程学中，医学影像技术的应用主要体现在以下几个方面：1.临床诊断与治疗：医学影像技术可以为医生提供全面的疾病信息，帮助他们做出准确的诊断和治疗方案。
通过对人体各个系统的影像学检查，可以快速了解病变的位置、形态、大小等重要信息，为临床医生提供可靠的依据。
2.医学研究与教育：医学影像技术在医学研究和教育中起到了重要的推动作用。
通过对医学影像的分析和研究，可以深入了解人体结构与功能之间的关系，探索疾病的病理生理机制。
生物医学工程PPT课件
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第一章 导论
生物物理：
运用物理学理论，技术和方法研究生物体和生命现象中的物质结构、 性质和运动规律及各种物理因子对生物体和生命过程影响的学科。
应用超导量子干涉仪测量人体中由生物电产生的磁信号，绘制出表现 人体磁场随时间变化关系曲线—人体磁图。
生物力学：
力学与生物学、医学等学科之间相互渗透的边缘学科，试图从力学的 角度来了解生命。利用力学知识解释生物现象，定量分析生命体的构 造关系及功能。
材料； 1963年，美国物理学家Corrmark把图像重建理论应用于放射医学研究
中，由英国电子工程师Hounsfield引入计算机技术于1970年研制成功首 台X射线计算机断层扫描装置.
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第一章 导论
BME研究内容：
生物物理 生物力学 生物技术 生物工程 电生理诊断和监护 生物材料 生物医学传感技术 生物医学影像技术
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第一章 导论
BME的特点：
1. 大跨度、多学科的综合性应用学科。 2. 依赖于各个相关学科，但其具有自己的独特方法学，既有基础理论
的交叉也有技术方法的交叉结合。如人工心瓣的研制。 3. 其不同于一般的工程学，而是以工程学为主要手段，专门研究和解
决医学问题的一门独立的学科。如根据某种疾病的发病机制和病灶及 治疗特点，所开发的医疗器械产品，譬如血管导管。 4. 其可提升人体生理、病理等个方面的研究。更好地揭示疾病的发病 机制和人体科学。
药理：研究药物与机体相互作用及其规律和作用机制 。如青
霉素通过抑制COX-1和COX-2，治疗感染和炎症。
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相关医学知识
医学
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基础医学
临床医学
检验医学
预防、公共卫生医学
886生物医学工程基础
886生物医学工程基础886生物医学工程基础，是一门集生物学、医学和工程学于一体的交叉学科。
生物医学工程是以体内的生物信息传递和生理过程为基础，应用医学、工程、物理、数学等交叉学科知识，开发新型医疗器械、诊断设备和治疗手段，提高医疗和生物科技领域的效率和质量。
步骤一：生物学和医学知识的学习886生物医学工程基础的学习需要对生物学和医学有基本的了解和掌握。
学生需要学习细胞结构和功能，生物分子结构、生理和代谢过程，以及人体解剖学和生理学等方面的知识，以便将这些知识应用到生物医学工程中。
步骤二：工程学知识的学习生物医学工程需要将工程技术应用到生物学和医学领域中。
学生需要学习机械、电气、材料学等工程学科的基本理论和应用知识。
这些知识包括机械设计、传感器技术、计算机辅助设计等。
步骤三：医疗器械和技术的学习生物医学工程的应用主要是医疗设备的研发和生产。
通过学习医疗器械的基本原理和应用技术，了解医疗器械的种类，优缺点和适用范围。
学生还需要学习生物医学工程的全过程开发，包括设计、测试、验证等环节。
步骤四：研究生物医学工程的实践操作通过实践操作的学习，学生可以更深入地了解生物医学工程的知识和技术。
实践操作可以包括实验室实验、调试设备等。
学生可以通过实践操作学习更多的技能和理论知识，增加实践能力和操作能力。
步骤五：评价和改进医疗器械和技术学生还需要研究评价医疗器械和技术的系统和方法。
这需要理解复杂数据的统计学分析和认真地监测结果的重要性，以便检测和纠正潜在的问题。
总之，学生通过学习886生物医学工程基础课程，能够综合应用包括生物学、医学和工程学等交叉学科的知识，去开发、设计和评估不同生物医学工程项目。
这些项目在医疗领域能够产生积极影响，以提高治疗效果和生产率。
生物医学工程学的基本概念与研究方法
添加 标题
生物医学大数据在生物医学工程中 的应用
添加 标题
生物医学工程与临床医学的深度融 合
添加 标题
生物医学工程与生物技术的交叉融 合
生物医学工程学的前沿研究领域
生物医学成像技术：如MRI、CT、PET等
生物医学大数据分析：如基因测序、蛋白 质组学等
生物材料研究：如生物3D打印、纳米材 料等
生物医学机器人技术：如手术机器人、康 复机器人等
生物医学工程学的分类： - 生物医学信号 处理：处理和分析生物医学信号，如心电图、 脑电图等 - 生物医学成像：利用成像技术， 如X射线、超声、核磁共振等，获取生物医学
图像 - 生物医学材料：研究用于生物医学 领域的新材料，如生物相容性材料、生物降 解材料等 - 生物医学仪器：设计和制造用 于生物医学领域的仪器设备，如心电图仪、 呼吸机等 - 生物医学模拟：利用计算机模 拟生物医学过程，如药物动力学、生理模型 等 - 生物医学信息学：研究生物医学信息 的获取、处理、分析和应用，如基因测序、
医疗电子与机器人技 术的结合：如手术机 器人、康复机器人等， 将医疗电子技术与机 器人技术相结合，提 高医疗效率和效果。
Part Five
生物医学工程学的 挑战与未来发展
生物医学工程学面临的挑战
技术挑战：如何 将生物医学工程 学的研究成果转
化为临床应用
伦理挑战：如何 平衡生物医学工 程学的发展与医
生物信息学等
- 生物医学信号
处理：处理和分
析生物医学信号，
如心电图、脑电
图等
- 生物医学成像：
利用成像技术，
如X射线、超声、
核磁共振等，获
取生物医学图像
- 生物医学材料：
生物医学工程主要课程
生物医学工程主要课程引言：生物医学工程是将工程学原理和技术应用于医学领域，旨在解决医疗、健康和生物科学方面的问题。
作为一个跨学科的领域，生物医学工程需要掌握多种知识和技能。
以下是生物医学工程主要课程的介绍。
一、生物医学工程概论生物医学工程概论课程是生物医学工程专业的入门课程。
通过介绍生物医学工程的基本概念、发展历程和学科特点，使学生对生物医学工程有一个整体的认识。
此外，该课程还介绍了生物医学工程的研究领域、应用范围和前沿技术，为学生打下扎实的学科基础。
二、生物学基础生物学基础课程主要介绍生物学的基本原理和知识，包括细胞结构与功能、生物分子、生物遗传学等内容。
生物学基础是生物医学工程的基础，对于理解生物医学工程的原理和应用至关重要。
通过学习生物学基础，学生可以了解人体的基本结构和功能，为后续的课程打下坚实的基础。
三、医学影像技术医学影像技术是生物医学工程领域的重要课程之一。
该课程主要介绍医学影像的原理、设备和应用。
学生将学习各种医学影像技术，如X射线、CT、MRI等，并了解其在临床诊断和疾病监测中的应用。
通过学习医学影像技术，学生可以了解不同影像技术的优缺点，掌握其操作和分析方法，为临床医学提供技术支持。
四、生物信号处理生物信号处理是生物医学工程中的重要领域。
该课程主要介绍生物信号的获取、处理和分析方法。
学生将学习各种生物信号，如心电图、脑电图、生物传感器等，并了解其在临床诊断和疾病监测中的应用。
通过学习生物信号处理，学生可以掌握信号的获取和处理技术，提取有用的信息，为医学诊断和治疗提供依据。
五、生物材料与组织工程生物材料与组织工程是生物医学工程中的重要领域之一。
该课程主要介绍生物材料的种类、性能和应用，以及组织工程的原理和方法。
学生将学习生物材料的设计、制备和评价，了解组织工程的细胞培养、生物材料支架和再生医学等内容。
通过学习生物材料与组织工程，学生可以掌握生物材料的选择和应用，以及组织工程的原理和技术，为生物医学工程的研究和应用提供基础支持。
生物医学工程学的理论基础
生物医学工程学的理论基础生物医学工程学是一门综合性科学，它将工程学、医学和生物学相结合，旨在研发和创新医疗设备和技术，提高诊断和治疗效果，改善患者的生命质量。
生物医学工程学涉及到多个领域，如生物医学成像、组织工程、医疗器械、计算机辅助诊断、生物信息学等。
想要成为一名优秀的生物医学工程师，必须掌握生物医学工程学的理论基础。
1. 生物医学信号处理信号处理是生物医学工程学的重点领域之一，它涉及到多种信号，如生理信号、医学影像信号、生物分子信号等。
生物医学信号处理的目的是提取和分析信号中的有用信息，以便做出诊断和治疗决策。
生物医学信号处理的核心技术包括数字信号处理技术、滤波技术、频域分析技术、小波分析技术等。
2. 生物材料生物材料是生物医学工程学的重要组成部分，它是用来替代或修复受损的生物组织或器官的材料。
常见的生物材料包括金属材料、塑料材料、仿生材料、天然材料等。
生物医学工程师需要了解生物材料的性质和特点，以便选择合适的材料开发更好的医疗设备和治疗方案。
3. 生物流体力学生物流体力学是研究生物体内流体运动和与之相关的生理现象的学科，它在生物医学工程学中具有重要的应用价值。
生物流体力学可以用来分析血流动力学、呼吸流体力学、组织流体力学等，以便设计更优化的医疗设备和治疗方案。
生物医学工程师需要了解流体力学的基本理论和应用，才能进行相关工作。
4. 生物统计学生物统计学是一种在生物医学工程学中广泛应用的数学技术，它涉及到对生物数据的收集、整理和分析。
生物统计学可以用来描述生物数据的分布、变量之间的关系、与特定事件的相关性等。
在生物医学工程学中，生物统计学的应用包括临床试验、生物医学成像数据分析、基因表达数据分析、蛋白质组学数据分析等。
5. 生物光子学生物光子学是一种将光学和生物科学相结合的学科，它在生物医学工程学中的应用越来越广泛。
生物光子学可以用来研究细胞和分子的结构和功能，以及生物体的免疫系统等。
在生物医学工程学中，生物光子学可以用来制备和开发光学成像和治疗设备，如光学相干层析成像、光学生物传感器、光动力疗法等。
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心脏兴奋与相应的心电图波形
生物医学工程学基础理论
生物电磁学 超声医学
生物电磁学
戴启军 生物医学工程系
生物电磁学
? 生物电磁学 是研究生物体的电现象和磁现象 以及生 物电磁的应用 的一门学科。
? 生物电磁学是建立在膜生物物理学基础之上的侧重 于从宏观角度研究生物电现象和生物磁现象。
? 现代生物电磁学 在很多方面都已深入到细胞级甚至 是分子级的研究水平。
– 正常的生物电活动是生物和人体保持生命功能必不可少的 条件。若由于机体内部或外界原因造成生物电活动障碍， 如神经中毒、心电传导阻滞等，会引起疾病甚至死亡。
? 生物电的主要基础 是细胞膜内外有电位差，即 膜电 位。生物电现象是生物系统内一种普遍的 共有现象 。
? 生物电的测量
– 宏观测量，如脑电、心电和肌电等。 – 微观测量，利用微电极技术测量到单个细胞的电活动。
– 现代医学临床和研究已广泛使用心电图、脑电图、肌电图、 胃电图、眼电图等来记录人体各部分器官的生物电变化。
– 研究生物电现象的生理学被称为电生理学。
生物电现象
? 心电 ? 脑电 ? 肌电 ? 其它生物电 ? 多道生理记录仪
心电
? 心脏的传导系统系指由一系 列特殊心脏细胞联结组成的 传导系统，这些细胞组织既 有自动产生兴奋的功能，又 有较一般心肌细胞更快的传 导功能，这样使兴奋有节律 地按一定顺序传播，使心脏 保持正常的有节律的收缩和 舒张，以维持血液循环。
? 心脏传导系统包括窦房结、结间束、房室结、房室束（希氏 束）和其分支以及分布到心室内的浦肯野纤维网。
? 正常心脏兴奋的起源点在窦房结。
? 心脏是人体中血液循环的动力源泉，依靠心脏有节 律性的搏动，使得血液不断在体内循环，以维持正 常的生命活动。
? 哺乳动物的心脏活动 可概括为两个过程：①心房收 缩推动血液进人心室，由房室瓣膜控制血流流动方 向。②心室收缩推动血液进人主动脉和肺动脉，血 液流动由半月瓣和肺动脉瓣控制。
– 伏特和伽伐尼的争论促使他们各自的派别进行 进一步的实 验，以此验证自己论点的正确。
? 伏特采用一组铜板和一组锌板，中间用盐水浸过的呢绒隔开，由 于不同金属与电解质相接触，产生了电动势，制造出了世界上第 一个直流电电池——伏特电池，这也是科学史上的一个重大发现。
? 伽伐尼为了验证自己的观点，舍去金属作为通路，他发现，在无 金属参与的情况下，神经肌肉标本上的肌肉仍可发生收缩现象， 这就有力地证明了生物电的存在。
– 伽伐尼将这些现象发生的原因归之于标本中带有 动物电。 他认为，神经与肌肉带有相反的电荷，而金属导体的作用 仅是把神经与肌肉之间的通路接通而已。
– 伏特认为，伽伐尼实验中发现的所有能使蛙肌肉收缩的实 验都是由于双金属电流所引起的。他认为只要具备三件东 西，即两种不同的金属以及完成电路的导体就能产生电流 。 由于伽伐尼连接标本所用的金属性质不同就可以产生电位 差，而神经肌肉上的组织液体是含有电解质的。因此，用 金属与组织液接触时就产生了电流，蛙肌肉只充当了电路 的导体。伏特认为伽伐尼实验中所发生的现象，是外加电 流刺激了肌肉标本，才引起肌肉收缩。
? 从科学发展史可知，对生物体内电现象的深入研究， 开始于意大利的医生、生理学家 伽伐尼与同时代的 物理学家 伏特 间的一场著名争论。
– 1678年荷兰生物学家斯威莫尔登用蛙的肌肉做实验，他把 肌肉放在玻璃管内，用一根银丝和一根铜棒去触及肌肉， 可引起肌肉的收缩活动。
– 伽伐尼于1791年发表了《肌肉运动中的电效应》，提出： ①一块蛙的神经-肌肉标本，即使放在离放电的静电区很 远的地方，当观察者触及它时，也会发生收缩。②在雷电 时刻竖立一条长的导线，那么大气的电荷也可用来刺激蛙 腿。③当将蛙腿用铜钩挂在铁栏杆上时，即使没有雷电， 也会产生收缩。
主要内容
一． 生物电及生物电的发现 二． 生物电现象 三． 电磁波在医学中的应用 四． 微波的生物效应 五． 毫米波生物学效应 六． 生物磁场现象 七． 生物电磁剂量学和电磁辐射的安全标准 八． 生物电磁的发现
生物电
? 生物电现象是“生命的火花” 。一旦生命活动停止， 电现象也就消失了。
生物电磁学
生物电现象
生物电现象
? 人体和动物组织在静止状态和活动状态都会产生与 生命状态密切相关的有规律的电现象，它是生物体 兴奋的重要标志，也是活组织的基本特征之一。
– 心脏的跳动，肌肉的收缩，大脑的活动等所体现的电活动 都与单个细胞的电活动有关。
? 人体内各部位产生的瞬时电位差，可以揭示出体内 电活动的某些特性。
生物电的发现
? 人类很早就发现了生物体的电现象。
– 早在公元前300多年前，古希腊人亚里士多德记载了地中 海电鳐有强烈的“震击”作用。
– 以后的资料陆续记载了非洲尼罗河内的电鲶和美洲的电鳗 等都具有发电器官。
– 早在公元一世纪，古罗马的医生就曾用 电鳗的放电来治疗 痛风。
? 人类关于生物电现象的系统研究，就起源于 伽伐尼 与伏特的有益争论。
生物电磁学的研究范围
? 外界电磁波（场）与生物体的相互作用
– 主要包括生物组织的介电特性、各层次的生物学效应及其 作用机理、生物电磁剂量容许暴露限值、生物医学中的应 用及用于生物和医疗的辐射系统等。Bioelectromagnetics
? 生物体自身产生的电磁现象
– 主要包括电磁现象的产生机理，电磁信号的测量、处理和 应用等。 Bioelectromagnetism
? P波代表左右两心房兴奋除极过程所产生的电压变化。 P-R 期间代表心房开始除极传经房室结、希氏束至心 室开始除极前的时间。 QRS 综合波代表室间隔与左 右两心室除极过程产生的电压变化。 ST 段代表心室 除极后慢慢恢复极化过程的电压变化。 T波代表心室 肌迅速恢复极化过程的电压变化。 U波是在T波后的 一个很小的正向波，代表心肌激动的“负后电位”。