生物医学工程专业介绍
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
Chemical engineering Civil engineering
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
Biomedical engineering
http://www.mscsoftware.com/assets/2708_Tibia.jpg
http://www.nd.edu/~amebio/research/research.html
46
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
2. （4+3模式）培养目标和要求 培养目标
本专业培养具备生物医学、电子技术、计算机技 术及信息科学有关的基础理论知识，能运用工程 技术手段研究解决生物医学中有关问题的高级工 程技术人才。本专业强化英语学习，加强英语读 写听说训练，使学生具有较强的国际交流能力。
学生毕业后，可在生物医学工程、医学仪器领域 及其它电子技术、计算机技术、生物信息技术等 产业部门从事研究、开发、教学及管理工作。
47
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
3. 本专业所学课程
总学分：本科阶段不低于150学分，硕士阶段不低于 31学分。
30
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
PET
31
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
4. 移动式血管造影系统
32
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
移动式血管造影系统诊断图
33
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
5.超声诊断仪
34
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
为磁共振成像，是一种专业性强、结构精 密、价格昂贵、具有广泛使用前途的新的 显像诊断技术。
24
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
1952 Nobel Prize for Physics
1945年 他们在几天内同时发现核磁共振现象
Felix Bloch 1905-1983 费 利克斯· 布洛赫
5.超声诊断仪
22:19:19
35
刘忠国_生物医学工程_山东大学
36
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
37
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(四) 远程医疗
双向声像连接 南极膝关节 手术
美国马萨诸塞总医院
38 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(五)
(二) 生物医学信号检测与处理
心电检测
16
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(二) 生物医学信号检测与处理
脑电检测
17 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(二) 生物医学信号检测与处理
智能药丸
18
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(三) 医学图像技术及仪器
19
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
1 .X射线计算机断层(XCT)成像
CT（Computed Tomography）是计算机
断层成像的缩写。克服了X光机平面图像
在深度方向的重叠，可以得到人体脏器的
断层（即一薄层）图像，许多断层像可以
重建成三维的立体像。
20
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
六、山东大学生物医学工程介绍 1. 专业简介
山东大学生物医学工程学科拥有生物医学工程一级 学科博士学位授权点、生物医学工程硕士学位点和 生物医学工程工程硕士学位授权点。 是中国生物医学工程学会理事、中国生物医学工程 专业教学指导委员会副主任委员和山东省生物医学 工程学会常务理事单位。 研究所现有教授8人（兼职教授3人）， 副教授3人， 讲师2人，其中有博士学位者10人。
29 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
3. 正电子发射计算机断层（PET）扫描机 PET(Positron Emission Tomography) 正 电子发射断层扫描机，是当前被公认的、 最先进的大型医用科研和临床诊断设备。 它不但能像XCT、磁共振成像那样做结构照 相，还能用于新陈代谢的动态研究。
Edward Mills Purcell 1912-1997 爱德华.米尔斯.珀塞尔
Stanford University
25
MIT
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine
1973年他们分别利用磁场梯度解决空间信息获取的 问题：图像形成
Ⅲ不采用BME方法、技术、 39
设备与材料就不能完成的
2
Ⅳ与BME无关的
23
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程产品与医药产品一样 是保证人民健康的必需品
目前，发达国家生物医学工程产品市场与药品 市场之比已达1：1.9，我国仅1：6 。
全国17.5万医疗机构中60%的设备仍保持在上 世纪80年代水平。
生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是 综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来 的新兴边缘学科，其主要研究方向是运用工程技术手 段，研究和解决生物学和医学中的有关问题。现在的 生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方 面起着巨大作用，世界各个主要国家均将它列入高技 术领域，重点投资优先发展。
44
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
Medical Devices
Therapies enabled by “artificial organs” account for ~8% of contemporary medicine
45 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程的历史
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，
始于20世纪50年代，特别是随着宇航技术
的进步、人类实现了登月计划以来，生物
医学工程有了快速的发展。
在我国，生物医学工程做为一个专门学科
起步于20世纪70年代，中国医学科学院、
中国协和医科大学原院校长、我国著名的
医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学
生物医学信号检测与处理 医学图像技术与仪器 远程医疗 康复工程
生物医学材料 ……
13
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(一) 生物系统的建模与控制
生物系统是一个动态系统,建立生
物系统的数学模型,有利于获得生
物系统的动态与定量的知识,解决 生物医学中有关作用机制等基础
中 国 女 一 号
3
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国生物医学工程产品现状
近年来，我国生物医学工程产业快速发展， 2005年我国生物医学工程产业总销售额已逾730 亿元，比2000年增长了60%，其中中型医疗设 备销售额约100亿元；出口额已从10年前的0.13 亿美元猛增到2005年的24.90亿美元。 但总体看，我国生物医学工程产业集聚程度低， 全国医疗器械生产企业多达12243家，年销售额 1亿元以上的企业只有60余家； 产品性能普遍落后，技术含量高的大型生物医学 工程产品少。
4 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国对生物医学工程的支持与重视
为加快生物医学工程产业发展，国家计委在“十 五” “十一五”期间组织实施了生物医学工程高 技术产业化专项基金。
国家计委专项支持BME四大重点技术方向： （1）重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置
（2）社区医疗系统工程技术和装备
Lauterbur, 1929
26
Mansfied 1933
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
几种典型的MRI
27
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
MRI成像
22:19:19
28
刘忠国_生物医学工程_山东大学
3-D Reconstruction
MRI scan of a human skull
科最早的倡导者。
10 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程的历史
1977年:协和医科大学生物医学 工程专业成立； 1978年:生物医学工程专业学 科组成立；
1980年:中国生物医学工程学 会正式成立； 2000年:山东大学生物医学工 程专业成立。
中国BME创始人 －黄家驷院士
1 .X射线计算机断层(XCT)成像
21
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
CT 机诊断图
22
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
From 2-D Cross-sections to 3-D
?
23
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
2. MRI
MRI（Magnetic resonance imaging）称
（3）医学影像技术和装备
（4）生物医学材料表面处理技术、器件及其制备 工艺，组织工程和生物人工器官，生物微系统技术 等。
5 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国对生物医学工程的支持与重视
根据《生物产业发展“十一五”规划》，生物医学 工程高技术专项基金将按照当代生物医学工程技术 和产业发展的方向，重点发展医疗影像设备、医疗 监护系统及设备、肿瘤物理治疗设备等11大类产品。
力争使我国生物医学工程产业2010年实现销售收入 达1500亿元，促使我国生物医学工程产品实现向高 性能化的历史性转变，培育国民经济新的增长点， 提高我国医疗保健系统技术和装备水平，扭转高端 医疗器械主要依靠进口的局面。
6 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
二、生物医学工程是什么？
(六) 生物医学材料
科学家和医生将一颗狒狒的心脏 移植到出生两周的女婴体内
42 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
人工器官的应用
Biomedical engineering
Industrial engineering
Mechanical engineering
Electrical and computer engineering
性问题,因而生理系统的仿真与建
模在生物医学研究领域中已日益
受到重视。
14
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(二)生物医学信号检测与处理
传统听诊法： 1 医生经验 2 主观性
生物医学工程方法： 1 直观形象 2 客观性 3 永久保存，便于分析讨论
15 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
关爱老年人：
康复工程
A 全世界老年人口占12% B 到2050年，全世界老年人 口数量将第一次超过儿童人 口数量。 C 每年有500万人死于中风 如何让老年人生活 得更好？
德国Tü bingen大学的Birbaumer教授利用脑机接口技术 (脑电信号)帮助一个完全瘫痪的患者进行交流，病人甚 至可以在家上网 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程专业介绍
报告人 刘忠国 山东大学控制学院生物医学工程系
22:19:19 1 刘忠国_生物医学工程_山东大学
一、生物医学工程的重要性
美国的保罗-劳特布尔和英国的彼得-曼斯菲尔德共 同获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖——核磁共 振成像技术领域突破性成就：三维图像。 BME在百年诺贝尔生理与医学奖中的份额 百年总计(1901-2000) Ⅰ属于BME范畴 Ⅱ与BME密切相关 91（届次） 16 13 100% 18 % 14 % 43 % 25%
39
Electro-encephalogram (EEG) 脑电图
128 electrode array
22:19:19 40 刘忠国_生物医学工程_山东大学
Transcranial magnetic stimulation (TMS)
经颅磁刺激
22:19:19
41
刘忠国_生物医学工程_山东大学
7
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
三、生物医学工程的培养目标
计算机技术
信息技术 电子技术 医学基础
8
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
四、生物医学工程的历史
1895年:
伦琴的实验室
伦琴夫人 的手指
X射线之父 －伦琴
9 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
11
生物医学工程由来
目前，我国许多高校科研单位均设有 生物医学工程机构，从事着生物医学的 科研教学工作，在我国生物医学工程科 学事业的发展中发挥着重要作用。
12
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五、生物医学工程研究的内容
生物系统的建模与控制
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Chemical engineering Civil engineering
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
Biomedical engineering
http://www.mscsoftware.com/assets/2708_Tibia.jpg
http://www.nd.edu/~amebio/research/research.html
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2. （4+3模式）培养目标和要求 培养目标
本专业培养具备生物医学、电子技术、计算机技 术及信息科学有关的基础理论知识，能运用工程 技术手段研究解决生物医学中有关问题的高级工 程技术人才。本专业强化英语学习，加强英语读 写听说训练，使学生具有较强的国际交流能力。
学生毕业后，可在生物医学工程、医学仪器领域 及其它电子技术、计算机技术、生物信息技术等 产业部门从事研究、开发、教学及管理工作。
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3. 本专业所学课程
总学分：本科阶段不低于150学分，硕士阶段不低于 31学分。
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PET
31
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
4. 移动式血管造影系统
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22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
移动式血管造影系统诊断图
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5.超声诊断仪
34
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
为磁共振成像，是一种专业性强、结构精 密、价格昂贵、具有广泛使用前途的新的 显像诊断技术。
24
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1952 Nobel Prize for Physics
1945年 他们在几天内同时发现核磁共振现象
Felix Bloch 1905-1983 费 利克斯· 布洛赫
5.超声诊断仪
22:19:19
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刘忠国_生物医学工程_山东大学
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(四) 远程医疗
双向声像连接 南极膝关节 手术
美国马萨诸塞总医院
38 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(五)
(二) 生物医学信号检测与处理
心电检测
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(二) 生物医学信号检测与处理
脑电检测
17 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(二) 生物医学信号检测与处理
智能药丸
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(三) 医学图像技术及仪器
19
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1 .X射线计算机断层(XCT)成像
CT（Computed Tomography）是计算机
断层成像的缩写。克服了X光机平面图像
在深度方向的重叠，可以得到人体脏器的
断层（即一薄层）图像，许多断层像可以
重建成三维的立体像。
20
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六、山东大学生物医学工程介绍 1. 专业简介
山东大学生物医学工程学科拥有生物医学工程一级 学科博士学位授权点、生物医学工程硕士学位点和 生物医学工程工程硕士学位授权点。 是中国生物医学工程学会理事、中国生物医学工程 专业教学指导委员会副主任委员和山东省生物医学 工程学会常务理事单位。 研究所现有教授8人（兼职教授3人）， 副教授3人， 讲师2人，其中有博士学位者10人。
29 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
3. 正电子发射计算机断层（PET）扫描机 PET(Positron Emission Tomography) 正 电子发射断层扫描机，是当前被公认的、 最先进的大型医用科研和临床诊断设备。 它不但能像XCT、磁共振成像那样做结构照 相，还能用于新陈代谢的动态研究。
Edward Mills Purcell 1912-1997 爱德华.米尔斯.珀塞尔
Stanford University
25
MIT
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine
1973年他们分别利用磁场梯度解决空间信息获取的 问题：图像形成
Ⅲ不采用BME方法、技术、 39
设备与材料就不能完成的
2
Ⅳ与BME无关的
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生物医学工程产品与医药产品一样 是保证人民健康的必需品
目前，发达国家生物医学工程产品市场与药品 市场之比已达1：1.9，我国仅1：6 。
全国17.5万医疗机构中60%的设备仍保持在上 世纪80年代水平。
生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是 综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来 的新兴边缘学科，其主要研究方向是运用工程技术手 段，研究和解决生物学和医学中的有关问题。现在的 生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方 面起着巨大作用，世界各个主要国家均将它列入高技 术领域，重点投资优先发展。
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Medical Devices
Therapies enabled by “artificial organs” account for ~8% of contemporary medicine
45 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程的历史
生物医学工程在国际上做为一个学科出现，
始于20世纪50年代，特别是随着宇航技术
的进步、人类实现了登月计划以来，生物
医学工程有了快速的发展。
在我国，生物医学工程做为一个专门学科
起步于20世纪70年代，中国医学科学院、
中国协和医科大学原院校长、我国著名的
医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学
生物医学信号检测与处理 医学图像技术与仪器 远程医疗 康复工程
生物医学材料 ……
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22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(一) 生物系统的建模与控制
生物系统是一个动态系统,建立生
物系统的数学模型,有利于获得生
物系统的动态与定量的知识,解决 生物医学中有关作用机制等基础
中 国 女 一 号
3
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国生物医学工程产品现状
近年来，我国生物医学工程产业快速发展， 2005年我国生物医学工程产业总销售额已逾730 亿元，比2000年增长了60%，其中中型医疗设 备销售额约100亿元；出口额已从10年前的0.13 亿美元猛增到2005年的24.90亿美元。 但总体看，我国生物医学工程产业集聚程度低， 全国医疗器械生产企业多达12243家，年销售额 1亿元以上的企业只有60余家； 产品性能普遍落后，技术含量高的大型生物医学 工程产品少。
4 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国对生物医学工程的支持与重视
为加快生物医学工程产业发展，国家计委在“十 五” “十一五”期间组织实施了生物医学工程高 技术产业化专项基金。
国家计委专项支持BME四大重点技术方向： （1）重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置
（2）社区医疗系统工程技术和装备
Lauterbur, 1929
26
Mansfied 1933
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
几种典型的MRI
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22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
MRI成像
22:19:19
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刘忠国_生物医学工程_山东大学
3-D Reconstruction
MRI scan of a human skull
科最早的倡导者。
10 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程的历史
1977年:协和医科大学生物医学 工程专业成立； 1978年:生物医学工程专业学 科组成立；
1980年:中国生物医学工程学 会正式成立； 2000年:山东大学生物医学工 程专业成立。
中国BME创始人 －黄家驷院士
1 .X射线计算机断层(XCT)成像
21
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
CT 机诊断图
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22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
From 2-D Cross-sections to 3-D
?
23
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
2. MRI
MRI（Magnetic resonance imaging）称
（3）医学影像技术和装备
（4）生物医学材料表面处理技术、器件及其制备 工艺，组织工程和生物人工器官，生物微系统技术 等。
5 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
我国对生物医学工程的支持与重视
根据《生物产业发展“十一五”规划》，生物医学 工程高技术专项基金将按照当代生物医学工程技术 和产业发展的方向，重点发展医疗影像设备、医疗 监护系统及设备、肿瘤物理治疗设备等11大类产品。
力争使我国生物医学工程产业2010年实现销售收入 达1500亿元，促使我国生物医学工程产品实现向高 性能化的历史性转变，培育国民经济新的增长点， 提高我国医疗保健系统技术和装备水平，扭转高端 医疗器械主要依靠进口的局面。
6 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
二、生物医学工程是什么？
(六) 生物医学材料
科学家和医生将一颗狒狒的心脏 移植到出生两周的女婴体内
42 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
人工器官的应用
Biomedical engineering
Industrial engineering
Mechanical engineering
Electrical and computer engineering
性问题,因而生理系统的仿真与建
模在生物医学研究领域中已日益
受到重视。
14
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
(二)生物医学信号检测与处理
传统听诊法： 1 医生经验 2 主观性
生物医学工程方法： 1 直观形象 2 客观性 3 永久保存，便于分析讨论
15 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
关爱老年人：
康复工程
A 全世界老年人口占12% B 到2050年，全世界老年人 口数量将第一次超过儿童人 口数量。 C 每年有500万人死于中风 如何让老年人生活 得更好？
德国Tü bingen大学的Birbaumer教授利用脑机接口技术 (脑电信号)帮助一个完全瘫痪的患者进行交流，病人甚 至可以在家上网 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
生物医学工程专业介绍
报告人 刘忠国 山东大学控制学院生物医学工程系
22:19:19 1 刘忠国_生物医学工程_山东大学
一、生物医学工程的重要性
美国的保罗-劳特布尔和英国的彼得-曼斯菲尔德共 同获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖——核磁共 振成像技术领域突破性成就：三维图像。 BME在百年诺贝尔生理与医学奖中的份额 百年总计(1901-2000) Ⅰ属于BME范畴 Ⅱ与BME密切相关 91（届次） 16 13 100% 18 % 14 % 43 % 25%
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Electro-encephalogram (EEG) 脑电图
128 electrode array
22:19:19 40 刘忠国_生物医学工程_山东大学
Transcranial magnetic stimulation (TMS)
经颅磁刺激
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刘忠国_生物医学工程_山东大学
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三、生物医学工程的培养目标
计算机技术
信息技术 电子技术 医学基础
8
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四、生物医学工程的历史
1895年:
伦琴的实验室
伦琴夫人 的手指
X射线之父 －伦琴
9 22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
22:19:19 刘忠国_生物医学工程_山东大学
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生物医学工程由来
目前，我国许多高校科研单位均设有 生物医学工程机构，从事着生物医学的 科研教学工作，在我国生物医学工程科 学事业的发展中发挥着重要作用。
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五、生物医学工程研究的内容
生物系统的建模与控制