生物医学工程基础绪论

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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
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基本任务
生物医学工程学的基本任务是运用 工程技术手段，研究和解决生物学和医 学中的有关问题
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目前涉及较多的学科
医学、生物学、物理学、化学、 力学、材料学、制造学、电子学、 计算机科学等……
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主要研究领域
① 生物力学 ② 生物材料学 ③ 人工器官 ④ 生物系统建模与仿真 ⑤ 生物医学信号与传感器 ⑥ 生物医学信息处理 ⑦ 医学图像技术 ⑧ 物理因子在治疗中应用及生物学效应
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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
生物学
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生物 医学工程
医学
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更详细说明：
综合运用现代自然科学和工程技术的原 理、方法，从工程学的角度，在多种层次上 研究生物体，特别是人体的结构、功能和其 它生命现象，揭示和论证生命运动的规律， 深化对生命系统的认识，提供防病、治病、 卫生保健、康复、安全防护的新理论和新方 法，设计和研制用于防病、治病等的新材料、 人工器官、装置与系统的新兴交叉学科
人工生物瓣
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(4)、医学康复中的生物医学工程
• 畸形矫正 • 人工义肢 • 可视义眼 • 人工耳膜
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总体概念
都是说的生物学、医学和工程学相 互融合、依存的关系。生物医学工程学 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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“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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现代医学的主要任务： 诊断－－治疗－－康复－－预防
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(1)、疾病预防中的生物医学工程
• 病毒与细菌的隔离 • 病毒与细菌的杀灭 • 有毒、有害物质的清除
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各研究领域既相互独 立，又相互交叉，相互 支撑
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1.3 生物医学工程的特点
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新兴、综合、交 叉与边缘科学
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A、迅速发展的新兴学科
生物医学工程是在近几十年才 从医学中分离而形成一门独立学科。 当代高新科技的飞速发展，为它提 供基础
名权威曾有过几个定义
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对生物医学工程
三个有代表性的定义表述
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三合一学说 工程应用学说
结合学说
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生物医学工程
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“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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B、大跨度、多学科的综合性应用学科
医学、生物学、物理学、化学、力 学、材料学、制造学、电子学、计算机 科学等学科的有机结合，甚至涉及社会、 伦理、道德、法律等
非生命科学到生命科学 自然科学到人文科学
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C、生物医学工程是医学和 生物学发展的重要动力
• 一方面生物医学工程为医学、生物学提 供技术与装备
2.5、材料在体内的生物降解
2.6、生物医学材料的免疫学
2.7、无机生物医学材料
2.8、金属生物医学材料
2.9、医用高分子材料
2.10 组织工程材料
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第一章 绪 论
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主要参考书
• 郑昌琼、裴觉民主编，生物医学工程学，四川 大学内部讲义，2000 11
• 俞梦孙、蒋大宗主编，中国生物医学工程的今 天与明天，天津科技翻译出版社，1998 12
第一章 绪论－－教学内容
1.1、生物医学工程的定义 1.2、生物医学工程研究内容和基本任务 1.3、生物医学工程的特点 1.4、生物医学工程的发展
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第二章 生物医学材料－－教学内容
2.1、生物医学材料概论
2.2、生物材料表面与血液及组织成分的相互作用
2.3、金属材料的毒理学
2.4、陶瓷材料的毒理学
• 陈百万主编，生物医学工程学，科学出版社， 1997年
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边缘交叉科学
(Interdisciplinary)
综 合： 生物学 医学 工程学 理论和方法 近几十年内建立与发展
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什么是医学生物工程学
• 还没有一个公认的定义 • 随科学技术的发展而改变 • 随生物医学工程研究领域而拓展 • 若干个生物医学工程学的奠基人和著
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含纳米二氧化钛、纳米银的抗菌涂料
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(2)、医学诊断中的生物医学工程
• 医学图像 超声图像、CT、X-光片………
• 生物信号 心电、脑电……….
• 医学检验 核磁共振、内窥检验………..
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心电监视仪 X－CT
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彩色多普勒超声图像
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研究方法
生物医学工程学以应用基础性 研究为主，研究的对象是人体(一个 多层次的庞大系统)，所涉及的领域 十分广泛，并在不断的扩展之中
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研究内容
从微观层次、组织器官层次和整体层次： (1)、研究探索人类正常生理学；(2)、表征 组织与器官的病变机理；(3)、给出研究和 技术开发的最佳手段；(4)、提供治疗与预 防的有效方法
彩色B型超声仪
放射性核素成像
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(3)、医学治疗中的生物医学工程
• 激光手术、γ-刀
• 超声碎石
• 癌症的放射治疗与化学治疗
• 靶向药物与生物导弹
• 器官修复中的组织工程
• 人工胰－－血糖测定与胰岛素注射
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全人工心脏 膜式人工肺
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组织工程骨修复 胰岛素药泵
介入治疗导管
• 另一方面又为医学和生物学的发展开辟 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