生物医学工程导论课件.ppt
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- 生物医学 工程 导论 课件
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1生物医学工程学科生物医学工程学科 及其人才培养与需求及其人才培养与需求文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2一、生物医学工程的发展沿革 远古时期人们对疾病的认识与诊治:神灵的惩罚(礼拜、祷告)巫医利用巫术进行诊治(精神、心理)治病方式:植物或动物 治病术或巫师们观察疾病的性质,凭经验形成了原始医学(草药医生、接骨者、手术者、接生婆等)原始医学 经验医学 (经验的、定性的)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。3 加里略(1592)温度
2、计、脉搏 胡克(hooke,1666)显微镜(cell)列文虎克(leeuwenhock,1676)发现细菌16世纪(文艺复兴时期)开始了对疾病的测量时代 (从经验或定性到定量)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。419世纪末到20世纪初 基础学科的发展(化学、生理学、药理学等)以及技术学科的不断进步,出现了多学科互相交叉的时代。推动了生物医学工程学科的产生与发展文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。5 荷兰生理学家艾因托分(Einthovn,1894)-心电描记仪 德国物理学家伦琴(Roentgen,1895)
3、-X线,开创了人类第一张医学影像。德国物理学家布希(Busch,1926)-电子显微镜。1927-呼吸机 1939-心肺搭桥;1940-心导管血管造影 1947-生物无线电遥测技术(心、脑电)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。61963年,美国物理学家cormack图像重建数学理论应用于放射医学研究英国电子学工程师Hounsfield引入计算机开创了现代医学影像技术的应用与发展 1948-超声诊断仪 1958-植入式人体心脏起博器 50年代生物医学材料和人工器官开始研制与使用。如硅橡胶、聚氨脂;人工肾、人工肺、人工心瓣膜、人工晶体等。文档仅供参考,不
4、能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。7 1972年-计算机断层(Computed Tomography,CT)1980年-核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance,NMR);磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI);功能磁共振成像(Function Magnetic Resonance Imaging,fMRI);单光子发射型计算机断层(Single photon Emission Computed Tomography,SPECT or ECT)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系
5、网站或本人删除。8生物医学工程作为一门新兴的边缘学科,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他所吸收和利用,并形成了一个庞大的新兴产业系统 正电子发射型断层(Positron Emission Tomography,PET)新近研制开发电阻抗断层(Electronical Impedance Tomography,EIT)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。9二、生物医学学科及研究内容文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。10生物医学工程学科的产生 国际起步于1958年法国巴黎,在19581961年
6、间主要以医学电子、生物医学电子学。参加国家9个,与会学者50名。1965年在东京召开第6次国际会议,确立了医学电子和生物医学工程。(Biomedical Engineering)(Biomedical Engineering)特点:医用电子学为主导的医学工程文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。11我国生物医学工程 1978年我国将生物医学工程确定为独立的学科,制定了学科发展规划-生物医学仪器及工程 90年代正式列为生物医学工程学科只有一级学科,无二级学科文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。12生物医学工程生物医
7、学工程学科学科:是综合生命科学和是综合生命科学和工程技术,工程技术,理、工、医理、工、医相结合的相结合的新兴交叉新兴交叉学科学科;是一门多学科交融的边缘学科,体是一门多学科交融的边缘学科,体现了新知识的综合和发展,在生物医学研现了新知识的综合和发展,在生物医学研究、知识产生、转化研究和卫生保健中扮究、知识产生、转化研究和卫生保健中扮演了许多重要角色,对提高医学水平,促演了许多重要角色,对提高医学水平,促进医学科学的现代化发挥着关键性的作用进医学科学的现代化发挥着关键性的作用;同时,为促进同时,为促进电子电子、信息信息、材料科学材料科学、生生物物理物物理、生物化学生物化学等多种学科的发展起着等多
8、种学科的发展起着重要的作用重要的作用。(摘自中国生物医学工程学会网页摘自中国生物医学工程学会网页)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。13 早期的生物医学工程早期的生物医学工程也称为也称为医学工医学工程学程学:一般将综合运用数理科学原:一般将综合运用数理科学原理和现代工程技术研究和解决基础理和现代工程技术研究和解决基础医学和临床医学中问题的分支学科医学和临床医学中问题的分支学科称为医学工程学称为医学工程学(Medical Engineering)(Medical Engineering)把综合运用数理科学原理和现代工把综合运用数理科学原理和现代工程技术
9、的理论和方法研究、解决临程技术的理论和方法研究、解决临床医学实际问题的分支学科称为床医学实际问题的分支学科称为临临床工程学床工程学(或(或临床医学工程临床医学工程)(Clinical Engineering)(Clinical Engineering)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。14生物医学工程的定义生物医学工程的定义生物学生物学 Biology医医 学学 Medicine工程学工程学 Engineering生物医学工程生物医学工程 Biological Medical Engineering BME文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如
10、有不当之处,请联系网站或本人删除。15美国国立卫生研究院有关名词命名专家组最近美国国立卫生研究院有关名词命名专家组最近对生物医学工程学的定义对生物医学工程学的定义:生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机科学与工程学原理的一门学科。从事生物学、医算机科学与工程学原理的一门学科。从事生物学、医学、行为学或卫生学的以下研究:学、行为学或卫生学的以下研究:提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识;识;开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法;物
11、、器械和信息学方法;用于疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫用于疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫生状况等目的。生状况等目的。”文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。16工程学(综合)工程学(综合)生物医学工程学科的内涵生物医学工程学科的内涵工程学(综合)工程学(综合)信息反馈信息反馈市场产品市场产品生物医学(分析)生物医学(分析)医学医学检验检验装置开发装置开发理理论论想想法法文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。17生物医学工程学科的特点生物医学工程学科的特点工程学工程学电子学电子学计算机科学计算机科学力
12、学力学材料科学材料科学机械制造学机械制造学-生物医学生物医学生物学生物学神经科学神经科学内科学内科学外科学外科学矫形科学矫形科学-文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。18生物医学本科专业目录:生物医学本科专业目录:仅设仅设 生物医学工程生物医学工程 学科和专业学科和专业属于属于 工学工学-电气信息二级学科门类电气信息二级学科门类 下的一个下的一个专业专业据此,据此,生物医学工程学科生物医学工程学科可以包括:可以包括:医学工程学医学工程学和和临床医学工程临床医学工程文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。19研究生专
13、业研究生专业 新调整的方案:新调整的方案:生物力学(生物力学(080110080110,部分),部分)生物医学工程及仪器(生物医学工程及仪器(080305080305)生物电子学(生物电子学(0808S10808S1)生物医学工程生物医学工程 (100107100107)生物医学工程生物医学工程 (08310831,无二级学科无二级学科)可授于可授于工学工学、理学理学或或医学医学学位学位从从医学门类医学门类中中划出列入划出列入工学工学门类门类文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。20生物医学工程学科人才培养的生物医学工程学科人才培养的类型、层次和知识结构
14、类型、层次和知识结构20032003年我国有年我国有6868所院校所院校开设生物医学工程开设生物医学工程本科专业本科专业(2005(2005年年9696所,发展之快)所,发展之快)医科大学医科大学 1010所所综合性大学综合性大学 1111所所名牌工科大学名牌工科大学 1111所所医学院医学院 1414所所普通工科院校普通工科院校 2222所所医学院校医学院校 2424所所实力较强的理工院校实力较强的理工院校 2222所所普通工科院校普通工科院校 2222所所大约各占大约各占 1/31/3文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。21学位授予单位代码及名称排
15、名得分10335 浙江大学195.5310286 东南大学288.7310248 上海交通大学384.6810698 西安交通大学483.7810487 华中科技大学581.3311901 四川大学680.8910003 清华大学779.3190025 第一军医大学875.1910056 天津大学974.210533 中南大学1070.7810561 华南理工大学1168.710145 东北大学1268.4810699 西北工业大学1365.0110614 电子科技大学1464.6510701 西安电子科技大学1564.0410112 太原理工大学1663.64生物医学工程首次全国一级学科评估
16、排名生物医学工程首次全国一级学科评估排名文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。22人才培养大致上分为三类,或在三个人才培养大致上分为三类,或在三个方面有所侧重方面有所侧重(当然,也可以相互交叉和包容)(当然,也可以相互交叉和包容)一、一、培养博士和硕士研究生,依赖于培养博士和硕士研究生,依赖于实力实力较强的理工院校较强的理工院校、部分医科大学部分医科大学和和科研科研院所院所,开展生物医学工程学科前沿研究,开展生物医学工程学科前沿研究,组织重点攻关。组织重点攻关。纳米生物医学工程、基因芯片、医学影像纳米生物医学工程、基因芯片、医学影像与精确诊治技术、人体组
17、织与器官功能重与精确诊治技术、人体组织与器官功能重建技术、医用生物材料及植入技术、脑神建技术、医用生物材料及植入技术、脑神经科学与康复工程等经科学与康复工程等文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。23 二、二、以以医科大学医科大学和和医学院医学院为主,重为主,重点培养硕士研究生和本科生层次的、点培养硕士研究生和本科生层次的、符合临床实际需要的临床医学工程符合临床实际需要的临床医学工程技师。技师。三、三、培养医学仪器或医疗器械方面培养医学仪器或医疗器械方面的硕士研究生、应用型本科生和少的硕士研究生、应用型本科生和少量实用型的专科生,能够从事医学量实用型的专
18、科生,能够从事医学仪器的研究、开发、设计、制造和仪器的研究、开发、设计、制造和维护和维修,以及能够从事医疗器维护和维修,以及能够从事医疗器械产品的经营管理、技术服务等工械产品的经营管理、技术服务等工作。作。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。24知识要求三类人才去向有所不同,但本科层次培养三类人才去向有所不同,但本科层次培养要求一致、特征相同要求一致、特征相同:(1 1)是理、工、医结合型是理、工、医结合型(2 2)是应用型本科,该学科的本科教育仍属于)是应用型本科,该学科的本科教育仍属于工程教育类工程教育类,不可忽视,不可忽视“应用性应用性”需要需要
19、:数理基础较好、外语和计算机数理基础较好、外语和计算机应用能力较强、专业基础较为扎实,应用能力较强、专业基础较为扎实,具备一定的医学具备一定的医学和生物学和生物学基础知识。基础知识。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。25学科研究的内容学科研究的内容(大体可概括为大体可概括为三个方面)三个方面)(1 1)生物材料与康复工程)生物材料与康复工程 主要包括:主要包括:医用生物材料及体内植入技术医用生物材料及体内植入技术 生物力学与人体组织工程生物力学与人体组织工程 器官修复及功能重建工程器官修复及功能重建工程 医用视听功能及障碍恢复技术医用视听功能及障碍恢
20、复技术 现代生物医学信息检测、分析与应用等现代生物医学信息检测、分析与应用等文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。26(2 2)医疗器械工程医疗器械工程 主要包括:主要包括:医用电子仪器医用电子仪器超声仪器超声仪器放射设备放射设备医用手术、急救和诊疗器械与设备医用手术、急救和诊疗器械与设备体外循环及血液处理设备等体外循环及血液处理设备等光学器具和激光仪器光学器具和激光仪器微机械及微创医疗技术微机械及微创医疗技术临床检验分析仪器临床检验分析仪器文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。27(3 3)临床医学工程)临床医学
21、工程利用利用仪器设备配合临床诊疗与监护,仪器设备配合临床诊疗与监护,包括:包括:医学影像技术医学影像技术医学成像及处理技术医学成像及处理技术高压治疗技术高压治疗技术监护技术监护技术医学信息系统和数字医疗技术医学信息系统和数字医疗技术言语、听觉和视能障碍测试与训练技术言语、听觉和视能障碍测试与训练技术康复、保健与运动医疗技术等。康复、保健与运动医疗技术等。放射治疗技术放射治疗技术呼吸治疗技术呼吸治疗技术人工心肺技术人工心肺技术血液净化技术血液净化技术文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。28 生物医学工程产生的背景是高科技生物医学工程产生的背景是高科技时代
22、的生物医学发展的需要,因此它时代的生物医学发展的需要,因此它最终必须服务于生物医学和人类健康,最终必须服务于生物医学和人类健康,最终应用最终应用的最主要的的最主要的阵地是医院阵地是医院,所,所有的生物医学工程有的生物医学工程科研开发型的产品科研开发型的产品必然在医院中体现它的意义和价值。必然在医院中体现它的意义和价值。临床工程临床工程文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。29另外,生物医学工程对在医院的建另外,生物医学工程对在医院的建设和发展中所起的作用更为重要,设和发展中所起的作用更为重要,所居的地位更为明显。这样我们把所居的地位更为明显。这样我们把在
23、医院中的在医院中的生物医学工程定义为临生物医学工程定义为临床工程床工程-生物医学工程的分支学生物医学工程的分支学科。科。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。30 临床工程已成为现代化医院临床工程已成为现代化医院不可缺少的组成成份,将起到不可缺少的组成成份,将起到举足轻重的作用。举足轻重的作用。临床工程师、临床工程师、医生和护士医生和护士共同构成现代化共同构成现代化医院的医院的三大支柱三大支柱。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。31对应对应临床工程的载体临床工程的载体是各级是各级医院也包括家庭(家庭保健工医院也
24、包括家庭(家庭保健工程也在兴起),在医院中相应程也在兴起),在医院中相应的单位有医学工程(设备、器的单位有医学工程(设备、器材)科,信息科、放射科、超材)科,信息科、放射科、超声科、核医学科、理疗科及很声科、核医学科、理疗科及很多临床科室。多临床科室。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。32临床工程的定义临床工程的定义 在医院中所有为了提高医院在医院中所有为了提高医院医疗水平而应用现代工程技医疗水平而应用现代工程技术的工作都应该属于临床工术的工作都应该属于临床工程的范畴。程的范畴。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
25、删除。33医院中的设备工程和设备管理工程医院中的设备工程和设备管理工程 影像存档和通讯影像存档和通讯-PACS(Picture Archiving&Communications System,),)医疗信息的现代化管理医疗信息的现代化管理-HIS(Hospital Information System)系统系统 参与临床的诊断与治疗一线工作的工参与临床的诊断与治疗一线工作的工 程技术程技术 临床工程临床工程clinical clinical engineeringengineering远程医疗网络系统等远程医疗网络系统等 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
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