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1、生物醫(yī)學(xué)工程導(dǎo)論1.生物醫(yī)學(xué)工程的應(yīng)用(舉例)?生物醫(yī)學(xué)工程是結(jié)合物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)與工程學(xué)原理,從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、行為學(xué)或衛(wèi)生學(xué)的研究;提出基本概念,產(chǎn)生從分子水平到器官水平的知識(shí),開發(fā)創(chuàng)新的生物學(xué)制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學(xué)方法,用與疾病預(yù)防、診斷和治療,病人康復(fù),改善衛(wèi)生狀況等目。生物醫(yī)學(xué)工程在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,不僅為軍事醫(yī)學(xué)及其相應(yīng)基礎(chǔ)研究提供必要的技術(shù)、手段、方法、儀器和設(shè)備,而且也是軍事醫(yī)學(xué)研究成果物化為衛(wèi)勤保障裝備,實(shí)現(xiàn)我軍衛(wèi)勤裝備現(xiàn)代化、高技術(shù)化的橋梁。例如,生物材料是與人體組織相接觸或作用而對(duì)人體無(wú)毒副作用、不凝血、不溶血、不引起人體細(xì)胞
2、突變、畸變和癌變,也不引起免疫排斥和過(guò)敏反應(yīng)的特殊功能材料。可開發(fā)出在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛用途的抗凝血材料、可降解性骨修補(bǔ)材料、吸咐解毒材料、藥物緩釋材料、生物粘合材料、抗粘連材料、透析及超過(guò)濾用的膜材料、外科手術(shù)縫線、藥物載體材料、記憶合金等。生物系統(tǒng)建模與仿真通過(guò)對(duì)生物細(xì)胞、器官和整體各層次的行為參數(shù)及其關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,用電子計(jì)算機(jī)分析和預(yù)測(cè)各種條件下生物系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和狀態(tài)。這種技術(shù)可以替代軍事醫(yī)學(xué)研究中某些復(fù)雜、長(zhǎng)期、昂貴乃至無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),如航天、航空、潛水及危險(xiǎn)條件下的生物系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),提高研究效率,并可為施加不同控制條件研究對(duì)生物系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的影響。生物系統(tǒng)建模與仿真也是醫(yī)學(xué)智
3、能儀器研制的重要基礎(chǔ)。人工器官是用人工材料制成的、模擬人體器官的結(jié)構(gòu)與功能、可部分或全部代替自然器官功能的機(jī)械裝置,對(duì)于戰(zhàn)傷救治、減少傷殘、提高傷病員的生存質(zhì)量具有重要意義。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是各種醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù),生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)綜合反映了通信、生理、模式識(shí)別、人工智能和數(shù)字信號(hào)處理多類技術(shù),已成為醫(yī)學(xué)研究、疾病診斷和指導(dǎo)治療的重要技術(shù),為避免或改善飛行員空間定向障礙、意識(shí)喪失提供了新的手段??v觀醫(yī)學(xué)新技術(shù)誕生和發(fā)展的歷史,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)研究領(lǐng)域十分廣泛,與其他學(xué)科的集成交叉是多層次、多方面的。利用多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)來(lái)揭示人類思維和認(rèn)知的奧秘,是二十一世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)
4、主攻方向。與分子生物學(xué)相結(jié)合,加強(qiáng)細(xì)胞和分子水平的研究,如生物醫(yī)學(xué)納米工程技術(shù),是生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。微創(chuàng)傷手術(shù)、生物醫(yī)學(xué)微機(jī)電技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)機(jī)器人技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)等正在成長(zhǎng)為新的研究領(lǐng)域。隨著廣泛應(yīng)用現(xiàn)代相關(guān)技術(shù)成果,未來(lái)的醫(yī)療儀器裝置、醫(yī)學(xué)診療過(guò)程必將融合更廣泛的集成科學(xué)技術(shù),創(chuàng)造出新設(shè)備和新技術(shù),推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)向更高水平發(fā)展。2.探討你對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的看法。生物醫(yī)學(xué)工程是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的交叉學(xué)科,是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)角度,多層次研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示其生命現(xiàn)象,為防病、治病提
5、供新的技術(shù)手段。它涉及生物信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像、圖像處理、生物信號(hào)處理、生物力學(xué)、生物材料、三維建模和系統(tǒng)分析等領(lǐng)域;研究方法中一個(gè)最重要的手段就是運(yùn)用仿生研究,研發(fā)出和人體結(jié)構(gòu)和功能相類似的工程產(chǎn)品以適應(yīng)疾病診斷治療需要;生物醫(yī)學(xué)工程伴隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步和醫(yī)療器械的發(fā)展而不斷成熟,在健康教育、疾病預(yù)防、疾病診斷、疾病治療、疾病康復(fù)中都發(fā)揮重要作用,也將在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)揮越來(lái)越大的影響。1)發(fā)達(dá)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀在美國(guó)以及歐洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,早在上世紀(jì)70年代就指出生物醫(yī)學(xué)工程的重要性,基于其強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)、科技實(shí)力,經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的努力均取得了各自的成果。如今,這些國(guó)家在生物醫(yī)學(xué)工程方面處于世界前列
6、。但是面對(duì)當(dāng)今科技飛速發(fā)展的新形勢(shì),他們?nèi)栽谙氡M一切辦法努力前進(jìn)。在美國(guó),許多著名大學(xué)根據(jù)自身?xiàng)l件和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的特點(diǎn)以及社會(huì)需要采用各種方式積極推進(jìn)“學(xué)科交叉計(jì)劃”。這樣一來(lái),生物醫(yī)學(xué)工程在這一有利條件下迅速發(fā)展,朝向以整合生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)及工程科學(xué)等高度交叉跨領(lǐng)域方向發(fā)展。這種發(fā)展方向既促進(jìn)了傳統(tǒng)性專業(yè)的提升,又為逐步形成新專業(yè)創(chuàng)造了條件。另外,美國(guó)政府因認(rèn)識(shí)到新的世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程對(duì)促進(jìn)衛(wèi)生保障事業(yè)發(fā)展所具有極大的重要性,急需扭轉(zhuǎn)美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研發(fā)工作群龍無(wú)首的分散局面,美國(guó)第102屆國(guó)會(huì)于3000年1月34日通過(guò)立法,在國(guó)立衛(wèi)生研究院內(nèi)設(shè)立了國(guó)家生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程
7、研究所,規(guī)定由該所負(fù)責(zé)對(duì)美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的科研創(chuàng)新、開發(fā)應(yīng)用、教育培訓(xùn)和信息傳播等進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理,促進(jìn)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的基本了解、合作研究以及跨學(xué)科的創(chuàng)新。這也大大推動(dòng)了美國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展。2)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程的現(xiàn)狀我國(guó)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)起步比較低。自上世紀(jì)80年代以來(lái),經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,目前全國(guó)已有很多所高校內(nèi)設(shè)有此專業(yè),在一些理、工科實(shí)力較強(qiáng)的高校內(nèi)