生物医学工程学科知识体系2009.ppt

BME Biomedical Engineering生物医学工程导论/概论 生物医学工程学知识体系 生物医学工程学基础理论 生物医学工程学应用技术 生物医学工程学发展趋势 生物医学工程学学科体系 生物医学工程学与生命 生物医学工程学的定义 生物医学工程学的层次结构 生物医学工程学的特点 生物医学工程学的研究范围/内容 生物医学工程学对医学发展的贡献 生物工程与生物医学工程 生物医学工程教育与产业 一、生物医学工程学与生命 物质文明高度发达 人们对于自身的认识比起对非生命的客观世界的认识要逊色得多 人人享有卫生保健 健康是人类生命存在的正常状态 健康不仅是没有疾病或者虚弱，而且是指身体的，心理的和社会的良好状态。【WHO】 健康的三个层次（温饱） 第一层（一级健康）是满足生存条件，包括： ①无饥饿、无病、无体弱，能精力充沛地生活和劳动，满足基本卫生要求，对健康障碍的预防和治疗具有基本知识。 ②对有科学预防方法的疾病和灾害，能够做到采取合格的预防措施。 ③对健康的障碍能够及时采取合理的治疗和康复措施。 健康的三个层次（小康） 第二层（二级健康）为满意度条件，包括： ①一定的职业和收人，满足经济要求。 ②日常生活中能享用必威体育精装版科技成果。 ③自由自在地生活。 健康的三个层次（富裕） 第三层（三级健康）为最高层次的健康，包括： ①通过适当训练，掌握高深知识和技术并且有条件应用这些技术。 ②能过着为社会做贡献的生活。 如何才能健康地生活？ 新陈代谢 异常 医学 生物医学工程 社会的发展 医学模式的变革 二、生物医学工程学的定义 工程学是建立在基础自然科学（主要是物理学，也涉及化学和生物学等）原理基础上的应用技术科学。 医学主要致力于生命科学成果的实际应用（疾病的预防、诊断和治疗——预防医学和临床医学）。 二、生物医学工程学的定义 生物医学工程学是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。 二、生物医学工程学的定义（NIH） 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，从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究；提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识；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；用于疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改善卫生状况等目的。 三、生物医学工程学的层次结构 人体是一个多层次的复杂的巨系统。因此，生物医学工程学必定具有层次结构。 生物医学工程学大体上可以分为三个层次 整体层次 器官和组织层次 微观层次 整体层次 把人看作一个整体，或者把人和环境（自然的和人为的）看作一个整体，考虑人的生命运动规律和影响因素，进而进行能动的协调和控制。 人-机环境系统工程中的生物医学工程问题研究人和工作环境之间的相互关系。 如：①保障工作环境中人的安全（人对各种刺激因素的生理耐限与心理与生理耐限）和健康（职业病防治），进而提高工作效率的工程问题。②航空航天医学工程、航天医学。 中医工程——用现代技术对中医学问题进行多学科综合研究。 器官和组织层次 发展人体器官、组织的某些功能的补偿技术或代用装置及人工生物医学材料。 如人工肾、人工肺、人工肝、人工胰、人工心瓣、人工血液、人工皮肤、人工感官、人工关节、假肢等等。 发展医用传感器和人体参数测量技术，特别是无创诊断技术和装置。 如生物传感技术和各种成像技术。 发展新型的医疗技术制备的系统监测装置。 微观层次——生物技术和生物工程 主要是指细胞和生物大分子层次上的生物医学工程问题。 在人为环境下，按预定的目标，控制生物系统（如生物反应器）的功能，即生物反应器的设计和运转程序的优化问题。 发展高效、快速的分离技术装置，以获得高纯度的保持生物活性的产品。 发展在生物系统的控制和生物物质分离中需要的生物传感器的检测、控制技术。 生物芯片相关技术。如芯片分析。 四、生物医学工程学的特点 新兴、综合、交叉与边缘科学 生物医学工程学将人体看作是由许多子系统构成的一个整体系统，并将人体各层次上的生理过程看作是一个系统的状态变化的过程，把工程学的理论和方法与生物医学的理论和方法有机地结合起来，研究这类系统状态变化的规律。在此基础上进而从工程学角度去解决疾病的防治及康复问题，即应用各种工程技术手段创建适宜的方法和仪器设备，以最有效的途径来人为地控制疾病的变化过程，以达到预期的防治疾病、保障人类健康的目的。 五、生物医学工程学的研究范围/内容 基础（理论）研究：指以认识自然现象，探索自然规律为目的，不直接考虑应用目标的研究活动。 应用基础/应用技术研究：指有广泛应用前景，但以获取新原理、新技术、新方法为