关于生物医学工程..docVIP

关于生物医学工程 首先这就涉及到本人的专业-生物医学工程，这是一个交叉学科领域，所要求的知识范围比较广，从生物化学实验（基因工程，生理解剖学等）到计算机科学 （微机原理与接口技术，单片机，DSP，FPGA，ARM），从硬件电路设计（生物医学电子学，电路分析基础，模电数电）与制作到软件程序的设计与调试 （c,c++,matlab，数据结构与算法设计，数值方法），从医学图像处理到自动控制原理，从传感器（光电检测技术，生物测量仪器原理）到信号处理 （信号与系统，数字信号处理，高等数字信号处理）等。因此，总是有许多上不完的课，但是整个下来的培养方式感觉还是可以得。因为生物医学工程要解决的问题 是复杂的系统工程，需要多学科交叉融合，如果没有足够的知识面是很难独当一面的。虽然内容多而杂，但是如果真正从头到尾完成一件生物医学测量装置的工程 时，就会发现所学到的东西大多都需要用到，即使有些遗忘，因为学过，只要稍加复习整理，就能快速使用，这可能就是“先博后渊”的学习策略吧！ 专业出口与前景 本篇手写笔记第一张中所列举的国内外从事医疗器械的公司就是生物医学工程的对口期望输出单位。特别是国内医疗器械市场还是一个有待开垦的市场，在可 见不远的将来，在云计算与智能化的浪潮推动下，数字医疗、智能医疗、可穿戴医疗等概念和产品都将极大的促进该行业的蓬勃发展，极大地改善边远地区落后的医疗基础设施。中国大部分农村医疗基础设施将是一个医疗器械市场的大的出口。 医学影像学 大部分人应该都用过X光机，拍过胸片，而孕妇大都使用过超声查看婴儿的状态等。这些都是医学影像技术，其实跟人们的生活离得挺近的。 然而大家也都知道，对于大部分的检查（通过影像学），通常都是对人体有损害的，所谓辐射量的控制。MRI号称对人的伤害最小，因此在各大医院几乎都能看到它的身影。所以，如果能开发一种完全无损且实时成像或者快速成像的医学影象设备，那将是对人类的极大贡献。 在了解医学影像学原理前，必须对基本的图像处理知识进行学习。因为大部分的医学影象学的原始图像是很难看并辅助诊断的，通常都会采取一系列的图像处 理手段之后才被用来进行诊断。所以，本系列的博文组织形式也将是先概要介绍一下，然后进入图像处理基本知识，最后介绍几种医学影像学技术原理。 随着科学技术的进步，医学影像技术取得了长足的发展。它是借助于某种能量与生物体的相互作用，提取生物体内组织或器官的形态、结构以及某些生理功能的信息，为生物组织研究和临床诊断提供影像信息的一门科学。所涉及的范围越来越广，有X线成像、超声波成像、磁共振成像、红外线成像、放射性核素成像、光学成像等。这些方法各有所长，互相补充，能为医生做出确切诊断，提供愈来愈详细和精确的信息。随着各种影像设备的分辨率不断提高，一些成像系统已具备了显微分辨能力，将活体影像学带进了基础科学，使其可以深入到细胞、分子水平，即其成像技术从宏观进入了微观，分子影像学应运而生，医学影像进入了新的时代。 1 X线成像技术 1895年伦琴发现了X射线（X-ray），这是19世纪医学诊断学上最伟大的发现。X-ray透视和摄影技术作为最早的医学影像技术，直到今天还是使用最普遍且有相当大的临床诊断价值的一种医学诊断方法。X线成像系统检测的信号是穿透组织后的X线强度，反映人体不同组织对X线吸收系数的差别，即组织厚度及密度的差异；图像所显示的是组织、器官和病变部位的形状。 随着计算机的发展，数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影。数字X线检查技术包括计算机X线摄影、直接数字X线摄影、数字减影血管造影和X－CT等。X－CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破，是标志着医学影像设备与计算机相结合的里程碑。自20世纪70年代初开始在临床应用以来，经过多次升级换代，由最初的普通头颅CT机发展到现在的高档滑环式螺旋CT和电子束CT。其结构和性能不断完善和提高，可用于身体任何部位组织器官的检查，因其密度分辨率高，解剖结构显示清楚，对病变的定位和定性较高，已成为临床常用的影像检查方法。 2 核医学成像技术 核医学成像系统又称放射性核素成像（RNI）系统，所检测信号是摄人体内的放射性核素所放出的射线，图像信号反映放射性核素的浓度分布，显示形态学信息和功能信息。核医学成像与其他影像学成像具有本质的区别，其影像取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活性和排泄引流情况等因素，而不是组织的密度变化。它是一种功能性影像，影像的清晰度主要取决于脏器或组织的功能状态，由于病变过程中功能代谢的变化往往发生在形态学改变之前，故核医学成像也被认为是最具有早期诊断价值的检查手段之一。 早期开发的核医学成像仪器是放射性核素扫描仪。CT技术问世后，