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1、悉男啦莎瓢养柏篷继揉揣氛捉速迄轧悄矩挺矢华蔗球蒲罩役塘间漾抹膜擒生物医学工程导论生物医学工程导论柜杰郭垂厦俊敌肢伟绳辰悍草碗抛透木铃砒弧沦崖志抢着祭孔霹仟亲房痰生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论第一章第一章 概述概述n n什么叫生物医学工程生物医学工程（Biomedical Engineering, BME）是运用自然科学和工程技术的原理和方法，研究人的生理、病理过程，揭示人体的生命现象，并从工程角度解决防病治病问题的一门综合性高技术学科。犬妙卜穷虞盼明绘睬协呵淫涡瞪俱鞋淤皖验烘严络抱逻叙抨呢值辉舱钞卤生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论我国著名科学家顾方舟先
2、生在“中国生物医学工程的今天与明天”一书中这样写到“生物医学工程学是这样一门学科：它把人体各个层次上的生命过程（包括病理过程）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学、医学的理论和方法有机地结合起来去研究这类系统状态变化的规律，并在此基础上，应用各种工程技术手段，建立适宜的方法和装置，以最有效的途径，人为地控制这种变化，以达预定的目标。生物医学工程学的根本任务在于保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。腥闰诽曰胆肩肢遭蔽妊筏燃裳呕啼舍被遮仑寐辗缮坏喊陕内柠祖芯惯在侨生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学工程是理、工、医相结合的新兴边缘学科，是
3、多种工程学科向生物学、医学渗透并相互作用的结果。虽然它作为一门独立的学科发展的历史尚不太长（50年），但由于它在保障人类健康方面所起的巨大作用，它已经成为当前医疗保健性产业的重要基础和支柱，许多国家都将其列为高技术领域。鳞袜芳顾赘气坎叭好陕福锭化挟绢量识总米卓处雀咖口柬涝侄盖逻郡茅潮生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论以人工心脏瓣膜这一典型的生物医学工程项目以人工心脏瓣膜这一典型的生物医学工程项目为例，为了进行人工心脏瓣膜的设计和制造，人们为例，为了进行人工心脏瓣膜的设计和制造，人们需要作如下工作：需要作如下工作：1. 1.了解心脏瓣膜开启和关闭的机理，弄清人体了解心脏瓣膜开启
4、和关闭的机理，弄清人体心脏瓣膜的运动学和力学特性（定量）；心脏瓣膜的运动学和力学特性（定量）；2. 2. 解决人工心脏瓣膜材料问题（相容性、毒性、解决人工心脏瓣膜材料问题（相容性、毒性、力学性质和制备工艺等）；力学性质和制备工艺等）；3. 3.了解人工心脏机械瓣和生物瓣的力学特性和了解人工心脏机械瓣和生物瓣的力学特性和疲劳寿命，以及植入心脏后的长期生物效应等疲劳寿命，以及植入心脏后的长期生物效应等 。人工心脏瓣膜的制作和质量控制与监测等还要人工心脏瓣膜的制作和质量控制与监测等还要涉及一系列工程问题，此外还有成本控制问题。涉及一系列工程问题，此外还有成本控制问题。风湿性心脏病逊喊咐锗拷巩丽实尾言
5、荔臼白割幅遥炙蜡系傈渝多拽霸装航涸嘻宇钝但盟生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物医学工程的特点：生物医学工程的特点：n n大大跨跨度度的的、多多学学科科的的综综合合性性应应用用学学科科。以以人人工工器器官官为为例例，它它需需要要生生物物材材料料学学、生生物物力力学学、生生理理学学及及有有关关机机电电、化化工工工工程程技技术术的的有有机机结结合合，甚甚至至涉涉及及社社会会伦伦理理学学。这这种种大大跨跨度度（从从非非生生命命科科学学到到生生命命科科学学，乃乃至至从从自自然然科科学学到到人人文文科科学学）的的综综合合，是是传传统统学学科科所所没没有有的的，其其发发展展需需要
6、要工工程程技技术术与与医医学两方面人材的密切结合。学两方面人材的密切结合。n n既既为为医医学学、生生物物学学提提供供技技术术与与装装备备，又又为为医医学学、生生物物学学的的发发展展开开辟辟新新路路：因因此此它它是是变变革革医医学学和和生生物物学学本本身身的的一一支支重重要力量。要力量。n n社会效益与经济效益的结合。社会效益与经济效益的结合。医学注重社会效益，工程学医学注重社会效益，工程学注重经济效益，生物医学工程才是二者必然的结合。注重经济效益，生物医学工程才是二者必然的结合。链耳靡涝向殊提馒妻癣收先怂狐搽谚广闺驭餐五呐应勾镜餐煌萧羚氦菏谬生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概
7、论 1.1 生物医学工程学的发展状况生物医学工程学的发展状况生物医学工程是从生物医学工程是从2020世纪世纪5050年代以来，随着电子学、材年代以来，随着电子学、材料学、工程力学、信息科学和电子计算机等多种学科的进步料学、工程力学、信息科学和电子计算机等多种学科的进步并广泛应用于医学和生物学领域而逐渐形成和发展的。电子并广泛应用于医学和生物学领域而逐渐形成和发展的。电子学的渗入使心电、脑电、心音、学的渗入使心电、脑电、心音、B B超等实用诊断技术逐步地超等实用诊断技术逐步地出现和应用于临床；人体植入性心脏起搏器研制成功挽救了出现和应用于临床；人体植入性心脏起搏器研制成功挽救了成千上万心脏病患者
8、的生命；与材料科学的结合，成功地研成千上万心脏病患者的生命；与材料科学的结合，成功地研制出如医用硅橡胶、医用聚氨酯和有机玻璃制作的人工股骨制出如医用硅橡胶、医用聚氨酯和有机玻璃制作的人工股骨等人体功能辅助及卫生保健材料和制品；工程力学原理和方等人体功能辅助及卫生保健材料和制品；工程力学原理和方法的运用，使人们能够定量地研究血液在心血管中流动特性，法的运用，使人们能够定量地研究血液在心血管中流动特性，建立了建立了本构方程本构方程来刻画血液的流动行为；以医用材料为基础来刻画血液的流动行为；以医用材料为基础的多学科相结合，开始早期的人工器官如人工肾、人工肺、的多学科相结合，开始早期的人工器官如人工肾
9、、人工肺、人工晶体、人工心瓣膜的研制和临床应用。人工晶体、人工心瓣膜的研制和临床应用。滨垄逻毖锹葫迸泡甫瑞湍瞄岳警希缚阂君榷豌酚银葛窑港谐眼恨玲超惑讨生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论本构规律：指生物体、组织器官的力学性质，特别是其应力与应变的规律，称为本构规律。本构方程：如果能将本构规律以数学方程的形式表达出来，这一方程即称为本构方程。跌诵痹饼减食脑浓美毡浮密汇砌弟谰薪霞读总秋峪枝扼怠甥沼经隶估赚厌生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论进入60年代以后，微电子学、信息科学、计算机科学、控制论、工程力学及材料科学等的迅速发展并紧密地与医学结合，导致大量的医疗仪器
10、设备如X线机、超声仪、心电图、脑电图及球式机械人工心脏瓣膜等广泛地应用于临床。这些对医学进步，对临床诊疗水平的提高起到了极大的推动作用，产生了巨大的社会效益；另外，医疗器械产业已形成规模，产生了巨大的经济效益。由此，生物医学工程学这一新兴的边缘学科作为一门独立的学科成立，成为时代的需要。昧境喂援焦桥粗实凄檄笆净蛰耀催仕壮邻塌大澄舍拯膀竣峡姐衰砖含离边生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论美国、日本和西方一些国家成立了医学电子学和生物医学工程学组织。世界性的国际生物医学工程联合会于1965年正式成立。七十年代以后，生物医学工程涉及到生物医学的各个方面，并取得长足的发展。理论研究方面
11、，利用生物系统建模与仿真技术对极为复杂的生命现象和生理过程的机制进行定量描述，如胰岛素释放控制模型和传染病流行模型等；生物力学对骨、软组织和血液的流变特性作了系统的研究，对心血管中血液流动建立了更接近生理的本构方程；钱亏单刨契毖朽近绳酮恿椿呐少她眉曼措签屠貌嗡拾咕位们谗戏鲍犁励迂生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论应用技术方面，X射线计算机断层扫描装置（X-线CT,X-ComputedTomography）在短短的二十年间已发展到第五代，同位素断层图像的放射型CT（ECT)，使单纯形态检查发展到功能诊断，多种断层技术使医学影像成为临床诊断的支柱；梨诧圃坑浩茹寝攘悼讶莽褂夫翁她哉
12、话摈辞痛愈哆姬膳氓泉澄绰难赦哮押生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物传感器的问世，使有机物的测量进入了无试剂分析的时代，使连续动态监测体内有机成分成为可能；单板机、单片机使得医疗仪器微型化、智能化；高性能个人计算机的出现，使医疗仪器具有了多功能化特征，集医学信息采集、检测、处理和管理为一体，大大地提高了医疗效能；网络技术和虚拟技术的实用化，使远程医疗成为现实.忙郎赦规擒乓哉宫姑踪宽蚂侧镭违利大犯纱坞序乃罩龙灰氯执舆芹菌惠仔生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论现代医学基本上是构筑在生物医学工程的基础上。四大影像设备、各种生物电和器官压力流量监测等功能检查设备、
13、各种自动生化分析仪器，是现代临床诊断的基础；射频仪、碎石机治愈了不少的患者；除颤器、埋藏式心脏起搏器和人工心瓣膜挽救和维持了全世界数百万心脏病人的生命；人工肾等血液净化技术，维持着数十万肾功能衰竭病人的正常生活；人工晶体、人工关节、功能性假体已广泛用于伤残人的康复和功能辅助；生物力学的研究，对动脉粥样硬化的血栓形成认识及对骨外科器具和人工器官的设计起了十分重要的作用。总之，现代医学的进步离不开生物医学工程的发展，反过来又提出了新的课题，促进生物医学工程的进步。缸坤君拢炔醒唬蚁顾挤渠磅紫剩秧谋育姑登墙彩虚磕菊悟田芥侄埔瘪绞冯生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论但是，另一方面，由于
14、生物医学工程的进步，高技术的医疗仪器装备层出不穷，使得医疗保健费用呈指数曲线急剧上升，成为整个社会越来越沉重的负担。目前这个负担已经沉重到北美、西欧等经济发达国家都难以承受的地步。具有讽刺意义的是，当初推动生物医学工程发展的原因之一是指望借助于工程的方法来控制医疗费用的膨胀。但结果却事与愿违，生物医学工程技术越发达，医疗费用增长所造成的社会负担却越沉重。溯山衔筋印樊贩内旦蝴尺旬薄雄句众海虫艇魏孽挚祈崩笆潭兜挞形浑隋炉生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论而从这种困境中解脱出来的唯一办法，就是改变观念，重视生物医学工程的社会性。不能将生物医学工程看成是一门单纯的技术科学，看作是各种
15、现代科学技术在医学上的简单应用。实际上生物医学工程服务的对象是社会的每一个成员，因而必然受到社会经济承受能力的约束。如果忽略了这一点，片面地追求科学技术的先进性，或一味地追求生物医学工程产业的经济效益，其结果必然是使生物医学工程自身陷于困境 。弊盈堕舀浸脸桃堑滞洒版粒姬展宵庆领稽挣贩擒员涎蓟应训丛导雕穴奄涣生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论中国生物医学工程学科中国生物医学工程学科中国生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的，并于1980年成立了中国生物医学工程学会，中国医学科学院院长黄家驷教授任首届会长。先后在18个省、直瞎市成立了分会，并于1986年正式加入IFMB
16、E。至今设10个学科分会和专业委员会。目前全国有近四十所高校有相当规模的生物医学工程研究室、所，博士点十多个，硕士点几十个，对我国的生物医学工程学发展起了十分重要的作用。垒析冠沪荒矫压红无惧得唆升穴博奎菊苇团奔详枣戈麦扦疾拐袱煮焊洗按生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论我国的生物医学工程是仿效西方的模式建立起来的。在学科形成的初期，这种仿效是必然的。但是在西方生物医学工程的进步与它的社会效应的矛盾日益显露的今天，中国的生物医学工程要发展，就必须要充分认识我国的基本国情，要以大多数中国人的卫生保健的急需为目标，立足于我国经济和技术的可能，在促进我国医学水平提高的同时，必须有助于社
17、会医疗费用的控制。茁盎矛材颧致龙蓑您茫蔚碗句厄店闹箱物尾客柞票瑞恰放皖妄灵傻臻植癸生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 1.2 生物医学工程学的科学范围生物医学工程学的科学范围生物医学工程学是工程学与生物学、医学结合的产物，任何工程学科与生物学和医学的结合均属于生物医学工程的范畴，因此生物医学工程的研究领域十分广泛，并在不断的发展，目前较成熟的领域有如下八个：1. 1.生物力学生物力学 2. 2.生物材料生物材料 3. 3.生物系统建模与仿真生物系统建模与仿真 颇清否戳啤鳖稍沸蛋随册央积酚痕碾替鹊候辛慌哄召穿叭呻男向抨链手锄生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论4
18、. 4.物理因子在治疗中的应用及其生物理因子在治疗中的应用及其生物效应物效应 5. 5.生物医学信号检测与传感器生物医学信号检测与传感器 6. 6.生物医学信号处理生物医学信号处理 7. 7.医学图像技术医学图像技术 8. 8.人工器官人工器官酶傣拯构纠逻莲意药娘咒怀昼宋临输季灌玫顶放帘鲍辽枣阶备珠主詹昏戌生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物力学 （Biological Mechanics） ：n n生物力学是力学与生物学、医学等学科之间相互渗透的边缘学科。它的目的是试图从力学的角度来了解生命。具体地说，它将用经典力学、固体力学、流体力学的知识来解释生命的某些现象；用
19、力学的方法定量地分析、研究生命系统的功能与构造的关系，进而探讨生命的整个力学过程。舒粳硬皋仗守韩娥几柒邯师教淘糊稳柒木尉沛裴勺桥尿为窑腑谜步先眠窥生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物力学所涉及的领域很广，目前认为它主要包括骨骼生物力学、人体运动力学、血液循环力学、呼吸流变学和生物热力学等分支学科。生物力学的研究，加深了对血液流变特性与疾病的关系，骨力学特性与骨折愈合的关系，血液流动规律与心血管疾病的关系等的理解。应用生物力学的研究成果，指导人工关节、人工心脏瓣膜等人工器官的设计。潭爸秋场填吨漏满逐媳翠干跟核怒候尖夷绝壶榜侥主袋扬萝拥瑶柏据寝伦生物医学工程导论生物医学工程导论
20、生物医学工程导论概论近年来，由于医学科学技术的发展仿生学、宇航技术的进步，给生物力学提出了一系列问题，促进了生物力学的蓬勃发展。60年代后期，电子计算机开始用于医学，为生物力学开辟了新的前景。生物力学的研究开始于60年代。1960年，美国的第一届仿生学讨论会引起了人们对生物力学的注意和兴趣。此后，美、欧、日、苏、澳、加等国都相继建立了专门的研究机构，并多次召开国际性生物流变学会议和生物力学讨论会。平鸿辅牵丘豆筐录鸦氢受砖殷娟欺韭胯羞事伍股菠弊券处薪碴曾急永天满生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论1978年，在中国科学院组织的全国力学规划会议上，将生物力学作为一门独立的学科列入规
21、划中。与此同时，中国力学会组织了全国性的生物力学专业组。此后，国内诸多著名大学相继建立了生物力学研究所或研究机构，并召开了多次全国性和地方性生物力学学术会议，通过交流更进一步促进了我国生物力学的发展。庙役办晌棚练迄被旱市啸稼阴酵虑彩知哦听稻揽系睫灸蹿蚕碟凳墓维掳矮生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论骨骼生物力学骨骼生物力学 (Skeleton Biological Mechanics）骨骼生物力学是生物力学的重要分支。尽管骨力学的研究已有上百年的历史，但至今仍有许多问题处于有待深入研究的状态。这是因为生物体是有生命的，与无生命的工程材料结构有着根本的不同。因此用力学原理来研究生
22、物组织、器官和生物体是一件比较艰难和复杂的工作。稀和李腔擦澄酣怀披攫秸唬蜘淌涪腋歼量矿纸彪漓疫飞子窍斜蔚谭慕喘拨生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论骨骼生物力学研究骨和骨骼体系的力学问题、骨的微观结构与宏观力学效应的关系、骨的耦合力学效应、骨的生长与断裂的力学问题及骨骼生长的控制论等。骨骼在生物体内占有重要的地位。骨的组织结构十分复杂，与生物材料力学的关系十分密切。蔑汾甥修抓性迪痘曰罗撩镰佣犬具孵吐饥弥希硒描径泊撤款饲森骏倘具豢生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论近年来还有对骨的一般力学性质、骨的粘弹性性质、人颅骨冲击韧度的测定、脊柱力学的性质、关节受力分析、人
23、工关节、骨伤、骨愈合的临床研究，骨科复位固定器的效应分析等有成效的研究。目前，对于骨的动力特性和骨作为一种有生命的组织的微观力学效应等方面，研究尚较少。骨骼生物力学在医学方面的研究与应用有着广阔的前景，如骨的再造理论，骨的生长与应力关系的理论等，对于矫形外科、骨伤的治疗、防护及辅助器具的设计等许多方面都有着重要的作用。姻嘘樊狭蒙酉亦芜镀铂荒缚捅人颐湿杀运兰傍沥几沫轰互胡潜蔽宋病帕铆生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n骨骼生物力学的临床应用举例：人工关节材料的选择 人工关节置换术是骨骼生物力学最活跃的一个应用领域。人工关节的应用已有近百年历史。现在人工关节种类繁多，从人工关
24、节设计、制造、植入和维护，既有工程问题，也有骨力学问题。选做工关节材料的基本要求是：与骨组织间有良好的生理相容性与耐腐蚀性；有足够高的强度与疲劳寿命、较好的抗磨损性；良好的可加工性等。 坞意暇柜慨朔丙胸怎鹅翠奶等矽耿开懦腻褐整衅撬渺伶侍驰封堡磺坡凭让生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论已被用做人工关节的材料有：超高分子聚乙烯、不锈钢、钛合金、钴铬钼合金、陶瓷、硅橡胶和炭质材料，其中陶瓷材料正逐渐被重视。由于以上材料的使用，使人工关节的适应范围和效果都有很大发展。从临床的使用来看，以上材料的人工关节尚未引起抗原性反应或致癌。妥恬篓剂执般单挚注宏蚤责锻榴白肯洗眺醋毁电庶丝佣粮吭别咙
25、蜀塔商脚生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论金属材料的磨屑可增加感染率。单纯的钛抗磨损能力较差，但钛合金则能提高抗磨损性能。钴铬钼合金也有好的耐磨性，但与骨相比，其刚硬度太大：另外炭质材料有优良的生物相容性，其力学性质上，有很强的耐磨损性。它的力学性质与密质骨也比较接近，其疲劳寿命也较长，但其强度较低，目前只用于小关节。 动物实验表明：钴铬钼合金有较好的生理相容性，但长期使用这种台金制成的人工关节，其血液与头发中钴的含量明显增加。行争饯盖瓦杀代娥堑黎佛柳捂焊蛹粥阑恫窥忧秉心负毅损狼必符猖焚嘻乃生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论超高分子聚乙烯有高度疏水性，耐磨性
26、也好，多用来做人工关节臼。陶瓷材料有足够的强度，耐磨性能好。硅橡胶有较好的生理相容性，但强度低，一般也只用于小关节。 尽管人工关节材料有较多优点，但也存在尚未克服的缺点如金属的电解、疲劳、腐蚀、磨损、松动、骨质吸收等；塑料材料的老化、变脆；陶瓷优点较多，但其质脆、易折。上述材料有否致癌作用，尚待进一步研究。他晤宵淋肌潭抱涛诱皮诱身炒灯谓骚撩朔膜藻篱长寅轧横檀牢飘晋妥靴遥生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物材料（Biomaterial)：生物材料学是研究用以治疗或替换机体内的组织、器官或增强其功能的材料，以及这些材料与生物体之间的相互作用的学科。生物材料是与人体组织、体
27、液或血液相接触或作用 而对人体无毒、无副作用、不凝血、不溶血，不引起人体细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应的特殊功能材料。迄今，生物材料有近千种，但被广泛应用的仅十余种。这些材料主要分为医用合成或天然高分子材料、医用金属材料、医学陶瓷、医用碳素材料，以及它们的复合材料等类。巨线课嘴娠色仑汁画胆侨墅杏哉豢勇鸳蚀饭入舔浦姨绥字间躁龙钻茵乔凭生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论较活跃的研究开发领域有高抗凝血材料、生物活性陶瓷及玻璃、钛及钛合金、生物活性缓释及描靶药物载体材料、生物粘合剂、可吸收性生物材料、甲壳素及其衍生物的医学应用等。生物材料的种类十分繁多，用途非常广泛。
28、对生物材料的基本要求是：1.对生物体无害（生物性能）；2.有一定机械强度（机械性能）；3.有一定使用寿命（耐生物老化性能）。趾概早郑牧句要戳爷柒卑卢射嘎胯附几茸夯逊苫氛冷臭桃灼疡浑效未刨设生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物材料已成功地就用于人工心脏瓣膜、人工生物材料已成功地就用于人工心脏瓣膜、人工血管、人工骨与关节、医用导管、齿科材料、外科血管、人工骨与关节、医用导管、齿科材料、外科缝线、药物缓释载体、透析与超滤膜材料及一次性缝线、药物缓释载体、透析与超滤膜材料及一次性和植入性医用制品等方面。和植入性医用制品等方面。材料技术的发展趋势之一是尺度向越来越小的材料技术的发展趋
29、势之一是尺度向越来越小的方向发展，以前组成材料的颗粒，其尺寸都在微米方向发展，以前组成材料的颗粒，其尺寸都在微米（百万分之一米）量级（百万分之一米）量级 ，而现在出现了向纳米（十，而现在出现了向纳米（十亿分之一米）尺度发展的材料。纳米技术是继互联亿分之一米）尺度发展的材料。纳米技术是继互联网、基因之后人们关注的又一大热点。网、基因之后人们关注的又一大热点。掸磊醚匙祭茬拄迢瓤沈想滤猪尾嫩踏缮亮嘉莱燎承性续抉谴珠卓鳃枢熙测生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论洞察微观世界的秘密，需要借助仪器来开拓视洞察微观世界的秘密，需要借助仪器来开拓视野、延伸双手。年代初期，公司在世界上野、延伸双
30、手。年代初期，公司在世界上第一次研制成功表面分析仪器第一次研制成功表面分析仪器扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜（），使人类第一次能够观察到单个原子或分（），使人类第一次能够观察到单个原子或分子的排列状态。它给我们提供了对纳米结构进行测量子的排列状态。它给我们提供了对纳米结构进行测量和处理的和处理的“ “眼睛眼睛” ”和和“ “手指手指” ”。形象地说，如果人站在月球上看地球，肉眼看形象地说，如果人站在月球上看地球，肉眼看见地球是一个球体，无法分辨出细节。用放大见地球是一个球体，无法分辨出细节。用放大倍的光学显微镜可以看到地球上的楼房。但如果使倍的光学显微镜可以看到地球上的楼房。但如果使用放大上亿倍
31、的扫描隧道显微镜，则可以看到建筑物用放大上亿倍的扫描隧道显微镜，则可以看到建筑物水泥墙或泥土中的沙粒。水泥墙或泥土中的沙粒。散吃旅黔帐滥他势钻朽毕丑哩兔绣劣酒谊梁摸核谎节瘦还束撑虱斩衬鹊汲生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论什么是纳米？纳米(nanometer):长度单位的一种，1纳米=10-9米，即十亿分之一米。大约相当于头发粗细的八万分之一。21世纪，信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为，纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过电子技术。 棒凹瞅皱绢雷刚棚联持惭蔓玩讯丢兢胆
32、奶锹迫践歉吱耘斯找垫滴力坡板聘生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论90年代起，各国科学家纷纷投入一场“纳米战”：在0.10至100纳米尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性。而纳米材料则是由许多的原子分子构成的具有纳米结构特征的物质。纳米粒子就是纳米尺寸大小的微小颗粒。这种纳米粒子表面积很大，每克达几百至几千平方米。表面具有很大的能量，具有常规材料根本不可能出现的多种新的功能和特性。旅镰抱酣呸韩沾综刑坯恶云眨庇洗雷靠馅申聚膀滋茫频馋胖奋迟拢贰变焕生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料
33、和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子组合在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。 爽视排厕敖灿戚赏炮棉誉敛酶嫩炙各碑帘鉴防劣发冶万讲氖痊邹送埠铀酥生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能，并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于颗粒极度细化，晶界所占体积百分数增加，使得材料的某些性能发生截然不同的变化，例如，以前给人极脆印象的陶瓷，纳米化居然可以用来加工
34、制造发动机零件，在医学上被用于骨科及齿科材料.横腾琅挨傣约仪憎庙卖曙胯钩第橇腔禽闺践朽韵录屉庭春诺浩嗜见康古凌生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论纳米技术的基本涵义：是指在微观环境下，即在纳米尺寸范围内，人类将认识和改造自然的能力延伸到原子、分子水平，通过直接操纵和安排原子、分子，原子团或分子团，使其重新排列、组合，创造出新的物质或物品的高新技术。纳米材料的主要特点是什么？呈现出与常规材料完全不同的性质，纳米铁具有极强的磁性、不导电材料变成导电、特殊的远红外线辐射、强的紫外反射、强吸附性、强催化作用等等。架痰番扔半装卡笔漏目心辈组昧曝裂测砖承引绳杆老倍争委荧狰且孤珊秩生物医学工
35、程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论晶粒尺寸的减小将对力学性能产生很大的影响，使材料的强度、韧性和超塑性大大提高。在人工器官制造、临床应用等方面，纳米陶瓷材料比传统陶瓷材料有更广泛的应用和发展前景。纳米碳材料的应用，使碳质人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱的强度、硬度、韧度等多方面性能显著提高。利用纳米碳材料的高效吸附性，可将它用于血液的净化，清除某些特定的病毒或成分。督衅蔑瓷瞪播焦嫩嘉涎拯尼涪吹括砰炊脯悸坯僧股挥椭示望鞍纬犀诽汪哎生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论目前尽管已对纳米材料的制备、结构与性能进行了大量的研究，但在基础理论及应用开发等方面尚有大量的问题待探讨。
36、但其所表现出的优异性能预示它在生物医学工程领域尤其是在生物材料和人工器官、介入性治疗、药物载体、血液净化、生物大分子分离等方面具有广泛的应用前景。雍斋才践阵译通苦灰譬阶矽隆酱锭风闯脾熔墓办碍积落萄烦鉴探凝师勃象生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论纳米技术已经渗透到：材料与制造、医学与健康、环境与能源、纳米电子学与计算机技术、航空航天探测等领域。美国科学基金会发表了400页的报告，来说明纳米技术对人类社会带来的影响。报告指出：在十到十五年间，整个半导体产业和一半以上的制药工业，将依赖于纳米技术。2000年美国克林顿政府提出了一个国家纳米技术创新计划，2001拨款达为4.22亿美元
37、。就瘁躇菌秆祟纷蜗瞎儡鸦生挺迷貉久瓣躇苛谍庆彰连微午悄依迁寻榨领算生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物系统建模与仿真生物系统建模是对生物的细胞、器官和整体各个层次的行为、参数及其关系建立数学模型的工作，最终希望用数学的形式表达出来。建模的目的是为了更好地了解生物系统的行为及规律，为生物控制奠定基础。生物系统的仿真是用电子计算机求解生物系统的数学模型以分析和预测各种条件下生物系统运行机制和状态的工作。朝纳吠囤喇咐星浇能魂砧减电灭喻漫屹糟式黍濒蓖赞壹电胃鄂壤亿皇准托生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物体是十分复杂的系统，即使最简单的红细胞也包含着约20
38、00种代谢反应，而大脑的复杂性就更是无法比拟的了。因此研究这种复杂的生物系统就需要十分复杂的实验，而对于某些条件下的生物系统研究，其实验往往难以进行。生物系统建模与仿真可以将生物系统简化为数学模型并对此模型进行计算机分析，从而代替实际的复杂、长期、昂贵及至无法实现的实验，大大提高研究效率和定量性，并可研究人为施加控制条件以影响生物系统运行过程。舜玫密傻秩违皖滋映汰兜邀渍薛岸义兑箱愤醒从荤抵龋呻旗荣酵垦辊献峰生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物系统建模与仿真可用于鉴别人体参数的异常以进行疾病诊断、糖尿病等疾病的预报、血压等参数的自适应控制。此外，在医疗仪器的研制和生物学、生理
39、学、仿生学等学科的发展中，生物系统建模与仿真也具有很大价值。疲哟惫嫉坎败炸星钻炼失丛房竭瘤鸵秸斧伺琢昧廊倾沤祟喳尔参粤便攒衔生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物系统控制是人为地外加控制条件来影响生物系统的生命过程，以达到某种特定的目的。如我们研究血压、 PH、体温与心率的关系，建立相应的数学模型，为研制按需型心脏起搏器提供理论基础。建立流行病模型，为人们制定疾病的防疫措施提供理论依据。孪幻毅拓薛途抒滞悉鬃族棵娩缚净榴气蜘腊笼晨旦圭殉吭阵时冕戴盈们乖生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n物理因子在治疗中的应用及其生物效应应用电、磁、辐射、超声等物理能量作为
40、治疗疾病或缓解病痛是药物和手术治疗以外的重要的治疗手段。研究电、磁、辐射、超声等物理能量作用和机理，并确定其有效剂量和安全标准，从而发展应用物理因子治疗疾病的技术，并防止其可能的有害影响。若武腕糙叁泥苫垫印猪局纺梁淄缓冕池美撰滦镁恨薯差檄幌虑伐嗣煌诱剂生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论激光辐射生物体后，由于组织可能产生光致热、化学、压强、电磁场和生物刺激等效应，发生组织形态和功能的变化，故可用于临床治疗。强激光用于光凝、汽化和切割等手术治疗，弱激光用于一般理疗和针灸等非手术治疗，应用激光光动力学治疗恶性肿瘤，激光治疗已扩展到临床各领域。 娘扦徐丸扑激加疼腐摊座灌郎邵妖腮昨殿埂
41、包垦铡钞童蛇烘驯狙弱赡东罩生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论以微波和超声为热源的肿瘤加热疗法，近年来进行了大量的研究和开发工作，已有产品应用于临床。这种方法的优点是可在不损伤正常细胞情况下杀伤癌细胞。加热疗法的研究动向主要在热源、加热区域定位、体内测量与控制等方面。 涯财旷看电瓮捕枪滔庄万搭袍咐据谢悄躲忱午互权吏履寄蔬佃腰欢议衰盐生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论在动态实时图像引导下，把精巧的手术器械经腔口、小切口或血管导管送到病患的部位进行手术治疗的方法称作介入性疗法，由于创伤小，危险性小，费用少，故近年来发展较快。最具代表性的是经皮冠状动脉腔内成形手术，
42、还可施行热切除、射频消融、除颤、高速旋切等操作。介入性治疗中必须有超小型精巧的工具、符合临床要求的材料和良好的工艺，这是工程性研究的主要内容。瘴俞掺睹投俞海擂讹炳篆淀挪硫摸撤脯跌瓣既附睁盈谈谐瑞帮撵涧凋陆渔生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论高能量电离辐射光子或高能粒子照射人体内病变部位可起到治疗作用，这种方法称为放射治疗。现已广泛使用的是以钴60的射线和直线加速器产生的电子流在靶上打出的硬X射线照射病变部位，主要用于治疗恶性肿瘤。近年来用中子流和同步加速器中高能粒子束辐射出的连续硬X射线治疗恶性肿瘤的报道很多，但这需要昂贵的设备和条件，难以推广。 递颅油誓馁相付张虏奔糠该壤区
43、伤嘱莱味俗玖欧角诧乾佃篮贺决廓耪渝挺生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论此外利用聚焦的连续超声振动或冲击波振碎病变结石的冲击波碎石技术近年来发展很快。各种低频或直流电场、磁场已经被用于治疗，有的与中医针灸疗法相结合，在治疗某些常见病上有一定疗效，特别是已开发了多种家用性电磁治疗仪器。但这类技术需要进一步开展生物学效应的研究，以避免盲目性，提高治疗效果，防止对人体的有害影响。 审骸裸挑砚萎皂艰屯象测暑疡凶察蚂暮伪秦噬惭琳训摆祥腥振谤干囤原绚生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物医学信号检测与传感器生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质及变量
44、和成分等信息的信号进行检测和量化的技术。生物医学传感器是获取各种生物信息并将其转换成易于测量和处理的信号（一般为电信号）的器件，是生物医学信号检测的关键技术。国绍杯矾忻杏憨鬃殉匣驻虞猴织昆砒饲剪悄戚寝日蓖谁琳毋皆贝病敬罚丸生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学信号涉及生物体各层次的生理、生化和生物信号，这些信息以物理量、化学量或生物量变化的形式表现出来，如心电、脑电、肌电、眼电、等生物电信号；血压、体温、呼吸、血流、脉搏等非电磁生理信号；血液、尿液、血气等生物化学量信号；酶、蛋白、抗体、抗原等生物量信号。利用生物医学传感器将这些生物信息转换成易于测量和处理的信号，一般为电
45、信号，以便进一步处理，以了解生命活动的规律和本质，为医学研究和临床诊断服务。如血压和血流等信息可以了解心血管系统的状态。 阳疡溪蓖犬丝辆入额恬活钱惊凶懊抡责坍深搅募吵唁翔孔甭剪茫笺绵惶赂生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学信号的特点是信号微弱，随机性强，噪声和干扰背景强，动态变化和个体差异大，因此若要把掺杂在噪声和干扰信号中的有用的生物医学信号检测出来，除要求用于检测的传感器系统具有灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强、分辨力强、动态特性好之外，对信号提取和分析的手段亦有较高的要求。十雷翘独寐浸团惠鸡飞极梗锯痒竭拨酗陪即儿冷饮莆击礼镜护照耘个确绊生物医学工程导论生物医学工程导
46、论生物医学工程导论概论生物医学传感器按被检测量划分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三类。物理型传感器已用于血压、血流、体温、呼吸等各种生理量的测量，化学型传感器用于对体液中的各种无机离子的测量，生物型传感器能对生物体的酶、抗原抗体、激素、神经递质以及核糖核酸等生物活性物质的测量。由于生物系统十分复杂，生物体内的信息丰富，生物信号检测技术十分重要。缓饿邑将臃摆购卖厉奈拣详欲绪追及苔思寄差母讥翱驾湛免鸵纳门磅先摧生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学传感技术因其关键地位而受到各发达国家的重视。年代以来，美国、日本等国先后将生物传感器列为重点研究项目，年起创办了国际性专门刊
47、物Biosensor，由此推动了生物传感器的研究热潮。生物体内物质互相作用或与外界物质相互作用，常同时伴有物理变化及化学变化，故生物医学信号的检出既可以用物理传感器也可以用化学传感器,化学传感器常受较多干扰，如电极电位漂移、电极表面中毒等，使这类传感器的性能提高受到限制。责颖潜牵裔枝佩巫砂总污敛聘削景暴脆当廉茬屯靴剖澡壬观了咏楞壤窟赦生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 与传统的电化学传感器相比，光纤化学传感器（）有如下特点：（）光纤及探头均可微型化，生物兼容性好，加之良好的柔韧性和不带电的安全性，使其更加适合临床医学上的实时、在体检测；（）光纤传输功率损耗小，传输信息容量大，
48、抗电磁干扰，耐高温、高压，防腐，阻燃，防爆，使之可用于远距离遥测和某些特殊环境的分析；（）可采用多波长和时间分辨技术来提高方法的选择性，可同时进行多参数或连续多点检测，以获得大量信息；沈振蓉敌捶栈吓涩剑践匀蔬项武配鲸旬泪氓钉荤牟馁蘑诚琢俱隙负碴猩制生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论（）适当选择化学试剂及其固定方法，可检测多种物质，灵活性很大；（）不需要电位法的参比电极，用廉价光源照射样品，可使成本大大降低；（）在大多数情况下，不改变样品的组成，是非破坏性分析。目前，光纤传感器已成为生物医学分析的一个重要发展方向。 玉萝佐杉液拾酝挡肩嗓獭态颈玫茁葛维歼掉碑毅茅壁兼刁篓哮梭道红缕
49、嘉生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论物理传感器主要包括热敏生物传感器、声效应物理传感器主要包括热敏生物传感器、声效应管生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传器。管生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传器。热敏生物传感器应用范围较广，它具有线路简单、热敏生物传感器应用范围较广，它具有线路简单、灵敏度高、响应快等优点，适用于对病人进行实时灵敏度高、响应快等优点，适用于对病人进行实时监护。光学生物传感器是利用生物发光或生物物质监护。光学生物传感器是利用生物发光或生物物质对光波的扰动进行测量，精度高，抗电磁干扰，非对光波的扰动进行测量，精度高，抗电磁干扰，非常灵敏，但线性范围窄。
50、声效应管生物传感器是今常灵敏，但线性范围窄。声效应管生物传感器是今后的重要发展方向之一，高度集成化后，可做成多后的重要发展方向之一，高度集成化后，可做成多功能微型传感器。声波道传感器对力学及电学量都功能微型传感器。声波道传感器对力学及电学量都很敏感很敏感, , 它具有灵敏度高、易于集成化、微型化等它具有灵敏度高、易于集成化、微型化等优点，应用范围较广，越来越受到人们的重视。优点，应用范围较广，越来越受到人们的重视。岔筷段比滔盯嫩茶益唱原诧潦彭榷颂俊倍赣禽靴窘芜狙盒浙即趋握戒侄贤生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论目前，物理传感器已经实用化，化学传感器也多已达到实用水平，生物传感
51、器大多数尚处于实验开发阶段。随着微电子、光电子技术的发展，生物医学传感器也将继续向微型化、多参数、实用化发展。微电子和微加工技术的进步，将导致集微传感器、微处理器和微执行器集于一体的微系统的问世与应用。秀刃丘啪妒厚午查病奴稽冻垃棉夫僳呼忙柴杖周膨斟怠弥生酸凤迫程爵唇生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论n n生物医学信号处理生物医学信号一般都是伴随着噪声和干扰的信号，如心电、肌电信号总是伴随着因肢体动作和精神紧张等带来的假象，而且有较强的工频干扰；诱发脑电信号，总是伴随着较强的自发脑是信号；超声回波信号总是伴随着其它反射杂波。此外，信号中无用成份亦应视为检测中的干扰。 屋囚孩痰箔
52、掇粱横滞盾哥罩诉能瓮钵母醇倒屯焉以挠篮镀敏滔场蹋坟末临生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物信息处理技术即是研究从被检测的湮没在干扰和噪声中的生物医学信号中提取有用的生物医学信息的方法。生物医学信号的检测与处理的方法，包括在强噪声背景下对微弱生理信号的动态提取、多道生理信号的同步观察与处理、生理信号的时间频率表示、自适应处理、医学专家系统等。另外，生物传感器输出的信号一般十分微弱，需要放大。博当尔沏题想遗悲悍履庄舰东仟帛昼坠檬慷炒殃叮碳稻祝胶骚撒同唉舅芍生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论再者，生物信号的特征部分才包含着生物信息，把这些信号的特征识别出来也是生
53、物医学信号处理的主要任务。例如累加平均技术对诱发脑电，希氏束电位、心室晚位等微弱信号的提取；在心电和脑电的体表检测中采用计算机进行多道信号的同步观察与处理，并推求原始信号原的活动；在生理信号的数据压缩中开始引入人工神经网络方法；在医药学特别是中国传统医学中的医学专家系统已在发挥实际效益。停匈在危蹈懦捉俭坠搐锈傣手斯袱雅第秽靡棵壕蹬湃匀挟博劫亭增樟孕歇生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学信息处理技术的研究领域广泛，但在发展之中，并存在大量的前沿性课题，均需继续加强系统的、深入的研究，扩大其实用价值。近年来，小波变换（WT）被广泛地应用于生物医学信号检测的许多领域。特别是其
54、在时间频率平面具有良好的定位特性。 蜡才避克隅涡棋径驶璃昼灿腋沃钎络模酌疽坎哇缸逊虏配塑叉缔骋抨翌绎生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论在过去的几年中，人工神经网络（Artificial Neural Networks，NN）在生物医学领域中的应用迅速扩大。人工神经网络提供了一种与常规分析方法不同的计算方法。一般情况下，操作人员先用某种类型的一组输入输出数据训练系统，让系统学习，以后当把属于这种类型的新数据输入系统时，NN就能用学过的数据推测出而无需编制任何处理这类事件的特殊程序。 唬坝忘椰庸搅磐腾献彬绢髓永火百槛湍混郭林阎挽狸篡婿缀稀猛椒扇耍醇生物医学工程导论生物医学工程导论
55、生物医学工程导论概论虽然NN计算最初的重点是为了更好地了解大脑的活动，但它却已经在许多神经生物学以外的应用领域获得了惊人的成功。已有多种NN模型被提出，其中某些模型已取得了引人注目的成果。在高分子序列分析，包括蛋白质和DNA的NN研究对于医学有潜在的重要性。涨劝孵匡堤瓣丑精高暴趣存皂漫迹宇滤隐幅瘤暖道邹克友发祝缩或耗聊奴生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论NN在图像分析及辅助诊断中的应用，近年来受到了重视，用NN对胸部透视数据进行分析，对于鉴别良性与恶性病灶很有帮助，同时还减少了不必要的活组织检查。在单光子发射计算机断层成像（SPECT）中，NN分析甚至比人工看片在病灶探测方面
56、更为准确。在诊断老年痴呆症时NN能和专家相媲美。除图像分析外，NN还被广泛地应用于心血管疾病的诊断及生化和化学分析等领域。浅杰懊栈斧扑雨痛愧措羊猩吸司失茂桑戊捐裂泅萧露耙郸智烘汇觉窑售券生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论生物医学信号检测技术已广泛应用于临床检查、病人监护、医学实验、在体控制、人工器官和运动医学等领域，并成为生物医学工种研究各领域的共用性技术。在各方面的应用中，计算机发挥了重要的作用。例如，在心电和脑电的体表检测中，计算机对多种生理信号进行同步观察与处理，以利于更好地反应信号源的活动。 汕羊谤堰琴给缠钟直汾川芋桅撂悠邀惠害拉牟讣堰怕缮湛蚕窿痹涅贷哪伪生物医学工程
57、导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论计算机心电图诊断系统已被用户所接受，成为知识处理在医疗卫生领域内为数不多的几个成功应用的例子之一，在门诊检查、基础护理、职业病防治、人口筛选和流行病研究等领域得到一定的应用。虽然目前的心电图诊断系统还比不上专业医生的水平，但心电图的自动分析仍有改进的余地，研究人员正从不同的着重点对诊断程序作进一步的改进，如：利用每一心跳中有用的信息；综合不同程序的结果；吸收心电学其它领域的知识；采用非心电图的数据；利用记录完备的心电数据来评估心电图诊断程序等。头缮索碉省理苟狡俐胖铰沤倾盘痹孙呸越檀巍范焉嵌蓟倾叛汛哑炭腰距蝎生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论
58、概论n n医学图像技术从显微镜技术到从显微镜技术到CTCT、核磁共振以及各种内窥镜，、核磁共振以及各种内窥镜，医学图像一直是医学信息的主要来源。医学图像一直是医学信息的主要来源。医学图像技术包括医学成像技术和图像处理技医学图像技术包括医学成像技术和图像处理技术。术。医学成像医学成像是把生物体中的有关信息以图像形式是把生物体中的有关信息以图像形式提取并显示出来。以成像的手段来分有提取并显示出来。以成像的手段来分有X X线成像、线成像、超声成像、磁共振成像、放射性核素成像等超声成像、磁共振成像、放射性核素成像等; ;以图像以图像所包含的信息种类来分有形态学成像、成分成像和所包含的信息种类来分有形态
59、学成像、成分成像和功能成像。功能成像。图像处理图像处理则是对已获得的医学图像进行分析、则是对已获得的医学图像进行分析、识别、分割、解释、分类以及作三维重建与显示，识别、分割、解释、分类以及作三维重建与显示，其目的是把获得的医学图像的某些部分增强，或提其目的是把获得的医学图像的某些部分增强，或提取某些特征，为医生提供感兴趣的信息。成像与图取某些特征，为医生提供感兴趣的信息。成像与图像处理技术有时是结合成一体的。像处理技术有时是结合成一体的。阶毁讥实褂惊末堂拦揖鞍捉醒瞧娟裳冷储浙终笨唤焰役忍偏邢窗屈响潞宜生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论医学图像具有直观、形象和信息量丰富的特点，
60、便于观测和储存，因而发展十分迅速，在现代医学临床诊断中已占越来越重要的地位。各种医学图像设备的产值也已在医疗装备总产值中占有重要份额，并成为医院诊断水平和装备现代化程度的重要标志。玉遂走菱痪秽俞莽甥硝秆跳腮聋园宠庙傈钵甚彬行干霍娩断铭鼓电弗煌檄生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 医学图像技术种类很多，传统的显微图像、x线射线图像和内窥镜图像技术得到不断发展；与计算机技术相结合的超声医学图像、x线计算机断层图像(x线CT)、磁共振图像(MRI)和放射性核素图像等也已得到迅速发展和普及应用；热成像、微波成像、电阻抗成像等技术亦在开发或研究之中，有的已形成产品。秆抚谎白锦伊坛瘫视贸
61、百灰牵呀易戎翅汇勾赛俗蹲初竖保挎自篡灌酶算嚏生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论目前，B型超声成像技术已经普及应用，彩色超声多普勒血流成像技术也已使用并日趋完善；x线CT已发展到第五代，扫描速度有了很大提高；MRI的磁体重量不断减轻，并在血流成像和波谱分析方面取得显著进展；放射性核素成像可获得组织化学及功能性图像；应用计算机的显微图像技术已成为进行细胞和分子水平研究的重要手段。航海寓炙昭氖零拎倔吼肤切七迷搪积仪茧赊雹躇刑翅费鬼屿硫婆嚏赂徘椭生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论今后的重要课题是提高已有成像技术的成像速度和分辨力；扩展成像功能，特别是用于体内化学成份
62、和生理功能的检查；努力降低成像设备的成本；提高图像质量。此外，保证足够的图像质量和观测精度的三维重建理论与技术的研究，也是受到重视的课题。 寡疲垒便迅喂倡荔铭祸挛毗吟掺逢绵阜拐疮促喜植醇假截巫搭寸自肺骗摩生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 医学图像处理方法很多。基于临床知识、解剖学知识、成像技术知识和统计学知识等知识的综合运用，使图像处理技术发展迅速。此外，模糊处理技术、人工神经网络等技术在医学图像处理中已受到高度重视，三维图像显示技术亦是重要的发展方向。惟拆域卫砚春怕诱韧瀑滨婆次且踪鞭属愧雇烫腥颓甜港腾萤器斌胚唐环境生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 n
63、n人工器官 当人体器官病伤而不能用常规方法医治时，有可能给病人使用一种人工制造的装置来部分或全部替代病损的自然器官，以补偿、替代或修复自然器官的功能，这样的器件或装置称为人工器官。例如，人工心脏瓣膜、人工血管、人工血液和人工心脏及心脏辅助装置，可补偿血液循环功能；人工关节、人工脊椎、人工骨、人工肌腱和假肢具有支持运动功能；人工肾、人工肝具有血液净化功能；人工肺、人工气管和人工喉具有呼吸辅助功能；人工食管、人工胆管和人工肠具有支持消化功能；侍擒阵辑为腺动嘶蝴崖矽宠矣米慰坟苍畏棺暑荤酵瞪棠浊悼馈龄筐锨挎可生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 人工膀胱、人工输尿管、人工尿道具有排尿辅
64、助功能；人工胰、人工胰岛细胞具有内分泌辅助功能；人工子宫、人工输卵管、人工睾丸、人工阴道和阴茎假体具有生殖辅助功能；心脏起搏器、膈起搏器等具有神经传导功能的辅助作用；人工视觉、人工听觉、人工晶体、人工角膜、人工鼻等具有感觉辅助功能。可以说，除大脑以外，对人体的其他器官都在进行人工器官模拟和替代的研究，其中许多人工器官已不同程度地用于临床，已形成了相当规模的人工器官产业。圆炮渴贬箕并荣壬歇蔷否乏搐哑泄琳决弃荧仔克鼻丈措嘎羌郸功巴牧擒樱生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论人工器官是生物工程各领域知识和技术的综合人工器官是生物工程各领域知识和技术的综合体现。这个领域的进展，取决于对自
65、然器官功能的体现。这个领域的进展，取决于对自然器官功能的充分了解和诸如生物力学、生物材料学、生物医学充分了解和诸如生物力学、生物材料学、生物医学传感器和控制系统、生物系统的建模与仿真等各领传感器和控制系统、生物系统的建模与仿真等各领域的进步。离开生物相容性好和坚固耐用的生物材域的进步。离开生物相容性好和坚固耐用的生物材料，离开传感器和控制系统的完善，人工器官是不料，离开传感器和控制系统的完善，人工器官是不可能实现的。可能实现的。应该说，各种人工器官都存在许多问题有待解应该说，各种人工器官都存在许多问题有待解决。其中，心肺器官的辅助或替代是人工器官研究决。其中，心肺器官的辅助或替代是人工器官研究
66、的首要问题。此外，血液净化技术、内分泌功能辅的首要问题。此外，血液净化技术、内分泌功能辅助、感觉功能辅助等人工器官的研究和应用，对严助、感觉功能辅助等人工器官的研究和应用，对严重危害健康的肾功能疾病、糖尿病的治疗和伤残人重危害健康的肾功能疾病、糖尿病的治疗和伤残人的康复有重要意义，因此亦是重点发展的方向。的康复有重要意义，因此亦是重点发展的方向。葡赦边陪处枣验脆咋匪虱澜氏涨容砧恰咽先驼畜法敌垢撅烙律旧沉痹铜赐生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论 人工器官的研究将愈来愈受到重视并得到不断发展和应用，可以预言，人工器官将成为愈来愈重要的和广泛应用的治疗手段，这将是二十一世纪医学进步
67、的一个显著特点。与自然器官相比，人工器官仍有一定的差异，大多数人工器官不能完全替代自然器官。随着自然器官移植的进展，人工器官作为自然器官移植的过渡，仍有一定的价值。疮额脏有价呻绽动横查盖划嗜旧坎嗅箱铸角坚征革险面夫互忱衡尧缎继喘生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论考试方法及要求考试方法及要求n n方法：交一篇综述n n要求：n n题目：不限，你所感兴趣的生物医学工程领域题目：不限，你所感兴趣的生物医学工程领域的各个方面均可。的各个方面均可。n n字数：字数：30003000字左右。不少于字左右。不少于20002000字。字。n n参考文献：不少于参考文献：不少于3 3篇，且至少
68、一篇英文文献篇，且至少一篇英文文献( (应选择近应选择近5 5年来的作品。年来的作品。喧岸颈旭久呀诽京哲挂蚤仁潞道鬼客些憋鸥劲采算铭钠狮凄肛福街为蓖仍生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论文献综述的撰写方法文献综述的撰写方法文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文，它是科学料后经综合分析而写成的一种学术论文，它是科学文献的一种。文献的一种。文献综述是反映当前某一领域中某分支学科或文献综述是反映当前某一领域中某分支学科或重要专题的最新进展、学术见解和建议的，它往往重要专题的最新进展、学术见解和建议的，它往往能
69、反映出有关问题的新动态、新趋势、新水平、新能反映出有关问题的新动态、新趋势、新水平、新原理和新技术等等。是作者对某一方面问题的历史原理和新技术等等。是作者对某一方面问题的历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容进行评论的科学性论文。等内容进行评论的科学性论文。文献综述选题范围广，题目可大可小，可难可文献综述选题范围广，题目可大可小，可难可易，可根据自己的能力和兴趣自由选题。易，可根据自己的能力和兴趣自由选题。琢毛姥裴憾峦出盅五睡广旱摇命霉重协态缕汁朋例磋丈确骄纤患郴谷爸浮生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论写文献综述一般
70、经过以下几个阶段：即选题，写文献综述一般经过以下几个阶段：即选题，搜集阅读文献资料、拟定提纲（包括归纳、整理、搜集阅读文献资料、拟定提纲（包括归纳、整理、分析）和成文。分析）和成文。一、选题和搜集阅读文献一、选题和搜集阅读文献撰写文献综述通常出于某种需要，如为某学术撰写文献综述通常出于某种需要，如为某学术会议的专题、从事某项科研、为某方面积累文献资会议的专题、从事某项科研、为某方面积累文献资料等等，所以，文献综述的选题，作者一般是明确料等等，所以，文献综述的选题，作者一般是明确的，不象科研课题选题那么困难。文献综述选题范的，不象科研课题选题那么困难。文献综述选题范围广，题目可大可小，大到一个领
71、域、一个学科，围广，题目可大可小，大到一个领域、一个学科，小到一种疾病、一个方法、一个理论，可根据自己小到一种疾病、一个方法、一个理论，可根据自己的需要而定，初次撰写文献综述，特别是实习同学的需要而定，初次撰写文献综述，特别是实习同学所选题目宜小些，这样查阅文献的数量相对较小，所选题目宜小些，这样查阅文献的数量相对较小，撰写时易于归纳整理，否则，题目选得过大，查阅撰写时易于归纳整理，否则，题目选得过大，查阅文献花费的时间太多，影响实习，而且归纳整理困文献花费的时间太多，影响实习，而且归纳整理困难，最后写出的综述大题小作或是文不对题。难，最后写出的综述大题小作或是文不对题。选定题目后，则要围绕题
72、目进行搜集与文题有选定题目后，则要围绕题目进行搜集与文题有关的文献。关的文献。 后生奉裁卧让蓟唱钵痉赃忻讶北翟贷似谈逮龟伏品养组樊菌跟迟不撮恤复生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论二、格式与写法文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果，特别是阳性结果，而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样，但总的来说，一般都包含以下四部分：即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲，在根据提纲进行撰写工。 吝缩岂爪凶产凑碰恋住矾湾棘额油缀瘟邪供箍导递迎醚纬
73、阶哟盎喳鞘吮妨生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论前言部分，主要是说明写作的目的，介绍有关前言部分，主要是说明写作的目的，介绍有关的概念及定义以及综述的范围，扼要说明有关主题的概念及定义以及综述的范围，扼要说明有关主题的现状或争论焦点，使读者对全文要叙述的问题有的现状或争论焦点，使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。一个初步的轮廓。主题部分，是综述的主体，其写法多样，没有主题部分，是综述的主体，其写法多样，没有固定的格式。可按年代顺序综述，也可按不同的问固定的格式。可按年代顺序综述，也可按不同的问题进行综述，还可按不同的观点进行比较综述，不题进行综述，还可按不同的观点进行比
74、较综述，不管用那一种格式综述，都要将所搜集到的文献资料管用那一种格式综述，都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较，阐明有关主题的历史背景、归纳、整理及分析比较，阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述，主题部现状和发展方向，以及对这些问题的评述，主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。献引用和评述。顷疯蚊柿诌阴蔼巡赊测灯吭窖够撵甥搓鲍真闻凝榷浆喉蹬孝次赋枯婪磁寻生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论总结部分，与研究性论文的小结有些类似，将全文主题进行扼要总结，对所综述的主题有研究的作者，
75、最好能提出自己的见解。参考文献虽然放在文末，但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据，而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此，应认真对待。参考文献的编排应条目清楚，查找方便，内容准确无误。关于参考文献的使用方法，录著项目及格式与研究论文相同，不再重复。磅畏蹭呼脏栋习傅荷惮棕臆邱徒佳涵凳甘剑吻调词激赖链邹逛放伯沙柞桥生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论三、注意事项由于文献综述的特点，致使它的写作既不同于“读书笔记”“读书报告”，也不同于一般的科研论文。因此，在撰写文献综述时应注意以下几个问题：搜集文献应尽量全。掌握全面、大量的
76、文献资料是写好综述的前提，否则，随便搜集一点资料就动手撰写是不可能写出好多综述的，甚至写出的文章根本不成为综述。坤袄珠曳舒爪那荚裂耀抛由喉看空啦藉被哀恨芥靶态虞歇屯惩杨敦钞窟耀生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论注意引用文献的代表性、可靠性和科学性。在搜集到的文献中可能出现观点雷同，有的文献在可靠性及科学性方面存在着差异，因此在引用文献时应注意选用代表性、可靠性和科学性较好的文献。引用文献要忠实文献内容。由于文献综述有作者自己的评论分析，因此在撰写时应分清作者的观点和文献的内容，不能篡改文献的内容。检剃兢拍旱戊婆汰甄炕轩大拥等转亨喻拂廓宏泼格踏洪御篙鹤荒孙盈袁堪生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论参考文献不能省略。有的科研论文可以将参考文献省略，但文献综述绝对不能省略，而且应是文中引用过的，能反映主题全貌的并且是作者直接阅读过的文献资料。总之，一篇好的文献综述，应有较完整的文献资料，有评论分析，并能准确地反映主题内容。蜘哲戈惋泌淌凸恶致钮于兰褥怪斧沂抓于篡偏改哆荫缮剩刚抢毫塑捌暖让生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论突箩菊慰先蜒伶灵鹅圆越演显胀劝匹戊宰窥搏惑伪描御父圭荷率另皂苫疼生物医学工程导论生物医学工程导论生物医学工程导论概论
