生物医学工程专业介绍.ppt
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1、报告人 刘忠国山东大学控制学院生物医学工程系生物医学工程专业介绍5/2/20241刘忠国_生物医学工程_山东大学一、生物医学工程的重要性一、生物医学工程的重要性百年总计(1901-2000)91(届次)100%属于BME范畴1618%与BME密切相关1314%不采用BME方法、技术、设备与材料就不能完成的3943%与BME无关的2325%美国的保罗-劳特布尔和英国的彼得-曼斯菲尔德共同获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖核磁共振成像技术领域突破性成就:三维图像。BME在百年诺贝尔生理与医学奖中的份额5/2/20242刘忠国_生物医学工程_山东大学生物医学工程产品与医药产品一样生物医学工程产品与
2、医药产品一样是保证人民健康的必需品是保证人民健康的必需品 u目前,发达国家生物医学工程产品市场与药品市场之比已达1:1.9,我国仅1:6。u全国17.5万医疗机构中60%的设备仍保持在上世纪80年代水平。5/2/20243刘忠国_生物医学工程_山东大学我国生物医学工程产品现状我国生物医学工程产品现状 u近年来,我国生物医学工程产业快速发展,2005年我国生物医学工程产业总销售额已逾730亿元,比2000年增长了60%,其中中型医疗设备销售额约100亿元;出口额已从10年前的0.13亿美元猛增到2005年的24.90亿美元。u但总体看,我国生物医学工程产业集聚程度低,全国医疗器械生产企业多达12
3、243家,年销售额1亿元以上的企业只有60余家;u产品性能普遍落后,技术含量高的大型生物医学工程产品少。5/2/20244刘忠国_生物医学工程_山东大学我国对生物医学工程的支持与重视我国对生物医学工程的支持与重视u为加快生物医学工程产业发展,国家计委在为加快生物医学工程产业发展,国家计委在“十五十五”“”“十一五十一五”期间组织实施了生物医学工程高技期间组织实施了生物医学工程高技术产业化专项基金。术产业化专项基金。u国家计委专项支持国家计委专项支持BMEBME四大重点技术方向:四大重点技术方向:(1 1)重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置)重大疾病的急救、诊疗、康复技术和装置 (2 2)社区
4、医疗系统工程技术和装备)社区医疗系统工程技术和装备 (3 3)医学影像技术和装备)医学影像技术和装备 (4 4)生物医学材料表面处理技术、器件及其制备工)生物医学材料表面处理技术、器件及其制备工艺,组织工程和生物人工器官,生物微系统技术等。艺,组织工程和生物人工器官,生物微系统技术等。5/2/20245刘忠国_生物医学工程_山东大学我国对生物医学工程的支持与重视我国对生物医学工程的支持与重视u根据生物产业发展“十一五”规划,生物医学工程高技术专项基金将按照当代生物医学工程技术和产业发展的方向,重点发展医疗影像设备、医疗监护系统及设备、肿瘤物理治疗设备等11大类产品。u力争使我国生物医学工程产业
5、2010年实现销售收入达1500亿元,促使我国生物医学工程产品实现向高性能化的历史性转变,培育国民经济新的增长点,提高我国医疗保健系统技术和装备水平,扭转高端医疗器械主要依靠进口的局面。5/2/20246刘忠国_生物医学工程_山东大学u生物医学工程生物医学工程(Biomedical Engineering,BME)是综是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科新兴边缘学科,其主要研究方向是,其主要研究方向是运用工程技术手段,运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关问题研究和解决生物学和医学中的有关问题。现在的生物。现在的
6、生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用,世界各个主要国家均将它列入高技术领着巨大作用,世界各个主要国家均将它列入高技术领域,重点投资优先发展。域,重点投资优先发展。二、生物医学工程是什么?二、生物医学工程是什么?5/2/20247刘忠国_生物医学工程_山东大学三、生物医学工程的培养目标三、生物医学工程的培养目标医学基础医学基础电子技术电子技术计算机技术计算机技术信息技术信息技术5/2/20248刘忠国_生物医学工程_山东大学四、生物医学工程的历史四、生物医学工程的历史1895年:X X射线之父射线之父伦琴伦琴 伦琴夫人伦琴夫人
7、的手指的手指 伦琴的实验室伦琴的实验室 5/2/20249刘忠国_生物医学工程_山东大学生物医学工程的历史生物医学工程的历史u生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。u在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。5/2/202410刘忠国_生物医学工程_山东大学中国BME创始人黄家驷院士1977年:协和医科大学生物医学工程专业成立;1980年:中国生物医学工程学会正式成立;197
8、8年:生物医学工程专业学科组成立;生物医学工程的历史生物医学工程的历史2000年:山东大学生物医学工程专业成立。5/2/202411刘忠国_生物医学工程_山东大学生物医学工程由来u目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。5/2/202412刘忠国_生物医学工程_山东大学五、生物医学工程研究的内容五、生物医学工程研究的内容生物系统的建模与控制生物医学信号检测与处理医学图像技术与仪器远程医疗康复工程生物医学材料 5/2/202413刘忠国_生物医学工程_山东大学中中国国女女一一号号(一一)生物系统的建模与控制
9、生物系统的建模与控制生物系统是一个动态系统生物系统是一个动态系统生物系统是一个动态系统生物系统是一个动态系统,建立生建立生建立生建立生物系统的物系统的物系统的物系统的数学模型数学模型数学模型数学模型,有利于获得生有利于获得生有利于获得生有利于获得生物系统的物系统的物系统的物系统的动态与定量的知识动态与定量的知识动态与定量的知识动态与定量的知识,解决解决解决解决生物医学中有关生物医学中有关生物医学中有关生物医学中有关作用机制作用机制作用机制作用机制等基础等基础等基础等基础性问题性问题性问题性问题,因而生理系统的仿真与建因而生理系统的仿真与建因而生理系统的仿真与建因而生理系统的仿真与建模在生物医学
10、研究领域中已日益模在生物医学研究领域中已日益模在生物医学研究领域中已日益模在生物医学研究领域中已日益受到重视。受到重视。受到重视。受到重视。5/2/202414刘忠国_生物医学工程_山东大学生物医学工程方法:生物医学工程方法:1 1 直观形象直观形象2 2 客观性客观性3 3 永久保存,便于分析讨论永久保存,便于分析讨论(二二)生物医学信号检测与处理生物医学信号检测与处理传统听诊法:传统听诊法:1 1 医生经验医生经验2 2 主观性主观性5/2/202415刘忠国_生物医学工程_山东大学(二二)生物医学信号检测与处理生物医学信号检测与处理心电检测心电检测5/2/202416刘忠国_生物医学工程
11、_山东大学(二二)生物医学信号检测与处理生物医学信号检测与处理脑电检测脑电检测5/2/202417刘忠国_生物医学工程_山东大学(二二)生物医学信号检测与处理生物医学信号检测与处理智能药丸智能药丸5/2/202418刘忠国_生物医学工程_山东大学(三三)医学图像技术及仪器医学图像技术及仪器5/2/202419刘忠国_生物医学工程_山东大学1.X射线计算机断层射线计算机断层(XCT)成像成像 uCT(Computed Tomography)是计算机断层成像的缩写。克服了X光机平面图像在深度方向的重叠,可以得到人体脏器的断层(即一薄层)图像,许多断层像可以重建成三维的立体像。5/2/202420刘
12、忠国_生物医学工程_山东大学1.X射线计算机断层射线计算机断层(XCT)成像成像 5/2/202421刘忠国_生物医学工程_山东大学CT 机诊断图机诊断图5/2/202422刘忠国_生物医学工程_山东大学From 2-D Cross-sections to 3-D?5/2/202423刘忠国_生物医学工程_山东大学2.MRIuMRI(Magnetic resonance imaging)称为磁共振成像,是一种专业性强、结构精密、价格昂贵、具有广泛使用前途的新的显像诊断技术。5/2/202424刘忠国_生物医学工程_山东大学 Felix Bloch 1905-1983费费 利克斯利克斯布洛赫布洛
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