生物医学工程概论

2022-08-01

第一篇：生物医学工程概论1

生物医学工程专业概论感想

山东科技大学电子通信与物理学院

生物医学工程专业概论学习心得

作者：xxxxx

学号：xxxxxxxxxxxxxx 班级：生物医学工程xxx

生物医学工程专业概论学习心得

经过六节课的学习，我对生物医学工程专业有了一定的认识，也对生物医学工程中的一些技术有了一定的了解，同时，对于本专业未来的发展方向也更为明确了，对于通过学好本专业的信心也大为增强，学习的动力也是大为提升。

在几节专业概论当中，我了解到了我们大学期间究竟要学习那些课程，例如大三时上的生理学、模式识别、EDA等课程，大四时上的医学成像原理等，同时我们也要学习医用仪器的设计，以便于在毕业后更好的适应社会发展的需要，我也了解到了学好计算机语言的重要性，C#，java等计算机语言等是我们以后发展中的重要工具。

同时，生物医学工程专业人数比较多，我们有众多的学长学姐考入我国各知名院校，例如现在大四就有学长学姐考入浙江大学，西安交通大学等国内知名高校，在课上我们也了解到了我们有哪些高校在生物医学工程领域发展的比较好，各知名高校在生医专业的发展方向等，同时也认清了当前考研的严峻形势，让我对考研有了比较理性的认识。

当然，及时我们很多同学都有计划考验，但是这并不意味着我们需要大学期间每天埋头于自习室，终日准备考研的知识。陆翔老师就向我们介绍了许多适合我们的科技创新赛事，让大家明白了锻炼动手能力的重要性，这也直接造就了我身边大批同学踊跃报名各项科技创新竞赛，例如：电子设计大赛，机器人大赛，物理创新大赛，数学建模等。我认为我们参加这些比赛不论是否得奖，都是一种提高，因为我们可以通过这些比赛自己实实在在动手从开始设计到成品完整的做出一些东西。在专业概论课中，老师也像我们举了一些生物医学工程专业所做出的一些成果，例如我们学校就有生物医学工程实验室，可以控制各自行走，其他的诸如仿生牙齿等都是我们生物医学工程专业的前辈们设计制造的，同时，我们也简单了解的医学影像的发展历史，明白了透视，CT，彩超等常见医学检测手段的适用范围，我也认识到了医疗检测手段对于治疗疾病的重要意义，可以说，当前医疗水平的逐步提高离不开我们生医人的辛勤努力!

而对于就业而言，在国内也有诸如东软，外企诸如西门子等都是我们生物医学工程发展的比较不错的企业，同时，我们山东境内也有不少生医专业对口的企业，例如威高集团等，我们不少学长学姐也在那些企业中发展的非常优秀。我们的就业范围相对也比较广泛，例如研发，售后，一员的设备科都需要我们专业的毕业生。而就毕业后的薪资而言，我们专业有着得天独厚的优势，毕业五年平均月薪在我校各专业中排名第一，这让我对未来有着足够的信心，同时也促使我更加的努力，毕竟更高的薪资意味着需要更高的能力，意味着我们将来需要承担更多的责任，因而我们一定要在大学期间努力提升自己!

六节的专业概论课不能让我们对一个专业多么的精通，但也让我们基本了解了生物医学工程这个专业。我也已经基本清楚我们当前需要学习的知识，需要提高的能力，我相信在我们的共同努力下，我们一定会在生物医学工程这个专业中发展的越来越好!

第二篇：生物医学工程概论教学大纲

某大学教学大纲

课程编号: 课程名称:生物医学工程概论开课院系: 开课教师:

2012—2013学年第一学期

1 课程名称: 生物医学工程概论

英文名称: Introduction to Biomedical Engineering 总学时: 40 其中:实验课学时：0 学分: 2 先修课程: 理工类基础教材: 生物医学工程导论参考教材:

1、生物医学工程学.邓玉林主编，科学出版社.

2、John Enderle, Susan Blanchard, Joseph Bronzino,Introduction to Biomedical Engineering，Academic Press, 2000.

3、生物医学工程学科发展报告.中国科学技术协会主编,中国科学技术出版社. 适用学生范围：硕士研究生课程性质: 专业基础教学目标: 本课程以讲座形式，以交叉学科充满创新的特点，介绍生物医学工程的基本原理、典型应用、最新成果及未来发展。在最后几讲中将介绍生物医学工程产业和临床工程的一些基本知识，以帮助学生从事实际工作时能尽快入门。课程简介: 生物医学工程是理、工、医相结合的边缘学科，其将现代工程技术、近代物理学、生物学和医学结合起来，形成了对生命科学、现代医学具有极其重要意义的新兴交叉学科。其属于技术科学范畴，是以生命的人为对象，用工程学原理，研究开发防病、治病、人体辅助功能等为医学应用服务的人工装置和系统，医疗仪器、医疗器械即是其最广泛的应用。

本课程主要介绍生物医学工程学科的发展史，学科内涵和研究领域，以及

2 未来展望，并重点概括介绍生物医学工程基本原理和方法，包括生物医学信号的检测、处理和识别、生物医学电子、生物材料、人工器官和组织工程、生物电磁学、物理因子的生物效应及治疗作用、生物力学、医学仪器与设备、生物系统的建模与仿真、中医工程等。

通过本课程的学习，要求学生掌握有关生物医学工程的基本原理及技术，为从事本专业的工作和研究奠定坚实的基础。教学内容：

第一讲生物医学工程概论(2学时，沈海明)

教学目的：介绍生物医学工程概况教学要求：对生物医学工程有基本了解内容提要：

1、医疗简史

2、现代医疗体系

3、生物医学工程学科定义

4、学科培养目标

5、学科发展现状

6、学术组织介绍

第二讲人体解剖生理及生物电现象(4学时，沈海明) 教学目的：介绍人体解剖生理及生物电现象

教学要求：基本了解人体解剖结构和生理功能及生物电现象内容提要：

1、细胞结构，等离子膜，细胞质和细胞器，DNA与基因表达

2、主要器官及系统：循环系统，呼吸系统，神经系统，骨骼系统，肌肉系统

3、生物电现象

第三讲生物医学传感器(4学时，徐佳佳) 教学目的：介绍生物医学传感器

教学要求：掌握生物医学传感器基本知识内容提要：

1、传感器分类，传感器封装

2、生物电位测量：电解液/金属电极界面，ECG、EMG、EEG电极，微电极

3、物理参数测量：位移传感器，气流传感器，温度测量

4、血气和pH值传感器：氧含量测量，pH值电极，二氧化碳传感器

5、生物分析传感器：酶基传感，微生物传感

6、光学传感器：光纤，传感机制

第四讲生物医学仪器 (4学时，刘文礼)

教学目的：介绍各种生物医学仪器基本组成、基本设计

教学要求：发挥交叉学科特点，掌握各种生物医学仪器基本原理、基本设计及应用

内容提要：

1、生物医学仪器分类

2、模拟电路，器件，时变信号，叠加原理

3、信号调节：运算放大器，传递函数与复阻抗，滤波器与频响

4、仪器设计：信号放大，噪声抑制，频率混叠，差分生物电放大器设计，A/D转换

5、基于微机的仪器系统，计算机与程序设计语言第五讲生物医学信号处理 (4学时，时爱娟) 教学目的：介绍常用的生物医学信号处理方法

教学要求：发挥交叉学科特点，掌握基本的生物医学信号处理方法的应用内容提要：

1、生物信号的生理基础：生物电信号，生物磁信号，生物化学信号，生物机械信号，生物声信号，生物光信号

2、生物信号特性

3、信号获取：数据采集，生物传感器、放大器、模拟滤波器，A/D转换器

4、信号的频域表达

5、Z 变换

6、数字滤波

7、信号平均处理

8、小波变换和短时序列付氏变换

9、人工智能技术，模糊逻辑，人工神经网络第六讲生物材料(4学时，徐佳佳) 教学目的：介绍生物材料

教学要求：了解基本的生物材料和应用内容提要：

1、机械特性和测试

2、医疗装置中的生物材料分类：金属与合金，陶瓷和玻璃，聚合物，合成物

3、材料老化：金属腐蚀，聚合物老化，磨损

4、生物效应：关联细胞对材料的反应，发炎，伤口复原，感染，免疫反应，生物效应与生物材料

5、材料老化对生物系统的影响：老化，腐蚀，磨损

6、生物相容性测试

7、生物材料和装置设计原则，心脏瓣膜修复，关节替换第七讲生物医学中的光学与激光(4学时，刘文礼)

教学目的：介绍生物医学中的光学与激光工程基本内容、原理和应用教学要求：了解光学与激光基本原理和在生物医学工程中的应用内容提要：

1、基本光学原理：电磁波与光谱，光的偏振，吸收、散射和发光

2、生物组织中的光传播基本原理：吸收、反射和散射

3、光对组织的物理作用及测量：温度变化，激光多普勒测速，干涉测量法

4、光学生化测量技术：吸收、散射、发光和偏振特性

5、激光致热治疗基本原理

6、医学应用中的光纤和波导：光纤和波导原理，探测、诊断用光纤探针

7、光学成像：光学断层成像，混合光学成像

第八讲放射学成像和磁共振成像(4学时，时爱娟)

教学目的：介绍放射学成像、磁共振成像和超声的基本内容

教学要求：了解X射线、CT、核医学成像、磁共振成像MRI、超声等基本原理、发展和应用内容提要：

1、发射型成像系统：基本概念，基本粒子，原子结构与粒子发射，放射衰变，放射性测量

2、核医学成像装置：放射闪烁探测器，伽马相机，正电子成像

3、X线成像系统：基本原理，CT技术

4、磁共振成像原理

5、磁共振成像技术

6、功能性磁共振成像

7、声的传播原理，波动方程，声阻抗，声强度，衰减、反射、散射

8、超声诊断成像：超声换能器，A、B型超声成像，B超的分辨率，M和C型超声成像，血流测量的多普勒方法，彩色多普勒血流成像

9、超声技术进展：彩色多普勒功率成像，血流的时域估计，多维换能器，三维成像和并行处理，超高频腔内成像，超声对比增强与谐波成像

10、超声波的生物效应

第九讲人工器官(4学时，沈海明) 教学目的：介绍人工器官的分类和应用

教学要求：了解人工器官的分类及常见人工器官的临床应用内容提要：

1、人工器官概述及分类

2、人工心脏瓣膜的结构及其分类

3、人工肾

4、人工肝

5、人工心脏

6、人工肺

第十讲组织工程(4学时，沈海明)

教学目的：介绍组织工程基本原理、应用和发展

教学要求：了解组织工程基本内容、原理和未来前景内容提要：

1、细胞治疗，利用人类自身细胞的方法，基本问题

2、组织动力学：组织发育，大量繁殖的组织，组织形成，组织修复，组织形成功能性结构，组织工程面临的挑战，组织功能评估

3、干细胞：特性，实例，扩散行为模型，与组织工程的关系，细胞寿命

4、细胞衰亡过程：分化，运动，复制，与组织动力学的关系

5、细胞间的交互，生长因子，细胞间的直接联系，阵列互作用

6、组织微循环：细胞在体内的功能，组织微循环，与其它器官的交互

7、生长进程控制：基本概念，关键问题，物质传递的时间尺度，液体流动和一致性，生物材料

8、临床细胞修复术：细胞/组织提供者的个体差异，反应，免疫性排斥，组织获取，冷藏

考试与成绩评定方式：2010年11月18日(2学时)

考试形式：期末考试方式是通过课程学习总结，查阅文献，根据自己的兴趣撰写相关的课程报告。

成绩评定方式：课堂演讲报告(50%)+期末考核(50%)

第三篇：学习生物与医学工程概论的体会（整理）

生物与医学工程学院131012班

学号：13101031姓名：李丹

学习生物与医学工程概论的体会

在这堂课上，虽然我并没有真正学到许多知识，老师讲的内容我也听得一知半解，但通过这十几次课的学习还是有不少收获的。

首先，我对生物工程与生物医学工程这两个专业有了更深的认识：

生物工程是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术。它是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料。主要的技术手段有基因重组技术、DNA和蛋白质序列分析技术、分子杂交技术、细胞融合技术、细胞和组织培养技术、核移植技术等。生物工程主要包括了基因工程、细胞工程、酶工程、染色体工程、组织工程、胚胎工程等。

生物与医学工程是综合生物学、医学和工程技术的交叉学科，也是运用自然科学和工程技术的原理与方法研究和揭示人体的生命现象，并从工程角度解决人体医疗问题的一门综合性学科。它旨在利用现代工程技术的手段解决生物医学上的检测、诊断、治疗、管理等问题以及进一步探索生命系统的各种运动形式及其规律性。

其次，我大致了解了我们学院所开设的专业方向，以及一些老师正在研究的课题，另外，在参加导师制的过程中，也去参观了实验室，通过这些，我初步确定了自己未来发展的方向。

由于生物医学工程与生物工程都是交叉学科和边缘学科，它们的研究范围也很广泛，几乎涉及到了生物科学与工程技术的各个方面，而我们学院开设的专业范围也很广泛，包括生物力学、生物医学材料、细胞与组织工程、生物医学信息与仪器、人体行为与康复工程、生物技术、空间生命科学及生命保障技术等，也都有各自的实验室。

我国古语有云“术业有专攻”，是说专门去钻研某一件事物才能精通，这世界上，鲜有人可以在科学的各个方面都取得伟大的成就，平凡如我，若能选择一个方向并为之坚定不移的奋斗，或许到最后并没有办法取得举世瞩目的成功，但至少也能成为一个对社会有用的人，如此，于我，便已足够。所以，我根据自身的特点，我的喜好，我擅长与不擅长的学科，初步选定了我将来的发展方向——生物医学材料。

要在某个领域取得成就，基础知识很重要，只有拥有了扎实的基础知识，才能在未来的发展之路上走得更好，因此，我的学习计划是：大一，抓基础，尽我所能把基础课学到我所能做到的最好程度，在学习之余，可以涉猎一些关于生物医学材料方面的书籍，但并不急着深入学习，只初步了解就好了，同时，也可以关注一些这方面的学术和论文。大二，选方向，这时就可以开始深入学习了，同时也可以开始和老师多多交流，拓宽自己的视野。当然，课堂学习依旧是重要的，它几乎贯穿我的整个大学，重要性从不会减少。

由于我对大三大四的学习生活还不甚了解，所以计划不太好安排，但我相信，只要我可以走好前面的每一步，那后阶段我也能淡定从容地走下去，知道完成我的目标。我知道，前进的路并不是风和日丽，但即使是风雨兼程，我也不会放弃。未来有很大的变数，我不能保证自己是否能坚持到最后，但此刻，我确定我有坚持到底的决心。

生物医学工程是我填报志愿时的第一专业，很多人都纳闷，也并不看好我的前途，但我一定要用自己的努力去证明我的选择并没有错。

第四篇：生物工程概论总结

生物工程：人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的新技术。

包括近代生物学、生物化学、分子生物学、遗传学和化学工程等。五个方面：基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程

生物工程分期产品时期名称采用技术代表人物或物品

中国的酿酒和古

埃及的奶酪酿制传统生啤酒、苹果酒、发酵面包、自然发酵物技术醋,泡菜，豆腐等

近代生抗生素、单细胞蛋白质、初步的物理、化学遗传英国Fleming爵物技术酶、乙醇、丙酮、氨基酸、分析、细胞杂交、物理士发现青霉素

酒精、化学、诱变育种

现代生涉及工、农、医、信息和基因工程、细胞工程、Watson和Crick物技术基础生物学的各个方面胚胎技术等

如：基因药品克隆婴儿

等

现代生物工程五大技术的关系：

五大生物工程技术并非各自独立，而是彼此之间相互联系，相互渗透的。其中又以基因工程技术为核心，它向人们提供了一种全新的技术手段，使人们可以按照意愿在试管内切割DNA，分离基因并进重组后发现DNA双螺旋结构

导入其他生物或细胞，借以改造农作物或畜牧品种;也可导入细菌这种简单的生物体，产生大量有用的蛋白质，作为药物活疫苗;也可直接导入人体进行基因治疗。基因工程作为核心，带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。

生物工程技术的应用领域：生物医药、农业、化学工业、食品工业、环境保护、能源工业。

现代生物技术的发展现状

生物技术的发展在全球范围内方兴未艾。生物技术和生命科学研究不断取得重大突破，为应用生物技术奠定了坚实的理论基础，促进了生物技术的产业化，世界各国都逐渐、将生物技术放到重要的位置。我国都把生物技术列入是<高技术研究发展计划纲要>(即863计划)，连续在多个五年计划中都把现代生物技术产业列为重点发展方向，给予政策上的倾斜和扶持，国内生物技术整体研究水平迅速提高，在人类基因组、水稻基因组、动植物转基因技术、动物克隆技术、药物研制、基因治疗技术、生物芯片技术等方面都取得了令世人瞩目的成就，在发展中国家中居于领先地位，少数领域已经进入国际先进行列，近年来，我国医药应用生物技术迅速发展成以高新技术为主的产业，逐渐成为一个独立的新型产业。

现代生物技术极大地改善了人类生活的质量，主要包括：更加准确地诊断、开发疫苗、预防或治疗遗传性疾病和传染病;开发出可以生产化学药物、生物多聚体、氨基酸、酶类、各种食品添加剂的微生物;有效地提高作物的产量，获得具有抗病虫害抗逆境、品质性状优良的农作物和家畜及其他动物;简化从环境中清除污染物和废弃物的程序，并将这些污染物和废弃物再生转化为可利用的物质。

(二)我的兴趣所在

高中时代学习生物课程时，我就对生物育种很感兴趣。尤其是基因育种中的转基因技术和克隆技术，以及海洋生物技术。

转基因技术可以使不同的植物优秀基因融合在一起，充分利用有限的土地资源，生产品质优良的作物。比如袁隆平的杂交水稻，就是从基因入手，解决了水稻少产的缺陷：又如番茄土豆杂交，上面长出番茄，下面长出土豆，这不仅从根本上解决了地少人多的难题，更是适应时代的一种前瞻。但这项技术毕竟不成熟，存在很多安全方面的争议。由于转基因食品中引入了外源性基因，因此有关转基因食品的安全性评价主要集中在以下几个方面：

第一.转基因食品外源基因产物的营养学评价，如营养促进或缺乏、抗营养因子等;毒理学评价，如免疫毒性、神经毒性、致癌性、繁殖毒性等;以及是否有过敏源。

第二.外源基因水平转移而引发的不良后果，如标记基因转移引起的胃肠道有害微生物对药物的抗性等。

第三.未预料的基因多效性所引发的不良后果，如外源基因插入位点及插入基因产物引发的下游基因转录效应而导致的食品新成分的出现，或已有成分含量减少或消失等。

虽然如此，但我还是相信这项技术，随着能源的减少、人口的增加未来必然是一个转基因的时代，即使人类可以找到其他解决方法，但转基因技术定可以养育一方水土。

我另一兴趣就是克隆技术，比如多利羊就是我最多研讨的对象。1996年，绵羊“多莉”秘密地诞生了，它是世界上第一例从成年动物细胞克隆出的哺乳动物。这个秘密直到1997年2月才向世人公布。苏格兰胚胎学家伊恩·威尔姆特和同事用一只成年母羊乳房内取出的细胞克隆出多利。多莉从此受到了全世界的关注。

但令人惋惜的是，2003年2月14日，多莉实施安乐死的消息再度

震惊了世界。多莉今年只有6岁，寿命仅相当于普通羊的一半。关于克隆技术是否可靠，世人表示怀疑。但不管怎么说，这项技术的诞生还是为人类指明了一条新的道路。

在农业方面，人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。

克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。

克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素，等等。

第三个兴趣所在，相比陆地，海洋蕴含的物质绝对是一个天然数字。在陆地资源逐渐减少的前景下，人类必然会将目光投向浩瀚的大海。而海洋生物技术将应景而生。

海洋生物技术兴起于20世纪80年代，是传统海洋生物学发展的一门新兴研究领域。目前，世界各国正在进行的海洋生物技术研究的内容，主要是以海洋生物为对象，综合应用基因工程、细胞操作技术和细胞培养等技术手段，进行海洋生物遗传性改造，或生产对人们有用的海洋生物产品。随着神经生物学、海洋生态学、海洋工程学、电子学，以及遥感技术和深海探测技术不断向海洋生物技术领域渗透，并与之相结合，海洋生物技术的研究范围将逐步拓宽。现在，人们正在研究的内容大体有三个方面：一是开发、生产和改造海洋生物天然产物，以便用作药物、食品、新材料;二是定向改良海洋动物、植物遗传特性，为海水养殖业提供具有生长快、品质高和抗病害的优良品种;三是培养具有特殊用途的“超级细菌”，用来清除海洋环境的污染，或者生产具有特定生物治理的

物质。

海洋生物技术除在海洋动物、海藻和微生物方面取得成绩外，还有更为广阔的用途。例如，纯种保存技术，实现了能对部分海洋生物成功地进行冷冻保存。将海产显花植物大叶藻的种子进行冷冻，对鲑科鱼类、贝类、甲壳类的生殖细胞进行收集和保存。再如，成功地进行了生物反应器和传感器的研究。人们成功地制成了氨生物传感器，其基本工作原理是用双层醋酸纤维膜将硝化细菌固定化，以溶解氧探针作为换能器。制成的恒温水浴控感器，其工作原理是以磷酸缓冲液，控制溶液的pH值，用于废水或河水品质监测。在海洋环境保护里，在污染物和废水处理等环境净化领域，可采用生物技术。将基因工程和技术应用到降解特殊化合物上，其操作技术是提高某些微生物体内特异性酶类水平对污染物进行特异性生物降解转化，使酶工程在环境净化中得以广泛应用

(三)我的学习体会

学习生物技术概论不能不说是一种机缘，要知道选课时随机的，能选上其实就是一种缘。高中时期还是很喜欢学习生物的，每每余暇，还会看看与其相关的杂志、新闻。上大学后，反而被花花世界眯了眼，很少再有心情坐下来看看它，要不是这一场机缘，真不敢想象今生我和生物学是否还有交集。因为以前有过学习，所以学起来并不算困难。只是有些百感交集，有一份久别的喜悦。学习它，又让我体会到了那种生命的悸动，就如我的兴趣所在，我喜欢创造和探索生命的奥义与世界的未知。我爱海，对海有这病态的挚爱，为它的神秘与浩瀚。小时候最喜欢看动物世界中关于海的描述，一直梦想见识一下真正的大海。对于克隆，小时候谁不想多一个自己帮自己干不愿意干的事，但现在我更看重克隆背后无限的希望，因为从另一种角度看，这正代表着生的延续。

课程结束了，我们是否又该说再见了，不，这回我绝不轻易放手。我的人生不能只是电子的世界，生物——自然，我绝不能再被剥离，我

热爱自然，没有你，我的人生岂能完美。

字数 3293

机制B112

04王万里