1、報告人 劉忠國山東大學控制學院生物醫學工程系生物醫學工程專業介紹9/30/20221劉忠國_生物醫學工程_山東大學一、生物醫學工程的重要性百年總計(1901-2000)91（屆次）100%屬于BME范疇1618 %與BME密切相關1314 %不采用BME方法、技術、設備與材料就不能完成的3943 %與BME無關的2325%美國的保羅-勞特布爾和英國的彼得-曼斯菲爾德共同獲得了2003年諾貝爾生理學或醫學獎核磁共振成像技術領域突破性成就：三維圖像。 BME在百年諾貝爾生理與醫學獎中的份額9/30/20222劉忠國_生物醫學工程_山東大學生物醫學工程產品與醫藥產品一樣是保證人民健康的必需品 目前，

2、發達國家生物醫學工程產品市場與藥品市場之比已達1：1.9，我國僅1：6 。全國17.5萬醫療機構中60%的設備仍保持在上世紀80年代水平。9/30/20223劉忠國_生物醫學工程_山東大學我國生物醫學工程產品現狀 近年來，我國生物醫學工程產業快速發展，2005年我國生物醫學工程產業總銷售額已逾730億元，比2000年增長了60%，其中中型醫療設備銷售額約100億元；出口額已從10年前的0.13億美元猛增到2005年的24.90億美元。但總體看，我國生物醫學工程產業集聚程度低，全國醫療器械生產企業多達12243家，年銷售額1億元以上的企業只有60余家；產品性能普遍落后，技術含量高的大型生物醫學工

3、程產品少。 9/30/20224劉忠國_生物醫學工程_山東大學我國對生物醫學工程的支持與重視為加快生物醫學工程產業發展，國家計委在“十五” “十一五”期間組織實施了生物醫學工程高技術產業化專項基金。國家計委專項支持BME四大重點技術方向： （1）重大疾病的急救、診療、康復技術和裝置 （2）社區醫療系統工程技術和裝備 （3）醫學影像技術和裝備 （4）生物醫學材料表面處理技術、器件及其制備工藝，組織工程和生物人工器官，生物微系統技術等。9/30/20225劉忠國_生物醫學工程_山東大學生物醫學工程(Biomedical Engineering, BME)是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展

4、起來的新興邊緣學科，其主要研究方向是運用工程技術手段，研究和解決生物學和醫學中的有關問題。現在的生物醫學工程在疾病的預防、診斷、治療、康復等方面起著巨大作用，世界各個主要國家均將它列入高技術領域，重點投資優先發展。二、生物醫學工程是什么？9/30/20227劉忠國_生物醫學工程_山東大學三、生物醫學工程的培養目標醫學基礎電子技術計算機技術信息技術9/30/20228劉忠國_生物醫學工程_山東大學生物醫學工程的歷史生物醫學工程在國際上做為一個學科出現，始于20世紀50年代，特別是隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來，生物醫學工程有了快速的發展。在我國，生物醫學工程做為一個專門學科起步于20

5、世紀70年代，中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學科最早的倡導者。9/30/202210劉忠國_生物醫學工程_山東大學中國BME創始人黃家駟院士1977年:協和醫科大學生物醫學工程專業成立；1980年:中國生物醫學工程學會正式成立；1978年:生物醫學工程專業學科組成立；生物醫學工程的歷史2000年:山東大學生物醫學工程專業成立。9/30/202211劉忠國_生物醫學工程_山東大學生物醫學工程由來目前，我國許多高校科研單位均設有生物醫學工程機構，從事著生物醫學的科研教學工作，在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。9/30/2022

6、12劉忠國_生物醫學工程_山東大學中國女一號(一) 生物系統的建模與控制生物系統是一個動態系統,建立生物系統的數學模型,有利于獲得生物系統的動態與定量的知識,解決生物醫學中有關作用機制等基礎性問題,因而生理系統的仿真與建模在生物醫學研究領域中已日益受到重視。9/30/202214劉忠國_生物醫學工程_山東大學生物醫學工程方法：1 直觀形象2 客觀性3 永久保存，便于分析討論(二)生物醫學信號檢測與處理傳統聽診法：1 醫生經驗2 主觀性9/30/202215劉忠國_生物醫學工程_山東大學(二) 生物醫學信號檢測與處理腦電檢測9/30/202217劉忠國_生物醫學工程_山東大學(二) 生物醫學信號

7、檢測與處理智能藥丸9/30/202218劉忠國_生物醫學工程_山東大學(三) 醫學圖像技術及儀器9/30/202219劉忠國_生物醫學工程_山東大學1 .X射線計算機斷層(XCT)成像 CT（Computed Tomography）是計算機斷層成像的縮寫。克服了X光機平面圖像在深度方向的重疊，可以得到人體臟器的斷層（即一薄層）圖像，許多斷層像可以重建成三維的立體像。 9/30/202220劉忠國_生物醫學工程_山東大學1 .X射線計算機斷層(XCT)成像 9/30/202221劉忠國_生物醫學工程_山東大學CT 機診斷圖9/30/202222劉忠國_生物醫學工程_山東大學2. MRIMRI（M

8、agnetic resonance imaging）稱為磁共振成像，是一種專業性強、結構精密、價格昂貴、具有廣泛使用前途的新的顯像診斷技術。 9/30/202224劉忠國_生物醫學工程_山東大學 Felix Bloch 1905-1983費 利克斯布洛赫 Edward Mills Purcell 1912-1997愛德華.米爾斯.珀塞爾 1952 Nobel Prize for PhysicsStanford University MIT1945年 他們在幾天內同時發現核磁共振現象9/30/202225劉忠國_生物醫學工程_山東大學幾種典型的MRI9/30/202227劉忠國_生物醫學工程_山

9、東大學MRI成像9/30/202228劉忠國_生物醫學工程_山東大學3-D ReconstructionMRI scan of a human skull9/30/202229劉忠國_生物醫學工程_山東大學PET(Positron Emission Tomography) 正電子發射斷層掃描機，是當前被公認的、最先進的大型醫用科研和臨床診斷設備。它不但能像XCT、磁共振成像那樣做結構照相，還能用于新陳代謝的動態研究。 3. 正電子發射計算機斷層（PET）掃描機9/30/202230劉忠國_生物醫學工程_山東大學PET9/30/202231劉忠國_生物醫學工程_山東大學4. 移動式血管造影系統9

10、/30/202232劉忠國_生物醫學工程_山東大學移動式血管造影系統診斷圖9/30/202233劉忠國_生物醫學工程_山東大學5.超聲診斷儀9/30/202234劉忠國_生物醫學工程_山東大學5.超聲診斷儀9/30/202235劉忠國_生物醫學工程_山東大學9/30/202236劉忠國_生物醫學工程_山東大學9/30/202237劉忠國_生物醫學工程_山東大學(四) 遠程醫療南極膝關節手術美國馬薩諸塞總醫院雙向聲像連接9/30/202238劉忠國_生物醫學工程_山東大學(五) 康復工程德國Tbingen大學的Birbaumer教授利用腦機接口技術(腦電信號)幫助一個完全癱瘓的患者進行交流，病人

11、甚至可以在家上網 關愛老年人：A 全世界老年人口占12% B 到2050年，全世界老年人口數量將第一次超過兒童人口數量。C 每年有500萬人死于中風如何讓老年人生活得更好？9/30/202239劉忠國_生物醫學工程_山東大學Electro-encephalogram (EEG) 腦電圖128 electrode array9/30/202240劉忠國_生物醫學工程_山東大學Transcranial magnetic stimulation (TMS)經顱磁刺激9/30/202241劉忠國_生物醫學工程_山東大學科學家和醫生將一顆狒狒的心臟移植到出生兩周的女嬰體內(六) 生物醫學材料9/30/2

12、02242劉忠國_生物醫學工程_山東大學Biomedical engineeringMechanical engineeringIndustrial engineeringChemical engineeringElectrical and computer engineeringCivil engineering人工器官的應用9/30/202243劉忠國_生物醫學工程_山東大學Biomedical engineeringhttp:/assets/2708_Tibia.jpg/amebio/research/research.html9/30/202244劉忠國_生物醫學工程_山東大學Medi

13、cal DevicesTherapies enabled by “artificial organs” account for 8% of contemporary medicine9/30/202245劉忠國_生物醫學工程_山東大學六、山東大學生物醫學工程介紹1. 專業簡介山東大學生物醫學工程學科擁有生物醫學工程一級學科博士學位授權點、生物醫學工程碩士學位點和生物醫學工程工程碩士學位授權點。是中國生物醫學工程學會理事、中國生物醫學工程專業教學指導委員會副主任委員和山東省生物醫學工程學會常務理事單位。研究所現有教授8人（兼職教授3人）， 副教授3人，講師2人，其中有博士學位者10人。9/30/

14、202246劉忠國_生物醫學工程_山東大學2. （4+3模式）培養目標和要求培養目標本專業培養具備生物醫學、電子技術、計算機技術及信息科學有關的基礎理論知識，能運用工程技術手段研究解決生物醫學中有關問題的高級工程技術人才。本專業強化英語學習，加強英語讀寫聽說訓練，使學生具有較強的國際交流能力。 學生畢業后，可在生物醫學工程、醫學儀器領域及其它電子技術、計算機技術、生物信息技術等產業部門從事研究、開發、教學及管理工作。9/30/202247劉忠國_生物醫學工程_山東大學3. 本專業所學課程總學分：本科階段不低于150學分，碩士階段不低于31學分。本科階段的主要課程包括：生物醫學工程概論、生理學、

15、定量生理學、人體解剖學、生物化學、生物控制論、生物醫學電子學、模擬電子技術、數字電子技術、醫學網絡理論與應用、微機原理及應用、生物醫學傳感器與測量、生物醫學信號處理、信號與系統、醫學成像原理、醫學圖像處理、醫學影像學、現代醫學儀器、醫用智能儀器、醫療設備維修與管理、生理系統仿真與建模等。 9/30/202248劉忠國_生物醫學工程_山東大學3. 本專業所學課程研究生階段的主要課程包括：馬克思主義理論、第一外國語 、專業外語 、工程中的矩陣理論、隨機過程、前沿講座、生物醫學信號處理、現代生物醫學電子學 、醫學圖像處理等9/30/202249劉忠國_生物醫學工程_山東大學4. 本專業主要專業實驗生

16、物醫學電子學實驗、醫用電子儀器實驗、生物醫學信號處理實驗、生物醫學傳感器與測量實驗、微機在生物醫學中的應用實驗、人體解剖學實驗、生理學實驗、定量生理學實驗、醫學圖像處理實驗。實驗室照片9/30/202250劉忠國_生物醫學工程_山東大學5. 山東大學生物醫學工程研究方向：人體生理信息的檢測、處理和分析技術。血液表觀粘度的在線測量，心腦血管功能檢測設備的研制。(國家863項目，省自然科學基金、重點攻關課題)腦電、心電信息檢測及信號處理與分析，腦機接口研究。 (省自然科學基金)微機電系統MEMS的研究，超聲微流體驅動、超聲馬達的研究。(國家自然科學基金課題)9/30/202251劉忠國_生物醫學工

17、程_山東大學謝謝！9/30/202252劉忠國_生物醫學工程_山東大學國內幾所重點大學生 物 醫 學 工 程專業介紹9/30/202253劉忠國_生物醫學工程_山東大學清華大學生 物 醫 學 工 程主要研究方向：（）生物醫學信號的檢測與處理；（）醫學成像與醫學圖像處理；（）生理系統建模與仿真；（）人體運動及無損檢測；（）醫學信息及智能化醫學儀器 9/30/202254劉忠國_生物醫學工程_山東大學西安交通大學生 物 醫 學 工 程主要研究方向：(1)醫學信息工程與儀器；(2)生物醫學超聲；(3)心臟電生理與心臟起搏；(4)計算生物信息學及應用技術。9/30/202255劉忠國_生物醫學工程_山東大學浙江大學生 物 醫 學 工 程生物醫學信息在心腦電計算機建模仿真、三維圖象重建、計算機輔助醫學診斷、醫療信息系統等方面進行重點研究。生物傳感及醫療儀器研究開發新型功能材料的微型固態生物化學傳感器和新型醫療儀器。9/30/202256劉忠國_生物醫學工程_山東大學東南大學生物科學與醫學工程系韋鈺院士創建。本學科的主要研究方向有腦科學及應用、醫學信息處理、生物信息技術、功