什么是生物医学工程
应用自然科学和工程技术的理论和方法,从工程角度解决生物医学中有关问题的边缘学科。生物医学工程是由生物医学与工程技术相互渗透而形成的。20世纪50年代,人们应用电子技术解决医学研究和临床问题,出现了生物医学电子学,这是生物医学工程的萌芽。60年代电子计算机、自动控制、超声、激光、核物理和高分子化学等新技术的发展,以及一批原来从事空间技术的科学家转向医学领域,应用这些新技术解决医学问题,促成了这一新兴学科的形成。
现代生物医学工程范围十分广泛,包括有生物医学信息处理、生物控制、生物力学、生物的物理效应、生物材料与人工脏器、生物医学传感器和生物医学仪器等重要分支。生物信息处理、生物控制、生物力学等都属于基础性的分支;而人工脏器和生物医学仪器和装备则是应用性的分支。
生物医学信息处理
包括对生物体检测出的信号和图象,如心电图和X光照片等的自动处理和识别。它为诊断提供新的手段和工具。而且生物医学信息具有一定的典型性和复杂性,因而成为数字信号处理、模式识别和人工智能等新技术应用的重要方面。
生物控制
主要是应用自动控制理论和技术解决生物医学中的问题。由于生物系统与工业自动控制系统有许多共同点,控制理论中的数学模型、仿真技术、经典控制理论、系统辨识、最优控制和适应控制等方法,已广泛应用于生物医学。在基础医学领域,这些技术已用于阐明生理、病理和药理的机制。人们还用这些方法对癌症的发生和免疫过程的控制和调节等问题进行了研究。在临床医学方面,已用于选择输液治疗方案和确定药物和放射疗法的最优方案,以及开发新的疾病诊断工具等方面。自动控制技术还用于康复工程,解决感官补缺和生物电假肢以及人工脏器的控制等问题。系统工程已应用于解决较简单的医疗监护系统和自动体检系统中的问题,也开始应用于解决综合性强的医院管理系统与地区医疗系统的问题。
生物力学
主要是对人体的脏器、血管、肌肉、骨骼、关节等的力学研究,以深入认识某些疾病的机理,并为其治疗提供理论依据。
生物的物理效应
研究激光、超声、磁场等对生物的效应,为它们用于诊断和医疗提供依据。
生物材料
研究人体各组织的性质,提供植入人体的各种材料,特别是各种人工脏器的材料,以及研究人工材料的生物相容性等问题。
人工脏器
各种人工脏器和器官辅助装置的研制是生物医学工程的重要课题,包括假肢、人工心脏、人工肾、人工肝、人工胰脏及听觉、视觉的辅助装置等的研制。
生物医学传感器和生物医学仪器
是现代化医疗诊断和医学科学研究的重要工具。发展新的医学仪器是生物医学工程的重要任务,它对提高诊断和治疗的质量有重要作用。这方面的最新研究成果有:X射线计算机断层摄影术(简称CT)、核磁共振计算机断层摄影术、X射线减影血管造影仪等。
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