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生物医学工程导论课程论文(2012 -2013学年第2学期)姓名:艾力亚尔学号:201131810265学院:法学院年级专业:法学任课教师:陈晓峰提交日期:2013年6月19日星期三成绩评定:生物医学工程的主要研究和应用领域与国内外发展趋势摘要：生物医学工程（Bio-Medical Engineering，BME）是理、工、医结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学领域渗透的产物。本文简要讲述生物医学工程在医学方面的运用和作用以及今后在国内外的发展趋势。关键词：生物医学工程，生物医学材料，数字信号处理1、 前言生物医学工程学与其他学科一样，其发展也是由科技、社会、经济诸因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一。以1984年为例，美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元。美国科学院估计，到2000年其产值预计可达4001000亿美元。生物医学工程学是在电子学、微电子学、现代计算机技术，化学、高分子化学、力学、近代物理学、光学、射线技术、精密机械和近代高技术发展的基础上，在与生物医学工程医学结合的条件下发展起来的。它的发展过程与世界高技术的发展密切相关，同时它采用了几乎所有的高技术成果，如航天技术，微电子技术等。2、 国外医学工程发展及运用概况 全球范围内，BME产业的主要生产地在美国、欧洲和日本，美国是最大的生产、使用和出口国，其次是日本、德国和法国。美国商业部国家标准与技术研究所在资助具有良好经济效益的新技术的“先进技术计划”中将BME作为其优先发展的重点技术领域，为其提供风险投资。 90年代以来，日本的BME产业发展速度也很快，安全性和可靠度很高。日本厚生省设立了人类科学基金，组织世界范围内的专家学者进行生命科学及BME 的研究，促进BME产业的发展。 “面向, 世纪世界生物医学工程的发展”的国际研讨会提出，下世纪初，BME产业技术的发展目标和特点是“创新能力”，“创新能力”将是BME产业技术水平的表征。BME产业不仅直接关系着人类自身，促进了社会的进步和发展。2、1生物材料的研究与运用 生物材料是制作各种人工器官的物质基础，它必须满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的，所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性，还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等；目前轻合金材料的应用较为广泛。2、2医学影像的研究与运用 医学影像是临床诊断疾病的主要手段之一，也是世界上开发科研的重点课题。医用影像设备主要采用 X射线、超声、放射性核素磁共振等进行成像。X射线成像装置主要有大型X射线机组、X射线数字减影（DSA）装置、电子计算机X射线断层成像装置（CT）；超声成像装置有B型超声检查、彩色超声多普勒检查等装置；放射性核素成像设备主要有照相机、单光子发射计算机断层成像装置和正电子发射计算机断层成像装置等；磁成像设备有共振断层成像装置；此外还有红外线成像和正在兴起的阻抗成像技术等。3、 生物医学工程分支研究与运用 我国现有已启动研究的生物医学工程分支总共有21种。医学物理,生物材料,人工器官,医学超生工程,心律,临床医学工程,生物电磁,自然医学与中医药工程,生物信息与控制,生物力学,生物信息测量,生物医学传感技术,血液疗法与工程,体外循环,干细胞工程技术,肿瘤靶向治疗技术,军事医学工程,组织工程与再生医学,数字医疗与医疗信息化,介入医学工程,医学神经工程。现在我们重点讲一下生物医用复合材料以及数字信号处理。3、1生物医用复合材料 生物医用复合材料（biomedical composite materials）是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。单一材料不能很好地满足临床应用的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料研究和发展中最为活跃的领域。生物医用组分材料必须满足下面几项要求：具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。3、2数字信号处理 工业生产、国防和国民经济的各个领域，取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理，能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解，得到我们需要的信号形式，提高信息的利用程度，进而在更广和更深层次上获取信息。数字信号处理系统的优越性表现为：（1）灵活性好：当处理方法和参数发生变化时，处理系统只需通过改变软件设计以适应相应的变化。（2）精度高：信号处理系统可以通过A/D变换的位数、处理器的字长和适当的算法满足精度要求。（3）可靠性好：处理系统受环境温度、湿度，噪声及电磁场的干扰所造成的影响较小。（4）可大规模集成：随着半导体集成电路技术的发展，数字电路的集成度可以作得很高，具有体积小、功耗小、产品一致性好等优点。4、 我国生物医学工程的现状与发展路线我国BME产业发展现状总体上与国际先进水平还有,10年以上的差距，但是，随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及生物医学工程学科的兴起，我国BME工业获得了进一步发展的理论基础和技术源泉，从而带动了整个产业的技术进步和创新发展，走上了BME科技产业的道路。积极开展研究和解决产业面临的共性问题，培养产业急需的各类人才；不拘一格募集智能化医学设备产业急需人才。如技术前沿人才和知识产权发展战略人才，“行业旗帜型”的科学家和管理人才等；开展智能化医学设备产业内外的人才和设备资源整合和优势互补的合作； 利用产业园的研究成果转让资金和接产研究成果的大型企业生产资金，开始滚动运营，形成研究成果产业化。联合金融机构和财团，建立中国智能化医学设备产业发展基金；联合各部委办，结合“研、产”一体的优势，为市场大量急需或满足人们新的医疗模式急需的产品研制提供强有力的技术支持；建立行业指导协会，弥补国家行政管理的弱区。1吴正煜.李卫东医疗服务工程技术化与相应政策制度调整的思考期刊论文-中国医疗设备 2008(01)2林燕.徐茂华十一五期间医疗器械行业用人需求趋势期刊论文-中国医疗器械信息 2007(02)3徐茂华.林燕生物医学工程与医疗器械产业发展概况期刊论文-中国医疗器械信息 2006(11)4杨眉.陈志洪.纪云涛美国生物医学工程产业的现状特征及发展趋势期刊论文-安徽农业科学 2006(17)5赵于前.李凌云.李香花推动我国生物医学工程学科发展管见期刊论文-中国医学工程 2005(04)6 赵于前.汤井田.何继善.桂卫华我国生物医学工程产业现状及未来发展对策期刊论文中国科技论坛2003(3)7 李国翚我国智能化医学