生物医学工程学科的基础

1、生物医学工程学科的基础、前沿和逻辑结构一、 学科背景介绍生物医学工程的兴起有多方面的原因，根本原因是随着社会物质文明的进步，人们对健康的关注与需求不断增加；其次是随着疾病谱的变化，疾病诊断，治疗技术和装备的发展，要求生命科学与工程科学有机结合。近50 年来，生物医学工程已经深入到生命科学、健康与医学的各个领域，从生命现象的发现到生物学过程的定量化，从海量组学数据的分析到新药创制，从临床医学到医学基础，生物医学工程，深刻改变了生命科学和医学本身，并且预示着生命科学进步和医学变革的方向。经过近一个世纪的快速发展，尤其是近30 年来，随着生物学相关知识和数据的快速积累，工程科学和物理科学已经深入到生

2、物医学领域的各个方面。几乎每一个工程科学的分支学科都可以在生物医学领域找到其感兴趣且可发挥其所长的研究内容，因而也不断催生新的交叉研究领域，如生物图像与光学，生物医学，机器人学，心血管工程学，细胞与分子工程学，计算机生物学，生物信息和系统生物学，神经工程学整形与康复学，呼吸工程学，组织工程与生物材料学等。以上交叉研究方向的迅速融合和研究内容的日益深入，使得生物医学工程成为近年来发展最快的学科之一。二、 制作目的和主题目的：运用唯物辩证法相关原理，加深自身对生物医学工程学科基础、前沿和逻辑结构的理解，同时向大众展示出生物医学工程学科的魅力。主题：3、 内容介绍1) 生物医学工程的基础：生物医学工

3、程源于生命科学的发展和临床医学实践的需求。其内涵是应用力学、物理、化学、数学等基础学科以及电学，光学，材料学计算机科学，信息科学等工程学科原理和方法来研究生物学和医学问题，定量认识生命现象和生物学过程的基本规律，理解、改变和控制生物系统，提升人类健康保障与重大疾病诊治水平。2) 生物医学工程的前沿：结合国际生物医学工程发展趋势，未来5-10 年，我国生物医学工程学科的战略目标分为8 个方面：1)深化生物力学、生物材料、组织工程、生物医学影像、生物电子学等方面的基础科学问题研究，为生物医学工程学科乃至相关产业提供新概念、新思想和新方法。3) 发展分子水平的疾病早期诊断方法，使之可以准确预测疾病的

4、发生并于先期采取相应的防治措施。例如，可用分子影像和高通量技术筛选评估致病基因。4) 发展智能传感器，利用源自目标生物组织的化学或生理信号，在正确的时间和位置释放正确剂量的药物。例如，葡萄糖活化胰岛素给药系统可以有效地替代糖尿病患者的胰腺功能。5) 发展工程化生物活组织，使之可以生长并发挥正常功能，从而使由心脏病、肾衰竭、关节炎、创伤或其他因素所导致的受损组织或器官得以修复和再生。组织工程的发展可减小重复手术的概率，并克服当前人工器官和关节的限制。6) 发展微损伤的、影像引导的或机器人辅助的微观手术技术，并使之成为外科治疗的标准手段。7) 发展远程医学以大大扩展医学服务范围。应着力发展便携式诊

5、断设备使之在农村等条件简陋的地方即可无损地采集生理、生化信息以及图像数据，并将此类信息通过国内或国际医疗网络实时地传至健康诊疗中心8) 发展个体医疗技术，可以针对每一位患者的基因特征进行药物选择9) 发展新的方法来加快对复杂生物系统内各单元之间定量关系的理解，并从基因到器官，再到整体的不同尺度对现有信息进行整合，以最终用来预测生物学和病理学事件的发生和发展。当前我国生物医学工程学优先发展领域和重大交叉研究领域包括：分子-细胞的力学-化学与力学-生物学、人类健康与重大疾病的生物力学基础, 维纳尺度生物力学与放生力学，组织修复材料的活性修饰及组织再生特性研究，生物材料表面与界面的生物功能化及其与生

6、物体相互作用，生物材料的生物相容性，用于疾病诊断和治疗的生物材料，纳米生物材料的生物学效应，揭示干细胞全能性的生物学基础及掌握干细胞的定向分化，支架材料的功能化，工程化组织的构建，组织工程产品的安全性评估、标准化的建立及产品保存技术，分子影像成像的应用基础，临床重大疾病的关键医学影像基础，脑- 机接口技术的理论和方法应用，人类脑连接组学及脑网络组学研究，植入式生物电子器件，生物电池，系统生物学的信息整合，神经信息学，复杂医学系统的电子信息学。10) 逻辑结构：生物医学工程的研究主要包括生物力学，生物材料，组织工程，生物医学影像，生物电子学等分支。4、 人员分工安排小组负责人：脚本：PPT文稿：

7、PPT制作：视频录制：视频后期处理：5、 制作流程与时间规划1. 第七周：确定分组2. 第八周：确定主题和分工3. 第十周：完成提交脚本4. 第十一周：进行PPT文稿撰写5. 第十二周：完成PPT的制作6. 第十三、四周：完成视频规划及录制7. 第十五周：进行视频后期处理，得到成品并上交6、 使用技术和设备工1. 文档制作(word)2. 列表( Excel )3. PPT展示(Power point )4. 录像（相机，mobile phone ）5. 视频剪辑（PR）6. 录音（麦克风）7. 特效制作（AE）8. 放映（多媒体）7、 可行性分析小组成员有丰富的PPT制作经验小组中有善于进行视频剪辑的成员多媒体设备可在校学业指导中心借到，学业指导中心可提供录播场地设备完善，时间充足。8、 风险评估及措施设备问题：组内有多台可用录制设备；多