生物医学工程-微型计算机原理

生物医学工程_微型计算机原理（推荐）第一篇：生物医学工程_微型计算机原理（推荐）专业：生物医学工程复试笔试科目：微型计算机原理考试大纲：一、考试内容（一）基础知识1.数和数制（二进制、十进制、十六进制）及其转换2.二进制编码3.二进制逻辑运算4.二进制算术运算5.BCD码6.计算机中字符表示7.计算机的组成结构（二）8086指令系统1.基本数据类型2.寻址方式3.6个通用指令（三）汇编语言程序设计1.汇编语言的格式2.语句行的构成3.指示性语句4.指令性语句5.汇编语言程序设计的过程6.程序设计7.宏汇编与条件汇编（四）总线操作和时序1.总线操作的概念2.8086的总线3.8086的典型时序4.计数器和定时器电路Intel8253（五）存储器和PC机存储结构1.半导体存储器的种类2.读写存储器（RAM）3.只读存储器（RQM）4.PC/XT的存储结构（六）输入和输出1.输入输出的寻址方式2.CPU与外设数据传送方式3.DMA控制器主要功能4.DMA控制器8237（七）中断1.中断的基本概念2.8086的中断方式3.PC/XT的中断结构4.Intel8259A（八）并行接口芯片82551.微机系统并行通信的概念2.并行芯片8255的结构3.并行芯片8255的方式4.PC/XT中8255的使用（九）串行通信及接口电路1.串行通信的基本概念2.异步通信接口Intel8251A（十）数模（D/A）转换与模数（A/D）转换1.D/A转换的概念2.D/A转换器接口3.A/D转换的概念4.A/D转换器接口二、考试要求（一）基础知识1.掌握（BCD码），掌握二、十转换，二、十六进制转换。理解计算机数制中二进制、十六进制、十进制的制式。2.掌握二进制编码，了解ASCII码及数字和大写字母A~Z的ASCII码表述，理解组合式、未组合式数的表达方法。3.掌握二进制的原码、反码和补码，及其在8位和16位字长下的范围，掌握二进制逻辑运算和代数运算。4.掌握位（Bit）、字（Word）、字节（Byte）、中央处理单元（CPU）等名词术语的含义。5.了解一般微型计算机的组成。6.熟悉PC机的基本配置及各部件的主要功能。（二）8086指令系统1.理解基本数据类型（数字数据、指针数据、位字段数据、串数据）2.理解指令的构成，指令操作数有效地址（EA）的形成3.理解立即寻址，直接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址加变址寻址方式中操作数寻址过程。4.掌握间接寻址和基址加变址寻址方式中寄存器的约定，段基数及操作数地址的确定，了解段超越的概念及其使用。5.掌握8086指令系统中数据传送，算术运算，逻辑运算，串操作和控制传送指令的含义及操作过程及算术和逻辑运算对标志位的影响。了解指令代码和执行周期数的含义，了解处理器控制指令的含义。6.掌握算术运算中加减法运算指令的组合BCD数的十进制调整过程及在码制转换中的应用。（三）汇编语言程序设计1.掌握汇编语言程序的一般格式，源程序的分段结构2.理解语句中标记，符号，表达式的要求和含义，了解指令性语句和指示性语句的意义和区别。3.了解指示性语句中5种语句的概念及其在程序编制中的应用。4.掌握指令性语句在程序设计中的应用，了解附加指令助记符，理解指令前缀的含义和操作。5.掌握程序设计的步骤，能根据问题要求分析画出程序框图，正确编制完成程序设计6.掌握分支程序，循环程序，码制转换程序的设计，了解列表和参数传送技术程序设计。7.理解子程序，中断服务程序，宏调用的概念及其异同点。掌握子程序的编写，栈段的安排，了解子程序的嵌套。8.掌握I/O的DOS调用功能，掌握输入单个字符，屏幕显示单个字符及字符串的功能调用及在程序设计中的正确应用。9.了解宏汇编和条件汇编的概念，理解宏定义格式的含义及宏调用操作。（四）总线操作和时序1.了解总线操作的指令周期，总线周期和T状态的含义及基本总线周期的组成。2.了解8086总线的两种组态的概念，及其在硬件结构和执行时序上的区别。3.理解8086外部引线的功能分类，理解三态信号的含义，掌握数据/低位地址线，高位地址线的信号流向及其确定的内存空间。4.了解8086存储器读写周期与I/O读写周期及其区别。能读懂时序图，了解最大组态和最小组态下存储器读写周期的区别。5.了解IBMPC/XT的CPU系统控制核心的主要组成，了解等待控制电路的功能。6.掌握8253控制命令字，了解各种工作方式的特点，熟悉外部引线的连接。7.掌握8253方式2、方式3的输出特性及编程。（五）存储器和PC机存储结构1.了解半导体存储器的种类及主要应用特性。2.了解静态RAM和动态RAM的结构。掌握2114、2164构成不同存储器空间的配置，及对工作周期的要求。3.了解ROM的应用，理解ROMEPROMEEPROM的区别。4.了解PC/XT的存储空间分配，理解ROM在系统中的作用，掌握系统板和扩充板上RAM的位结构。5.掌握用2114、2164构成不同地址空间扩展内存的硬件连接。（六）输入和输出1.了解计算机输入输出的两种寻址方式，了解PC/XT的端口寻址及相应的CPU控制引脚。2.了解CPU与外设间的接口信息，掌握其数据传送的四种传送方式。3.了解DMA操作的基本过程，理解DMA控制器（DMAC）的主要功能。4.了解DMA8237在PC/XT机中的功能及工作过程。（七）中断1.理解中断的功能，中断源，中断优先权，中断嵌套及中断执行过程。2.了解8086的软件中断和硬件中断，理解中断类型号，中断向量表，中断向量的含义，掌握INTn指令中断的处理过程。3.了解PC/XT的中断结构。4.了解中断控制器8259A在微机系统中的作用，理解初始化编程命令和工作方式命令。5.了解8259A的工作方式，理解8259A级联方式。（八）并行接口芯片82551.了解并行接口的概念，了解可编程并行接口芯片的功能。2.了解并行接口芯片8255A的外部结构，理解其三种工作方式及特点。3.掌握8255A的端口地址分配，掌握方式0的功能及端口命令字的设置。4.了解8255A在PC/XT种的使用的基本情况，了解8255A和DIP开关在系统板RAM容量配置方面的作用。（九）串行通信及接口电路1.了解串行通信和并行通信的区别，了解串行通信的半双工和全双工工作的数据传送方向及示意图。2.了解远距离串行通信中信号的调制和解调及RS-232C串行通信接口。了解串行通信的校验方法。3.理解8251A初始化编程的主要步骤，掌握传送数据格式命令字和波特率的确定。（十）数模（D/A）转换与模数（A/D）转换1.了解D/A转换的概念。掌握CPU与8位D/A芯片DAC98131的连接。2.了解8位CPU与10位D/A转换器的连接方式。3.了解A/D转换的概念。逐次逼近式A/D的工作原理。4.理解8位和10位A/D芯片与PC/XT总线接口电路。掌握单回路8位A/D转换的编程。三、主要参考书目1.戴梅萼，微型计算机技术及应用（第三版），北京：清华大学出版社，20XX.2.周明德。微型计算机系统原理及应用（第四版），北京：清华大学出版社，20XX.3.李顺增，吴国东，赵河明，乔志伟，微机原理及接口技术，北京：机械工业出版社，20XX第二篇：生物医学工程生物医学工程20XX-05-26生物医学工程利用现代工程技术揭示和研究生命科学现象，从工程学角度解决生物学与医学基础理论及临床应用问题，是21世纪最具潜在发展优势的学科之一，其研究内容涉及电子学、计算机、信息处理、光学、精密机械学、医学、生物学等众多领域。本专业培养具备理、工、医相结合的知识创新型高级技术人才。通过基础理论、工程技术、医学等多门课程的学习及相关实验技能培养，毕业生将具有扎实的理论基础、丰富的专业知识和熟练的实验技能，可以在生物医学信息检测、图像处理、医学仪器、分析技术及电子信息方向从事研究、开发、应用和管理工作。天津大学于1979年开始创建生物医学工程专业，是国内首批建立该专业的学校之一，1984年获硕士学位授予权，1993年获博士学位授予权。20XX年设立博士后流动站，是教育部长江学者特聘教授设岗单位，天津市重点学科。本专业师资力量雄厚，现有教授9名（其中8名为博士生导师），长江学者特聘教授2名，天津市海河学者特聘教授1名，副教授11名，已经形成由专家牵头，国内外知名学者以及中青年骨干教师组成的学术梯队，在全国同类专业中名列前茅。与美国、英国、日本、香港等国家和地区有广泛的学术合作，毕业生分布于世界各地，有些已经成为学术骨干及知名学者。本专业以组织光学、神经工程、生物电检测、信号处理、医学成像、医学物理、生物化学分析等作为主要研究方向，开展有关探索性的科学研究工作，在一些研究领域处于国际、国内领先水平，历年承担国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级基金和攻关项目、国际合作项目等近百项。目前实验室具有各种先进的医学检测和研究设备供学生实验、实习专用。本专业学生在高年级时可进入实验室，在老师指导下开辟第二课堂从事创造性科学实验和科技开发工作，并有多人次在全国和天津市“挑战杯”大学生课外科技作品比赛中获奖。本专业的主要课程有：人体解剖学、生理学、生物传感技术、自动控制原理、工程光学、信号与系统、生物医学电子学、生物医学光子学、数字信号处理、生物医学信号处理、医用光学检测技术、医学图像处理、医学仪器设计、生物医学和理化分析仪器设计、计算机软件技术基础、微型计算机原理与应用、电路基础、电子技术等，并开设课程设计多个，教学与实验、设计并重。本专业本科毕业生工作适应性强，就业口径宽，除继续深造者外，可在有关高等学校、研究机构、医疗卫生、环保、商检、技术监督等各领域就业，也可在航空航天、通信、电子和仪器仪表等行业发挥聪明才智。天津大学招生办公室维护天津市南开区卫津路92号邮编:300072电话-mail:tdzb@第三篇：生物医学工程生物医学工程一、名词解释（4×5）1、什么是生物医学工程生物医学工程（BME）是以工程科学技术的思维、方法、原理与技术，研究生命科学、支持生命科学、服务生命对象而形成的一门跨学科的、新兴的、综合性学科广义性的定义：生物医学工程学是综合运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理的学科。由NIH有关名词命名专家给出专业性的定义：生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机科学与工程学原理，从事生物学、医学、行为学或健康科学的研究；提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改善健康状况等目的。2．什么是生物技术制药？答：采用现代生物技术，如：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程、抗体工程等，借助某些微生物、植物、动物生产医药品，叫作生物技术制药。3．什么是超声医学？答：超声医学是研究超声（每秒超过2万赫兹的高频声波）对人体的作用与反作用规律，并加以利用以达到诊断、治疗、保健等目的的学科。是声学、医学和电子工程技术相结合的科学。4、什么是生物信息学？答：在人类基因组计划第一个五年总结报告中，给出了一个较为完整的生物信息学定义：生物信息学是一门交叉科学，它包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、分析、解释等在内的所有方面，它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。第四篇：生物医学工程综合生物医学工程综合：深圳大学生物医学工程中心20XX年硕士研究生入学考试大纲包含数字电子技术基础部分（75分）和C语言程序设计（75分）两部分，总分150分。33623039辅导数字电子技术基础部分同济考试基本要求20XX92本考试大纲适用于报考深圳大学生物医学工程专业的硕士研究生入学考试。《数字电子技术基础》部分是为招收生物医学工程专业硕士生而设置的具有选拔功能的水平考试。它的主要目的是测试考生对数字电子技术各项内容的掌握程度。要求考生熟悉数字电路技术的基本概念和基本理论，掌握数字电路的基本分析和设计方法,具有较强的数字逻辑推理、分析和设计能力。正门院二、考试内容和考试要求kaoyangj逻辑代数基础济重点掌握逻辑代数的表达方式及其基本运算规律。33623037逻辑代数的基本定律和基本运算规律。济逻辑函数的各种表达方式。33626037利用逻辑代数和卡诺图对逻辑函数进行化简。48号组合逻辑电路021-重点掌握组合逻辑电路的分析和设计原理。kaoyantj组合逻辑电路分析和设计方法。共济组合逻辑电路中的竞争-冒险及其消除。共济网数字集成电路的输入输出特性同济常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的应用共济掌握若干常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的功能及应用，包括编码器、译码器、加法器、比较器、数据选择器和数据分配器等。研组合逻辑的定义。专组合电路的分析方法和设计方法。济常用组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器与分配器、全加器、加法器、数值比较器。时序逻辑电路同步时序电路是时序电路的主要组成部分。本部分内容包括了对于时序电路的一般描述方法和状态化简方法，重点在于同步时序电路的分析和设计。要求掌握同步时序电路的基本设计过程。首先介绍时序逻辑电路的基本结构和特点，触发器的电路结构和动作特点、触发器的逻辑功能和分类以及不同逻辑功能触发器间的转换，然后讲述了时序逻辑电路的分析方法和设计方法。触发器的基本类型及其状态的描写。触发器的转换。触发器的简单应用。时序逻辑的定义。时序电路的描述与分析方法、分析步骤、分析工具（状态表、状态图、时序图）。同步时序电路的设计。异步时序电路的设计。常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用掌握常用时序电路，尤其是计数器、寄存器和移位寄存器型计数器的组成及工作原理，同时介绍了它们的典型MSI模块及应用。计数器。寄存器。移位寄存器型计数器。数/模和模/数转换掌握数/模和模/数的基本原理和常见典型电路，熟悉评估数/模和模/数的主要技术指标：分辨率、转换精度等。D/A转换器。A/D转换器。D/A、A/D转换器的主要技术指标。考试基本题型主要题型可能有：函数化简题、卡诺图化简题、组合逻辑设计题、时序逻辑分析题、时序逻辑设计题、计数器数制分析题、A/D与D/A转换计算题等。《数字电子技术基础》部分的分值为75分。C语言程序设计部分考试的基本要求：了解高级程序设计语言的结构，掌握C语言的基本语法、基本的程序设计过程和技巧。掌握基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力，具备初步的高级语言程序设计能力。考试内容和考试要求:一、数据定义数据定义包括数据类型和存储类别基本类型基本类型指整型、实型和字符型(1)常量熟练掌握各种表示形式的整数、实数、字符常量和字符串常量，符号常量的定义和使用。包括整数的十进制、八进制和十六进制的表示形式、长整型常量和无符号型常量的表示形式，实数的浮点表示法和科学记数法，字符的转义序列，常用符号常量的含义（如NULL、EOF等）(2)变量熟练掌握变量的定义和初始化构造类型构造类型包括数组和结构(1)数组熟练掌握一维和二维数组的定义和初始化，数组元素的引用。包括一维字符数组和字符串，二维字符数组和字符串数组(2)结构熟练掌握结构类型的定义，结构变量的定义和初始化，结构变量成员的引用。指针(1)熟练掌握指针和地址的概念(2)熟练掌握指针变量的定义和初始化(3)熟练掌握通过指针引用指向实体构造类型和指针类型的混合定义及应用熟练掌握指针、数组和地址间的关系熟练掌握指针数组熟练掌握结构数组熟练掌握结构指针掌握结构中含指针或数组掌握嵌套结构掌握指向指针的指针单向链表掌握单向链表的建立和遍历了解插入和删除单向链表中的一个节点空类型掌握空类型的定义和使用变量的存储类别、作用域和生存期(1)掌握变量的存储类别auto自动型、static静态型、extern外部参照型(2)掌握全局变量和局部变量注意区分：自动局部变量和静态局部变量、全局变量和静态全局变量、外部变量二、运算及流程控制基本运算包括算术运算（含自增、自减操作）、关系运算、逻辑运算、位运算、条件运算、赋值运算。熟练掌握运算符的功能熟练掌握运算符的优先级和结合方向熟练掌握隐式类型转换和强制类型转换表达式熟练掌握各类表达式的组成规则和计算过程语句(1)熟练掌握表达式语句、空语句、复合语句；(2)熟练掌握简单控制语句（break、continue、return）；(3)熟练掌握选择控制语句(if、switch)(4)熟练掌握重复控制语句(for、while、do—while);三、程序结构和函数程序结构熟练掌握main函数与其他函数之间的关系包括标准库函数和自定义函数函数的定义(1)熟练掌握函数定义的ANSIC格式(2)熟练掌握函数的参数（形式参数和实在参数）及参数传递包括指针作为函数的参数(3)熟练掌握函数的返回值包括指针作为函数的返回值函数的调用(1)函数调用的一般格式熟练掌握通过函数名调用函数，了解通过函数指针调用函数(2)掌握函数的嵌套调用和递归调用(3)熟练掌握标准库函数的调用常用数学函数：cos、sqrt、pow、exp、fabs、log、log10等常用字符函数：isalnum、isalpha、isdigit、islower、toupper等常用字符串函数：strcpy、strcmp、strcat、strlen等四、数据的输入和输出文件熟练掌握文件的基本概念和文件的定义方式了解文本文件与二进制文件的区别标准文件的输入和输出熟练掌握常用输入输出函数：scanf、printf、getchar、putchar、gets、puts等缓冲文件系统（文本文件）(1)熟练掌握文件的打开和关闭常用函数：fopen和fclose(2)熟练掌握文件的基本读写操作常用函数：fscanf、fprintf、fgetc、fputc、fgets、fputs等(3)熟练掌握文件的状态检测（判断文件结束和文件读/写出错等）常用函数：feof等(4)掌握文件中数据的查找五、编译预处理和命令行参数熟练掌握编译预处理的基本概念掌握宏定义掌握文件包含掌握命令行参数（argc、argv）的概念、说明和使用六、常用算法以下算法针对本大纲中列出的各种数据结构分类（排序）算法冒泡、选择、插入检索（查找）算法(1)无序数据序列的查找（见遍历算法）(2)有序数据序列的查找：二分法遍历算法(1)一维数组和二维数组的遍历(2)单向链表的遍历(3)文件的遍历简单的数值计算方法：如多项式函数的计算其它基本算法：如进制转换三、考试基本题型选择题20XX程序完善题20XX编程题35分第五篇：生物医学工程概论我对生物医学工程的认识BiomadicalEngineeringinMyMind陈凯乐U20XX12603生物医学工程20XX01班内容摘要：生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的多学科交叉的新兴学科，其基本任务是研究和解决生物学和医学中的有关问题，揭示人体奥秘，特别是人体的生理、病理过程，同时运用工程技术手段，从事相应医疗仪器和生命科学仪器的研究和开发，用于疾病的预防、诊断、治疗和康复，保障人类健康。本文综述了生物医学工程的发生发展过程、研究内容、研究现状及其在军事中的广泛应用。关键词：生物医学工程医学军事前景Abstract:Biomedicalengineering,amultidisciplinaryemergingdisciplineintegratingthetheoryandmethodsofbiology,medicineandengineering,whosebasictaskistostudyandsolveproblemsinbiologyandmedicine,revealthemysteriesofthehumanbody,especiallythephysiologicalandpathologicalprocesses,meanwhile,useengineeringtechniquestostudyanddevelopmedicalequipmentandlifescienceinstruments,fortheprevention,diagnosis,treatmentandrehabilitation,toprotecthumanhealth.Thispaperreviewsthedevelopmentprocess,researchcontent,researchstatusanditswiderangeofapplicationsinbiomedicalengineeringinthemilitary.Keywords:BiomedicalEngineering,Medicine,Military,Prospect1引言生物医学工程是一门由理、工、医相结合的交叉学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学角度，多层次研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段。它涉及生物信息学、医学图像、图像处理、生物信号处理、生物力学、生物材料、三维建模和系统分析等领域；研究方法中一个最重要的手段就是运用仿生研究，研发出和人体结构和功能相类似的工程产品以适应疾病诊断治疗需要；生物医学工程伴随着医学进步和医疗器械的发展而不断成熟，在健康教育、疾病预防、疾病诊断、疾病治疗、疾病康复中都发挥重要作用，也将在未来战场上发挥越来越大的影响。2生物医学工程的发展生物医学工程始于20XX50年代，我国生物医学工程作为一个专门学科则起步于20XX70年代，我国著名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。生物医学工程标志性成果主要包括4个方面：2．1显微镜的发明17世纪发明了光学显微镜，其分辨能力达到微米（μm）级水平；20XX60年代出现的电子显微镜，使人们能观察到纳米（nm）级的微小个体。2．2影像学诊断进步影像学诊断是20XX医学诊断最重要也是发展最快的领域之一，50年代X线透视和摄是临床最常用的影像学诊断方法；1972年第1台CT诞生，只能用于颅脑检查；1974年，全身CT出现；现在螺旋CT（SpiralCT）能快速扫描和重建图像，提高了诊断准确率；1976年，第1台商用正电子发射体层摄影（PET）诞生，PET是目前最先进的影像诊断技术；1980年，第1台可以用于临床的全身MRI诞生；1984年，美国第1台医用磁共振获得FDA认证，MRI工程的进步，促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态MRI、MRI、fMRI、MRS发展；20XX年，第1台PET/CT诞生；20XX年，MRI/PET诞生等。2．3介入医学问世1964年，Dotter和Judkin最早使用介入技术导管对下肢动脉阻塞性病变进行扩张治疗取得成功；1967年，Margulis首先使用介入放射学，这是医学文献出现“介入”一词的最早记载；1977年，Gruenzing成功地进行了首例冠状动脉球囊扩张术获得成功；20XX80年代，随着高精度计算机化影像诊查仪器、数字减影血管造影（DSA）、射频消融技术以及高分子新材料制成的介入技术用的各种导管相继问世，使介入性诊疗技术飞速进步。2．4人工器官（artificialorgan）的应用人造心脏瓣膜的试制开始于20XX40年代后期，1953年，垂屏式氧合器人工心肺机的研发，开始了人工心肺机体外循环技术应用；1958年，瑞典医生奥克·森宁为患者植入了世界首例全埋藏式人工心脏起搏器；1960年，美国首次将人造硅胶球心脏瓣膜植入一位风心病二尖瓣狭窄患者体内，术后长期存活，开创了人工心脏瓣膜置换的先河；1982年，美国人工心脏研究小组为一患者植入完全人工心脏使其存活了112d；Abio-Cor于20XX年获得批准使用人工心脏；同时，人工关节、人工肝、人工肺也在临床得到了大量应用。3生物医学工程学科的特点生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科，这是它最大的特点。所谓交叉学科是指由不同学科、领域、部门之间相互作用，彼此融合形成的一类学科群。从学科发展的历史长河来看，新学科的产生大都是传统或成熟学科相互交叉作用产生的结果。而且，生物医学工程所指的学科交叉，不是生物医学同哪一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。近年来，高分子材料科学、电子学、计算机科学等自然科学的不断发展，极大地推动了生物医学工程学科的发展。此外，生物医学工程学科所涉及的领域非常广泛。可以说，有多少理工科分支，就会产生多少生物医学工程领域，这种多学科的交叉融合涉及到所有的理、工学科和所有的生物学和医学分支。这样一来，当任何一个学科取得突破进展时都能影响到生物医学工程的发展，使其发展的速度异常迅速。4研究内容与领域生物医学工程的研究内容包括：基础性研究，涉及生物力学、生物材料学、生物医学信息的提取与处理、生物系统建模与仿真、各种物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递等；应用性研究，直接为医学服务，涉及生物医学信号检测与传感技术，生物医学信息处理技术，医学成像与图像处理技术，人工器官、医用制品和仪器，康复与治疗工程技术等。当前生物医学工程研究的重要领域包括：4．1生物力学研究生命体运动和变形的学科，主要通过生物学与力学原理方法的有机结合，认识生命过程的规律，解决生命与健康领域的科学问题；研究领域主要包括：生物流变学、心血管生物力学与血液动力学、骨关节生物力学等。4．2组织工程学应用细胞生物学和工程学的原理，吸收现代细胞生物学、分子生物学、材料与工程学等学科的科研精华，在体内或体外构建组织和器官，以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能，是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一新的里程碑，标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。4．3生物材料学研究与生物体特别是人体组织、血液、体液相接触或作用时不凝血、不溶血、不引起细胞突变、畸变和癌变，不引起免疫排异和过敏反应，无毒、无不良反应的特殊功能材料。4．4人工器官主要研究人体组织与器官的再生、修复与替代。人工器官在临床上的应用，挽救了不少垂危的生命，为临床医学的发展开拓了新途径。4．5生物传感器技术使用固定化的生物分子结合换能器，用来侦测生物体内或生物体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的技术。4．6生物系统建模与仿真对生物体在细胞、器官和整体等各层面的参数及其相互关系建立数学模型，并用计算机求解该模型以分析和预测各种条件下生物系统运行的机制和状态。4．7生物医学信号检测与处理技术生物医学信号的检测与处理几乎成为了生物医学工程学科共同的研究方向。4．8医学成像与图像处理技术研究如何将人体有关生理、病理的信息提取出来并显示为直观的图像、图形方式，或对已获得的医学图像进行分割、分类、识别、解释及三维重建等进行分析处理。4．9物理因子的生物效应及其医疗应用通过对生物群体流行病学调查、动物实验、临床试验及细胞和分子水平等多层次研究，了解物理因子对生物体的作用效应及作用机理，确定其有效和允许的作用剂量，发展运用物理因子生物效应诊断和治疗疾病的技术，并防止其可能发生的有害影响。5生物医学工程领域研究现状5．1发达国家生物医学工程的现状在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪70年代就指出生物医学工程的重要性，基于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第102届国会于3000年1月34日通过立法，在国立卫生研究院内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所，规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理，促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。5．2国内生物医学工程的现状我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪80年代以来，经过30多年的发展，目前全国已有很多所高校内设有此专业，在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响，且大都设有国家级重点学科，他们开展起来十分方便，这些院校均是以科研性学科设置的。此外，还有一些医学院校则是以医学作为基底学科，置入某些工程学科的知识，并以医学应用为目的建立相关的课程体系，而对于生物学中所涉及到的细胞及分子生物学、发育生物学及生物技术，对于工程技术中的控制技术、材料学均较少涉及，这些院校培养的目标就是将生物医学工程运用于实际。因为生物医学工程是以理、工、医为基础，医学中的许多问题只有在这些学科相互结合的前提下才能得以解决。要将基础研究转化为工业化产品，将美好的前景分析变为卫生保健的实际行动而服务于广大人民，就离不开生物医学工程师。这就是这些生物医学工程工作者的工作理念。6生物医学工程在军事领域的应用6．1生物医学工程在军事医学领域具有广阔的应用前景生物医学工程技术不仅为军事医学及其相应基础研究提供必要的技术、手段、方法、仪器和设备，而且也是军事医学研究成果物化为卫勤保障装备，实现我军卫勤装备现代化、高技术化的桥梁。例如，生物力学利用力学的基本原理，结合生理、医学、生物学，从分子力学到系统力学各个不同的层次来研究生物体的力学问题，研制各种生物材料和人工器官的基础，也是武器装备和卫勤装备研制过程中人机匹配设计的重要依据。生物材料是与人体组织相接触或作用而对人体无毒副作用、不凝血、不溶血、不引起人体细胞突变、畸变和癌变，也不引起免疫排斥和过敏反应的特殊功能材料。可开发出在军事医学领域具有广泛用途的抗凝血材料、可降解性骨修补材料、吸咐解毒材料、药物缓释材料、生物粘合材料、抗粘连材料、透析及超过滤用的膜材料、外科手术缝线、药物载体材料、记忆合金等。生物系统建模与仿真通过对生物细胞、器官和整体各层次的行为参数及其关系建立数学模型，用电子计算机分析和预测各种条件下生物系统的运行机制和状态。这种技术可以替代军事医学研究中某些复杂、长期、昂贵乃至无法实现的实验，如航天、航空、潜水及危险条件下的生物系统实验，提高研究效率，并可为施加不同控制条件研究对生物系统运行过程的影响。生物系统建模与仿真也是医学智能仪器研制的重要基础。人工器官是用人工材料制成的、模拟人体器官的结构与功能、可部分或全部代替自然器官功能的机械装置，对于战伤救治、减少伤残、提高伤病员的生存质量具有重要意义。生物医学信号检测是各种医学检测仪器发展的重要基础技术，生物医学信号处理技术综合反映了通信、生理、模式识别、人工智能和数字信号处理多类技术，已成为医学研究、疾病诊断和指导治疗的重要技术，为避免或改善飞行员空间定向障碍、意识丧失提供了新的手段。6．2卫星遥感技术将成为重要的宏观流行病学手段为应付未来突发战争需要军事医学部门及时提供目标地区可靠的医学地理、流行病学和自然卫生资源等方面的资料。传统的常规地面调查是获取信息的重要手段，但需要大量人力、物力，而且费时较长，难以满足全面、系统、动态观测的需要，更不能适应军事应急的要求。随着空间技术的发展，卫星遥感技术可以从宏观上帮助实现这一目的。地形、地貌、气温、湿度、降雨量、生物量、植被、河流、湖泊、大气环境及水土流失等许多自然和经济地理因素与流行病学、军队卫生、卫勤保障关系密切，实时、客观、动态地掌握这些因素的变化情况，对于制订军事医学卫生防疫保障方案具有极为重要的意义。对我国周边地区、重要战略目标地区、有争议的地区以及人员较难进入的岛礁、丛林、沼泽等进行自然地理调查，卫星遥感甚至可能是唯一可行的措施。卫星遥感作为一种应用空间技术的发展已趋于成熟，应用领域不断拓宽，分辨率不断提高，其快速、客观、实时、覆盖面广、信息量大、重复性好等优点，是其它技术无法比拟的，在预防医学中有着广阔的应用前景。6．3生物传感器将是化生战剂侦检的有效工具生物传感器近年来受到越来越多的重视，它是生物学的选择性和灵敏性与微电子技术相结合产物，如酶传感器、受体传感器和抗体传感器等。生物传感器可广泛用于传染病病原体检验、化学和生物战剂的侦检、军队食品卫生监测、野战临床分析、毒物药物研究、生物工程在线监控和战士体能训练等方面，是最具发展潜力的侦检器材，具有操作简便、选择性好、分析速度快、试样量小和可反复使用等优点。例如，在化学战条件下，利用受体传感器可与一类战剂发生反应的特点，先迅速检测出战荆的类别，指导人员及时采取防护措施，继而再用抗体传感粉进一步确定战剂的种类，采取更具针对性的防护。将生物传愚器与专家系统结合后，非专业人员也可使用，甚至可将小型生物传感器安装在士兵的军服内使用。80年代末出现的光纤生物传感器灵敏度更高、应用范围更广，在化学和生物战剂的联合侦检中已进入工程开发和试用阶段。6．4医学电子工程技术将提高战伤救治医学电子工程技术的应用将研制出简便可靠的伤员电子寻找器材。新型生物降解性骨修补材料可理想地修复骨缺损不需要作二次拆旅手术。膜材料技术和分子筛技术等新材料技术的发展，将使野战制液制氧的水平大大提高。记忆合金等热敏材料可广泛应用于各种部位战伤骨折的固定。新型创伤敷料将是以新型生物基质材料为